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正確理解先進制造技術(shù)
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| 發(fā)布時間：
2022/10/28 |
先進制造技術(shù)的涵義
先進制造技術(shù)的概念是在20世紀80年代被提出來的。它是一個相對的、動態(tài)的概念。先進制造技術(shù)作為一個專有名詞提出后，至今沒有一個明確的、一致公認的定義，經(jīng)過近來對發(fā)展先進制造技術(shù)方面開展的工作，通過對其內(nèi)涵、特征的分析研究，可以定義為：“先進制造技術(shù)是以人為主體，以計算機為重要工具，不斷吸收機械、光學(xué)、電子、信息(計算機和通信、控制理論、人工智能等)、材料、環(huán)保、生物以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等最新科技成果，涵蓋產(chǎn)品生產(chǎn)的整個生命周期的各個環(huán)節(jié)的先進工程技術(shù)的總稱’’，它面向包括機械制造、電子產(chǎn)品制造、材料制造、石油、化工、冶金以及民用消費品制造等在內(nèi)的“大制造業(yè)”。先進制造技術(shù)是以提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)競爭能力為中心，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、靈活、高效、清潔生產(chǎn)和提供優(yōu)質(zhì)、快捷服務(wù)，取得理想經(jīng)濟效益為目標。
先進制造技術(shù)涵蓋產(chǎn)品生產(chǎn)的整個生命周期的各個環(huán)節(jié)，包含生產(chǎn)體系和經(jīng)營策略，是一門動態(tài)發(fā)展、不斷更新的技術(shù)，在不同發(fā)展水平的國家和同一國家的不同發(fā)展階段，有不同的技術(shù)內(nèi)涵和構(gòu)成。
先進制造技術(shù)的特點
先進制造技術(shù)作為未來制造業(yè)的主導(dǎo)，主要具有以下特點：(1)動態(tài)性：先進制造技術(shù)不是一成不變的，而是一門動態(tài)技術(shù)。它要不斷地吸收各種高新技術(shù)，將其滲透到活性炭纖維企業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域和產(chǎn)品壽命循環(huán)的全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。同時反映在不同時期和不同的國家地區(qū)，先進制造技術(shù)就有其自身不同的特點、目標和內(nèi)容等。
(2)廣泛性：先進制造技術(shù)與各學(xué)科不斷滲透、交叉、融合，已發(fā)展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科，因此有人稱其為“制造工程”。先進制造技術(shù)不是單獨分割在制造過程的某一環(huán)節(jié)，而是將其綜合運用于制造的全過程，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收再生的整個過程。
(3)實用性：先進制造技術(shù)的發(fā)展針對某一具體的制造目標(如汽車制造、電子工業(yè)等)，有明確的需求導(dǎo)向，從而能夠?qū)κ袌鲎兓鞒龈艚莸姆磻?yīng)，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟效益；它不是以追求技術(shù)的高新度為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實踐效果，以提高活性炭纖維企業(yè)競爭力和促進國家經(jīng)濟增長和綜合實力為目標。
(4)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)：先進制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、少無污染工藝，它是從傳統(tǒng)的制造工藝發(fā)展起來的，并與新技術(shù)實現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成，其重要的特征是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗外，還要針對21世紀人類面臨的有限資源與日益增長的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，要求實現(xiàn)低耗、清潔。此外，先進制造技術(shù)也必須面臨人類在21世紀消費觀念變革的挑戰(zhàn)，滿足日益“挑剔”的市場的需求，實現(xiàn)靈活生產(chǎn)。
先進制造技術(shù)的分類
先進制造技術(shù)橫跨多個學(xué)科，主要可以概括為以下幾個方面：現(xiàn)代設(shè)計理論和方法；先進制造工藝；制造自動化技術(shù)；先進制造生產(chǎn)模式和管理。
(1)現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)理論和方法：現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是在傳統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來的，它是一門多專業(yè)、多學(xué)科而相互交叉的綜合性很強的基礎(chǔ)技術(shù)科學(xué)。定義如下：現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是根據(jù)產(chǎn)品功能要求和市場競爭(時間、質(zhì)量、價格等)的需要，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)知識，經(jīng)過設(shè)計人員創(chuàng)造性思維、規(guī)劃和決策，制定可以用于制造的方案，并使方案付諸實施的技術(shù)。
隨著教科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其設(shè)計范疇不斷擴大，設(shè)計手段不斷現(xiàn)代化，已發(fā)展到應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)異地設(shè)計、虛擬設(shè)計與制造等?，F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)涉及的學(xué)科領(lǐng)域很多，主要包括：優(yōu)良性能設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)；競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)；全壽命周期設(shè)計技術(shù)；綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)四大部分。
(2)先進制造工藝：隨著機械工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，機械制造工藝的內(nèi)涵和面貌不斷發(fā)生變化，而且變化和發(fā)展速度越來越快：常規(guī)工藝不斷優(yōu)化并得到普及；原來十分嚴格的工藝界限和分工，諸如下料和加工、毛坯制造和零件加工、粗加工和精加工、冷加工和熱加工等在界限上趨子淡化，在功能上趨于交叉；新型加工方法不斷出現(xiàn)和發(fā)展，主要的新型加工方法類型有：精密加工和超精密加工、超高速加工、微細加工、特種加工及高密度能源加工、快速原型制造技術(shù)、新型材料加工、大件及超大件加工及復(fù)合加工等加工方法。
先進制造工藝技術(shù)就是機械制造工藝不斷變化和發(fā)展后所形成的制造工藝技術(shù)，包括了常規(guī)工藝經(jīng)優(yōu)化后的工藝，以及不斷出現(xiàn)和發(fā)展的新型加工方法。其主要技術(shù)體系由先進成形加工技術(shù)、現(xiàn)代表面工程技術(shù)及先進制造加工技術(shù)等技術(shù)構(gòu)成。
(3)制造自動化技術(shù)：制造自動化是在廣義的制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術(shù)，實現(xiàn)制造全過程的自動化。制造自動化技術(shù)就是研究對制造過程的規(guī)劃、運作、管理、組織、控制與協(xié)調(diào)優(yōu)化等的自動化的技術(shù)，以使產(chǎn)品制造過程實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時和潔凈的目標。
制造自動化代表著先進制造技術(shù)的水平，推動制造業(yè)由勞動密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型乃至知識密集型產(chǎn)業(yè)，是制造業(yè)發(fā)展的尺度。主要包括數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機器人、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)和傳感技術(shù)等。
制造自動化技術(shù)也是我國必須大力發(fā)展的重要先進制造技術(shù)。然而，盡管自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，給我們的生產(chǎn)和生活帶來了很大方便，但是我們不應(yīng)強調(diào)全盤自動化。事實上，人的智能和技術(shù)能力是無法被全部替代的。
(4)先進制造生產(chǎn)模式和管理：先進制造生產(chǎn)模式是應(yīng)用與推廣先進制造的組織方式，它以獲取生產(chǎn)有效性和適應(yīng)環(huán)境變化對質(zhì)量、成本、服務(wù)及速度的新要求為首要目標。在制造資源迅速有效集成的基礎(chǔ)原則下獲取最高生產(chǎn)效率，其工作重點在于組織的創(chuàng)新和人的因素的發(fā)揮。它主要包括以下幾個方面：
①先進制造生產(chǎn)模式：包括精益生產(chǎn)，CIMS，敏捷制造系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)。
?、诩晒芾砑夹g(shù)：包括并行工程，ERP與JIT的集成——生產(chǎn)組織方法，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)，生產(chǎn)率工程，制造資源的快速有效集成等。
?、凵a(chǎn)組織方法：包括虛擬公司理論與組織，活性炭纖維企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變革，以人為本的團隊建設(shè)，活性炭纖維企業(yè)重組工程。
先進制造技術(shù)的技術(shù)前沿
制造業(yè)要取得更大的發(fā)展，以下幾個制約關(guān)鍵技術(shù)必須首先解決
(1)可重組制造系統(tǒng)：開發(fā)能夠滿足用戶對產(chǎn)品質(zhì)量、性能及服務(wù)等廣泛需求的集成工藝及裝備系統(tǒng)，包括硬件、軟件、子工藝、子系統(tǒng)等。該系統(tǒng)適應(yīng)性強，易重組。能以易編程的方式與跨越產(chǎn)品整個壽命周期的高層工藝和系統(tǒng)相結(jié)合。
(2)無浪費工藝：使生產(chǎn)浪費最小、能量消耗最低的制造工藝是未來的一項關(guān)鍵技術(shù)。通過不產(chǎn)生廢棄物的工藝(如用自由成形制造來代替切削加工)、產(chǎn)生的廢棄物可在后續(xù)的制造中作為原料加以重新利用的工藝、能使能耗最低的工藝(如在空溫下粘接代替高溫固化的工藝)，保護資源、降低成本，而且能降低能量生產(chǎn)中間接產(chǎn)生的環(huán)境影響。為此，必須減少廢棄物的產(chǎn)生，對廢棄物進行合理利用；在進行產(chǎn)品設(shè)計和分析時，在整個生命周期內(nèi)，進行可持續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)。
(3)新的材料工藝：新材料和零件的工藝創(chuàng)新目標是開發(fā)出具有超常物理性能的新材料(如具有高強度、高耐磨性、良好電磁性能等)。隨著活性炭纖維濾芯產(chǎn)品向微型化發(fā)展，對于亞微米級的微型化產(chǎn)品而言，需要具有能夠?qū)ζ湓诜肿蛹壣线M行控制其性能的材料。因此，必須開發(fā)新的制造工藝。
(4)活性炭纖維企業(yè)建模和仿真：對制造業(yè)的所有活動進行建模和仿真，模擬活性炭纖維企業(yè)的活動，使活性炭纖維企業(yè)能根據(jù)多變的環(huán)境作出決策。描述整個產(chǎn)品生命周期的詳細模型，可以用于制造業(yè)各層次的實時控制(各層次是指從制造單元和工廠現(xiàn)場到整個全球分布的活性炭纖維企業(yè))。模型和仿真應(yīng)包括各種各樣的人與人之間、人與機器之間的相互作用的描述。
(5)信息技術(shù)：將信息轉(zhuǎn)化為知識以便作出有效決策的技術(shù)是一項優(yōu)先發(fā)展技術(shù)。集成信息技術(shù)將鑒別進行專門決策所需的信息，從分散的資源中將信息合成，過濾多余的信息以及提供有用信息，以使能方便而迅速地應(yīng)用。信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含用于傳送、過濾和融人數(shù)據(jù)和信息的協(xié)議、算法等，以便于人們在決策時利用。
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