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關鍵詞：制造技術 生產模式 柔性 信息 對策
隨著科學技術的飛速發展和市場競爭日益激烈，越來越多的制造企業開始將大量的人力、財力和物力投入到先進的制造技術和先進的制造模式的研究和實施策略之中。改革開放以來，我國制造科學技術有日新月異的變化和發展，確立了社會主義市場經濟體制，但與先進的國家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰，必須認清制造技術的發展趨勢，縮短與先進國家的差距，使我國的產品上質量、上效率、上品種和上水平，以增強市場競爭力，因此，對制造技術及制造模式的研究和實施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務，以實現我國機械制造業跨入世界先進行列。
一、機械制造業的發展趨勢
先進的制造業是將物料、能源、設備、資金、技術、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術、先進的管理技術和先進的制造過程轉變成人類需求產品的行業。行業追求的目標是：高質量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規格全的產品，因此，21世紀的機械制造技術的發展趨勢體現在以下幾個方面：
（一）精密化
精密加工、特種加工、超精密加工技術、微型機械是現代化機械制造技術發展的方向之一。精密和超精密加工技術包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復合加工(如機械化學研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領域。超精密加工技術己向納米(lnm=10-3μm)技術發展。納米技術己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術得到了應用。因此，它促進了機械科學、光學科學、測量科學和電子科學的發展。
（二）自動化
自動化技術自20世紀初出現以后，經歷了由剛性自動化向柔性自動化的發展過程，自動化技術的成功應用，不但提高了效率，保證了產品質量，還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產自動化，可通過機床自動化改裝、應用自動機床、專用組合機床、自動生產線來完成。小批量生產自動化可通過NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來完成。在未來的自動化技術實施過程中，將更加重視人在自動化系統中的作用。
（三）信息化
信息、物質和能量是制造系統的三要素。產品制造過程中的信息投入，己成為決定產品成本的主要因素。制造過程的實質是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程，最終形成的產品可看作是信息的物質表現，因此可以把信息看作是一種產業，包括在制造之中。為此一些企業開始利用網絡技術、計算機聯網、信息高速公路、衛星傳遞數據等實現異地生產。使生產分散網絡化，以適應高柔性生產的需要。
（四）柔性化
隨著科學技術的飛速發展和人民生活水平不斷提高，促使產品更新換代的速度不斷加快，這就要求現代企業必須具備一定的生產柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性，是指一個制造系統適應各種生產條件變化的能力，它與系統方案、人員和設備有關。系統方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務，完成數量和時間要求的適應能力。設備柔性是指機床能在短期內適應新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。集成不是簡單的連接，是經過統一規劃設計，分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組而實現的。集成化的目的是實現制造企業的功能集成，系統運行的效果與企業經營思想、運行機制、管理模式都與人有關，因此在技術上集成的同時，還應強調管理與人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技術的發展趨勢之一。智能制造技術(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環節，在整個制造過程中貫徹智力活動，使系統柔性的方式集成起來，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統中的部分腦力勞動，在制造過程中系統能自動監測其運行狀態，在受到外界干擾或內部激勵能自動調整其參數，以達到最佳狀態和具備自組織能力。
二、先進的制造模式
機械制造業發展趨勢表明，只有采用先進的制造技術并能實施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢。制造模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態和運作模式。
（一）精良生產(LP)
20世紀90年代美國麻省理工學院(MIT)提出精良生產(LP)概念。它的特征是：（1）重視客戶需求，以最快的速度和適宜的價格提供質量優良的適銷新產品去占領市場，并向客戶提供優質服務。（2）重視人的作用，強調一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個工段有一定的獨立自，運行企業文化。（3）精簡一切生產中不創造價值的工作，減少管理層次，精簡組織結構，簡化產品開發過程和生產過程，減少非生產費用，強調一體化質量保證。（4）精益求精、持續不斷的改進生產、降低成本、零廢品、零庫存和產品品種多樣化。
（二）集成制造與智能制造
美國哈林頓博士在“計算機和集成制造”一書中提出計算機和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內容是：制造企業從市場預測、產品設計、加工制造、經營管理直至售后服務是一個不可分割的整體，需要統籌考慮。整個制造過程的實質是信息采集、傳遞和加工過程，最終生產的產品可看作是信息的物質表現。集成的目的在于制造企業組織結構和運行方式的合理化和最優化，以提高企業對市場變化的動態響應速度，并追求最高整體效益和長期效益。
智能制造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是：在制造工業的各個環節的高度柔性與高度集成的方式，通過計算機和模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，旨在取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發展。
三、存在差距和實施策略
改革開放以來，通過技術改造和引進國外先進制造技術，使我國的制造工業有了長足的進步，但和先進國家相比還存在很大差距，表現在：技改投入相對不足，原有技術基礎和研究開發能力薄弱，制造業產品落后，技術水平低，信息含量少，更新換代慢，以及市場營銷、經營管理、人才素質相對落后，缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢，發展先進制造技術、實施先進的制造模式已經到了刻不容緩的地步。為了使我國的制造業站在世界先進行列，必須采取相適應的措施和策略。
發展和推廣先進的制造技術、實施先進的制造模式人才是關鍵。我國是社會主義市場經濟體制，研究先進制造技術和先進的生產模式其根本目的是制造出有競爭力的產品去占領國內市場和國際市場，科技人員必須強化市場意識，因此人才的培養要注意市場導向。
加強政策與法規建設，建立強有力的宏觀調控機制。在市場經濟環境下，國家仍應制訂科學的制造產業規劃和制造技術進步的總體規劃，以及相應的法規政策。避免重復建設、重復生產和重復引進的事情發生，要盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。
參考文獻
【關鍵詞】制造技術；生產模式；柔性；信息；對策
隨著科學技術的飛速發展和市場競爭日益激烈，越來越多的制造企業開始將大量的人力、財力和物力投入到先進的制造技術和先進的制造模式的研究和實施策略之中。改革開放以來，我國制造科學技術有日新月異的變化和發展，確立了社會主義市場經濟體制，但與先進的國家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰，必須認清制造技術的發展趨勢，縮短與先進國家的差距，使我國的產品上質量、上效率、上品種和上水平，以增強市場競爭力，因此，對制造技術及制造模式的研究和實施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務，以實現我國機械制造業跨入世界先進行列。
一、機械制造業的發展趨勢
先進的制造業是將物料、能源、設備、資金、技術、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術、先進的管理技術和先進的制造過程轉變成人類需求產品的行業。行業追求的目標是：高質量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規格全的產品，因此， 21世紀的機械制造技術的發展趨勢體現在以下幾個方面：
（一）精密化
精密加工、特種加工、超精密加工技術、微型機械是現代化機械制造技術發展的方向之一。精密和超精密加工技術包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復合加工(如機械化學研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領域。超精密加工技術己向納米(l nm=10-3μm)技術發展。納米技術己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術得到了應用。因此，它促進了機械科學、光學科學、測量科學和電子科學的發展。
（二）自動化
自動化技術自20世紀初出現以后，經歷了由剛性自動化向柔性自動化的發展過程，自動化技術的成功應用，不但提高了效率，保證了產品質量，還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產自動化，可通過機床自動化改裝、應用自動機床、專用組合機床、自動生產線來完成。小批量生產自動化可通過NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來完成。在未來的自動化技術實施過程中，將更加重視人在自動化系統中的作用。
（三）信息化
信息、物質和能量是制造系統的三要素。產品制造過程中的信息投入，己成為決定產品成本的主要因素。制造過程的實質是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程，最終形成的產品可看作是信息的物質表現，因此可以把信息看作是一種產業，包括在制造之中。為此一些企業開始利用網絡技術、計算機聯網、信息高速公路、衛星傳遞數據等實現異地生產。使生產分散網絡化，以適應高柔性生產的需要。
（四）柔性化
隨著科學技術的飛速發展和人民生活水平不斷提高，促使產品更新換代的速度不斷加快，這就要求現代企業必須具備一定的生產柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性，是指一個制造系統適應各種生產條件變化的能力，它與系統方案、人員和設備有關。系統方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務，完成數量和時間要求的適應能力。設備柔性是指機床能在短期內適應新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。集成不是簡單的連接，是經過統一規劃設計，分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組而實現的。集成化的目的是實現制造企業的功能集成，功能集成要借助現代管理技術、計算機技術、自動化技術和信息技術實現技術集成，同時還要強調人的集成，由于系統中不可能沒有人，系統運行的效果與企業經營思想、運行機制、管理模式都與人有關，因此在技術上集成的同時，還應強調管理與人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技術的發展趨勢之一。智能制造技術(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環節，在整個制造過程中貫徹智力活動，使系統柔性的方式集成起來，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統中的部分腦力勞動，在制造過程中系統能自動監測其運行狀態，在受到外界干擾或內部激勵能自動調整其參數，以達到最佳狀態和具備自組織能力。
二、先進的制造模式
機械制造業發展趨勢表明，只有采用先進的制造技術并能實施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢。制造模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態和運作模式。
（一）精良生產(LP)與獨立制造島(AMI)
20世紀90年代美國麻省理工學院(MIT)提出精良生產(LP)概念。它的特征是：（1）重視客戶需求，以最快的速度和適宜的價格提供質量優良的適銷新產品去占領市場，并向客戶提供優質服務。（2）重視人的作用，強調一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個工段有一定的獨立自主權，運行企業文化。（3）精簡一切生產中不創造價值的工作，減少管理層次，精簡組織結構，簡化產品開發過程和生產過程，減少非生產費用，強調一體化質量保證。（4）精益求精、持續不斷的改進生產、降低成本、零廢品、零庫存和產品品種多樣化。
獨立制造島是教授根據在引進先進技術的同時，必須改革生產組織的角度提出新的生產模式。獨立制造島的技術構思是：以GT為基礎，以NC機床為核心，強調信息流的自動化和以人為中心的生產模式，它的特征是：組織、人員和技術三者的有機集成，面向車間、權力下放、綜合治理，并以獲取經濟效益為主要目標。AMI是發展中國家走向工廠自動化的重要途徑，它的推廣對中國機械制造業轉向市場機制，參與國際競爭意義重大。
（二）敏捷制造與虛擬制造
美國通用汽車公司與里海大學于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可預測的持續變化的競爭環境中取得繁榮成長，并具有能對客戶需求的產品和服務驅動市場做出迅速響應的生產模式。AM的特征是：（1）制造資源的集成性，企業間聯作集成。充分發揮各企業的長處，針對限定市場的目標要求共同合作完成任務。（2）具有需求響應的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業對市場要求迅速轉產和能實現產品多品種變批量的快速制造。（3）充分發揮人的作用，不斷提高企業職工素質和教育水平，優化人機功能分配。
虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM聯系密切。VM的特征是：當市場新的機遇出現時，組織幾個有關公司聯作，把不同的公司，不同地點的工廠或車間重新組織協調工作。在運行之前必須分析組合是否最優，能否協調運行，以及投產后的效益和風險進行評估，這種聯作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環境和條件下通過虛擬制造系統運行，包括物理基礎、法律保障、社會環境和信息技術。因此研究開發虛擬制造技術(VMT)和虛擬制造系統(VMS)意義重大，美國稱AM為21世紀制造業發展戰略。
（三）集成制造與智能制造
美國哈林頓博士在“計算機和集成制造”一書中提出計算機和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內容是：制造企業從市場預測、產品設計、加工制造、經營管理直至售后服務是一個不可分割的整體，需要統籌考慮。整個制造過程的實質是信息采集、傳遞和加工過程，最終生產的產品可看作是信息的物質表現。集成是CIM的核心，這種集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術集成和功能集成，計算機是集成的工具，計算機和輔助各單元技術是集成的基礎，信息交換是橋梁，信息共享是關鍵。集成的目的在于制造企業組織結構和運行方式的合理化和最優化，以提高企業對市場變化的動態響應速度，并追求最高整體效益和長期效益。
智能制造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是：在制造工業的各個環節的高度柔性與高度集成的方式，通過計算機和模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，旨在取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發展。
三、存在差距和實施策略
改革開放以來，通過技術改造和引進國外先進制造技術，使我國的制造工業有了長足的進步，但和先進國家相比還存在很大差距，表現在：技改投入相對不足，原有技術基礎和研究開發能力薄弱，制造業產品落后，技術水平低，信息含量少，更新換代慢，以及市場營銷、經營管理、人才素質相對落后，缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢，發展先進制造技術、實施先進的制造模式已經到了刻不容緩的地步。為了使我國的制造業站在世界先進行列，必須采取相適應的措施和策略。
（一）人才是關鍵。發展和推廣先進的制造技術、實施先進的制造模式人才是關鍵。我國是社會主義市場經濟體制，研究先進制造技術和先進的生產模式其根本目的是制造出有競爭力的產品去占領國內市場和國際市場，科技人員必須強化市場意識，因此人才的培養要注意市場導向。要有產業觀念、企業觀念、信息觀念、競爭觀念和效益觀念?？萍既藛T要懂得市場營銷、經營管理和經濟法。要拓寬學科領域，更新教育內容與方法，培養一支了解和掌握機械工程科學的前沿技術人才，加速先進制造技術的推廣和實施，為市場經濟服務。
（二）加強政策與法規建設， 建立強有力的宏觀調控機制。在市場經濟環境下，國家仍應制訂科學的制造產業規劃和制造技術進步的總體規劃，以及相應的法規政策。避免重復建設、重復生產和重復引進的事情發生，要盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。
（三）發展適應我國國情的生產模式。對于一些先進的制造技術和先進的制造模式，要根據我國現實存在的技術水平和能力向前發展，避免盲目的追求目前實施有一定困難的理想的先進科學制造技術。目前要積極發展適應我國國情的制造模式。
（四）建立與發展我國自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動化單元技術，結合實際情況實現與現有成熟技術的有效結合。同時要有組織有計劃的引進先進制造技術進行消化和吸收。對于引進的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(LP)、智能制造( IM)等先進制造模式要根據它們的技術構思和特征開發創新成適合我國國情的生產模式，(如獨立制造島)以使企業適應市場經濟的需要。
關鍵詞：先進制造;自動化技術;信息技術
先進制造技術是在傳統制造的基礎上不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，它不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學科，包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術，涉及到設計、工藝、加工自動化、管理及特種加工等多個領域，并逐步融合與集成。
一、先進制造技術產生背景
先進制造技術計劃是美國根據本國制造業面臨的挑戰和機遇，為增強制造業的競爭力和促進國家經濟增長，首先提出了先進制造技術的概念。此后，歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如韓國等也相繼作出響應。人們往往用AMT來概括由于微電子技術、自動化技術、信息技術等給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。
二、先進制造技術的關鍵技術
一是成組技術。在機械制造工程中，成組技術是計算機輔助制造的基礎，將成組哲理用于設計、制造和管理等整個生產系統，改變多品種小批量生產方式，獲得最大的經濟效益。
二是敏捷制造。敏捷制造是借助于計算機網絡和信息集成基礎結構，構造有多個企業參加的“VM”環境，以競爭合作的原則，在虛擬制造環境下動態選擇合作伙伴，組成面向任務的虛擬公司，進行快速和最佳生產。
三是并行工程。并行工程（CE）是對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化的工作模式。在傳統的串行開發過程中，設計中的問題或不足，要分別在加工、裝配或售后服務中才能被發現，然后再修改設計，改進加工、裝配或售后服務（包括維修服務）。而并行工程就是將設計、工藝和制造結合在一起，利用計算機互聯網并行作業，大大縮短生產周期。
四是快速成型技術?？焖俪尚图夹g是利用所要制造零件的三維CAD模型數據直接生成產品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產品原型。隨著計算機技術的決速發展和三維CAD軟件應用的不斷推廣，越來越多的產品基于三維CAD設計開發，使得快速成型技術的廣泛應用成為可能?？焖俪尚渭夹g已廣泛應用于宇航、航空、汽車、通訊、醫療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業造型（雕刻）、建筑模型、機械行業等領域。
五是虛擬制造技術。虛擬制造技術以計算機支持的建模、仿真技術為前提，對設計、加工制造、裝配等全過程進行統一建模，在產品設計階段，實時并行模擬出產品未來制造全過程及其對產品設計的影響，預測出產品的性能、產品的制造技術、產品的可制造性與可裝配性，從而更有效地、更經濟地靈活組織生產，使工廠和車間的設計布局更合理、有效，以達到產品開發周期和成本最小化、產品設計質量的最優化、生產效率的最高化。
六是智能制造。智能制造（IM）是制造技術、自動化技術、系統工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術。它強調通過“智能設備”和“自治控制”來構造新一代的智能制造系統模式。因此，智能制造技術的研究開發對于提高生產效率與產品品質、降低成本，提高制造業市場應變能力、國家經濟實力和國民生活水平，具有重要意義。
三、常見先進制造加工技術
一是精密、超精密加工技術。它是指對工件表面材料進行去除，使工件的尺寸、表面性能達到產品要求而采取的技術措施。當前，納米加工技術代表了制造技術的最高精度水平，超精密加工的材料已有金屬擴大到了非金屬領域。根據加工的尺寸精度和表面粗糙度，精度加工可大致分為精密加工、超精密加工和納米加工。
二是精密成型制造技術。它是指工件成型后只需少量加工或無須加工就可用做零件的成型技術。它是由多種高新技術與傳統的毛坯成型技術融合而成的綜合技術，正在從近凈成型工藝向凈成型工藝的方向發展。
三是特種加工技術。它是指利用電、磁、聲、光、化學等能量及其組合施加在工件的被加工部位上，從而達到材料去除、變形、改變性能等目的的非傳統加工技術。
四是表面工程技術。它是指采用物理、化學、金屬學、高分子化學、電學、光學和機械學等技術及其組合，提高產品表面耐磨、耐蝕、耐熱、耐輻射、抗疲勞等性能的各項技術。表面工程技術主要包括熱處理、表面改性、制模和涂層等技術。
我國制造科學技術有日新月異的變化和發展，為了迎接新的挑戰，必須認清制造技術的發展趨勢，縮短與先進國家的差距，使我國生產的產品無論是質量、效率，還是品種，都有較強的市場競爭力，因此，對先進制造技術研究和實施是刻不容緩的重要任務，以實現我國機械制造業跨入世界先進的行列。
參考文獻：
關鍵詞：先進制造技術 RPM技術 現代設計技術
中圖分類號：TU741 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0105-02
機械系統設計及制造技術是把機器看作具有特定功能的、相互間存在有機聯系的統一體。機械系統設計從系統的觀點來進行機器的設計，并從使用效果為終結點來制造，將會有利于機器設計及制造的創新性、多樣化和綜合最優化。
先進制造技術，簡稱AMT，即Advanced Manufacturing Technology，是美國于80年代提出。當時，各國制造業面臨復雜多變的外部環境，傳統的制造技術變得越來越不適應快速變化的環境，先進的制造技術，尤其是計算機技術和信息技術在制造業中廣泛應用，美國根據本國制造業的挑戰與機遇，為了加強其制造業的競爭能力和促進國民經濟增長提出先進制造技術這一專有名詞，一經提出，立即獲得歐洲各國、日本及亞洲新興工業化國家的響應。
先進制造技術是制造業不斷吸收機械、電子、信息（計算機與通信、控制理論、人工智能等）、能源及現代化系統管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。
對先進制造技術的研究可分為四大領域，分別是：現代設計技術，先進制造工藝，自動化技術，系統管理技術。
現代設計技術是根據產品功能要求和市場競爭（時間、質量、價格等）的需要，應用現代技術科學知識，經過設計人員創造性思維、規劃和決策，制定可以用于制造的方案，并使方案付諸實施的技術?，F代設計技術使產品設計建立在科學工作者的基礎上。隨著科學工作者技術落后的不斷發展，其設計范疇也不斷地擴大，從單純的產品設計擴展到全壽命周期設計，包括考慮環境因素的綠色設計；在設計的組織方式上，從傳統的順序設計方式過渡到并行設計方式；在設計手段上，從傳統的手工設計向現代化計算機輔助設計過渡。
先進制造工藝技術是先進制造技術的核心和基礎。它是機械制造工藝不斷變化和發展后所形成的制造工藝技術，包括了常規工藝經優化后的工藝，以及不斷出現和發展的新型加工方法。其主要技術體系由先進成形加工技術、表面工程技術等技術構成及先進制造加工技術。在此重點提一下快速原型制造技術?？焖僭?零件制造（Rapid Prototype/Part Manufacturing，簡稱RPM）技術是20世紀后期起源于美國，并很快發展起來的一種先進制造技術，RPM技術是近20年來制造技術領域的一次重大突破。RPM技術是綜合利用CAD技術、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術及激光技術的技術集成以實現從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統技術。RPM技術采用（軟件）離散/（材料）堆積的原理而制造零件通過離散獲得堆積的順序、路徑、限制和方式，通過堆積材料“疊加”起來形成三維實體。離散/堆積的工作過程由CAD模型開始，先將CAD模型離散化，沿某一方向（常取Z向）切成許多層面，即分層（屬信息處理過程），然后在分層信息控制下順序加工各片層并層層結合，堆積出三維零件，該零件作為CAD模型的物理體現與之對應，此為物理過程。RPM技術中，物理堆積過程具體是通過采用粘結、熔結、聚合作用或化學反應等手段，逐層可選擇地固化樹脂、切割薄片、燒結粉末、材料熔覆或材料噴灑等方式來實現的，從而快速堆積制作出所要求形狀的零件（或模型）。各種RPM技術的過程流都包括CAD模型建立、前處理（如生成STL文件格式，將模型分層切片）、快速原型過程（原型制作）和后處理（如去除支架、清理表面、固化處理）等四個步驟?？焖俪尚卧砣纾▓D1）示所示。
RPM技術的內涵即其成形機理和工藝控制與傳統成形方式有很大差別，主要表現在：RPM不是使用一般意義上的模具或刀具，而是利用光、熱、電等物理手段（其中激光是經常應用的）實現材料的轉移與堆積；原型是通過堆積不斷增大，其力學性能不但取決于成形材料本身，而且與成形中所施加的能量大小及施加方式有密切關系；在成形工藝控制方面，需要對多個坐標進行精確的動態控制。能量在成形物理過程中是一個極為關鍵因素，在以往的去除成形（切削磨削加工）和受迫成形（鑄造鍛壓）中，能量是被動地供給的，一般無須對加工能量進行精確的預測與控制，而在離散/堆積類型的RPM中，單元體（分層體）制造中能量是主動地供給的，需要準確地預測與控制，對成形中的能量形式、強度、分布、供給方式以及變化等進行有效的控制，從而經由單元體的制造而完成成形。
目前，國外有幾種典型和較成熟的商品化RPM技術，如光固化立體成形，疊層實體制造，選擇性激光燒結，熔融沉積成形，三維印刷工藝等。
快速成型技術即可用于產品的概念設計、功能測試等方面，又可直接用于工件設計、模具設計和制造等領域，RPM技術在汽車、電子、家電、醫療、航空航天、工藝品制作以及玩具等行業有著廣泛的應用。快速成型技術應用于產品加工時不用刀具，不需要前期投入專門安裝，在逆向工程（Reverse Engineering）中有著廣泛的應用。快速成型制造技術可實現低成本、高生產率和短周期的生產特點。從設計和工藝的角度出發可以設計形狀復雜的零件，無需受時間、成本、可制造性方面的限制。
RPM技術系統的設計過程是一個創造性過程，同時也是一個不斷完善的反復過程。進行系統設計時必須遵循兩個基本原則。
（1）目標集中原則：在一個時間階段內思考和解決的問題不能太多，否則會干擾主要問題的解決。
（2）滿足目標原則：要求所設計出的新系統能滿足系統的目標要求，使所設計的系統達到預期的目的。
（圖2）為系統設計步驟的框圖，表示了系統設計的概要內容。
在系統設計完成之后，對于結構和內容比較復雜的系統，為了進一步確定它的可信程度，往往采用系統仿真技術，對系統的各組成結構的性質及其相互關系建立具有一定邏輯關系和數學性質的仿真模型，根據仿真模型對系統進行定量分析，以獲得鑒定所需的信息。
制造自動化技術是先進制造技術的重要組成部分，主要是指制造系統開放式智能體系結構優化與調度理論、生產過程和設備自動化技術以及產品研究與開發過程自動化技術等。它包括數控技術、工業機器人、柔性制造系統、計算機集成制造系統、傳感技術、自動檢測及信號識別技術、過程設備工況監測與控制等。系統管理技術包括先進制造生產模式、集成管理技術、生產組織方法等。
隨著機械制造技術的不斷深入發展，將會越來越多的融入更高的人工智能技術，這需要我們機械制造從業者和研究者投入更多的心血和精力。
結語
先進制造技術對于機械制造來說是一種革命，這種變革所帶來的效果是非常巨大的，比如，應用了先進制造技術可以使普通機床成為數控機床乃至加工中心；但先進制造技術還需充分利用計算機技術、傳感技術和可控驅動元件特性，以實現機械系統的現代化、智能化和自動化。
參考文獻
[1] 翁世修，吳振華.機械制造技術基礎[M].上海：上海交通大學出版社，2012.
[2] 王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2011.
關鍵詞 先進制造技術 模式 生產
中圖分類號：F273.1 文獻標識碼：A
1先進制造技術概述
先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology，簡稱AMT）是指在制造過程和制造系統中融合電子、信息、材料、能源等現代科學技術，使材料轉換為產品的過程更為優質、高效、低耗、清潔、精益、敏捷、靈活，取得理想的技術經濟和社會效益的制造技術的總稱。
先進制造技術是一個多學科體系，包容了從市場需求、創新設計、工藝設計到生產過程組織與市場信息反饋在內的工程系統，主要以先進制造工藝、計算機應用技術為核心，輔以支撐技術和制造技術基礎設施（管理技術）。如支撐技術包含有信息技術、傳感器和控制技術等，管理技術著重在產品品質管理及人員組織培訓等。因此，先進制造技術就是人、技術、組織三者的協調融合統一。
2先進制造技術的發展模式
先進制造生產模式是從傳統的制造生產模式中發展、深化和逐步創新的過程而來。工業化時代的福特大批量生產模式是以提供廉價的產品為主要目的；信息化時代的柔性生產模式、精益生產模式、敏捷制造模式等是以快速滿足顧客的多樣化需求為主要目的；未來發展趨勢是知識化時代的綠色制造生產模式，它是以產品的整個生命周期中有利于環境保護減少能源消耗為主要目的。
2.1柔性生產
柔性生產模式由英國莫林斯公司首次提出的，在20世紀70年代末得到推廣應用。該模式主要依靠有高度柔性的以計算機數控機床為主的制造設備來實現多品種小批量的生產，以增強制造業的靈活性和應變能力，可縮短產品生產周期，提高設備使用效率和員工勞動生產率且改進產品質量。
2.2精益生產
精益生產模式是由1990年美國麻省理工學院在總結第二次世界大戰后以豐田汽車為代表的日本制造工業的經驗時提出的。這種模式以改革企業生產管理為特點，其基本要求是企業在生產過程中要同時獲得極高的生產率、最好的產品質量和極大的生產柔性，使所生產出的產品具有精益特點。
精益生產就是及時制造，消滅故障，消除一切浪費，向零缺陷、零庫存進軍。因此有些管理專家也稱精益生產方式為JIT生產方式、準時制生產方式、適時生產方式或看板生產方式。其核心思想包括：
（1）追求零庫存。精益生產是一種追求無庫存生產，或使庫存達到極小的生產系統，為此而開發了包括“看板”在內的一系列具體方式，并逐漸形成了一套獨具特色的生產經營體系。
（2）追求快速反應，即快速應對市場的變化。為了快速應對市場的變化，精益生產者開發出了細胞生產、固定變動生產等布局及生產編程方法。
（3）企業內外環境的和諧統一。精益生產方式成功的關鍵是把企業的內部活動和外部的市場（顧客）需求和諧地統一于企業的發展目標。
（4）人本位主義。精益生產強調人力資源的重要性，把員工的智慧和創造力視為企業的寶貴財富和未來發展的原動力，包含了充分尊重員工；重視培訓；共同協作等。
（5）庫存是“禍害”。高庫存是大量生產方式的特征之一。由于設備運行的不穩定、工序安排的不合理、較高的廢品率和生產的不均衡等原因，常常出現供貨不及時的現象，庫存被看作是必不可少的“緩沖劑”。但精益生產則認為庫存是企業的“禍害”，其主要理由是庫存提高了經營的成本以及庫存掩蓋了企業的問題這兩個方面。
2.3敏捷制造
敏捷制造模式產生于20世紀80年代后期，該模式是將柔性制造的先進技術、熟練掌握的生產技能、有素質的勞動力，以及促進企業內部和企業之間的靈活管理三者集成在一起，利用信息技術對千變萬化的市場機遇做出快速響應，最大限度地滿足顧客的要求。
2.4虛擬制造
虛擬制造生產模式是利用制造過程計算機模擬和仿真來實現產品的設計和研制的模式，即在計算機中實現的制造技術。在產品真正制造出來之前，首先在虛擬制造環境中完成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能進行了預測和評估，從而大大縮短產品設計與制造周期、降低產品開發成本，提高其快速響應市場變化的能力，以便更可靠地決策產品研制，更經濟地投入、更有效地組織生產，從而實現制造系統全面最優的制造生產模式。
2.5綠色制造
綠色制造模式是綜合運用生物技術、“綠色化學”、信息技術和環境科學等方面的成果，使制造過程中沒有或極少產生廢料和污染物的工藝或制造系統的綜合集成生態型制造技術。綠色制造模式是實現制造業可持續長遠發展的制造模式。
3結語
制造業是國家經濟和綜合國力的基礎，被稱為“立國之本”。先進制造技術是現代制造業的關鍵技術，已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志，為提高一個國家的國際地位起著舉足輕重的作用。未來的發展趨勢使制造技術成為一個以市場為導向，數據化控制和研發為依托，綠色技術為制造主體，系統化管理為輔助系統的更加靈活而高效的低污染技術模式，同時也直接帶動了國際間的信息交流和技術互動。
參考文獻
[1] 馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程，2002（3）.
關鍵詞：先進制造技術；先進制造模式；制造業
1 先進制造技術概述
制造業是工業的主體，是生產工具、生活資料、科技手段、現代裝備及其技術進步的依托，既占有基礎地位又處于發展核心，而制造技術則是發展制造業并提高其產品競爭力的關鍵因素[1]。
隨著制造業競爭日益激烈的形勢，美國、日本、西歐、新加坡等發達國家和地區以及部分新興工業國，都投入大量資金用于進行先進制造技術及其系統的研究開發，并將其列為國家的重點發展領域。
1994年，美國投入14億美元研發經費將先進制造技術作為重點扶持的科技領域，1996年，更是投入高達3420億美元的資金用于制造業的生產技術設備更新投資；1986～1993年，日本投入3萬億美元進行制造業的技術設備更新和工藝改造； 1991～1994年，歐共體投入74億美元進行先進制造技術探索與開發[2]。
2 先進制造技術的內涵及特點
先進制造技術，是指制造業不斷吸收現代信息技術及管理技術的成果，先進制造技術綜合應用于產品制造全過程，包括設計，加工，檢測，管理，銷售，使用，服務以及回收。目的是實現高效率，低耗能、更清潔、更敏捷的產品生產，提高在市場動態多變的現實中的適應能力和競爭能力。
現代裝備制造業的先進制造技術，是現代科學技術和市場經濟發展的產物，具有“數、精、極、自、集、網、智、綠、信”等特點及發展趨勢，相互滲透，相互依賴，相互促進。
其中，“數”是發展的核心，數字化制造是制造技術，計算機技術，網絡技術和管理科學相互融合的結果； “精”是發展的關鍵，精密化是指對產品，零件的精度要求以及產品零件的加工精度要求越來越高； “極”是發展的焦點，極端化是指需要在極端條件下工作，或者產品的要求比較極端；“自”是條件，自動化是指從自動控制、自動調節、自動補償、自動辨認等，發展到自學習、自組織、自維護、自修復等；“集”是發展的方法，集成化是指技術的集成、管理的集成、技術與管理的集成，其實質是知識表現形式的集成，集成化主要指的是現代技術的集成，加工技術的集成，企業內部與外部的集成、生物技術與制造技術的集成等；“網”是發展的道路，網絡化是先進制造技術發展的必由之路，它由生產組織變革的需要，以及生產技術發展的可能這兩者共同決定；“智”是發展的前景，智能化是指系統具有人機一體化、自組織與超柔性、自我學習與維護及自律的特點、未來還需具有更高級類人思維能力；“綠”是發展的必然，綠色化目標是使產品在整個周期中，包括設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理，對環境的負面影響極小，資源利用率極高，從而使得企業經濟效益和社會效益協調優化；“信”是發展的方向，信息化具有高科技，好效益，低消耗，優資源的特點[3]。
3 先進制造模式的研究
目前，世界上各發達國家正在進行現代先進制造技術的探索與研究，同時也取得了很多成果，特別是在管理體制，經營理念，方案評價，方法建立，制造技術等方面探索研究后，提出了各種先進制造的模式，主要有以下幾種：
（1）精益生產（LP）
精益生產不但是一種生產方式，更是一種運用于現代制造業的組織管理方法。精益生產是通過系統結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革，使生產系統能很快適應用戶需求不斷變化，并能使生產過程中一切無用、多余的東西被精簡，最終達到包括市場供銷在內的生產的各方面最好結果的一種生產管理方式。與傳統的大生產方式不同，其特色是“多品種”，“小批量”。
（2）柔性制造（FM）
柔性制造適用于多品種、中小批量生產加工，是一種具有高柔性同時也是高自動化的制造模式。柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。
（3）計算機集成制造（CIM）
計算機集成制造是指以計算機為核心，將各種與制造相關的技術系統，集成在一起的信息技術，目的是使企業實現整體優化，其市場競爭力得以提高。
（4）智能制造（IM）
智能制造是指計算機模擬人類進行分析，判斷，推理，構思及其決策等智能活動，并且把智能機器和這些活動進行有機融合，應用于企業制造中的各子系統，實現整個企業經營運作的高柔性化和高集成化。
智能制造代替人類咋在制造過程中的部分腦力勞動，并對這些智能信息進行搜集，存儲，完善，共享，繼承與發展。
（5）敏捷制造（AM）
敏捷制造是指制造企業運用通信手段，采用快速配置各種資源，包括技術、管理和人，以有效和協調的方式來響應用戶需求，實現制造快速靈敏的一種制造模式。
敏捷制造的目的是使制造企業能夠快速靈敏地響應市場的動態多變，滿足市場的多樣化需求，獲取長期的經濟效益。
（6）綠色制造（GM）
綠色制造是指將環境影響和資源消耗因素綜合考慮的一種制造模式，其目標是使產品在整個周期中，包括設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理，對環境的負面影響極小，資源利用率極高，從而使得企業經濟效益和社會效益協調優化。
綠色制造是人類社會可持續發展戰略在現代制造業中的體現。
（7）虛擬制造（VM）
虛擬制造是指利用計算機仿真和建模，建立虛擬產品模型，在產品進行實際加工之前，對產品的性能，可制造性進行評價，也對產品的整個加工過程進行仿真，以達到產品生產最優的一種制造模式。
3 先進制造技術的發展展望
先進制造技術其實就是信息技術，管理科學和相關的科學技術相融而成的制造技術。
21世紀制造業高速發展的同時，先進制造技術得以飛速發展，根據現代制造科學與技術的發展趨勢分析，先進制造技術在未來發展的方向表現在以下幾個方面：
（1）產品的創新設計和優化設計。產品的數字化建模，仿真分析，評價及設計規范；產品的創新開發設計，優化，管理，維護技術；系統整體化設計的理論，技術和方法。
（2）網絡化制造理論及關鍵技術。網絡環境下的系統與裝備的協同優化；制造系統的信息模型，約束條件，運行理論及控制手段。
（3）新型成形制造原理和技術。新型材料及工藝的成形原理及技術；快速成形制造原理及技術；高能束精密成形制造原理及技術。
（4）高速高效數字制造理論和技術，新材料，新原理，新工藝的數字制造裝備技術。
（5）制造中，精密，超精密測量，量值溯源原理和新傳感器技術；多尺度空間精度測量技術；表面微觀計量理論及技術。
（6）納米技術。納米材料及其性能測量；納米尺度加工、制造、測量和裝配技術；
納電子與分子原子制造的原理及技術。
（7）仿生技術。仿生機械制造技術，結構，功能，能源與運動機械仿生技術；機械超前反饋仿生與制造的科學和技術； 生物工程技術；新一代生物芯片制造技術。
（8）微電子制造科學和關鍵技術。微機械、微傳感、微光器件制造技術；納米級光學光刻、非光學光刻、淺溝槽刻蝕、銅互連等機理和技術；集成電路新型封裝工藝原理和技術。
（9）綠色制造技術。產品與人類和自然的協調理論；產品綠色制造工藝技術；產品的再制造和維修科學和技術；產品綠色使用理論和方法；廢舊產品資源回收再利用技術。
（10）面向航空、航天、海洋、能源、交通和國防裝備等重大工程制造的科學和技術。
參考文獻（References）
[1] Hunt D V. Adanced Manufacturing Technology [M]. Britain：Elsevier Science Publishing Co.Inc，1987.
[2] 蔡建國，吳祖育.現代制造技術導論[M].上海：上海交通大學出版社，2000：1～14.
[3] 劉文劍.計算機集成系統導論[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1994.
機械制造業是衡量一個國家工業實力的重要標志，是國民經濟的基礎。它既處于生產基礎地位，又處于科技的前言，它依靠與生產資料、生產工具、科技手段，是現代化的動力源。隨著科技的不斷進步，制造業正逐漸與計算機技術、電子信息技術、自動化技術融合，減少人的勞動力，提高生產效率。據不完全統計，近十年里，美國工人數量將減少到勞動力的10%，減少的勞動力正向高尖端人才轉化。在經濟全球化發展的背景下，只有大力發展先進制造技術，提高生產效率，才能在全球經濟競爭中處于不敗之地。
先進制造技術將設計、加工、生產、制造、銷售、售后于一體的工程學科，是當今社會提高生產效率，降低成本，低碳環保，確保生產質量的核心技術。企業要提高市場競爭力，先進制造技術、經濟實力和高素質人才是密不可分的。自改革開放以來，我國先進制造技術發展迅速，但與西方發達國家還是有一定差距，為縮小與發達國家的差距，提高國家工業實力，是我們的首要任務。
1.先進制造技術國內外發展現狀
1.1國外先進制造技術的現狀
在生產設計中，采用CAD設計、CAM分析和一些計算機仿真分析，使產品在加工前，符合理論設計要求；在制造加工中，實現車間加工的自動化，即采用數控機床加工中心，立體化自動倉庫等。近些年來，西方發達國家將研究方向主要放在制造系統自動化上，提出并設計出很多自動化制造系統，如計算機制造系統、集成制造系統等。下面對這兩種種系統進行簡要分析：
計算機制造系統是將模糊控制、神經網絡、PID、專家系統的人工智能控制理論應用到先進制造技術中，應對在設計加工中遇到的問題，提高系統的加工精度。計算機制造系統是將實際生產中積累的經驗進行保存并處理，應用到實際生產中，進而取代人力勞動。
集成制造系統是用計算機軟件將制造技術、自動化技術、信息技術集成到一起，其優點是試用與批量生產、效率高，含蓋生產中的全部過程。因此系統相對復雜，是工業自動化發展的方向。CAD/CAM技術是集成制造系統的核心技術。
1.2我國先進制造技術的現狀
近些年來，我國多次對先進制造技術進行研究與規劃，探討先進制造技術的發展方向。國家863計劃中涉及的計算機現代集成制造技術的研究，以掌握相關技術，建立制造技術中心，形成先進制造技術產業鏈，生產的產品質量大幅提高。
但目前我國生產還應用落后的生產設備，加工精度較低、能耗高等問題依然存在，高精密數控機床主要來自進口，國內生產產品占市場份額不足50%。
在企業管理方面，屬于粗放式管理，專業化管理低，人才利用率低。在高尖端技術的應用中還相對落后，如微機電系統、數字集成系統的核心技術只能引進國外設備，國內只能生產和應用一般技術。
2.我國先進制造技術目前存在的問題
近些年來，我國在機械制造領域經歷了從無到有，并且逐步發展進步的階段。與過去相比，我國在先進制造技術方面已經有了很大的提升，但是同很多工業比較發達的國家相比，還存在著很多問題，主要有以下幾點：一是我國生產的產品檔次比較低，高水平產品的市場占有率極低；二是我國在產品的開發以及創新上能力還比較缺乏；三是我國在產品生產的專業化方面水平不高四是我國企業的生產管理技術比較落后。
3.先進制造技術的發展策略
3.1現代制造業信息化
隨著科學技術的發展，尤其是網絡的發展，產品信息化已經成為了制造業的必然發展趨勢。信息化使得先進制造技術能夠充分利用網絡的便利來加快其發展，從而提高制造業的水平。具體的做法就是利用網絡來提高企業的管理水平，對我國企業現有的產業結構進行改革，提高資源的利用率，優化企業運行模式，從而使得企業的生產制造能力得到整體的提高。
3.2倡導科技創新，帶動先進制造技術發展
不管是國家還是企業，創新都是推動其發展的不竭動力。唯有不斷創新，才能促使企業不斷向前發展，才能保證先進制造技術水平的不斷提高。很多西方發達國家掌握著產品制造的核心技術，卻把創造利潤較少而對資源環境等影響較大的零部件制造業轉移動別的國家。只有不斷進行科技創新，才能夠提高資源利用率并降低生產成本，使得利潤最大化并能夠提高先進制造技術水平。值得一提的是，要想創新，就要注重人才的培養。
3.3大力支持綠色制造技術
綠色制造技術作為一種新興的科學技術，受到了特別是一些發達國家在內的很多國家的重視。隨著各國對于環境保護的重視，綠色制造將逐漸成為制造業的發展趨勢。對于綠色制造技術、節能技術已經不可再生資源的替代技術加以研究，有利于我國的可持續發展。
4.先進制造技術的展望與預測
我國先進制造技術的研究主要集中在各大高校和研究所，但只停留在理論研究階段，不能很好的與實踐相結合。要想加速發展先進制造技術，應由企業根據具體生產項目，由高校相互參與，發揮各自長處。
目前，先進制造技術主要應用在航空航天、交通汽車、機床制造、能源開采等支柱產業。先進制造技術研究應全方面、多方位，不同規模企業應按各自規模進行研究，以提高我國裝備制造業的競爭力，發揮國家支柱產業的重要作用。
目前先進制造技術的發展方向應面向大型加工中心、數控機床的應用，大力推廣計算機輔助技術，改進加工工藝，建立完善的數據庫，培養年輕人才，提高技術水平，采用領先的管理方案。同時，必須學習國外先進技術，把握機遇，使我國先進制造技術早日與世界接軌。
5.結束語
先進制造技術作為國家制造業水平的重要指標，對國家工業的發展起著至關重要的作用。隨著社會的不斷發展進步，人們對于產品的要求也越來越高，提高先進制造技術水平勢在必行。我們應對先進制造技術的國內外現狀有一個全面的了解，把握其發展趨勢，努力提高我國的先進制造技術水平。
參考文獻
[1]吳良芹.先進制造技術及其發展[J].機械制造自動化，2009，37（1）.
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