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關鍵詞：機械制造；智能化技術；發展趨勢；機械產業；機械化 文獻標識碼：A
中圖分類號：TH16 文章編號：1009-2374（2016）31-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.030
20世紀50年代，我國在機械化產業方面開始了發展，隨著時代的進步，機械制造產業愈來愈重要，對我國的整體經濟水平的發展有著帶動作用。在機械制造技術的應用過程中，就能促進整體的機械產業發展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技術的應用下，從機械制造的效率以及時間和質量等諸多方面都有著進步。通過從理論層面對機械制造技術發展和智能化技術發展趨勢進行探究，對實際應用起到積極促進作用。
1 我國機械制造智能技術的特征體現和發展現狀分析
1.1 我國的機械制造智能技術的特征體現分析
我國的機械制造產業的發展比較迅速，在機械制造智能化的系統發展逐步完善。從這一智能系統的特征來看，有著其虛擬性，在制造的設備方面對不同來源的企業和車間等，其在物理位置上是能夠分步的。從邏輯層面來說，能組成共同邏輯制造單元。另外，在機械制造智能系統的自治性特征上比較突出，這一特征的體現主要在生產管理層面表現得比較突出，這一系統的自比較強，能夠使突發事件在處理能力上得到有效加強，從而實現自動調整等。還有是在動態性的特征上表現得也比較突出，能結合不同物理資源和外部環境進行邏輯制造單元的科學化配置。
機械制造智能技術是不斷發展和完善的系統。在智能化系統的發展中，是從傳統制造技術上進行逐漸發展的，也是機械制造技術的最新發展階段，對傳統機械制造產業以及新技術的成果等都有著吸收和應用，能結合自身的發展加以調整，形成新的技術群，在這樣的技術發展促進下使得機械制造智能化的作用能夠充分呈現出來。不僅如此，機械制造智能技術也是系統化的工程和全球化的技術，在這些特征方面都有著鮮明的呈現。
1.2 我國的機械制造智能技術的發展現狀分析
從當前的機械制造系統的發展情況來看，數字化技術是比較重要的技術，這一技術的應用有著高效性、高精度的特征，在數字技術的支持下，能促進機械制造產業的進一步發展。在現階段的發展條件下，對制造產業智能化以及集成化發展產生影響的就是數控技術，這一技術使得機械制造的智能化目標得以有效實現。自我國改革開放以來，在機械化的技術產業發展上已經有了很大程度的進步，機械制造的水平以及產品質量方面也不斷的提高，在機械制造產品方面也有著我國自主研發新的產品。雖然在一些方面我國的機械制造得到了很大程度的進步，但還有諸多方面存在著缺陷問題，有待完善加強。
在信息化時代背景下，在新技術以及理念的融入下，機械制造技術得到了進一步發展。在計算機的智能化應用下，機械制造產業良好發展?；谖覈跈C械制造的管理方面比較落后以及在管理的體制上和生產模式上的發展相對比較緩慢，這在很大程度上都會影響我國的機械制造產業的進一步發展。我國的機械制造總體上還處在低水平的發展階段，在創新能力以及自主開發能力層面還相對比較薄弱，在制造技術上以及技改力度上還不是很充足。
實際的發展中，傳統的機械制造管理模式中，我國仍處在初期的階段，通過經驗來進行管理，也是以人為的管理方式為主。在制造設計的工藝方面，我國在CAD/CAM的技術層面向中小制造企業進行普及發展，但從整體上來看還有很大的進步空間。為此就要能結合我國的機械制造技術的發展現狀，采取針對性的發展措施來對機械制造智能化的發展進行促進。
2 機械制造技術的地位體現和影響因素分析
2.1 機械制造技術的地位體現分析
機械制造技術在我國的經濟發展中占有重要的地位。機械制造行業是比較大的發展行業，尤其是在我國的經濟發展過程中，發揮著重要的作用。機械制造行業在農業和工業發展時期扮演著重要角色，到了當前的社會經濟發展背景下，對機械制造的需求不僅沒有降低，反而有了增加。一些國家將機械制造產業的發展作為對國家綜合實力衡量的重要標準，可見機械制造產業對國家發展的重要性。我國在農業以及機械制造和工業發展的需求上都是大國，尤其是在機械制造產業的發展中，對農業的發展也有著很大的帶動作用，同時也能對工業化的正常發展有著積極的促進作用。從這些方面就能夠看出，機械制造技術在經濟社會中的作用和地位。
2.2 機械制造技術發展的影響因素分析
對機械制造技術的發展產生影響的因素比較多，要對各個因素加以詳細分析，然后找到針對性的解決方法，這樣才能有利于實際問題的解決。受到傳統發展觀念的影響，就會給機械制造的進一步發展帶來相應的影響。我國的機械技術在發展中，對機械的理解不全面，只是局限在傳統工藝層面。還有就是對結構比較重視，但是對控制卻沒有充分重視，沒有將機電一體化作為機械工業對象的本質特征。在認識層面，把傳統機械制造產業和高技術進行分化看待，這一錯誤的觀點認識也不利于機械制造產業的良好發展。
關鍵詞：智能化；焊接技術；焊接制造工程；動態過程
焊接工藝是在三千年以前發明的，但是將焊接工藝做為一種技術應用并開始發展的時期是在一九五零年左右，直至現在，焊接技術的發展時間已經超過了六十年，并且隨著科學技術的不斷發展，焊接技術也一直得到不斷地發展和創新，尤其是現階段的焊接工藝，更是物理、化學、冶金、電子、機械等不同學科、工藝交叉融合后的產物，而且目前的焊接工藝已有數十種接連問世，其材料、設備的領域更是稱為制造業不可缺少的基本制造技術之一。
1.焊接技術的國內外發展
在焊接材料領域，進入21世紀以來，國內的知名焊材企業對鋼材的發展迅速跟進，在提升傳統產品的品質和開發與高品質鋼種配套焊材品種方面做出了不少努力，但新型焊材的開發遠遠落后于鋼種的發展，一些新型鋼種的配套焊材尚需進口。高品質焊接材料附加值較高，目前約占我國焊接材料總量的20%左右，預計5年后能達到30%～40%。即使按20%計，其總量也可達60萬t左右。近年來國外各著名焊材企業紛紛進入中國搶奪高端焊材市場，我國民族焊材工業在這方面存在明顯差距。
例如國外已采用廠房密閉除塵換氣的方式生產熔煉焊劑，國內仍是敞開式生產，對環境的污染大；燒結焊劑國外均采用先進的自動化設備生產，我國大部分焊劑的成形欠佳和顆粒強度不好。除此之外，在無鉛焊接可靠性評價及壽命評估的機理研究上起步晚，只有少數科研院所在從事無鉛可靠性領域的研究及檢測工作。助焊劑和錫膏的研發與國際先進水平差距大。
2.智能化焊接技術的構成
基于計算機、控制等信息處理新技術，將人工智能與焊接工藝有機結合，實現焊接工藝制造的技術――稱之為“智能化焊接技術”（Intelligentized Welding Technology，IWT）。智能焊接技術的提法含義為：利用機器模擬和實現人的某些智能行為實施焊接工藝制造的技術。
智能化焊接的主要技術構成如圖1-1所示。包括采用智能化途徑進行焊接工藝規劃、焊接設備、傳感與檢測、信息處理、知識建模、焊接過程控制、機器人運動控制、復雜系統集成設計的實施?？梢娭悄芑附蛹夹g是多學科交叉綜合在焊接技術領域的集成與升華。
圖 1-1 智能化焊接技術的構成
3.焊接動態過程的視覺傳感技術
視覺是人類感覺外部信息的主要功能之一。焊工感官對焊接過程接受的主要是視覺信息。因此，模擬焊工行為的基礎技術之一是采用計算機將人類視覺的理解及其信息的處理有效地用于焊接過程傳感。近年來，隨著計算機視覺技術的發展，利用視覺正面直接觀察焊接熔池，以反映焊接過程熔化金屬的動態變化行為，通過圖象處理獲取熔池的幾何形狀信息實現焊接熔深、熔透以及成形的實時控制，已成為重要的研究方向。
脈沖GTAW的技術研究有以下幾方面：熔池正反面同時同幅視覺傳感系統，并獲得了堆焊熔池正反面圖象，對熔池圖象二維特征尺寸的實時提取進行了較為系統的研究，為控制正反面熔寬提供了傳感信息；對接填絲無間隙熔池圖象的三維特征提取進行了的研究，獲得了填充焊絲焊接過程中熔池表面凸出和下塌，部分熔透和全熔透狀態下的圖象。采用灰度分布的反射圖方程計算恢復熔池的三維尺寸信息取得了初步的成功，為基于單目圖象傳感控制焊縫的余高提供了預測傳感信息；多方位同時同幅熔池圖象，基于對熔池前端圖象處理實時提取間隙變化，為解決工程應用中變間隙焊接焊縫成形控制提供了傳感信息。成功地提取鋁合金熔池的動態特征并實現了對鋁合金熔池尺寸的實時控制，實現機器人焊接過程中的熔池特征視覺傳感與實時控制的結合技術。
4.焊接動態過程的實時智能控制方法
實現焊接動態過程的實時智能控制是智能化焊接制造過程的關鍵技術與難點所在。
由于焊接過程是一個多參數相互耦合的時變的非線性系統，影響焊縫成形質量的不確定因素眾多，這使得基于精確數學模型的經典和現性控制理論方法的有效應用受到限制和挑戰。而模擬焊工決策操作功能的智能控制則有可能在大范圍的不確定性條件下實現較為滿意焊接質量。因此，在焊接過程控制中引入智能控制，如模糊控制、人工神經網絡學習控制和專家系統及其相互結合的智能控制方法的研究已經興起。
如堆焊、無間隙對接焊、有間隙變化對接焊智能控制器設計的方法；無填絲和有填絲焊條件下正反面焊縫寬度、余高的實時智能控制的系列研究；對焊接速度與熔寬變化過程時滯不確定系統的預測補償自學習模糊神經控制方法；單個神經元自學習控制器實現了對脈沖GTAW堆焊熔池背面熔寬的智能控制；系統控制和自學習模糊神經網絡（焊接速度、電流）雙變量控制器實現了對脈沖GTAW對接熔池背面熔寬的智能控制；自適應模糊神經網絡控制器實現了對脈沖GTAW填絲熔池背面熔寬與正面余高的預測智能控制；前饋控制送絲速度和自學習模糊神經網絡控制器實現了對變間隙脈沖GTAW填絲熔池背面熔寬與焊縫成形質量的智能控制等。
5.智能化焊接技術的未來發展
焊接工藝智能化的未來發展就是能夠將焊接技術進行優化發展、智能識別工程制造操作環境、對焊接的質量自動進行檢測、對焊接過程智能的進行控制以及對焊接中的紕漏進行自我的診斷和檢查等。
目前的焊接制造由于不能感知焊接的操作環境、不能適應工藝條件的變化及波動的干擾，故而，還是以人員操作焊接為主，因此，焊接工藝近期的發展目標就是研發一種具有感知、具有判斷能力、具有反饋和決策能力的智能焊接機器人。而智能焊接制造的最終目標是研發一款以智能、協調控制系統為基礎，以柔性制造系統、敏捷制造系統為輔的智能化焊接生產線。
結束語：
綜合全文的敘述，可以得出以下結論，智能焊接技術主要是由十大技術構成的，其中動態視覺傳感以及智能控制過程是智能化焊接的主要研究對象，智能焊接的動態傳感技術主要用于焊接的動態成像以及監測技術，而焊接的智能控制則是智能化焊接制造工程中的研究難點，由此可見，智能化焊接工程不僅是信息與科學技術的結合，更是焊接技術發展的又一大突破。
焊接工藝從剛開始的手工作業逐漸發展為機械作業，再發展為半自動化焊接，現今又向智能化焊接技術邁進，并且隨著計算機的普及、人工智能技術的滲透，智能化的焊接制造工程將在不遠的未來得以實現。
參考文獻：
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智能控制的性能特征智能控制的技術有如下的幾項特點：第一，智能控制技術的核心是通過高層的控制，也就是組織級；第二，智能控制的機器具有非線性等特征；第三，智能控制還具有結構轉變的特點；第四，智能控制器具有整體自尋優的特點；第五，智能控制系統應該要能滿足多種多樣的高性能的要求；第六，智能控制還是一門與相關邊緣學科復雜融合的學科類型；第七，智能控制是一門新興的研究領域技術。
在二十世紀九十年代后期，機電一體化技術開始向智能控制方向發展，同時也開啟了機電一體化技術發展的新篇章。在未來的發展過程中，機電技術一體化的發展方向主要就是智能控制技術。正因為如此，機電一體化系統的發展水平就主要由智能控制技術優劣來決定。
在機械制造過程中智能控制的應用機械制造技術是機電一體化系統中重要的組成成分。在當前，發展最先進的機械制造技術就是把智能控制的技術和計算機輔助技術進行有效的結合，共同向智能機械的制造技術方向發展。發展的最終發展就是運用先進的計算機技術取代機械的腦力勞動，從而模擬人類制造機械的行為活動。另外，智能控制技術還利用神經網絡系統計算的技術對機械制造的活動動態化的模擬，再通過傳感器的融合技術將收集的信息進行處理，然后控制和修改系統中的參數數據。機械制造中智能控制的應用領域有：機械制造系統智能的監測和監控、機械故障的智能診斷、智能學習和智能傳感器等。
數控領域中應用的智能控制伴隨著現代化科學技術的發展，我國機電一體化技術的發展對數控技術的要求越來越高。不僅需要模擬、延伸、拓展等新型的智能功能，而且還要求數控技術實現智能的編程和監控、建立智能數據庫等技術。
機器人領域中應用的智能控制在動力體系中，機器人往往具有非線性、時變性和強耦合等特征。這些特征正好適合在智能控制技術方面運用。目前機器人在智能控制中的主要應用主要表現在：第一，控制機器人手臂動作和活動的智能控制；第二，智能控制機器人在多種傳感器中的信息融合以及機器人視覺處理方面的活動；第三，控制機器人的行走軌跡和路徑；第四，對由專家控制的機器人運動進行跟蹤、監測和定位控制活動的研究。
1智能機床定義
結合機床、國內外的研究情況以及自身在智能機床方面的研究成果，給出狹義和廣義的智能機床定義如下。狹義智能機床的定義：對其加工制造過程能夠智能輔助決策、自動感知、智能監測、智能調節和智能維護的機床，從而支持加工制造過程的高效、優質和低耗的多目標優化運行。廣義智能機床的定義：以人為中心、機器協助，通過自動感知、智能決策以及智能執行方式，將固體材料，經由一動力源推動，以物理的、化學的或其他方法作成形加工的機械，及其以一定方式各類智能功能組合支持所在制造系統高效、優質和低碳等多目標優化運行的加工機械。狹義智能機床定義強調的是單機所具有智能功能和對加工過程多目標優化的支持性，而廣義智能機床定義強調的是在以人為中心、人機協調的宗旨下，機床以及一定方式組合的加工設備或生產線所具有智能功能和對制造系統多目標優化運行的支持性。
2智能技術特征
(1)人計機的協同性。人在生產活動中是非?；钴S的和具有巨大靈活性的因素，智能機床研究開發和應用中應以人為中心，人、計算機和機械以及各類軟件系統共處在一個系統中，互相獨立，發揮著各自特長，取長補短，協同工作從而使整個系統達到最佳效益。(2)整體與局部的協調性。一方面，智能機床的各智能功能部件、數控系統、各類執行機構以及各類控制軟件從局部上相互配合，協調完成各類工作，實現智能機床上的局部協調；另一方面，在局部協調的基礎上，人和機床裝備(包括軟件和硬件)在路甬祥等提出的包括人的頭腦(智慧、經驗和技能等)、智能計算機系統的知識庫和一般數據庫等構成信息庫[57]支撐下，實現智能機床整體上的協調。(3)智能的恰當性與無止性。一方面，由于技術的限制以及人們對機床智能化水平的要求和認識的不同，機床本身的智能化水平的高低是不同，機床在特定時期以及特定應用領域其智能化水平是一定的，只要能恰當的滿足用戶的需要就認為是智能機床；另一方面，隨著技術的發展和人們對機床智能化的要求和認識的不斷提高，從智能機床的發展的角度來看，其智能化水平是無止盡提高的。(4)自學習及其能力持續提高性?，F實的生產加工過程千差萬別，智能機床的智能體現的重要方面之一是在不確定環境下，通過分析已有的案例和人腦的智慧的形式化表達，自學習相關控制和決策算法，并在實際工作中不斷提升這種能力。(5)自治與集中的統一性。一方面，根據加工任務以及自身具有集自主檢測、智能診斷、自我優化加工行為、智能監控為一體的執行能力，智能機床可獨立完成加工任務，出現故障時可自我修復，同時不斷總結和分析發生在自身上的各種事件和經驗教訓，不斷提高自身的智能化水平；另一方面，為滿足服務性制造的需要和更好地提高機床的智能化水平，智能機床應具有能集中管控的能力，以使機床不僅能通過自學提高智能化水平，通過共享方式還能運用同類機床所獲取到的經過提煉的知識來提高自己，同時，通過遠程的監控和維護維修提供其利用率。(6)結構的開放性和可擴展性。技術是不斷發展的，客戶的要求是不斷變化的，機床的智能也是無止境。為滿足客戶的需要和適應技術的發展，設計開發的智能機床在結構上應該是開放的，其各類接口系統(包括軟硬件)應是對各供應商是開放的，同時，隨時可根據新的需要，配置各種功能部件和軟件。(7)制造和加工的綠色性。為滿足低碳制造和可持續發展的需要，對于制造廠家，要求設計制造智能機床時保證其綠色性，同時保證生產出的產品本身是綠色的，對于用戶廠家，應保證其加工使用過程的綠色性。(8)智能的貫穿性。在智能機床設計、制造、使用、再制造和報廢的全生命周期過程中，應充分體現其智能性，實現其智能化的設計、智能化的制造、智能化的加工、智能化的再制造和智能化的報廢。
3智能功能特征
對于不同的類型，智能機床就其功能本身千差萬別，同時如第2.2節中提到的其智能功能應是恰當和無止境的，是在不斷變化的，但從本質來說，其智能功能特征應具有一個中心三類基本功能所能概括的特征。(1)一個中心——以人為中心的人、計、機動態交互功能。在智能機床中，人、計算機與機床(機床機械和電氣部分)之間及時地信息傳遞與反饋、配合和結合是實現超過普通機床制造能力和智力的關鍵，因此，智能機床中的人、計、機動態交互功能是其重要功能特征之一。其動態交互功能應具有支撐三類基本功能完成的作用。在智能機床中，人是一個最不確定的因素，需要采用語音提示、自然語言識別、人工智能、粗糙集和模糊集等理論和技術，建立一個具有超魯棒性[57]以及人、計、機高度耦合和融合的動態交互界面，保證機床高效、優質和低耗的運行。(2)三類基本功能。1)執行智能功能。在加工任務執行時，應具有集自主檢測、智能診斷、自我優化加工行為、遠程智能監控為一體的執行能力，總結和分析智能機床的各種執行智能功能需求。2)準備智能功能。在加工任務準備時，應具有在不確定變化環境中自主規劃工藝參數、編制加工代碼、確定控制邏輯等最佳行為策略能力。3)維護智能功能。在機床維護時，具有自主故障檢測和智能維修維護以及遠程智能維護，同時具有自學習和共享學習的能力，其中故障檢測和維修維護功能見表3，知識智能維護功能見表4。上述功能之間是相互作用，相互支撐的。
結論
【關鍵詞】先進制造技術；發展趨勢；關鍵技術
【中圖分類號】TH16 【文獻標識碼】A
【文章編號】1007―4309（2010）10―0086―2
先進制造技術AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統制造技術在不斷吸收機械、材料、電子、信息、能源和現代化管理等領域的成果上產生的，它被綜合應用于產品的生產、設計、制造、檢測、管理和售后服務的全過程。它是由傳統的制造技術發展而來的，保留了過去制造技術中的有效要素，是制造技術與現代高新技術結合而產生的完整的技術群，先進制造技術的發展，大體經歷了四個階段：
第一階段（20世紀60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數控機床、加工中心和工業機器人為代表的。
第二階段（20世紀70―80年代）：柔性制造系統（FMS），它是以柔性制造單元加上自動或半自動物流輸送組合而成的，但特點仍然是分布式生產過程。
第三階段（20世紀80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計算機集成控制為特點的。
第四階段（20世紀90年代至今）：智能集成制造系統階段，是以設計智能化、單元加工過程智能化和系統整體管理智能化為特征的。
一、先進制造技術的特點
目前，每一個國家都處于全球化市場中，先進制造技術的競爭是面向全球的。一個國家的先進制造技術對該國制造業在全球范圍市場的競爭力發揮著非常重要和不可替代的作用。先進制造技術的目標是要提高產品對動態多變的市場的適應能力以及競爭能力，同時實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產品設計、加工和裝配、銷售、維修、服務，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點：
（1）成形和加工技術日趨精密化。
（2）企業裝備將以制造工藝、設備和工廠的柔性與可重構性作為顯著特點。
（3）虛擬制造技術和網絡制造技術將被廣泛應用。
（4）機電產品和先進制造技術將把智能化、數字化作為發展方向。
（5）以提高對市場快速反應能力為目標的制造技術將超速發展。
（6）先進制造技術的發展越來越離不開信息技術，信息技術發揮著越來越重要的作用。
（7）21世紀的企業面臨著要在管理方面進行創新的新課題。
（8）現代設計技術將成為21世紀制造業的重要特征。（現代技術的內涵即為：綠色產品設計技術、優良性能設計基礎技術、競爭優勢創建技術、全壽命周期設計技術。）
二、當前先進制造技術的發展趨勢
市場需求的個性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進制造技術發展的總趨勢。其主要體現在以下幾個方面：
（一）信息化
近幾年，信息技術和制造技術的不斷融合，使得數字化成為制造業日益發展的趨勢。數字化制造技術具有較多的優點，如使市場多樣化和個性化的需求得到滿足；能夠對市場作出快速的響應，使生產成本得以降低；能夠提高產品精度和可靠性；等等。數字化產品既方便、直觀，又便于通過計算機控制產品，對信息進行處理和傳遞。隨著計算機技術的飛速發展，制造業應用系統越來越離不開Internet技術，Internet技術是實現各種制造系統自動化的基礎，是其重要的支撐平臺?；赪eb技術的供應鏈管理系統、數據交換轉換系統等成為產品的主流。據專家預測，在未來生產中占主導地位的將是基于網絡制造的分布式網絡化生產系統。因此，先進制造技術將把以微電子技術、軟件技術為核心，以數字化、網絡化為特征的信息化制造技術作為重要的發展方向。
（二）智能化
智能化就是應用人工智能技術實現產品生命周期（包括產品設計、制造、發貨、支持等）各個環節的智能化，如生產設備的智能化，人與制造系統的融合及人在其中智能的充分發揮等。智能化能夠使制造系統的自動化和柔性化水平得到進一步的提高，使生產系統的適應與判斷能力更加完善。
（三）精密化
超高速切削、超精密加工技術以及發展新一代制造裝備成為了加工制造技術的發展方向。
1.超精密加工技術
目前已進入納米級加工時代，加工精度和表面粗糙度分別達到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機床向多功能模塊化方向發展；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。
2.超高速切削
目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發展已轉移到一些難加工材料的切削加工上。
3.新一代制造裝備的發展
市場競爭和新的產品、技術和材料的發展對新型加工設備的研究與開發起著推動作用，如“并聯桁架式結構數控機床”的發展就是一個典型的例子。它采用六個軸長短的變化，以實現刀具相對于工件的加工位姿的變化，是對傳統機床結構方案的突破。
（四）綠色化
由于資源與環境的約束日益嚴格，21世紀的制造業要以綠色制造為重要特征。與此相適應的，綠色制造技術的發展也將是快速的。主要表現為：
1.綠色產品設計技術，既能夠保證產品在生命周期內環保和對人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。
2.綠色制造技術，使整個制造的過程對環境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質的排放量最少，資源利用效率最高。
3.產品的回收和循環再制造，它主要包括以設計產品和處理材料為主的生產系統工廠和以處理循環產品生命周期結束時的材料為主的恢復系統工廠。如汽車等產品的拆卸、回收技術和生態工廠的循環式制造技術。
（五）虛擬化
在制造業中，虛擬現實技術（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應用，它主要包括兩部分，即虛擬企業和虛擬制造技術。虛擬制造技術是在產品真正制出之前，先在虛擬制造環境中生成軟產品原型進行試驗，并且預測和評價其性能和可制造性。
三、未來先進制造技術發展中的關鍵技術
（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）
VM技術的發展是以仿真技術和虛擬現實VR（virtual reality）技術為基礎的。VM技術是在虛擬條件下模擬產品的設計、制造、測試、營銷的全過程，并預測和評價有關技術數據和性能指標，從而使產品開發周期得以縮短，使制造過程得以優化。VM技術是工程設計的一次革命性的進步，它的應用范圍是非常廣泛的，如快速設計與快速原型、面向裝配或制造的設計、產品維護、產品設計進入市場的并行處理和人員培訓等領域。
（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）
智能制造技術是一門綜合技術。之所以這么說，是因為它是通過自動化技術、制造技術、系統工程和人工智能等學科互相交織和滲透形成的一門技術。智能設計、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術的范疇。對于制造系統集成自動化和柔性自動化來說智能制造是其新發展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點。
（三）納米制造
20世紀出現了一種高新技術，即納米技術。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術與制造技術相融合而產生的，精密加工、超精加工、微細加工和超微細加工都屬于納米制造。常用的制造技術有聚焦離子束工藝等。
（四）綠色制造GM（green manufacturing）
綠色制造是一種現代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環境影響，其目的是使產品在整個生命周期中（包括從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理）做到對資源利用率最高，對環境的不利影響最小，并優化協調企業經濟效益和社會效益。目前綠色制造受到了全球制造業的關注，因為未來制造業的可持續發展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進制造技術的主要內容，也是各國支持和優先發展的研究項目。
四、結論
我國將先進制造技術列入“九五”科技規劃和15年科技發展規劃中。21世紀的今天，經濟全球化進程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業領域的競爭，實際上是以先進制造技術為競爭核心的。在這樣的大環境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰，而且要抓住機遇，要不斷地對傳統產業進行改造，發展先進制造技術，要在技術、機制、管理以及人才等方面進行創新，只有這樣我國才能實現躋身世界制造強國的目標。
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【關鍵詞】機械制造；自動化；發展趨勢
近些年，機械自動化技術得到了快速發展，自動化技術被廣泛地應用在當代的機械制造行業，該技術涉及的范圍較大、綜合性強，是機械制造在激烈的市場競爭環境下提升自身競爭力的重要措施。我國高度重視機械制造業的自動化程度，并制定相關的措施拓展自動化技術的應用范圍。通過了解掌握新階段機械制造自動化的特征，能夠有效推進我國機械制造行業的自動化進程。
1 機械制造自動化的特征
自動化的提出最早提出是20世紀30年代，起初的意思是通過特殊的方式使機器部件的轉移無需人力搬運。目前，機械制造企業通過自動化技術，使生產對象能夠順利自動生產，促進生產過程的改善。現代機械制造技術主要有以下幾點特征。首先，機械制造自動化是基本特征是取代人力。生產活動通過自動化技術代替了繁瑣的體力勞動，運用科學的智能系統實現工作的自動化，依據不同的指令來完成簡易的操作。操作人員和機械以及自動化設備形成一個整體系統，此系統可以得到協調的運行和調控，并促進各環節之間工作的優化。其次，機械制造自動化不僅包含具體的加工制造，還對產品的生命周期造成影響。機械制造自動化技術圍繞著產品的整個生產環節，很大程度上有效降低了人力資源和物質資源的使用，促進機械制造企業生產效率的提高，為企業帶來了巨大的經濟利益。最后，機械制造自動化不但取代了工作人員的體力勞動和腦力勞動，還使整個生產過程安全系數提高。機械自動化產品自身存在保護系統，如果在運行過程中出現問題，能夠自行分析解決。這就提升了生產產品的安全性。
2 機械制造自動化的發展趨勢
隨著我國改革開放的不斷深入，制造業的自動化進程也在不斷推進。綜合以上對機械制造自動化特征的了解，我國機械制造自動化將會朝著更好的方向發展。
2.1 機械制造自動化技術的網絡化
在過去的很長一段時期內，全球范圍內的機械制造企業在產品的設計過程中，都是先利用圖紙構思，然后根據圖紙上的方案進行試驗性生產，用這樣的方式來完成產品的設計過程。這樣做的方法存在一定的不足。例如一定程度上浪費了人力、物力、時間和大量的資金。隨著科學技術的快速發展，電腦信息技術和軟件技術也日益進步，信息網絡對人們的生活方式產生了深遠的影響。通過計算機軟件，工作人員可以模擬在生產過程中的操作任務，憑借互聯網信息技術，可以在有效的時間內對信息資料采取及時的傳達，使遠隔千里的雙方可以進行有效的交流、協作，給機械制造企業的生產帶來了極大的便利。因此機械自動化技術的網絡化趨勢的是必然。
2.2 機械制造自動化技術的數字化
機械制造自動化技術的數字化是貫穿整個自動化過程中的關鍵部分。數字化主要表現在機械制造生產的過程中，各類信息包括圖像、文字、技術等都將通過數字的形式傳輸，利用廣大的網絡平臺，使企業內部的信息可以有效傳達。企業依據市場信息，采集相關的資料，利用網絡上的數據庫和多媒體等各種數字化技術，分析產品的基本信息，模擬產品的生產，完成對原型的制作，促使生產產品和消費市場能夠有效響應，以達到客戶的需求。世界各地的機械制造企業通過信息網絡，根據自身的需求，利用電子商務平臺，對信息采用有效的傳遞，為不同企業共同設計開發產品提供可能。因此機械制造信息技術的數字化也是勢在必行。
2.3 機械制造自動化技術的節能化
機械制造的自動化過程，一定程度上取代了人類的體力勞動和智力勞動，還有效地減少了不必要的物質資源，避免了資源的浪費，充分體現了機械制造的節能化。隨著世界范圍內的資源不斷縮減，世界各國都在號召節能、保護環境。人類社會的發展必然得與自然和諧相處，人類應該從各領域促進人和自然的和諧，制造技術的自動化也應做到這一點。制造業產品的設計、制造、銷售、應用都應考慮到節能問題。生產的產品從某種角度上來講，又是一件藝術品，當一種新的科學技術被運用時，應該考慮到它能否實現綠色節能，促進生產效率的提高的同時，有沒有造成資源的浪費，從而實現經濟的可持續發展。
2.4 機械制造自動化技術的智能化
隨著科學技術的進步，很多領域都實現了智能化。實現機械制造自動化技術的智能化會給機械制造企業帶來巨大的競爭優勢。機械制造過程中采用的大多是智能系統，該系統主要依靠智能設備和專業的操作人員共同完成，此系統能夠有效解決生產過程中產生的各種問題，具有自我調控能力。智能制造技術依靠人和設備的協調配合，拓展了操作人員在機械制造過程中的腦力活動，對整個制造過程進行優化處理，促進企業生產效率的提高和避免了不必要資源的浪費。隨著社會生產力的不斷提升，人類的思想將會往更深層次發展，智能化的技術是人類拓展思維的重要手段。機械制造自動化的智能化發展趨勢需要依靠人類在思想領域的不斷探究，進而促進智能化在機械制造行業的進一步發展。
3 結束語
綜上所述，機械制造自動化技術是機械生產過程中的重要技術手段，對機械制造行業的起著積極的作用，極大程度促進了機械制造的進步，提升了機械制造企業的生產效率。在以后的實踐過程中，企業應該加大對自動化技術的探索，順應機械制造自動化的發展趨勢，增加機械制造行業的技術含量，促使自動化在機械制造行業發揮更大的積極作用。
【參考文獻】
[1]葉德軍.淺析自動化技術在機械制造的發展趨勢[J].工業設計，2011（12）.
[2]任士一.淺談機械自動化技術及其在機械制造中的應用[J].機電信息，2012（04）.
關鍵詞： 計算機輔助工藝設計；單元；特征技術；三維
中圖分類號：TB4文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）07-0028-01
0引言
計算機輔助工藝過程設計（簡稱CAPP）是指借助于計算機軟硬件技術和支撐環境，利用計算機進行數值計算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機械加工工藝過程。當前科學技術飛速發展，產品更新換代頻繁，多品種、小批量的生產模式已占主導地位，傳統的工藝設計方法已不能適應造業的需要?；谌S模型的產品建模與分析技術越來越引起企業重視，針對系列產品或新產品的基于3D的參數化工藝設計模型，可以對零部件進行快速準確的工藝設計，如定位、裝夾規劃、工序圖生成、NC程序生成、工裝設計等，是柔性制造環境下CAPP的發展趨勢。
1技術現狀
在設計方法上，CAPP經歷了檢索式、派生式、創成式以及混合式系統，相比較而言，混合式CAPP系統較為實用。20世紀50年代人工智能AI的發展促進了智能式CAPP的發展。圍繞知識庫和推理機組織的專家系統是智能式CAPP的核心[1]。隨著先進制造技術的發展，人們對CAPP系統也有了新的認識，其發展呈現出集成化、系統化、智能化、標準化等特點。
2柔性參數化三維CAPP系統功能與建模
柔性制造模式下參數化三維CAPP所包括的四個功能：裝夾規劃；工序規劃；尺寸鏈計算和工藝模型評價[2]，與傳統CAPP相比柔性參數化三維CAPP在功能上具有以下特點：
2.1 工序規劃功能日益突出強大產品的拓撲結構確定后，改變幾何參數時，相對應的裝夾方案變化較小，而工序規劃中的內容則變化較大。工序規劃中的數控編程技術（刀具選擇、路徑規劃、切削參數的選?。┏蔀橹饕ぷ鲀热?，編程質量直接影響著制造周期和成本。
2.2 特征技術成為柔性制造模式下實現CAPP的重要途徑多品種小批量制造環境下，使得傳統CAPP技術難以實現快捷統一的裝夾規劃，而傳統的CAPP技術又著重于檢索和派生技術，內容集中在工序圖的生成，無法為企業提供實用的推理和決策功能，成為制造過程中的瓶頸。特征技術的出現為實現CAPP技術的柔性化提供可能，特征被分為總體特征、制造特征、主特征和載體特征，通過特征分類與設計特征自動識別技術，以及設計特征到工藝特征的映射技術[3]，實現基于特征的柔性CAPP技術。
3柔性參數化三維CAPP系統結構與特點
柔性制造模式下CAPP系統以商品化CAD/CAM環境為開發平臺，建立了集成的零件工藝信息模型和豐富的制造特征庫，綜合利用各種工藝設計方法。采用XML技術實現對制造資源、工藝數據和工藝知識的描述，并采用面向對象的思想設計數據庫以方便管理,完善地實現數據、知識的動態更新。
3.1 基于特征技術的信息集成在三維CAD平臺上提供三維標準件庫、設計特征庫，在產品的幾何層與零件層增加特征層，將幾何形狀特征和設計約束特征通過特征映射成工藝特征，基于特征加工知識進行輔助工藝決策，再經過基于特征的數控編程技術實現快速制造。同時建立三維的工藝裝備庫，并生成三維工序簡圖，不僅實現可視化裝夾規劃，而且實現自動化工序規劃。
3.2 基于知識描述的智能工藝設計在知識表達上可采用面向對象的方法，混合式知識表達模型，以及各種模糊知識的表示。在推理方面，人工智能中的神經網絡的發展對于知識自學習和聯想記憶有很大進展，不精確推理也有所應用。在系統結構方面，出現知識系統，分布式系統，多層次系統等。在決策方法上，基于Agent的智能決策技術，分級規劃的決策方法等，從強調工藝決策的自動化轉變到注重工藝基本數據結構及基本設計功能，開發重點從注重工藝過程的自動生成，轉向整個產品工藝設計的輔助工具。
3.3 工藝設計過程管理標準化每個制造企業的生產技術和產品類型是不同的，在應用CAPP的過程會產生各自特點的制造資源、流程控制、工藝數據和報表，但是其工藝設計過程則是相似的，可分為任務分配、工藝設計、工藝簽審和工藝歸檔四個階段[4]，用戶類型也可分為工藝設計員、工藝組長、譯審員、質保員、車間主任和系統管理員等，簽審路線也是明確的，便于在PDM中實施角色和流程的規范管理。
4總結
隨著國際市場的開放和一體化，先進制造模式是制造企業創造效益的新途徑，在多品種小批量的制造環境下，柔性參數化三維CAPP系統是適應產品多樣化的新技術途徑，有助于制造業發揮先進制造模式的技術優勢，也代表了CAPP系統發展的趨勢。
參考文獻：
[1]劉艷斌，趙海兵.基于3D-CAPP技術及其發展研究[J].機械制造，2006年09期：14-16.
[2]章萬國，蔡力鋼.基于三維的定量化CAPP及其關鍵技術研究[J].中國機械工程，2003年22期：1926-1929.
