word文檔可自由復(fù)制編輯國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)學(xué)院：材料學(xué)院姓名：***學(xué)號(hào)：00000000摘要：機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)熔入電子學(xué)、信息科學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、管理科學(xué)等最新科學(xué)成就，現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有三個(gè)方面：高精度、高效自動(dòng)化和特種加工。關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)代制造技術(shù)是以傳統(tǒng)制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)交叉融合的結(jié)果，是一個(gè)集機(jī)械，電子、信息、材料、能源與管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，它使制造技術(shù)的內(nèi)涵和水平發(fā)生了質(zhì)的變化。因此，凡是那些能夠融合當(dāng)代科技進(jìn)步的最新成果，最能發(fā)揮人和設(shè)備的潛力，最能體現(xiàn)現(xiàn)代制造水平并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)均稱為現(xiàn)代制造技術(shù)，它給傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了勃勃生機(jī)。一國(guó)外現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，巳實(shí)現(xiàn)了底層(車間層)的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等．近10余年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。

1.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

它是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)及其軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動(dòng)所需的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。首先在功能上，它包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，即從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工藝、制造、管理至售后服務(wù)以及報(bào)廢處理的全部活動(dòng)．因此它比傳統(tǒng)的工廠自動(dòng)化的范圍要大得多，是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向。其次，在集成上，它涉及的自動(dòng)化不是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化的簡(jiǎn)單疊加，而是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)支持下的有機(jī)集成。這種集成主要體現(xiàn)在以信息和功能為特征的技術(shù)集成，即信息集成和功能集成。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是CAD/cAM技術(shù)。

1.2智能制造系統(tǒng)(IMS)

是指將專家系統(tǒng)、模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)應(yīng)用到制造系統(tǒng)中，以解決復(fù)雜的決策問(wèn)題，提高制造系統(tǒng)的水平和實(shí)用性。人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并用于解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，從而將工人、工程技術(shù)人員多年來(lái)積累起來(lái)的豐富而又寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)保存下來(lái)，在實(shí)際的生產(chǎn)中長(zhǎng)期發(fā)揮作用。智能制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是人工智能。

1.3并行工程(CE)又稱同步工程或同期工程，是針對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品串行開(kāi)發(fā)過(guò)程而提出的概念和方法．并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)各種過(guò)程的系統(tǒng)方法。該方法要求開(kāi)發(fā)人員從設(shè)計(jì)開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的所有因素，包括產(chǎn)品制造工藝、質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求等。并行工程通過(guò)組成多學(xué)科的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)群組協(xié)同工作，利用各種計(jì)算機(jī)輔助工具等手段，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，既有一定的時(shí)序又能并行，同時(shí)采用上、下游的各種因素共同決策產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段工作的方式，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程中的問(wèn)題，從而縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力．并行工程強(qiáng)調(diào)在集成環(huán)境下的并行工作，因此，它是CIMS進(jìn)一步發(fā)展的方向。

1.4敏捷制造(AM)又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能和知識(shí)的勞動(dòng)力與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過(guò)所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)迅速改變或無(wú)法預(yù)見(jiàn)的消費(fèi)者需求和市場(chǎng)時(shí)機(jī)作出快速響應(yīng)。敏捷制造的基本原理是采用標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以分布式結(jié)構(gòu)連接各類企業(yè)，構(gòu)成虛擬制造環(huán)境，以競(jìng)爭(zhēng)合作為原則，在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動(dòng)態(tài)選擇合作伙伴，并通過(guò)組成虛擬企業(yè)來(lái)適應(yīng)持續(xù)多變、無(wú)法預(yù)料的市場(chǎng)變化．敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公司映射為虛擬制造系統(tǒng)，虛擬制造系統(tǒng)是敏捷制造的關(guān)鍵．敏捷制造是一種戰(zhàn)略決策，它是能使各合作伙伴既保證各自的利益，又能獲得共同利益的一種全新的生產(chǎn)組織模式和制造模式。目前，敏捷制造仍在發(fā)展研究中[1]．二我國(guó)先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，雖然我國(guó)的制造業(yè)不斷采用先進(jìn)的制造技術(shù)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在一定差距。主要表現(xiàn)為：(1)制度落后。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理，重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，推動(dòng)了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、并行工程等新的管理思想和技術(shù)。我國(guó)只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計(jì)算機(jī)輔助管理，多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。(2)設(shè)計(jì)方法落后。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則。采用新的設(shè)計(jì)方法，廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD／CAM)，大型企業(yè)開(kāi)始無(wú)圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國(guó)采用CAD／CAM技術(shù)的比例較低。(3)制造工藝落后。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工等加工方法，以及納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型技術(shù)手段。我國(guó)普及率不高，尚在開(kāi)發(fā)、掌握之中。(4)自動(dòng)化程度低。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、知識(shí)智能化、集成化。我國(guó)尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段，柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。(5)管理方面。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理，重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、并行工程等新的管理思想的技術(shù)。我國(guó)只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計(jì)算機(jī)輔助管理，多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。三、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的主要發(fā)展方向現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，既保持了過(guò)去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過(guò)程。隨著宇航、電子、激光等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上：一是精密工程技術(shù)。以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表。將步入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時(shí)代；二是機(jī)械制造的高度自動(dòng)化，以CIMS和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有：1)精密制造技術(shù)。精密制造技術(shù)包括精密加工和超精密加工技術(shù)、微細(xì)加-I二和超微細(xì)加1：技術(shù)、微型機(jī)械等。精密加?！竞统芗庸さ闹饕椒ㄊ蔷芮邢骱途苣ハ骷夹g(shù)等．其加工精度已由微米級(jí)(“In)向納米級(jí)(tim)發(fā)展。目前，已研制成功納米管、極小的微電機(jī)系統(tǒng)、微型機(jī)器人等。在精密制造技術(shù)中．納米技術(shù)是目前最先進(jìn)的技術(shù)．它對(duì)于2l世紀(jì)科學(xué)的發(fā)展提供了—個(gè)新的技術(shù)基礎(chǔ)。微細(xì)加工和超微細(xì)加工是一種特殊的精密加工，不僅精度高．而且尺寸十分微小，其豐要工藝方法是光刻(蝕)、沉淀、擴(kuò)散、離子注入等。微型機(jī)械是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)在納米級(jí)水平上相融合的產(chǎn)物，它將是2l世紀(jì)的核心技術(shù)。2)制造系統(tǒng)的自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化?，F(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展．使高質(zhì)量和高效率成為可能。現(xiàn)代制造系統(tǒng)的發(fā)展是：NC(數(shù)控)一FMS(柔性制造系統(tǒng))一CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))一IMS(智能制造系統(tǒng))。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是一個(gè)工廠全盤集成制造系統(tǒng)，它借助計(jì)算機(jī)將經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢查和銷售等各個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)有機(jī)地綜合集成起來(lái)。成為高效益、高柔韌性自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)。先進(jìn)工業(yè)國(guó)的柔性制造系統(tǒng)已相當(dāng)廣泛。我國(guó)起步晚，佩數(shù)控技術(shù)和柔性制造技術(shù)也已得到較廣泛的應(yīng)用。CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))的研究已取得了相當(dāng)?shù)某删?，并開(kāi)始在全國(guó)進(jìn)行試點(diǎn)、推廣，取得了良好的效果和效益。3)特種加工技術(shù)。隨著社會(huì)發(fā)展的需要．很多機(jī)械設(shè)備都有高溫、高壓、高速和高精度的要求，因而不斷產(chǎn)用了一些新材料來(lái)制造零件．如淬火鋼、耐熱合金、硬質(zhì)合金、硅、鍺、寶石和金剛石等難加工材料。同時(shí)很多零件的形狀也越來(lái)越復(fù)雜，如小孔、深孔、型孔、窄縫、彎孔和剎腔等。用通常的金屬切削加r方法來(lái)加工這些零件已十分困難，有的就無(wú)法加工。這就需要探索新的加工工藝方法；特種加1：技術(shù)是一種直接利用電能、熱能、光能、化學(xué)能、聲能、電化學(xué)能來(lái)進(jìn)行加工的方法。它可以加工高強(qiáng)度、高硬度、高脆性、耐高溫等難切削材料．以及精密細(xì)小和復(fù)雜形狀的零件。4）綠色化趨勢(shì)。近幾年來(lái)，如何有效地利用有限資源和最低限度地產(chǎn)生廢物是當(dāng)前制造科技領(lǐng)域面臨的最大問(wèn)題，綠色制造由此產(chǎn)生。綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，它要求人們追求的目標(biāo)由時(shí)間(Time)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)和服務(wù)(Service)這四個(gè)變成五個(gè)，即：時(shí)間(Time)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)、服務(wù)(Service)和環(huán)境(Environment)，其中Environment就是指環(huán)境影響。同時(shí)。綠色制造涉及到產(chǎn)品的整個(gè)生命周期和多個(gè)生命周期，因?yàn)槟承┊a(chǎn)品和零部件報(bào)廢后還可以直接或經(jīng)整修后，用于新產(chǎn)品中，所以有多個(gè)生命周期。產(chǎn)品多