先進制造技術大全11篇

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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。現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。快速成形原理如（圖1）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?？焖俪尚图夹g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.

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一、引言

世界各國間的經濟競爭，主要體現在機械制造技術為代表的競爭上。面對激烈的市場變化和技術競爭，經濟發達國家都把制造業作為本國的經濟支柱，不斷調整其發展戰略和政策方針。先進制造技術正是制造業適應時代要求提高競爭力，對制造技術不斷優化推陳出新形成的。

二、先進制造技術及其內涵

先進制造技術（ATM）這一概念是美國上世紀80年代末期提出來的，很快日本、西歐各國及亞洲新興工業國家就相繼做出響應，紛紛將先進制造技術的研究和開發作為國家的高新技術和優先發展項目。

1.先進制造技術定義

先進制造技術是制造業不斷吸取機械、電子、信息、材料、能源，以及現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務等生產制造的全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，以及取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。

在不同的國家、不同的發展階段，先進制造技術有不同的內容及組成。我國目前屬于先進制造技術范疇的技術是一個三層次的技術群（見下圖），三層次都是先進制造技術組成部分，但其中每一個層次都不等于先進制造技術全部。

2.先進制造技術的分類

根據先進制造技術的功能和研究對象，可將其技術歸納為以下五個大類。

(1)現代設計技術

現代設計技術包含：①現代設計方法。包括有模塊化設計、系統化設計、價值工程、模糊設計、面向對象的設計、反求工程、并行設計、綠色設計、工業設計等。②產品可信性設計。可信性設計包括可靠性設計、安全性設計、動態分析與設計、防斷裂設計、防疲勞設計、耐環境設計、健壯設計、維修設計和維修保障設計等。③設計自動化技術。包括產品的造型設計、工藝設計、工程圖生成、有限元分析、優化設計、模擬仿真、虛擬設計、工程數據庫等內容。

(2)先進制造工藝

先進制造工藝是先進制造技術的核心和基礎，是使各種原材料、半成品成為產品的方法和過程。先進制造工藝包括高效精密成形技術、高精度切削加工工藝、特種加工,以及表面改性技術等內容。

(3)加工自動化技術

加工自動化是用機電設備工具取代或放大人的體力，甚至取代和延伸人的部分智力，自動完成特定的作業，包括物料的存儲、運輸、加工、裝配和檢驗等各個生產環節的自動化。加工過程自動化技術涉及到數控技術、工業機器人技術、柔性制造技術、傳感技術、自動檢測技術、信號處理和識別技術等內容。

(4)現代生產管理技術

現代生產管理技術是指制造型企業在從市場開發、產品設計、生產制造、質量控制到銷售服務等一系列的生產經營活動中，為了使制造資源得到總體配置優化和充分利用，使企業的綜合效益得到提高而采取的各種計劃、組織、控制及協調的方法和技術的總稱。包括現代管理信息系統、物流系統管理、工作流管理、產品數據管理、質量保障體系等。

(5)先進制造生產模式及系統

先進制造生產模式及系統是面向企業生產全過程，將先進的信息技術與生產技術相結合的一種新思想和新哲理，其功能覆蓋企業的生產預測、產品設計開發、加工裝配、信息與資源管理直至產品營銷和售后服務的各項生產活動，是制造業的綜合自動化的新模式。它包括計算機集成制造（CIM ）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、智能制造（IM）、精良生產(LP）等先進的生產組織管理模式和控制方法。

三、先進制造技術的發展趨勢

隨著以信息技術為代表的高新技術的不斷發展和市場需求的個性化與多樣化，未來制造業發展的重要特征是全球化、網絡化、虛擬化，未來先進制造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、虛擬化、網絡化、智能化、敏捷化、清潔化、集成化及管理創新的方向發展。當前先進制造技術的發展趨勢大致有以下幾個方面：

第一，信息技術對先進制造技術的發展起著越來越重要的作用。信息技術促進著設計技術的現代化，成形與加工制造的精密化、快速化、數字化，自動化技術的柔性化、集成化、智能化，整個制造過程的虛擬化、網絡化、全球化。

第二，設計技術不斷現代化。一是設計方法和手段的現代化。二是新的設計思想和方法不斷出現。如并行設計，面向 “X” 的設計 DFX，健壯設計，反求工程技術等。三是向全壽命周期設計發展。四是設計過程、快速造型和設計驗證，由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟和社會因素。

第三，成形技術向精密成形的方向發展。制造工件的毛坯正在從接近零件形狀向直接制成工件即精密成形的方向發展。精密鑄造技術、精密塑性成形技術、精密連接技術等精密成形技術將獲飛速發展。

第四，加工技術向著超精密、超高速，以及發展新一代制造裝備的方向發展。目前，超精加工已實現亞微米級加工，并正在向納米加工時代邁進，加工材料由金屬擴大到非金屬；超高速切削用于鋁合金的切削速度已超過1600m/min，鑄鐵為1500m /min等。

第五，為滿足個性化需求，制造工藝、設備和工廠的柔性和可重構性將成為企業裝備的顯著特點。先進的制造工藝、智能化的軟件和柔性的自動化設備、企業的柔性發展戰略，構成未來企業競爭的軟、硬件資源。

第六，虛擬制造技術和網絡制造技術將廣泛應用。虛擬制造技術以計算機支持的仿真技術為前提，形成虛擬的環境、虛擬的制造過程、虛擬的產品、虛擬的企業，從而大大縮短產品開發周期，提高一次成功率。在國際互聯網、局域網和內部網上，企業可以實現對世界上任何一地的用戶訂單而組建動態聯盟企業，進行異地設計、異地制造，然后在最接近用戶的生產基地制造成產品。

第七，智能化、數字化是先進制造技術和機電產品的發展方向。將智能技術注入先進制造技術和產品，可使之具有 “智慧”，能部分代替人的腦力勞動。將數字技術用于制造過程，可大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提高制造過程的質量和效率，增強產品的市場競爭力。

第八，以提高市場快速反應能力為目標的制造技術將得到迅速發展和應用。瞬息萬變的市場促使交貨期成為競爭力諸因素中的首要因素。為此，許多與此有關的新觀念、新技術在21世紀將得到迅速的發展和應用。其中有代表性的是：并行工程技術、模塊化設計技術、快速原型成形技術、快速資源重組技術、客戶化生產方式。

第九，綠色制造已成為 21世紀制造業的重要特征。日趨嚴格的環境與資源約束，使綠色制造越來越被重視。中國的制造業不僅要解決自身生產過程中的污染和資源浪費問題，更重要的是要為社會提供全壽命周期內沒有污染，節約資源的各類產品及環保裝備。

第十，21世紀的企業面臨管理創新。面對高速發展的信息化和經濟全球化及激烈的市場競爭環境，改變制造業的傳統觀念和生產組織方式，加速了現代管理理論的發展和創新。因此，全球正在興起 “管理革命”。

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1.引言

制造技術是使原材料成為產品的一系列技術的總稱。自人類社會進入工業社會以來，制造業一直是國民經濟的支柱產業，制造技術水平的高低已成為衡量一個國家經濟實力和科技發展水平的重要標志之一。進入20世紀80年代以來，隨著計算機、信息技術的迅速發展，產品更新速度明顯加快，世界范圍的競爭日趨白熱化，傳統制造技術越來越不適應經濟的發展。工業發達國家普遍認為：在未來的競爭中，誰掌握了先進制造技術誰就掌握了市場。在一定程度上講，先進制造技術已成為一個國家命運的主宰。

2.先進制造技術的產生

先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。

1993年，美國政府批準了由聯邦科學、工程與技術協調委員會（FCCSET）主持實施的先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing Technology-AMT）計劃。先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing Technology-AMT）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（Advanced Manufacturing Technology）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。

3.先進制造技術的特點

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，先進制造技術相對傳統制造技術在應用范圍上的一個很大不同點在于，傳統制造技術通常只是指各種將原材料變成成品的加工工藝，先進制造技術雖然仍大量應用于加工和裝配過程，但由于其組成中包括了設計技術、自動化技術、系統管理技術，因而可以將其綜合應用于制造的全過程。并且傳統制造技術的學科、專業單一獨立，相互間的界限分明。先進制造技術由于專業和學科間的不斷滲透、交又、融合，界線逐漸淡化甚至消失，技術趨于系統化、集成化、已發展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新興交叉學科。

先進制造技術是面向全球的。隨著世界自由貿易體制的進一步完善，以及全球交通運輸體系和通信網絡的建立，制造業將形成全球化與一體化的格局，新的先進制造技術也必將是全球化的模式。目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進制造技術是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭力。因此，先進制造技術的主體應具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現有的制造技術水平向先進制造技術的過渡戰略和措施。中國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發和應用適合國情的先進制造技術勢在必行。

4.先進制造技術的主體技術群和支撐技術群

先進制造技術的主體技術群主要包括有關產品設計技術和工藝技術兩大技術群。面向制造的設計技術群系指用于生產準備的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間都有很大影響。產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具，例如計算機輔助設計以及工藝過程建模和仿真等，生產設施、裝備和工具，甚至整個制造企業都可以采用先進技術更有效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的并行設計具有雙重目的，一是縮短新產品上市的周期，二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度，使最終產品成為可回收、可再利用的，因此對實現面向保護環境的制造而言是必不可少的。制造工藝技術群是指用于物質產品生產的過程及設備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入，傳統的制造工藝和裝備正在產生質的變化。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術，也是制造技術或稱生產技術的傳統領域。

支撐技術群是指支持設計和制造工藝兩方面取得進步的基礎性的核心技術。基本的生產過程需要一系列的支撐技術，諸如：測試和檢驗、物料搬運、生產計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術的協調運行所需的技術，是工具、手段和系統集成的基礎技術。

5.先進制造技術的發展趨勢

先進制造技術的發展逐步智能化、信息化?；贑AD/CAM技術的CMS是制造業自動化的一個重要方向。CMS通過CAX系統和PDM系統，進行產品的數字化設計、仿真，并結合數字化制造設備，進行自動加工。智能制造技術（MT）是將人工智能融入制造過程的各個環節，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，在外界干擾或內部激勵下能自動調整其參數，以達到最佳狀態和具備自組織能力。信息化是當今社會發展的趨勢，信息技術正在以人們想象不到的速度向前發展。信息技術也正在向制造技術注入和融合，促進著制造技術和各種先進生產模式的發展，如C IM S、并行工程、精益生產、敏捷制造、虛擬企業與虛擬制造等，無不以信息技術的發展為支撐。

可持續發展的綠色制造正在逐步引起人們的重視。科技的發展創造了歷史的奇跡，但人們也認識到自然界的資源是有限的，環境和生態正遭受巨大的破壞，綠色制造與可持續發展已成為人們最為關注的課題之一。綠色制造是通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最人限度地減少制造對環境的負而影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。對十日前世界資源緊張，環境惡化的現狀以及人類的持續發展的要求來講，綠色制造是必然的趨勢。

加工制造技術向著超精密、超高速的方向發展超精密加工技術。目前加工精度達到0.025μm，表而粗糙度達0.0045μm，已進入納米級加工時代。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靠近。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。

超高速切削。目前鋁合金超高速切削速度已超過27m/s，鑄鐵25m/s，超耐熱鎳合金為5m/s，超高速切削的發展已轉移到一些難加工材料的切削加工。

生物制造系統正在逐步形成。日本三重大學和岡山大學率先開展了生物技術應用于工程材料加工的研究，并初步證實了微生物加工金屬材料的可行性。我國于1982年將生物技術列為重點技術之一。生物學和制造學這兩個原來人們覺得毫不相干的學科，今天正在相互滲透、交叉，正在形成一個新的學科——生物制造系統。

6.我國先進制造技術的發展現狀

從“六五”開始我國就啟動了制造技術主要是機械制造技術的國家部委與地方級重點攻關研究開發，由于體制所限，這方面的規劃、研究開發主要是按行業分塊進行的。企業開發先進制造技術的能力薄弱，人力與資金投人都不足。1995年4月在北京召開了先進制造技術發展戰略研討會，從戰略高度探討了我國發展先進制造技術的路線和方法。同一時期，國家二期863規劃也開始規劃下世紀初先進制造技術的發展。

十幾年來通過技術引進和人才培養等各方面的努力，我國不少企業已掌握了一批相對先進的制造技術，但是和發達國家還是有很大差距。我國當務之急首先是要改善實施先進制造技術的基礎條件，包括擴大數控機床、加工中心的應用，建立完善的國產數控系統產業群，擴大市場占有率。再就是大力發展和推廣國產CAD/CAM計算機輔助設計與制造系統，在各大高校開設相關專業，加大人才培養力度。相信我國的先進制造技術在不久的將來會翻開嶄新的一頁。

7.結束語

知識就是財富，人類當前社會正在由工業經濟時代步入知識經濟時代。高科技的發展促使制造業發生了革命性的變化。先進制造技術就是在這個時代背景下應運而生，它是一個不斷發展、不斷更新的技術體系，使人類的生產生活發生了巨大改變?？傊?，21世紀的機械制造業是信息化、智能化、網絡化、不斷創新的綠色制造業，是人類智慧的結晶。

參考文獻

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二、加強對工藝技術人員的管理與監督，實現工藝標準化

機械制造企業的發展過程中，既要加大對工藝設計應用的技術支持，也要更加嚴格的對工藝技術人員的工作進行管理和監督，制定產品的質量的生產全過程追溯制度及產品的加工工藝設計應用步驟要求的會商制度，嚴格防止有殘次品、質量過差產品的出現。生產工藝標準化是現代機械制造企業重點發展的目標，也是工藝技術工作的基本要求。工藝標準化工作是對現代機械制造企業的一個整體要求。工藝標準化工作不僅僅是工藝要達到標準要求，它包含整個企業的管理、紀律、以及加工的水平等都要達到標準要求。工藝標準化工作涉及到很多在工藝加工過程中的要求，這些要求都是根據以往加工過程中出現的問題和缺點來制定的。

三、現代機械制造工藝是實現制造技術創新的方向

市場經濟的競爭實質是先進制造技術的競爭。先進制造技術是現代技術創新與工藝技術進步的典型代表，不僅體現了應用信息技術與系統管理技術的完美結合，更是新型制造單元技術創新的集成化?，F代先進制造技術以優質、節能、環保、經濟、高效為中心，在逐漸向基礎制造工藝擴展。第一，先進制造技術已經被大范圍的運用到機械制造領域，促進了機械制造工藝的進步，并對其他相關產業也有積極影響。第二，機械制造工藝不斷革新，其重點內容又是先進制造技術。所以，先進制造技術和機械制造工藝的關系是相互促進，產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具（例如計算機輔助設計（CAD））以及工藝過程建模和仿真等。生產設施與裝備、技術應用與優化、工具選用與工藝改進，甚至整個制造企業都可以采用先進技術進行有效地設計。虛心汲取國外先進制造技術，關注機械制造技術自身創新，合理采用先進制造技術。強化先進制造技術過程，全面開發包括技術裝備、生產技術、管理體制、市場觀念及人員調配等環節。通過積極的汲取過程不斷豐富我們自身的制造技術，探索出最符合企業自身發展需要的先進制造技術，并帶動相關制造業打下堅實基礎。

四、推進綠色制造工藝、創新生產力的生產過程

先進制造技術“以人為本”的理念及對各種技術資源合理且有效地利用，保證產品能達到應有的性能和要求、產品具有良好的經濟性等，這就使得先進制造技術所體現的綠色制造具備重大的經濟價值和社會價值。綠色制造，是指全面考慮環境和資源因素，從原材料的選擇、設計，生產的初加工、精細加工與裝配，銷售、使用和維修，直到報廢回收再利用等產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，對資源的消耗量最少，對環境的污染最小，并使企業經濟效益和社會效益協調優化的現代制造模式。根據綠色制造的根本原則，綜合考慮在機械產品生命周期中的技術、環境以及經濟性等各種因素，機械制造工藝實現綠色制造，應著重考慮機械綠色設計建模；機械材料的選擇；機械產品的可拆卸性設計；機械產品的可回收性設計；機械產品的成本設計；機械產品使用的安全保護設計；機械產品設計數據庫和知識庫的建立等方面的技術工藝設計。

五、機械制造工藝技術創新是實現綠色制造的保證

1、凈成形制造工藝技術應用與創新。凈成形制造可以節約傳統毛坯制造時的能耗、物耗，大大減少了產品的制造周期和生產費用；2、干式加工工藝技術應用與創新。干式加工不僅簡化了工藝、減少成本，同時還消除了冷卻液帶來的如廢液排放和回收等一系列問題；3、工藝模擬技術應用與創新。運用計算機大數據技術，將形狀構造的物理模擬，性能指標的數值模擬以及專家系統相結合，獲取并確定最佳工藝參數并優化工藝方案，預測并驗證加工過程中可能產生的缺陷和防止措施，有效控制并保證加工工件的質量；4、虛擬制造技術應用與創新。在虛擬制造環境下生成軟產品模型來代替傳統的硬樣品進行實驗，對其性能、可制造性及質量控制進行預測和評估，減少實型制造成本；5、廢棄物回收利用技術的創新，實現生產方式從開式循環模式變為閉式循環模式轉變。

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綠色制造是指運用再制造技術、環保型制造技術和節省資源型制造技術，生產出來的即環保節能，又節省資源以及易于回收利用的綠色產品。綠色制造即體現了循環經濟和可持續發展的戰略思想，也是關鍵、重大工程項目的技術支撐和產業的發展方向。

綠色制造涵蓋了綠色產品設計（產品全壽命周期設計）和綠色制造系統的內容，解決了廢棄產品處理的環境污染和資源浪費問題，推動了再制造產業的形成和報廢產品回收處理的問題。它包括了干式切削加工技術、凈成形制造技術、快速成型加工技術、虛擬制造技術和再制造工程技術等綠色制造的關鍵技術。

同時，運用再制造技術生產出的再制造產品的性能要求不低于新產品，因此采用的再制造技術既要適用，又要有很高的先進性，以保證再制造產品的應用性能。再制造技術隨著綠色制造技術的發展，不斷地棄舊納新或梯次更新，呈現出動態性的特征。這些變化需要再制造技術善于創新，不斷采用新方法、新工藝、新設備，以解決產品因性能落后而被淘汰的問題。

2 綠色再制造是再制造發展的必然

產品的再制造性是衡量產品再制造能力的基本指標。是否為綠色再制造，產品再制造性設計是實現基于再制造的產品多壽命周期的前提條件。面向多壽命周期的產品設計及評價技術重點發展方向為再制造性設計建模技術、再制造性指標設計技術和再制造性設計評價技術等。

作為多壽命周期工程中的關鍵技術，綠色、先進再制造工程技術重點發展方向是快速再制造成形技術、高效自動化拆裝技術和綠色清洗技術等。

表面工程技術是是再制造的重要技術支撐，其重點發展方向為納米表面工程技術、自動化表面技術和綠色表面技術等。

產品的再制造質量控制技術是實現再制造產品性能優于或等同于新產品的重要保證，也是產品多壽命周期的關鍵技術。其重點發展方向為再制造毛坯剩余壽命評估技術、再制造過程在線質量監控技術和再制造產品的質量檢測與評價技術等。

再制造過程中不斷地應用信息技術來進行管理，提升再制造的效益和再制造產品的質量。信息化再制造技術的重點發展方向為信息化再制造提升技術、信息化再制造管理技術與方法和虛擬與柔性再制造技術等。

正確評價并應用多壽命周期產品環境技術，來促進產品多壽命周期中的環境效益。多壽命周期產品環境技術重點發展方向為環境影響評價技術、環境影響分析技術和再制造清洗技術等。

3 再制造與先進制造的內在聯系

運用傳統的產品全壽命周期設計思想，其物流模式是“研制――使用――報廢”的開環系統；而運用再制造產品的全壽命周期設計思想，其物流模式是“研制――使用――再生”的閉環系統。站在全壽命生產周期的角度考慮制造是處于上游，而再制造處于下游。再制造與產品全生命生產周期的關系如圖1所示。

用于再制造生產的多生命生產周期設備的平均使用成本大為降低，并且隨著生命周期循環次數的增多而下明顯降低。用于再制造生產設備的成本平均只占制造生產設備的50％左右，并且再制造生產設備質量不低于原始制造設備(包括使用壽命)，因此其單位時間的使用成本大約也降低到相應數值。如果再考慮環境治理等而減少的社會成本，其綜合社會經濟效益應更為顯著。

4 再制造與先進制造的區別

兩者除了理論基礎、研究對象和研究內容等方面的區別以外，既有共性技術、兼容性技術和互補技術，還存在以下幾點不同。1）后者的關鍵技術包括：先進管理技術、先進工藝技術和先進信息化與自動化技術等；2）前者的關鍵技術包括：以微納米為代表的表面工程技術（包括如納米顆粒復合電刷鍍技術、納米固體干膜技術、納米熱噴涂技術、納米減摩自修復添加劑技術、納米涂裝技術、納米粘涂技術、納米薄膜制備技術、金屬表面納米化等）；高速噴涂技術、熱處理修復技術、自修復技術等；3）原料供應的區別：先進制造新產品以新開采的原始資源為主，再制造以廢舊的可再循環利用的零部件為主；4）生產及物流方式的區別：新產品生產周期較長，屬于正向物流；再制造產品生產周期較短，屬于逆向物流。

5 再制造與先進制造的發展方向

再制造與制造受兩個市場相互關聯的制約，兩者要進行決策的協調機制：1）生產資源的決策協調、資源分配與生產調度的協調等；2）引導和協調消費者的購買觀念：擴大再制造產品與新產品有利的差異性，應該擴大宣傳再制造對于環境污染更少、制造成本更低、節約原材料、降低資源和能量消耗，投入產出比高的積極作用；3）縮小再制造產品與新產品不利的差異性：用戶可能認為再制造產品的壽命不如新產品的壽命長，質量也不及新產品的可靠。消費觀念上的差異性對再制造產品不利，如何縮小這些差異性，讓消費者喜歡購買再制造產品，使之成為信得過的再制造產品是一個新的課題；4）選擇成熟品牌進行再制造，做好售后服務工作。如何提高再制造產品的技術標準公信力，制定包括各種產品的報廢標準、廢舊物資回收再制造的通用技術和關鍵技術標準完善再制造產品的技術標準，并將已認定的技術標準向社會公示，從而提高再制造產品的技術標準公信力；5）加強政府對再制造產品的監管力度。嚴把再制造產品質量關，引導用戶形成購買再制造產品的習慣。按照產品質量法，使再制造產品在質量、性能、耐用性等方面達到甚至超過新產品的水平。

再制造技術和先進制造技術之間的關系越來越密切，兩者之間存在許多互補性、共性和兼容性技術，運用產品全壽命周期理念，以面向制造的設計轉為面向再制造的設計。從產品生產源頭考慮末端產品的再制造，使政府和制造商制訂提高環境和資源的措施和要求。隨著再制造生產者獲得巨大的經濟利益和環境效益，使得越來越多的制造商投入到自己生產產品的再制造中，而且因其具有諸多優勢（技術設備、專利等方面），使得原設備制造商開展再制造生產經營活動將成為新的生產、發展趨勢。

6結論

進入21世紀后，節約資源能源和節能減排已成為世界各國關心的重要話題，再制造作為廢舊產品資源化的最佳形式和節能減排的重要途徑而得到廣泛關注。在科學發展觀指導下，人們對再制造工程的認識不斷深化，再制造工程的內涵也在不斷地拓展，目前再制造工程已成為發展循環經濟、構建資源節約型和環境友好型社會的重要組成部分。

先進制造與再制造雖然研究內容不同，但存在著緊密的本質的聯系，它們之間的關系是辯證的而且內涵深刻。再制造是先進制造中重要的組成部分，先進制造的發展帶動了再制造的發展；同時再制造本身又具有相對的獨立性，與維修工程、表面工程等相關學科密不可分，由于它的產業化和高科技的自然屬性，有統領和帶動這些學科共同發展的積極作用。再制造學科的發展無疑對于先進制造起到了支撐作用，有力地促進了先進制造技術的發展。

再制造工程作為一門新興學科，其學科體系內涵和相關基礎理論及應用實踐問題值得深入研究。反映了大量國內外學者在先進制造、再制造及其關系的前沿的資料和成果。

參考文獻

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中圖分類號：TH16 文章編號：1009-2374（2017）05-0108-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.052

制造行業是我國的主要支柱性產業之一，影響著我國經濟的發展。先進的制造技術與機械制造工藝不僅決定著經濟的變化與轉型發展，同時對我國綜合競爭力也產生了很大影響。隨著改革開發政策的實施，我國制造業開始不斷發展，完善了制造技術與機械制造工藝，提高了我國在國際上的競爭地位，同時為實現制造強國奠定了基礎，因此必須及時對先進制造技術與機械制造工藝進行分析，推動我國機械制造行業向更高的方向發展。

1 先進制造技術與機械制造工藝

目前在經濟發展的影響下，現代科技不斷發展，充實了先進制造技術的概念與內涵，可以系統全面地幫助人們理解先進制造技術。現階段，先進制造技術主要由計算機技術、新型管理理念及電子技術等組成，可以實現制造流程的自動化與便捷化發展，簡化了傳統工作的流程，并將生產質量控制作為生產管理的重要任務，提升了機械產品質量。從定義上分析，先進制造技術是在自動化技術、先進制造工藝、先進設計技術與系統管理等技術基礎上發展形成的，此種組成方式從側面反映我國的制造水平與生產技術。因此從我國機械制造業發展情況來看，我國先進制造技術主要由先進制造技術層、制造單元技術創新層及先進制造技術基層等組成，在長期發展中我國已經形成了相對完善的體系。在此體系中，先進制造技術為基礎層，內部包含了高效率、清潔、低能耗等基礎性的制造技術，目前已經廣泛應用到鋼鐵制造、焊接等一系列工藝中，具有較廣的應用意義。此外，制造單元技術創新也是該層的主要任務，已經成功應用到機器人制造、數控技術等鄰域中。先進制造集成技術內部融入了較多的計算機技術、系統工程、信息技術及新材料技術等內容，可以滿足當前社會的發展需求，具有長遠的經濟效益。

先進制造技術最大的優勢就是實現了現代技術與實際生產活動的聯系，并將先進的技術應用到各項作業流程中，貫穿于機械制造整個過程。從特點上分析，先進制造技術主要具有以下特點：（1）全球化。隨著經濟全球化的發展，各種交流與經濟聯系越來越密切，給先進制造技術的發展奠定了基礎。先進制造技術的全球化發展不僅給先進技術提供了發展動力，同時還可以增加制造業的經濟效益。全球聯系加強，企業實現了任務分工，充分發揮了先進技術優勢，降低了生產成本；（2）多元化。先進技術的發展并不是在某一領域的孤立發展，而是各領域的相互聯系，可以給制造工作提供支持。受市場環境影響，為了更好地贏得發展機會，必須轉變角度走向多元化發展。制造業不僅要關心制造技術，還要將管理與信息等技術融入到市場中，滿足市場發展需求；（3）服務化。目前制造行業非常注重市場需求，主要目的是提高市場需求能力，促進生產制造向先進制造技術發展。制造技術不僅要加強機械制造設計，還要考核市場情況，了解消費者的需求，加強服務投入，給消費者提供滿意的服務，結合消費需求確定先進技術發展方向。

目前隨著科學技術發展，創新制造技術已經成為現代制造行業的必然選擇，也是保證我國社會經濟正常發展的必然要求。從當前我國制造行業的發展來看，制造技術研發與創新速度越來越快，在長期發展中已經形成了較多高新制造技術，并不斷進行研究與發展，形成了相對完善的體系。為了在現代社會中取得發展，要求先進制造技術必須將經濟、高效、節能與綠色環保等技術融入到其中，并開始向基礎制造工藝發展。機械制造工藝的重點是制造過程的控制，為了得到質量較高、產量較大的機械產品，必須實現信息技術、物質技術及傳統制造工藝的有機結合，不斷創造出更多的新型制造工藝，包含熱處理工藝、機械物質表面工藝、加工工藝等新型工藝技術。

2 先進制造技術與機械制造工藝的聯系

哪掣黿嵌壬戲治觶先進制造技術對制造行業的長期發展產生了巨大影響，尤其是交通工具與電子產品制造等行業。這些行業與人們的日常生產具有密切聯系，而且影響著人們的生活質量。從先進制造技術角度分析，該技術是制造業發展的基礎，影響并控制著機械制造工業的發展。從實際分析來看，先進制造技術已經廣泛應用到機械制造行業中，提高了機械制造質量，帶動了機械制造行業的發展。另外，在應用機械工藝的同時體現了先進制造技術內涵，完善了先進制造機械體系?？傊?，先進制造技術與機械制造工藝具有相輔相成的關系，只有實現兩者的同步發展，才能提升我國機械制造水平。

3 提高我國先進制造技術與機械制造工藝發展的方法

制造業在我國國民經濟中占據較大比例，決定著我國機械制造工藝的質量，因此必須提高機械制造技術，改進機械制造工藝。同時新形勢下還要加強機械制造工藝創新，具體可以從以下五個方面做起：

3.1 創新先進制造技術與機械制造工藝

目前我國科學技術不斷發展，出現了較多的新型制造技術，推動著我國機械制造工藝的發展。為了在競爭激烈的市場環境下生存，必須認真分析制造技術與機械制造工藝的聯系，提高兩者的整合力度，生產出高質量、高效率的機械產品。同時還要創新先進制造技術與機械制造公司。創新是一個民族發展的不竭動力，也是決定機械制造行業能否長久發展的重要因素。因此各級政府必須推行相關政策，鼓勵機械制造技術與機械制造工藝創新，并將新型的制造技術推廣到市場，促進先進制造技術與機械制造工藝的長久發展。

3.2 國家政府部門加強資金與政策支持

資金與政策對先進制造技術與機械制造工藝的發展具有很大作用，因此國家政府部門必須加強研究，同時制造單位也要認真參與，并不斷成為制造研發主體。從當前的發展來看，機械制造單元必須及時轉變制造理念，同時正確處理各項利益關系，提高資金投入，加強經營管理。政府部門要關注機械行業的發展，尤其對機械制造薄弱環節進行扶持，充分發揮管理職能，利用政策引導并支持企業的發展。

3.3 提高人才綜合素質

人才是決定先進制造技術與機械制造工藝發展的重要因素，因此必須提高人才培養質量。實際操作中不僅要加強專業技術的培養，還要提高人才的綜合素質。目前機械制造行業人才綜合培養還有待完善，忽略了人才綜合實力。為了培養較多的復合型人才，就必須加強人才綜合素質培養，鼓勵人員積極學習金融與管理等內容。同時還要給人才提供較多的實踐機會，將理論知識成功應用到實踐中，必要時可加強實踐能力考核。此外，還要加強人才道德素質培養，在長期作業中培養出較多實力較雄厚的綜合性人才。

3.4 積極學習國外先進制造技術與機械制造工藝

國外先進制造技術與機械制造工藝明顯優于我國，在實際發展中有較多可值得借鑒的地方，可以從以下兩個方面做起。首先，積極學習國外先進制造技術，并結合我國發展情況合理應用；其次，對國外成功改革案例進行研究，學習國外取得成功的原因，并將其合理地應用到我國實際中。在長期學習和探索國外成功經驗后，我國目前已經形成了獨特的制造技術，如何打造出更符合我國國情的先進制造技術已經成為當前研究的核心問題。因此在今后研究中還要不斷學習，提高我國在國際市場上的競爭力，打造獨有的自主產權國際標準，并在長期競爭中穩定發展地位。

3.5 做好推廣與發展工作

先進制造技術與機械制造工藝不僅要快速發展，還要做好技術創新與推廣等工作，將先進制造技術與機械制造工藝成功應用到實踐中。進行市場推廣時，必須從實際出發，堅持因地制宜原則，統籌各地區發展情況，制定有效的方法推廣，滿足不同區域要求。市場推廣中必須穩步發展，簡而言之，市場推廣中盡量選擇一些有代表的企業，并不斷創新技術與工藝，同時還要做好內部調整與協調等作業，等到技術與工藝成熟后再向市場推廣，為先進制造技術與機械制造工藝的發展奠定

基礎。

4 結語

目前隨著社會經濟的發展，各種技術的不斷出現，影響著我國各個行業的發展。先進制造技術與機械制造工藝是機械行業最重要的組成部分，也是衡量我國綜合國力的重要指標。因此在實際作業中必須認識到先進制造技術與機械制造工藝的聯系，并結合我國情況認真做好各項工作，帶動我國機械制造行業的持久發展。

參考文獻

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論文

制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。

1 當前制造科學要解決的問題

當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵問題。例如在計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-Real Space)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間

(配置空間Configuration Space)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進行幾何推理。制造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應用促進了制造智能的發展。一類基于生物進化算法的計算智能工具，在包括調度問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在制造中完成組合優化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規模的制約。制造智能還表現在：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當前產品創新的關鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性問題。這些問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎研究體系。

2 現代機械工程的前沿科學

不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別于一般基礎科學的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術問題。

超聲電機、超高速切削、綠色設計與制造等領域，國內外已經做了大量的研究工作，但創新的關鍵是機械科學問題還不明朗。大型復雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、制造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和制造基礎、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯軸機床、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少研究，但仍有許多關鍵科學技術問題有待解決。

信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和制造科學將是改變21世紀的主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，與以上領域相交叉發展的制造系統和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。

2．1 制造科學與信息科學的交叉--制造信息科學

機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。信息化是制造科學技術走向全球化和現代化的重要標志。人們一方面對制造技術開始探索產品設計和制造過程中的信息本質，另一方面對制造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化制造環境。隨著對制造過程和制造系統認識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。

與制造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要研究方向和內容：

(1) 制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量制造信息向知識和決策轉化。

(2) 非符號信息的表達、制造信息的保真傳遞、制造信息的管理、非完整制造信息狀態下的生產決策、虛擬管理制造、基于網絡環境下的設計和制造、制造過程和制造系統中的控制科學問題。

這些內容是制造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了制造科學中的新分支--制造信息學。

2．2 微機械及其制造技術研究

微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件與系統的功能密度、信息密度與互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術的發展開辟了技術全新的領域和產業，具有許多傳統傳感器無法比擬的優點，因此在制造業、航空、航天、交通、通信、農業、生物醫學、環境監控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。

微機械是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結構并與集成電路兼容制造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。近10年來，微機械的發展令人矚目。其特點如下：相當數量的微型元器件(微型結構、微型傳感器和微型執行器等)和微系統研究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術的發展，特別是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。轉貼于

目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識，還沒有形成基于一定理論基礎之上的微系統設計理論與方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行研究。微型機械系統研究中存在的關鍵科學問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領域。

2．3 材料制備／零件制造一體化和加工新技術基礎

材料是人類進步的里程碑，是制造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功制備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計與擬實仿真優化是實現材料與零件的高效優質制備／制造及二者一體化、集成化制造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料與零件的高效優質制備／制造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數、電磁性能等，研究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式制造技術、增加材料式覆層技術等，研究多種材料組分的復合成形工藝技術。形成材料與零件的數字化制造理論、技術和方法，如快速成形技術采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。

2．4 機械仿生制造

21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品(如智能仿生結構)，開發出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產業，并為解決產品設計、制造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。

地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現象中學習組織與運行復雜系統的方法和技巧，是今后解決目前制造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結構和運行模式的一種制造系統與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結構和進化過程。

仿生制造所涉及的科學問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統中的應用問題。所謂"自組織"是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環境適應能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產品并行設計、制造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和制造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。

仿生制造屬于制造科學和生命科學的"遠緣雜交"，它將對21世紀的制造業產生巨大的影響。

仿生制造的研究內容目前有兩個方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統的自組織機制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設計原理，基于多自律單元協同的分布式控制和基于進化機制的尋優策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關系，仿生系統及其演化過程的復雜度計量方法。

機械仿生與仿生制造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎研究的特點，如果抓住機遇研究下去，將可能產生革命性的突破。今后應關注的研究領域有生物加工技術、仿生制造系統、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關鍵技術基礎等。 3 現代制造技術的發展趨勢

20世紀90年代以來，世界各國都把制造技術的研究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，如美國的先進制造技術計劃AMTP、日本的智能制造技術（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現代技術國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著電子、信息等高新技術的不斷發展，市場需求個性化與多樣化，未來現代制造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發展。

當前現代制造技術的發展趨勢大致有以下九個方面：

(1) 信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，現代制造生產模式會獲得不斷發展。

(2) 設計技術與手段更現代化。

(3) 成型及制造技術精密化、制造過程實現低能耗。

(4) 新型特種加工方法的形成。

(5) 開發新一代超精密、超高速制造裝備。

(6) 加工工藝由技藝發展為工程科學。

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隨著現代科技的不斷發展和創新，先進制造技術在機械制造業中的應用日漸普及，但是需要注意的時，現代人們對先進制造技術概念還缺少著一個統一的認識，從而也就形成了很多不必要的誤區。先進制造技術的應用和發展，會對機械制造業的發展帶來很大的促進作用。一方面，先進制造技術的技術理論，在機械制造業中得到具體應用和實現，能夠促進機械制造業的快速發展；另一方面，機械制造業因為自身生存雪球，諸多新工藝和新技術的出現也能夠讓先進制造技術的理論得到豐富和發展，從而促使其應用范圍得到進一步擴大，逐漸推廣到其他制造領域中。

1 先進制造技術的概念分析

先進制造技術起始于二十世紀八十年代末，其是由美國學者結合當時美國制造業所遭遇的危機和機遇，通過全面、深刻的分析其在制造業中存在的一系列問題，對國民經濟中制造業的地位和作用重新得到認識之后所提出的一種全新理念[1]。而隨著現代計算機信息技術的快速發展，在很大程度上行促進了制造技術的快速發展，促使現代制造技術得到了進一步創新改革，相對于傳統制造技術而言逐漸發生著重大改變，先進制造技術思想也就是在當下的社會局勢下逐漸衍生。先進制造技術概念一經提出就獲得了諸多國家的普遍認可，如日本、歐洲各國等，并結合此技術將一系列發展技術制定出來，以此來對先進制造技術的發展予以強有力的支持。近幾年來，先進制造技術發展和應用的重要性和必要性在我國也逐漸得到了充分認識。

從當下理論界而言，尚海沒有出現一個關于先進制造技術的公認的嚴格定義。而筆者認為先進制造技術屬于一種技術群，其是以計算機技術為核心，對信息、草料以及能源和環保等高新技術和現代管理技術進行綜合運用，然后將其運用到制造全過程，如產品設計、加工以及生產管理與銷售等上的一種制造技術總稱。先進制造技術的特點主要可劃分為四種：第一，先進制造技術并不是某種具體技術，而是一種技術群，且這種技術群并不是始終一成不變的，而是具有一定的動態化。第二，先進制造技術不是一種只是指制造過程中的一種技術，而是在產品設計、制造、生產管理以及營銷的所有制造過程中予以落實貫徹。第三，先進制造技術是一種技術群且具有著一定程度的綜合性特征，其融入了諸多專業學科中的先進技術。第四，先進制造技術的核心在于計算機技術，其是以計算機技術為依據的一種先進技術。

2 先進制造技術在機械制造業中的應用

2.1 在產品設計開發過程中的應用

在機械制造過程中現代設計的思想和方法已經在機械產品的設計、開發等過程中得到了廣泛應用，諸多現代設計方法和技術，如：綠色設計、計算機輔助設計、虛擬技術、可靠性設計以及并行工程等，促使傳統設計思想和方法逐漸開始發展改變。從設計內容的角度上講，傳統機械產品設計的設計過程主要可分成三個層次，及方案、技術以及工藝設計，其設計的內容存在一定的局限性[2]。而現代設計的內容已經延伸到了產品制造的全過程的全面設計，如產品規劃、制造、檢驗、銷售以及維護和回收等。而從設計方法的角度上講，傳統設計的主要示結合所積累的經驗、單一化的知識以及滯后的生產設計工具來實施，而現代設計則是在計算機輔助技術的基礎上，以多種學科及技術手段為核心，讓并行化、最優化以及精確化的設計過程得以實現。

2.2 產品制造是所衍生出來了一系列新工藝和新技術

機械制造工藝主要是指將原材料和半成品，加工制造成機械產品的一種方法和流程，在機械制造的整個過程中有著非常重要的作用。在其制造過程中，隨著日漸滲透進來的先進制造技術，再加上生產的實際需求，已然衍生出來一系列全新工藝和技術。例如：在毛坯制造上，近幾年來涌現出來了諸多高新技術，包括鋼液精煉和保護成套技術、高效金屬型鑄造工藝及設備、新型焊接電源及控制技術以及激光焊接與切割技術等。從機械加工角度上來看，有精密加工、超精密加工技術，難加工材料的切削技術以及復雜型面的數控加工技術等。從熱處理上看，有可控氣氛熱處理、真空熱處理、激光表面合金化等先進技術。從自動化生產角度上看，機床數控技術、工業機器人、傳感技術以及集成制造技術等已經得到了較為廣泛的運用。這些應用技術，不僅能夠讓機械制造本身的需求得到有效滿足，而且也能夠對先進制造技術的體系發展和建設帶來一定的支持作用。

2.3 先進制造技術讓企業組織管理模式得到創新

在大批量生產模式下，企業組織管理模式大都是以功能專業化為主，通過對剛性生產線進行運用，讓各個部門都能夠嚴格執行自身的職責。而隨著先進制造技術的滲透，促使現在制造業的生產模式正逐漸轉變成中小批量生產模式，由此也就促使企業的組織和管理模式不得不進行針對性的創新和改革[3]。首先，使其從傳統的順序工作方式逐漸轉變成并行工作方式；其次，從組織形式上功能劃分部門的固定形式逐漸轉變成小組組織下的動態、自主管理形式；第三，從金字塔式的多層次生產管理結構轉變成扁平式網絡機構；第四，從質量為主的競爭戰略轉變成迅速響應市場的競爭戰略；最后，從以技術為核心轉變成以人為本。

3 結語

綜上所述，先進制造技術是制造技術領域中的一種創新和改革，其為制造技術的發展帶來了新的機遇和挑戰，為傳統機械制造業輸入了全新的生命力，進一步促進了諸多相關產業的快速、穩定、可持續發展。

參考文獻：

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引言：

不斷創新是推動機械制造企業實現發展的根本動力。目前來看，先進制造技術主要融合了信息技術、電子技術和新型管理理念等，利用先進制造技術指導機械產品的加工制造，一方面可以提高生產效率，實現了流水化、批量化生產；另一方面也保證了制造質量，減少了材料浪費，這也符合當前“綠色生產”的理念。文章首先對先進制造技術與機械制造工藝的相關性進行了分析，隨后就如何利用先進制造技術推動機械制造發展提出了幾點建議。

一、先進制造技術的基本特征

1、全球化

雖然近年來國內機械制造技術取得了長足進步，但是客觀來說，與國際前沿水平仍然有很大的差距。因此，在開展先進制造技術研究和創新工作時，也必須樹立全球化的理念，主動向國外部分國家學習技術經驗，做到“取彼之長，為我所用”，這也是在短時間內縮小國內制造技術與國際前沿技術差距的有效方法。

2、多樣化

先進制造技術的發展和創新，必然要融合多種技術，這樣才能兼顧制造技術的創新性和實用性，真正發揮先進制造技術在促進機械制造工藝方面的作用。例如，將信息技術、數控技術進行整合，并應用到機械制造中，可以利用數控設備代替傳統的人工控制，減輕了人工壓力。由此可見，在未來先進制造技術發展過程中，多種技術的融合應用成為必然趨勢。

二、先進制造技術與機械制造工藝的相關性分析

1、先進制造技術是機械制造工藝升級的基礎

以往的機械加工制造中，存在高投入、高浪費、低產出的問題，企業實際獲得的經濟效益不高。而通過引進先進制造技術，可以實現傳統機械制造工藝的升級，通過新設備、新工藝提高了機械制造的效率，通過節省成本、提高質量來為企業創造更高效益，進而使企業有更多的資金投入到先進技術研發中，實現了良性循環發展。制造單元技術創新是此系統中的第二任務，能夠應用于數控技術、機器人制造、清潔技術、并行工程等領域中。而先進制造集成技術，融入了信息技術、計算機技術、系統工程、現代化管理、新材料技術等方面，以適應現代社會的發展。

2、機械制造工藝使先進制造技術發揮實際價值

先進制造技術是將現代技術應用于實際生產中，并能夠將其貫穿于制造流程的整個環節。創新制造技術是現代制造業發展的必然選擇，也是我國社會經濟發展的重要途徑。在我國目前的制造行業中，制造技術創新與研發的速度提高，逐漸形成了高新制造技術，并通過不斷地研究與發展，形成了比較完善的體系。在現代社會中，先進制造技術需要將質量、綠色環保、節能、經濟、高效等納入其中，并逐漸向基礎制造工藝發展。機械制造工藝的核心在于制造過程，為了實現質量高、產量高以及效率高的目標，需要將信息技術、物質技術與傳統制造工藝相結合，進而創新出新型制造工藝，包括熱處理工藝、加工工藝等新型工藝技術。

三、利用先進制造技術促進制造工藝發展的措施

1、創新先進制造技術與機械制造工藝

目前我國科學技術不斷發展，出現了較多的新型制造技術，推動著我國機械制造工藝的發展。為了在競爭激烈的市場環境下生存，必須認真分析制造技術與機械制造工藝的聯系，提高兩者的整合力度，生產出高質量、高效率的機械產品。同時還要創新先進制造技術與機械制造公司。創新是一個民族發展的不竭動力，也是決定機械制造行業能否長久發展的重要因素。因此各級政府必須推行相關政策，鼓勵機械制造技術與機械制造工藝創新，并將新型的制造技術推廣到市場，促進先進制造技術與機械制造工藝的長久發展。

2、國家政府部門加強資金與政策支持

資金與政策對先進制造技術與機械制造工藝的發展具有很大作用，因此國家政府部門必須加強研究，同時制造單位也要認真參與，并不斷成為制造研發主體。從當前的發展來看，機械制造單元必須及時轉變制造理念，同時正確處理各項利益關系，提高資金投入，加強經營管理。政府部門要關注機械行業的發展，尤其對機械制造薄弱環節進行扶持，充分發揮管理職能，利用政策引導并支持企業的發展。

3、提高人才綜合素質

人才是決定先進制造技術與機械制造工藝發展的重要因素，因此必須提高人才培養質量。實際操作中不僅要加強專業技術的培養，還要提高人才的綜合素質。目前機械制造行業人才綜合培養還有待完善，忽略了人才綜合實力。為了培養較多的復合型人才，就必須加強人才綜合素質培養，鼓勵人員積極學習金融與管理等內容。同時還要給人才提供較多的實踐機會，將理論知識成功應用到實踐中，必要時可加強實踐能力考核。此外，還要加強人才道德素質培養，在長期作業中培養出較多實力較雄厚的綜合性人才。

4、積極學習國外先進制造技術與機械制造工藝

國外先進制造技術與機械制造工藝明顯優于我國，在實際發展中有較多可值得借鑒的地方，可以從以下兩個方面做起。首先，積極學習國外先進制造技術，并結合我國發展情況合理應用；其次，對國外成功改革案例進行研究，學習國外取得成功的原因，并將其合理地應用到我國實際中。我國目前已經形成了獨特的制造技術，如何打造出更符合我國國情的先進制造技術已經成為當前研究的核心問題。因此在今后研究中還要不斷學習，提高我國在國際市場上的競爭力，打造獨有的自主產權國際標準，并在長期競爭中穩定發展地位。

結語：

先進制造技術與機械制造工藝是機械行業最重要的組成部分，也是衡量我國綜合國力的重要指標。因此在實際作業中必須認識到先進制造技術與機械制造工藝的聯系，促進制造企業實現轉型發展，獲取更高的經濟效益。

參考文獻： 

[1]徐寶華，曹寧，房付華，等.先進制造技術與機械制造工藝若干分析[J].中國高新技術企業，2017（05）：108-109. 

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【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。

【參考文獻】

[1]王隆太等.先進制造技術[M]. 北京：機械工業出版社，2003.

[2]張平亮等.先進制造技術[M]. 北京：高等教育出版社，2009.

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工程訓練是我國在進行高等教育改革的發展歷程中必然經歷的一種實踐教學的新型模式［1］，近幾年來，工程訓練已然成為工科類院校規模最大、受眾學生最多的重要教育教學資源。前不久國家提出了“中國制造2025”的概念，強調創新驅動以及發展先進制造業已成為現階段國際競爭主流。為適應“中國制造2025”，需加強對學生工程能力的培養和對學生的先進制造動手能力的培養。

1高校工程訓練中存在的問題

1)教學結構欠佳。由于工程訓練開課學期較早，理論知識還未學習，沒有系統性的金屬加工概念，理論與實踐無法相互結合，為學生的學習增加了理解難度。2)設備缺乏以及設備落后。由于工程訓練中心規模較大，需涉及到各個工種，需投資資金較多。再加上民辦本科以及獨立學院資金來源較少，或重視成都不夠，導致基礎設備過于陳舊不能及時更新，遇到問題無法檢修［2］。同時，缺少先進的數控車床或先進制造車床，使學生仍舊停留于傳統加工方式的觀念，對于先進制造技術只能觀看無法進行操作，嚴重降低了教學效果以及影響學生對先進制造技術操作能力的培養。3)教學模式滯留。目前，大多數學校工程訓練仍舊停留在生從師帶的過程，加工物品仍舊是榔頭，指導教師給出各種要求條件以及設計圖紙，學生只是在被動的模仿老師的加工過程，缺乏自主動腦的思維，限制了學生創新能力的發展。指導教師教學模式過于程式化，講解簡單，學生無法形成系統、全面的知識架構體系，致使理論與實踐環節脫離，也導致了工程訓練結束后，學生對其印象不深，僅僅獲得了加工過程以及勞動力的付出，無法與自身理論知識聯系到一起。

2先進制造技術應用于工程訓練必要性分析

1)先進制造技術及其特點。先進制造技術(AdvancedManufacturingTechnology，簡稱為AMT)是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱［3-4］。主要包括:計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等［5］。其特點為:a．先進制造技術具有范疇領域性。b．先進制造技術企業推展性和經濟效益性。c．先進制造技術具有主體性和群體性。2)先進制造技術應用于工程訓練的必要性。從根本上說，隨著AMT的發展，傳統的制造業正面臨一場全新的技術革命，以制造業信息化推動制造業發展是當前必然趨勢［3］。培養創新驅動型人才，正是我們開展先進制造技術工程訓練的首要目的。其必要性有以下幾點:a．先進制造技術應用于工程訓練是培養創新性人才的必須過程。b．先進制造技術應用于工程訓練是提出培養適合我國提出的“中國制造2025”技術性人才的關鍵過程。c．先進制造技術應用于工程訓練也是現如今互聯網快速發展，以及材料快速成型的必然要求。

3先進制造技術應用于工程訓練的模塊化教學理論

把先進制造技術應用于工程訓練中，是必然經歷的過程，其培養目標也非常明確:提高學生整體工程的綜合性能力，包括系統的統的工程技術理論知識和實踐能力、良好的職業素養和創新意識、初步的市場感知能力和對行業規則的了解。為達到這一目標，也需要調整相關的教學模式，建立起教學研究小組，采用化整為零，逐步突破的方法實施模塊教學理論。1)先進制造技術工業生產認識模塊教學方式。設計此模塊的目的是對先進制造技術基礎流程以及產品加工過程的了解。此教學模塊最大的特點是虛實結合，以演示視頻為主，結合各行業特色，與各專業老師合作，找到各專業切入點進行深入講解，使各專業學生對本專業所從事的行業采用先進制造技術的生產制造以及管理模式進行直觀了解。2)基礎工藝學訓練與先進制造技術結合模塊教學方式。該模塊以基礎工藝理論為主導，結合傳統制造工藝過程逐步過渡至先進制造技術，實行基礎訓練講解和演示操作，由學生自主設計具有一定簡單功能的日常生活器具或用品，如榔頭、錘子、衣架等。指導教師根據學生設計進行分類講解工藝知識，指導加工。并講解同種加工方式采用先進制造技術與傳統制造技術的優缺點以及工藝的不同性。實施作品展覽等形式，讓學生能獨立完成先關設計以及工藝的交互式學習體驗。3)先進制造技術實習模塊教學方式。該模塊以數控設備和激光設備以及3D打印等設備為主體框架，進行自主式指導教學法，指導教師需要根據學生設計物品進行講解加工，并傳授數控變成法則，讓學生自主編程然后檢查相應對錯并指導加工，使學生能自主完成設計物品并加工出實物，并與設計對比，找出不合理的地方然后進行改進，培養學生工程設計和優化設計的工程學思維。4)綜合創新訓練與開發教學模塊。此模塊針對大學生創新實踐訓練與競賽平臺功能和協同研究開發功能于一體的教學模塊，以歷屆工程訓練大賽或機械創新大賽要求為主題，以各一等獎作品為藍本講解設計中的優缺點以及如何優化和處理。使學生在訓練之后能繼續對本專業有所興趣參加各類比賽，繼續發展自己的創新能力。盡量引導學生的制造方式從傳統加工方式逐步過渡到先進制造技術中，以更好的適應畢業后所處的先進制造的大環境中。

4總結

培養創新驅動型人才，正是我們開展先進制造技術工程訓練的首要目的，也是培養未來機械創新驅動型人才的重要工具，通過發現現如今各高校對于先進制造技術應用于工程訓練教學模式過于陳舊等問題，提出工程訓練與先進制造技術的模塊化教學理論，為以后先進制造技術能更加有效的應用于工程訓練中，起到一定的指導教學實踐的作用。

參考文獻:

［1］牛同訓，王燕．適應先進制造技術的繼續教育體系探析［J］．現代制造技術與裝備，2012(4):76-78．

［2］周福章．先進制造技術與跨世紀人才培養［J］．高等工程教育研究，1996(1):19-22．

［3］郭硯榮，周文杰，王欣．先進制造技術［J］．內蒙古科技與經濟，2012(16):81．