时间：2022-06-22 13:57:15
序论：在您撰写先进制造技术时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：制造技术 生产模式 柔性 信息 对策
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(LP)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
（二）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。
加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
参考文献
【关键词】制造技术；生产模式；柔性；信息；对策
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。
（二）敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。
虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。
（三）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。
（二）加强政策与法规建设， 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
（四）建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造( IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
关键词：先进制造;自动化技术;信息技术
先进制造技术是在传统制造的基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，它不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科，包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。
一、先进制造技术产生背景
先进制造技术计划是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术的概念。此后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。
二、先进制造技术的关键技术
一是成组技术。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，获得最大的经济效益。
二是敏捷制造。敏捷制造是借助于计算机网络和信息集成基础结构，构造有多个企业参加的“VM”环境，以竞争合作的原则，在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴，组成面向任务的虚拟公司，进行快速和最佳生产。
三是并行工程。并行工程（CE）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后再修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起，利用计算机互联网并行作业，大大缩短生产周期。
四是快速成型技术。快速成型技术是利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维CAD设计开发，使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型（雕刻）、建筑模型、机械行业等领域。
五是虚拟制造技术。虚拟制造技术以计算机支持的建模、仿真技术为前提，对设计、加工制造、装配等全过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时并行模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测出产品的性能、产品的制造技术、产品的可制造性与可装配性，从而更有效地、更经济地灵活组织生产，使工厂和车间的设计布局更合理、有效，以达到产品开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最高化。
六是智能制造。智能制造（IM）是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。它强调通过“智能设备”和“自治控制”来构造新一代的智能制造系统模式。因此，智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本，提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水平，具有重要意义。
三、常见先进制造加工技术
一是精密、超精密加工技术。它是指对工件表面材料进行去除，使工件的尺寸、表面性能达到产品要求而采取的技术措施。当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平，超精密加工的材料已有金属扩大到了非金属领域。根据加工的尺寸精度和表面粗糙度，精度加工可大致分为精密加工、超精密加工和纳米加工。
二是精密成型制造技术。它是指工件成型后只需少量加工或无须加工就可用做零件的成型技术。它是由多种高新技术与传统的毛坯成型技术融合而成的综合技术，正在从近净成型工艺向净成型工艺的方向发展。
三是特种加工技术。它是指利用电、磁、声、光、化学等能量及其组合施加在工件的被加工部位上，从而达到材料去除、变形、改变性能等目的的非传统加工技术。
四是表面工程技术。它是指采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合，提高产品表面耐磨、耐蚀、耐热、耐辐射、抗疲劳等性能的各项技术。表面工程技术主要包括热处理、表面改性、制模和涂层等技术。
我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国生产的产品无论是质量、效率，还是品种，都有较强的市场竞争力，因此，对先进制造技术研究和实施是刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进的行列。
参考文献：
关键词：先进制造技术 RPM技术 现代设计技术
中图分类号：TU741 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0105-02
机械系统设计及制造技术是把机器看作具有特定功能的、相互间存在有机联系的统一体。机械系统设计从系统的观点来进行机器的设计，并从使用效果为终结点来制造，将会有利于机器设计及制造的创新性、多样化和综合最优化。
先进制造技术，简称AMT，即Advanced Manufacturing Technology，是美国于80年代提出。当时，各国制造业面临复杂多变的外部环境，传统的制造技术变得越来越不适应快速变化的环境，先进的制造技术，尤其是计算机技术和信息技术在制造业中广泛应用，美国根据本国制造业的挑战与机遇，为了加强其制造业的竞争能力和促进国民经济增长提出先进制造技术这一专有名词，一经提出，立即获得欧洲各国、日本及亚洲新兴工业化国家的响应。
先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代化系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
对先进制造技术的研究可分为四大领域，分别是：现代设计技术，先进制造工艺，自动化技术，系统管理技术。
现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争（时间、质量、价格等）的需要，应用现代技术科学知识，经过设计人员创造性思维、规划和决策，制定可以用于制造的方案，并使方案付诸实施的技术。现代设计技术使产品设计建立在科学工作者的基础上。随着科学工作者技术落后的不断发展，其设计范畴也不断地扩大，从单纯的产品设计扩展到全寿命周期设计，包括考虑环境因素的绿色设计；在设计的组织方式上，从传统的顺序设计方式过渡到并行设计方式；在设计手段上，从传统的手工设计向现代化计算机辅助设计过渡。
先进制造工艺技术是先进制造技术的核心和基础。它是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、表面工程技术等技术构成及先进制造加工技术。在此重点提一下快速原型制造技术。快速原型/零件制造（Rapid Prototype/Part Manufacturing，简称RPM）技术是20世纪后期起源于美国，并很快发展起来的一种先进制造技术，RPM技术是近20年来制造技术领域的一次重大突破。RPM技术是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术的技术集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。RPM技术采用（软件）离散/（材料）堆积的原理而制造零件通过离散获得堆积的顺序、路径、限制和方式，通过堆积材料“叠加”起来形成三维实体。离散/堆积的工作过程由CAD模型开始，先将CAD模型离散化，沿某一方向（常取Z向）切成许多层面，即分层（属信息处理过程），然后在分层信息控制下顺序加工各片层并层层结合，堆积出三维零件，该零件作为CAD模型的物理体现与之对应，此为物理过程。RPM技术中，物理堆积过程具体是通过采用粘结、熔结、聚合作用或化学反应等手段，逐层可选择地固化树脂、切割薄片、烧结粉末、材料熔覆或材料喷洒等方式来实现的，从而快速堆积制作出所要求形状的零件（或模型）。各种RPM技术的过程流都包括CAD模型建立、前处理（如生成STL文件格式，将模型分层切片）、快速原型过程（原型制作）和后处理（如去除支架、清理表面、固化处理）等四个步骤。快速成形原理如（图1）示所示。
RPM技术的内涵即其成形机理和工艺控制与传统成形方式有很大差别，主要表现在：RPM不是使用一般意义上的模具或刀具，而是利用光、热、电等物理手段（其中激光是经常应用的）实现材料的转移与堆积；原型是通过堆积不断增大，其力学性能不但取决于成形材料本身，而且与成形中所施加的能量大小及施加方式有密切关系；在成形工艺控制方面，需要对多个坐标进行精确的动态控制。能量在成形物理过程中是一个极为关键因素，在以往的去除成形（切削磨削加工）和受迫成形（铸造锻压）中，能量是被动地供给的，一般无须对加工能量进行精确的预测与控制，而在离散/堆积类型的RPM中，单元体（分层体）制造中能量是主动地供给的，需要准确地预测与控制，对成形中的能量形式、强度、分布、供给方式以及变化等进行有效的控制，从而经由单元体的制造而完成成形。
目前，国外有几种典型和较成熟的商品化RPM技术，如光固化立体成形，叠层实体制造，选择性激光烧结，熔融沉积成形，三维印刷工艺等。
快速成型技术即可用于产品的概念设计、功能测试等方面，又可直接用于工件设计、模具设计和制造等领域，RPM技术在汽车、电子、家电、医疗、航空航天、工艺品制作以及玩具等行业有着广泛的应用。快速成型技术应用于产品加工时不用刀具，不需要前期投入专门安装，在逆向工程（Reverse Engineering）中有着广泛的应用。快速成型制造技术可实现低成本、高生产率和短周期的生产特点。从设计和工艺的角度出发可以设计形状复杂的零件，无需受时间、成本、可制造性方面的限制。
RPM技术系统的设计过程是一个创造性过程，同时也是一个不断完善的反复过程。进行系统设计时必须遵循两个基本原则。
（1）目标集中原则：在一个时间阶段内思考和解决的问题不能太多，否则会干扰主要问题的解决。
（2）满足目标原则：要求所设计出的新系统能满足系统的目标要求，使所设计的系统达到预期的目的。
（图2）为系统设计步骤的框图，表示了系统设计的概要内容。
在系统设计完成之后，对于结构和内容比较复杂的系统，为了进一步确定它的可信程度，往往采用系统仿真技术，对系统的各组成结构的性质及其相互关系建立具有一定逻辑关系和数学性质的仿真模型，根据仿真模型对系统进行定量分析，以获得鉴定所需的信息。
制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分，主要是指制造系统开放式智能体系结构优化与调度理论、生产过程和设备自动化技术以及产品研究与开发过程自动化技术等。它包括数控技术、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统、传感技术、自动检测及信号识别技术、过程设备工况监测与控制等。系统管理技术包括先进制造生产模式、集成管理技术、生产组织方法等。
随着机械制造技术的不断深入发展，将会越来越多的融入更高的人工智能技术，这需要我们机械制造从业者和研究者投入更多的心血和精力。
结语
先进制造技术对于机械制造来说是一种革命，这种变革所带来的效果是非常巨大的，比如，应用了先进制造技术可以使普通机床成为数控机床乃至加工中心；但先进制造技术还需充分利用计算机技术、传感技术和可控驱动元件特性，以实现机械系统的现代化、智能化和自动化。
参考文献
[1] 翁世修，吴振华.机械制造技术基础[M].上海：上海交通大学出版社，2012.
[2] 王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2011.
关键词 先进制造技术 模式 生产
中图分类号：F273.1 文献标识码：A
1先进制造技术概述
先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，简称AMT）是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息、材料、能源等现代科学技术，使材料转换为产品的过程更为优质、高效、低耗、清洁、精益、敏捷、灵活，取得理想的技术经济和社会效益的制造技术的总称。
先进制造技术是一个多学科体系，包容了从市场需求、创新设计、工艺设计到生产过程组织与市场信息反馈在内的工程系统，主要以先进制造工艺、计算机应用技术为核心，辅以支撑技术和制造技术基础设施（管理技术）。如支撑技术包含有信息技术、传感器和控制技术等，管理技术着重在产品品质管理及人员组织培训等。因此，先进制造技术就是人、技术、组织三者的协调融合统一。
2先进制造技术的发展模式
先进制造生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的过程而来。工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的；信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的；未来发展趋势是知识化时代的绿色制造生产模式，它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。
2.1柔性生产
柔性生产模式由英国莫林斯公司首次提出的，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。
2.2精益生产
精益生产模式是由1990年美国麻省理工学院在总结第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验时提出的。这种模式以改革企业生产管理为特点，其基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。
精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。因此有些管理专家也称精益生产方式为JIT生产方式、准时制生产方式、适时生产方式或看板生产方式。其核心思想包括：
（1）追求零库存。精益生产是一种追求无库存生产，或使库存达到极小的生产系统，为此而开发了包括“看板”在内的一系列具体方式，并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。
（2）追求快速反应，即快速应对市场的变化。为了快速应对市场的变化，精益生产者开发出了细胞生产、固定变动生产等布局及生产编程方法。
（3）企业内外环境的和谐统一。精益生产方式成功的关键是把企业的内部活动和外部的市场（顾客）需求和谐地统一于企业的发展目标。
（4）人本位主义。精益生产强调人力资源的重要性，把员工的智慧和创造力视为企业的宝贵财富和未来发展的原动力，包含了充分尊重员工；重视培训；共同协作等。
（5）库存是“祸害”。高库存是大量生产方式的特征之一。由于设备运行的不稳定、工序安排的不合理、较高的废品率和生产的不均衡等原因，常常出现供货不及时的现象，库存被看作是必不可少的“缓冲剂”。但精益生产则认为库存是企业的“祸害”，其主要理由是库存提高了经营的成本以及库存掩盖了企业的问题这两个方面。
2.3敏捷制造
敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期，该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。
2.4虚拟制造
虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计算机中实现的制造技术。在产品真正制造出来之前，首先在虚拟制造环境中完成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能进行了预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。
2.5绿色制造
绿色制造模式是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。
3结语
制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术，已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。未来的发展趋势使制造技术成为一个以市场为导向，数据化控制和研发为依托，绿色技术为制造主体，系统化管理为辅助系统的更加灵活而高效的低污染技术模式，同时也直接带动了国际间的信息交流和技术互动。
参考文献
[1] 马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程，2002（3）.
关键词：先进制造技术；先进制造模式；制造业
1 先进制造技术概述
制造业是工业的主体，是生产工具、生活资料、科技手段、现代装备及其技术进步的依托，既占有基础地位又处于发展核心，而制造技术则是发展制造业并提高其产品竞争力的关键因素[1]。
随着制造业竞争日益激烈的形势，美国、日本、西欧、新加坡等发达国家和地区以及部分新兴工业国，都投入大量资金用于进行先进制造技术及其系统的研究开发，并将其列为国家的重点发展领域。
1994年，美国投入14亿美元研发经费将先进制造技术作为重点扶持的科技领域，1996年，更是投入高达3420亿美元的资金用于制造业的生产技术设备更新投资；1986～1993年，日本投入3万亿美元进行制造业的技术设备更新和工艺改造； 1991～1994年，欧共体投入74亿美元进行先进制造技术探索与开发[2]。
2 先进制造技术的内涵及特点
先进制造技术，是指制造业不断吸收现代信息技术及管理技术的成果，先进制造技术综合应用于产品制造全过程，包括设计，加工，检测，管理，销售，使用，服务以及回收。目的是实现高效率，低耗能、更清洁、更敏捷的产品生产，提高在市场动态多变的现实中的适应能力和竞争能力。
现代装备制造业的先进制造技术，是现代科学技术和市场经济发展的产物，具有“数、精、极、自、集、网、智、绿、信”等特点及发展趋势，相互渗透，相互依赖，相互促进。
其中，“数”是发展的核心，数字化制造是制造技术，计算机技术，网络技术和管理科学相互融合的结果； “精”是发展的关键，精密化是指对产品，零件的精度要求以及产品零件的加工精度要求越来越高； “极”是发展的焦点，极端化是指需要在极端条件下工作，或者产品的要求比较极端；“自”是条件，自动化是指从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨认等，发展到自学习、自组织、自维护、自修复等；“集”是发展的方法，集成化是指技术的集成、管理的集成、技术与管理的集成，其实质是知识表现形式的集成，集成化主要指的是现代技术的集成，加工技术的集成，企业内部与外部的集成、生物技术与制造技术的集成等；“网”是发展的道路，网络化是先进制造技术发展的必由之路，它由生产组织变革的需要，以及生产技术发展的可能这两者共同决定；“智”是发展的前景，智能化是指系统具有人机一体化、自组织与超柔性、自我学习与维护及自律的特点、未来还需具有更高级类人思维能力；“绿”是发展的必然，绿色化目标是使产品在整个周期中，包括设计、制造、包装、运输、使用到报废处理，对环境的负面影响极小，资源利用率极高，从而使得企业经济效益和社会效益协调优化；“信”是发展的方向，信息化具有高科技，好效益，低消耗，优资源的特点[3]。
3 先进制造模式的研究
目前，世界上各发达国家正在进行现代先进制造技术的探索与研究，同时也取得了很多成果，特别是在管理体制，经营理念，方案评价，方法建立，制造技术等方面探索研究后，提出了各种先进制造的模式，主要有以下几种：
（1）精益生产（LP）
精益生产不但是一种生产方式，更是一种运用于现代制造业的组织管理方法。精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好结果的一种生产管理方式。与传统的大生产方式不同，其特色是“多品种”，“小批量”。
（2）柔性制造（FM）
柔性制造适用于多品种、中小批量生产加工，是一种具有高柔性同时也是高自动化的制造模式。柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。
（3）计算机集成制造（CIM）
计算机集成制造是指以计算机为核心，将各种与制造相关的技术系统，集成在一起的信息技术，目的是使企业实现整体优化，其市场竞争力得以提高。
（4）智能制造（IM）
智能制造是指计算机模拟人类进行分析，判断，推理，构思及其决策等智能活动，并且把智能机器和这些活动进行有机融合，应用于企业制造中的各子系统，实现整个企业经营运作的高柔性化和高集成化。
智能制造代替人类咋在制造过程中的部分脑力劳动，并对这些智能信息进行搜集，存储，完善，共享，继承与发展。
（5）敏捷制造（AM）
敏捷制造是指制造企业运用通信手段，采用快速配置各种资源，包括技术、管理和人，以有效和协调的方式来响应用户需求，实现制造快速灵敏的一种制造模式。
敏捷制造的目的是使制造企业能够快速灵敏地响应市场的动态多变，满足市场的多样化需求，获取长期的经济效益。
（6）绿色制造（GM）
绿色制造是指将环境影响和资源消耗因素综合考虑的一种制造模式，其目标是使产品在整个周期中，包括设计、制造、包装、运输、使用到报废处理，对环境的负面影响极小，资源利用率极高，从而使得企业经济效益和社会效益协调优化。
绿色制造是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。
（7）虚拟制造（VM）
虚拟制造是指利用计算机仿真和建模，建立虚拟产品模型，在产品进行实际加工之前，对产品的性能，可制造性进行评价，也对产品的整个加工过程进行仿真，以达到产品生产最优的一种制造模式。
3 先进制造技术的发展展望
先进制造技术其实就是信息技术，管理科学和相关的科学技术相融而成的制造技术。
21世纪制造业高速发展的同时，先进制造技术得以飞速发展，根据现代制造科学与技术的发展趋势分析，先进制造技术在未来发展的方向表现在以下几个方面：
（1）产品的创新设计和优化设计。产品的数字化建模，仿真分析，评价及设计规范；产品的创新开发设计，优化，管理，维护技术；系统整体化设计的理论，技术和方法。
（2）网络化制造理论及关键技术。网络环境下的系统与装备的协同优化；制造系统的信息模型，约束条件，运行理论及控制手段。
（3）新型成形制造原理和技术。新型材料及工艺的成形原理及技术；快速成形制造原理及技术；高能束精密成形制造原理及技术。
（4）高速高效数字制造理论和技术，新材料，新原理，新工艺的数字制造装备技术。
（5）制造中，精密，超精密测量，量值溯源原理和新传感器技术；多尺度空间精度测量技术；表面微观计量理论及技术。
（6）纳米技术。纳米材料及其性能测量；纳米尺度加工、制造、测量和装配技术；
纳电子与分子原子制造的原理及技术。
（7）仿生技术。仿生机械制造技术，结构，功能，能源与运动机械仿生技术；机械超前反馈仿生与制造的科学和技术； 生物工程技术；新一代生物芯片制造技术。
（8）微电子制造科学和关键技术。微机械、微传感、微光器件制造技术；纳米级光学光刻、非光学光刻、浅沟槽刻蚀、铜互连等机理和技术；集成电路新型封装工艺原理和技术。
（9）绿色制造技术。产品与人类和自然的协调理论；产品绿色制造工艺技术；产品的再制造和维修科学和技术；产品绿色使用理论和方法；废旧产品资源回收再利用技术。
（10）面向航空、航天、海洋、能源、交通和国防装备等重大工程制造的科学和技术。
参考文献（References）
[1] Hunt D V. Adanced Manufacturing Technology [M]. Britain：Elsevier Science Publishing Co.Inc，1987.
[2] 蔡建国，吴祖育.现代制造技术导论[M].上海：上海交通大学出版社，2000：1～14.
[3] 刘文剑.计算机集成系统导论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1994.
机械制造业是衡量一个国家工业实力的重要标志，是国民经济的基础。它既处于生产基础地位，又处于科技的前言，它依靠与生产资料、生产工具、科技手段，是现代化的动力源。随着科技的不断进步，制造业正逐渐与计算机技术、电子信息技术、自动化技术融合，减少人的劳动力，提高生产效率。据不完全统计，近十年里，美国工人数量将减少到劳动力的10%，减少的劳动力正向高尖端人才转化。在经济全球化发展的背景下，只有大力发展先进制造技术，提高生产效率，才能在全球经济竞争中处于不败之地。
先进制造技术将设计、加工、生产、制造、销售、售后于一体的工程学科，是当今社会提高生产效率，降低成本，低碳环保，确保生产质量的核心技术。企业要提高市场竞争力，先进制造技术、经济实力和高素质人才是密不可分的。自改革开放以来，我国先进制造技术发展迅速，但与西方发达国家还是有一定差距，为缩小与发达国家的差距，提高国家工业实力，是我们的首要任务。
1.先进制造技术国内外发展现状
1.1国外先进制造技术的现状
在生产设计中，采用CAD设计、CAM分析和一些计算机仿真分析，使产品在加工前，符合理论设计要求；在制造加工中，实现车间加工的自动化，即采用数控机床加工中心，立体化自动仓库等。近些年来，西方发达国家将研究方向主要放在制造系统自动化上，提出并设计出很多自动化制造系统，如计算机制造系统、集成制造系统等。下面对这两种种系统进行简要分析：
计算机制造系统是将模糊控制、神经网络、PID、专家系统的人工智能控制理论应用到先进制造技术中，应对在设计加工中遇到的问题，提高系统的加工精度。计算机制造系统是将实际生产中积累的经验进行保存并处理，应用到实际生产中，进而取代人力劳动。
集成制造系统是用计算机软件将制造技术、自动化技术、信息技术集成到一起，其优点是试用与批量生产、效率高，含盖生产中的全部过程。因此系统相对复杂，是工业自动化发展的方向。CAD/CAM技术是集成制造系统的核心技术。
1.2我国先进制造技术的现状
近些年来，我国多次对先进制造技术进行研究与规划，探讨先进制造技术的发展方向。国家863计划中涉及的计算机现代集成制造技术的研究，以掌握相关技术，建立制造技术中心，形成先进制造技术产业链，生产的产品质量大幅提高。
但目前我国生产还应用落后的生产设备，加工精度较低、能耗高等问题依然存在，高精密数控机床主要来自进口，国内生产产品占市场份额不足50%。
在企业管理方面，属于粗放式管理，专业化管理低，人才利用率低。在高尖端技术的应用中还相对落后，如微机电系统、数字集成系统的核心技术只能引进国外设备，国内只能生产和应用一般技术。
2.我国先进制造技术目前存在的问题
近些年来，我国在机械制造领域经历了从无到有，并且逐步发展进步的阶段。与过去相比，我国在先进制造技术方面已经有了很大的提升，但是同很多工业比较发达的国家相比，还存在着很多问题，主要有以下几点：一是我国生产的产品档次比较低，高水平产品的市场占有率极低；二是我国在产品的开发以及创新上能力还比较缺乏；三是我国在产品生产的专业化方面水平不高四是我国企业的生产管理技术比较落后。
3.先进制造技术的发展策略
3.1现代制造业信息化
随着科学技术的发展，尤其是网络的发展，产品信息化已经成为了制造业的必然发展趋势。信息化使得先进制造技术能够充分利用网络的便利来加快其发展，从而提高制造业的水平。具体的做法就是利用网络来提高企业的管理水平，对我国企业现有的产业结构进行改革，提高资源的利用率，优化企业运行模式，从而使得企业的生产制造能力得到整体的提高。
3.2倡导科技创新，带动先进制造技术发展
不管是国家还是企业，创新都是推动其发展的不竭动力。唯有不断创新，才能促使企业不断向前发展，才能保证先进制造技术水平的不断提高。很多西方发达国家掌握着产品制造的核心技术，却把创造利润较少而对资源环境等影响较大的零部件制造业转移动别的国家。只有不断进行科技创新，才能够提高资源利用率并降低生产成本，使得利润最大化并能够提高先进制造技术水平。值得一提的是，要想创新，就要注重人才的培养。
3.3大力支持绿色制造技术
绿色制造技术作为一种新兴的科学技术，受到了特别是一些发达国家在内的很多国家的重视。随着各国对于环境保护的重视，绿色制造将逐渐成为制造业的发展趋势。对于绿色制造技术、节能技术已经不可再生资源的替代技术加以研究，有利于我国的可持续发展。
4.先进制造技术的展望与预测
我国先进制造技术的研究主要集中在各大高校和研究所，但只停留在理论研究阶段，不能很好的与实践相结合。要想加速发展先进制造技术，应由企业根据具体生产项目，由高校相互参与，发挥各自长处。
目前，先进制造技术主要应用在航空航天、交通汽车、机床制造、能源开采等支柱产业。先进制造技术研究应全方面、多方位，不同规模企业应按各自规模进行研究，以提高我国装备制造业的竞争力，发挥国家支柱产业的重要作用。
目前先进制造技术的发展方向应面向大型加工中心、数控机床的应用，大力推广计算机辅助技术，改进加工工艺，建立完善的数据库，培养年轻人才，提高技术水平，采用领先的管理方案。同时，必须学习国外先进技术，把握机遇，使我国先进制造技术早日与世界接轨。
5.结束语
先进制造技术作为国家制造业水平的重要指标，对国家工业的发展起着至关重要的作用。随着社会的不断发展进步，人们对于产品的要求也越来越高，提高先进制造技术水平势在必行。我们应对先进制造技术的国内外现状有一个全面的了解，把握其发展趋势，努力提高我国的先进制造技术水平。
参考文献
[1]吴良芹.先进制造技术及其发展[J].机械制造自动化，2009，37（1）.
[2]杨叔子，吴波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2003，39（10）.
[3]雷源忠，锥建斌，丁汉，等.先进电子制造中的重要科学问题[J].中国科学基金，2002，16（4）.
