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先进制造发展
1先进制造技术的含义和特点……………………………1
2先进制造技术的特点……………………………………1
3先进制造技术的产生背景………………………………1
4.先进制造技术现状和发展趋势………………………2
4.1我国制造业的状况
4.2未来企业制造战略的发展趋势表现
4.3我国先进机械制造技术的发展趋势
4.4现代制造技术的发展趋势
5.信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,先进制造生产模式获得不断发展
6.“绿”是发展的必然
7.“低碳”是发展的目标
8.美国AMT计划
9.结语
参考文献
1先进制造技术的含义和特点
先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology),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。
具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。
主要包括:
计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。
AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
2先进制造技术的特点
(1)先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术,制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质的变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
(2)先进制造技术是面向工业应用的技术,先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益,先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车工业、电子工业)的需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。
先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。
(3)先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。
一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。
因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。
但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。
我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行
3先进制造技术的产生背景
先进制造技术的产生和发展是与现代高新技术的飞速发展及制造业所面临的市场竞争环境密不可分的。
随着“冷战”时代的结束及世界市场的发展,市场竞争日趋激烈,TQCS(T:
Timetomarket,Q:
Quality,C:
Cost,S:
Service)成为企业共同追求的目标。
早期的市场竞争主要是围绕如何降低成本,特别是劳动力成本,于是刚性大规模生产线就应运而生。
进入20世纪70年代后,随着电子信息技术的发展,产品成本因素的组成发生了根本变化,降低成本的焦点转到了如何提高企业的整体效率。
美国从20世纪70年代开始提出CIM哲理;日本采用准时生产JIT(JustInTime)准则压缩库存,提高资金周转率;采用精良生产(LeanProduction)方法,去掉生产过程中一切不产生价值的环节。
这些都获得了一定的成功。
20世纪80年代,工厂的一切活动转到以满足用户要求为核心,为了赢得市场,必须提高新产品的上市速度,于是产生了并行工程CE(ConcurrentEngineering)的思想,在20世纪90年代初,欧洲制造业出现了一个新现象,人们开始把注意力集中在以CIMS为基础的“以人为中心的生产系统APS(AnthropocentricProductionSystem)”,APS是组织管理、人、技术三者的集成,其中人是核心。
新的竞争环境要求企业具有极大的柔性,能快速响应市场。
为了夺回在制造业的领先地位,美国在CIM和CE的基础上,又认真研究了日本的JIT和精良生产,于1991年进一步提出了敏捷制造(AgileManufacturing)的新概念。
与APS相似,如何提高制造系统的智能,如何把人更有效地集成到CIM中,人们又提出了智能制造(IntelligentManufacturing)的思想。
而敏捷制造被认为是全面提高企业竞争能力的21世纪制造策略,是在CIM和CE基础上更大范围内企业之间的集成。
在这种策略下的虚拟公司(VirtualCompany)通过信息高速公路和其他公司进行合作,以对市场机遇作出敏捷的响应。
虚拟制造(VM)则是在计算机上模拟产品的制造和装配全过程,以期尽早发现可能发生的问题。
4.先进制造技术现状和发展趋势
4.1我国制造业的状况
我国的装备制造业经过数十年努力,已具有相当规模,积累了大量的技术和经验。
但是随着经济全球化的发展,由于我国的巨大市场和丰富的劳动力资源,国外技术、资金、产品大量涌入,企业面临前所未有的国内外激烈的竞争局面。
竞争要求企业产品更新换代快,产品质量高,价格低,交货及时和服务好。
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但和工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1 制度落后
工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。
我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理。
多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2 设计方法落后
工业发达国家不断更新设计数据和准则。
采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。
我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
3 制造工艺落后
工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米,纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。
我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
4 自动化程度低
工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统,实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。
我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用
5 管理方面
工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。
我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
4.2未来企业制造战略的发展趋势表现
未来企业制造战略的发展趋势表现,主要将从下面一些方面表现出来:
(1)产品价格进一步降低。
(2)边际成本减少。
(3)调整费用降低。
(4)生产调整时间缩短。
(5)发货速度加快。
(6)更频繁的产品改进。
(7)产品设计成本减少。
(8)与客户的联系更迅速,定单处理更快。
(9)产品制造周期缩短。
(10)并行工作时间增加。
(11)调整次数增加,批量减少,成本和在制品库存水平降低,待发货定单减少
4.3我国先进机械制造技术的发展趋势
1 全球一体化
特别是加入世界贸易组织后,国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。
不少企业暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通信技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。
这两个原因的相互作用,已成为全球一体化制造企业发展的动力。
2 信息化
信息通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。
产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。
3 模拟化
制造过程中的模拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。
检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
4 自动化
自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。
制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
5 绿色化
绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。
采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响。
同时使原材料和能源的利用效率达到4.4现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面:
(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代制造生产模式会获得不断发展。
(2) 设计技术与手段更现代化。
(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4) 新型特种加工方法的形成。
(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7) 实施无污染绿色制造。
(8) 制造业中广泛应用虚拟现实技术。
(9) 制造以人为本。
5.信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,先进制造生产模式获得不断发展
先进的制造技术必须在与之相匹配的制造模式里才能充分发挥作用。
21世纪先进制造技术发展的重要趋势是先进制造生产模式获得不断发展。
制造业在经历了少品种小批量—少品种大批量—多品种小批量生产模式的过渡后,20世纪七八十年代开始了以采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产模式。
初期的CIMS以较高的自动化程度为特征,在实验过程遇到困难。
CIMS的第二阶段是并行工程,它强调的不仅是信息集成,而是人的集成问题。
预计21世纪的CIMS将是智能制造系统,它体现了制造系统化、自动化、智能化综合发展。
精益生产(LP)是1990年提出的制造生产模式。
它的基本原则是“消灭一切浪费”和“不断改善”,其主要支柱是准时制作业(JIT)、全面质量管理(TQC)、成组技术(GT)、弹性作业人数和尊重人性。
日本丰田公司采用这种方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。
敏捷制造(AM)是1991年提出的,1992年美国政府将其作为“21世纪制造企业的战略”。
敏捷制造通过虚拟公司予以实现。
敏捷制造将成为21世纪制造企业的主导模式。
先进制造生产模式的进展,其特点主要是体现了以下5个转变:
(1)从以技术为中心向以人为中心转变。
(2)从金字塔式的多层次生产结构向扁平的网络结构转变。
(3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变。
(4)从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变。
(5)从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转。
6.“绿”是发展的必然
“绿”,就是“绿色”制造。
人类必须从各方面促使自身的发展与自然界和谐一致,制造技术也不例外。
制造业的产品从构思开始,到设计、制造、销售、使用与维修,直到回收、再制造等各阶段,都必须充分顾及环境保护与改善。
不仅要保护与改善自然环境,还要保护与改善社会环境、生产环境以及生产者的身心健康。
其实,保护与改善环境,也是保护与发展生产力。
在此前提下,制造出价廉、物美、供货期短、售后服务好的产品。
作为“绿色”制造,产品必须力求同用户的工作、生活环境相适应,给人以高尚的精神享受,体现物质文明与精神文明的高度交融。
因此,发展与采用一项新技术时,必须树立科学的发展观,使制造业不断迈向“绿色”制造。
上面所讲的“数、精、极、自、集、网、智、绿”这8个方面,彼此渗透,相互依赖,相互促进,形成一个整体。
同时,8个方面一定要扎根在“机械”和“制造”这个基础上,也就是说,要研究与发展“机械”本身与“制造”本身的理论与机理。
8个方面的技术,要以此理论与机理为基础来研究、开发、发展,要与此基础相辅相成,最终服务于制造业的发展。
值得注意的是,在科学技术高度发达与高速发展的今天,“先进制造技术”如同一切先进技术一样,是不可能不“以人为本”的,不能见“物”不见“人”,见“技术”不见“文化”、不见“精神”。
离开人,离开人的精神,先进技术就失去了“灵魂”,甚至造祸于民。
进一步而言,要“以人为本”,就必须“教育先导”,就必须通过各种形式的教育,培养出合乎时代潮流与我国国情的制造业的科技人才与管理人才。
科技是关键,人才是根本,教育是基础。
要从根本、从长远、从全面着想,不断推动我国先进制造技术的发展。
7.“低碳”是发展的目标
随着经济全球化深入发展,降低能耗和减排温室气体,成为国际社会面临的严峻挑战,以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为国际热点,成为继工业革命、信息革命之后又一波可能对全球经济产生重大影响的新趋势。
据预测,走“低碳经济”的发展道路,每年可为全球经济产生25000亿美元的收益,到2050年,低碳技术市场至少会达到5000亿美元。
为此,一些发达国家大力推进向“低碳经济”转型的战略行动,着力发展“低碳技术”,并对产业、能源、技术、贸易等政策进行重大调整,以抢占产业先机。
“低碳技术”包括在节能、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、可再生能源及新能源、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术,涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化、汽车制造、机械制造等部门。
8.美国AMT计划
美国AMT计划目标是:
研究开发世界领先的先进制造技术,以满足美国制造业对先进制造技术的需求,提高制造业的竞争力;通过教育与培训计划提高劳动力素质;促进具有环境意识的制造等。
美国AMT计划中的项目包括:
(1)设计技术制造准备阶段所需的设计工具与技术;
(2)制造技术实际生产过程中所需的加工工艺和设备;
(3)支持技术为前两类开发项目提供所需的基础核心技术;
(4)制造技术基础设施为有效地管理项目的开发,以及推动将这些项目应用于生产实践中的方法与机制。
AMT计划的集成创新重点领域有:
(1)下一代智能制造单元与设备;
(2)适用于快速而有效地设计新产品、工艺、设备及企业集成化设计工具;
(3)确保企业能广泛了解和应用先进制造技术而进行的基础设施建设。
9.结语
我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。
只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地
参考文献:
书名:
先进制造技术作 者:
任小中出版社:
华中科技大学出版社
书名:
先进制造技术作 者:
郭黎滨,张忠林,王玉甲 出版社:
哈尔滨工程大学出版社
书名:
先进制造技术作 者:
张世昌出版社:
天津大学出版社
书名:
材料成形技术基础作者:
胡亚民出版社:
重庆大学出版社
参考论文:
”先进制造技术发展趋势.”.“先进制造技术的新发展” "先进机械制造技术的发展现状与未来趋势""先进制造技术论文"
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