先进制造技术,先进制造技术的关键技术是哪些

原创 我爱代挂网  2021-06-21 08:30:20  阅读 60 次 评论 0 条
摘要:

先进制造是一个比较抽象的概念,我下面就给你找出一篇相关文章,希望会对你有所帮助先进制造技术。 先进制造技术及其发展趋势 一般认为,人类文明有三大物质支柱:材料、能源和信息。这三大支柱都离不开人类的制造活动。没有“制造”,就没有人类。恩格斯在《自然辩证法》中讲道:“直立和劳动创造了人类,而劳动是从制造工具开始的。”可以形象地讲,人的历程是从制造第一把石刀开始的。制造业是“永远不落的太阳”,是现代文明的支柱之一。它是工业的主体,是提供生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等的手段以及

先进制造是一个比较抽象的概念,我下面就给你找出一篇相关文章,希望会对你有所帮助先进制造技术。

先进制造技术及其发展趋势

一般认为,人类文明有三大物质支柱:材料、能源和信息。这三大支柱都离不开人类的制造活动。没有“制造”,就没有人类。恩格斯在《自然辩证法》中讲道:“直立和劳动创造了人类,而劳动是从制造工具开始的。”可以形象地讲,人的历程是从制造第一把石刀开始的。制造业是“永远不落的太阳”,是现代文明的支柱之一。它是工业的主体,是提供生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等的手段以及它们进步的依托,是现代化的动力源之一。

制造业决不是“夕阳产业”,但制造技术中确有“夕阳技术”,这些技术同信息化大潮格格不入,同高科技发展不相适应,缺乏市场竞争力,甚至还可能危害生态环境。而与制造技术中的“夕阳技术”相对应的“先进制造技术”,则是“制造技术”同“信息技术”、“管理科学”等有关科学技术交融而形成的新型技术,可以说,它是高技术的载体,无一工业发达国家不予高度关注。它有如下八个方面的发展趋势和特色:

1.“数”是发展的核心

“数”是指制造领域的数字化。它包括以设计为中心的数字制造、以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。对数字化制造设备而言,其控制参数均为数字化信号;对数字化制造企业而言,各种信息(如图形、数据、知识、技能等等)均以数字形式通过网络在企业内传递,在多种数字化技术的支持下,企业对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组,实现对产品设计和产品功能的仿真,对加工过程与生产组织过程的仿真或完成原型制造,从而实现生产过程的快速重组和对市场的快速反应。对全球制造业而言,在数字制造环境下,用户借助网络发布信息,各类企业通过网络应用电子商务,实现优势互补,形成动态联盟,迅速协同设计并制造出相应的产品。

2.“精”是发展的关键

“精”是指加工精度及其发展。20世纪初,超精密加工的误差是10微米,70―80年代为0.01微米,现在仅为0.001微米,即1纳米。从海湾战争、科索沃战争,到阿富汗战争、伊拉克战争,武器的命中率越来越高,其实质就是武器越来越“精”,也可以说,关键就是打“精度”战。在现代超精密机械中,对精度要求极高,如人造卫星的仪表轴承,其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达到纳米级;基因操作机械其移动距离为纳米级,移动精度为0.1纳米;细微加工、纳米加工技术可达纳米以下的要求,如果借助于扫描隧道显微镜与原子力显微镜的加工,则可达0.1纳米。至于微电子芯片的制造,有所谓的“三超”:①超净,加工车间尘埃颗粒直径小于1微米,颗粒数少于每立方英尺0.1个;②超纯,芯片材料有害杂质,其含量要小于十亿分之一;③超精,加工精度达纳米级。显然,没有先进制造技术,就没有先进电子技术装备;当然,没有先进电子技术与信息技术,也就没有先进制造装备。先进制造技术与先进信息技术是相互渗透、相互支持、紧密结合的。

3.“极”是发展的焦点

“极”就是极端条件,是指生产特需产品的制造技术,必须达到“极”的要求。例如,能在高温、高压、高湿、强冲击、强磁场、强腐蚀等条件下工作,或有高硬度、大弹性等特点,或极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的产品等,都属于特需产品。“微机电系统”就是其中之一。这是工业发达国家高度关注的一项前沿科技,亦即所谓微系统微制造。“微机电系统”用途十分广泛。在信息领域中,用于分子存储器、原子存储器、芯片加工设备;生命领域中,用于克隆技术、基因操作系统、蛋白质追踪系统、小生理器官处理技术、分子组件装配技术;军事武器中,用于精确制导技术、精确打击技术、微型惯性平台、微光学设备;航空航天领域中,用于微型飞机、微型卫星、“纳米”卫星(0.1公斤以内);微型机器人领域中,用于各种医疗手术、管道内操作、窃听与收集情报;此外,还用于微型测试仪器,微传感器、微显微镜、微温度计、微仪器等等。“微机电系统”可以完成特种动作与实现特种功能,乃至可以沟通微观世界与宏观世界,其深远意义难以估量。

4.“自”是发展的条件

“自”就是自动化。它是减轻、强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说,机械是一切技术的载体,也是自动化技术的载体。第一次工业革命,以机械化这种形式的自动化来减轻、延伸或取代人的有关体力劳动,第二次工业革命即电气化进一步促进了自动化的发展。据统计,从1870―1980年,加工过程的效率提高为20倍,即体力劳动得到了有效的解放,但管理效率只提高1.8至2.2倍,设计效率只提高1.2倍,这表明脑力劳动远没有得到有效的解放。信息化、计算机化与网络化,不但可以极大地解放人的身体,而且可以有效提高人的脑力劳动水平。今天的自动化的内涵与水平已远非昔比,从控制理论、控制技术,到控制系统、控制元件等等,都有着极大的发展。自动化已成为先进制造技术发展的前提条件。

5.“集”是发展的方法

“集”就是集成化。目前,“集”主要指:①现代技术的集成。机电一体化是个典型,它是高技术装备的基础。②加工技术的集成。特种加工技术及其装备是个典型,如激光加工、高能束加工、电加工等等。③企业的集成,即管理的集成,包括生产信息、功能、过程的集成,也包括企业内部的集成和企业外部的集成。从长远看,还有一点很值得注意,即由生物技术与制造技术集结而成的“微制造的生物方法”,或所谓的“生物制造”。它的依据是,生物是由内部生长而成“器件”,而非同一般制造技术那样由外加作用以增减材料而成“器件”。这是一个崭新的充满活力的领域,作用难以估量。

6.“网”是发展的道路

“网”就是网络化。制造技术的网络化是先进制造技术发展的必由之路。制造业在市场竞争中,面临多方的压力:采购成本不断提高,产品更新速度加快,市场需求不断变化,全球化所带来的冲击日益加强等等。企业要避免这一系列问题,就必须在生产组织上实行某种深刻的变革,抛弃传统的“小而全”与“大而全”的“夕阳技术”,把力量集中在自己最有竞争力的核心业务上。科学技术特别是计算机技术、网络技术的发展,使这种变革的需要成为可能。制造技术的网络化会导致一种新的制造模式,即虚拟制造组织,这是由地理上异地分布的、组织上平等独立的多个企业,在谈判协商的基础上,建立密切合作关系,形成动态的“虚拟企业”或动态的“企业联盟”。此时,各企业致力于自己的核心业务,实现优势互补,实现资源优化动态组合与共享。

7.“智”是发展的前景

“智”就是智能化。制造技术的智能化是制造技术发展的前景。近20年来,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型,这就要求制造系统不但要具备柔性,而且还要表现出某种智能,以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境,因此智能制造越来越受到重视。与传统的制造相比,智能制造系统具有以下特点:①人机一体化;②自律能力强;③自组织与超柔性;④学习能力与自我维护能力;⑤在未来,具有更高级的类人思维的能力。可以说智能制造作为一种模式,是集自动化、集成化和智能化于一身,并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统,也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。它的突出之处,是在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,同时收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。尽管智能化制造道路还很漫长,但是必将成为未来制造业的主要生产模式之一,潜力极大,前景广阔。

8.“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、绿这八个方面,彼此渗透,相互依赖,相互促进,形成一个整体。同时,八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。八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。

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