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浅谈先进制造技术的发展与应用 周冬冬 天津大学机械学院机械工程专业2013级硕士生 摘要：本文首先介绍了先进制造技术及其内涵，指出了先进制造技术的一些特征。然后重点介绍了当前先进制造技术的研究方向，如纳米技术，精密、超精密加工，快速原型技术，智能制造技术，敏捷制造技术，微电子制造技术等，并研究了先进制造技术在的重点研究领域，即纳米技术、智能制造技术、虚拟制造技术。最后本文介绍了先进制造技术的未来发展方向，在我国转变发展方式、调整产业结构的形势下，绿色制造和智能制造将成为机械制造业的必由之路。 关键词：先进制造技术；纳米制造；智能制造；绿色制造；生物制造 前言* 制造业是国家经济发展的重要支柱,制造技术是制造业赖以发展的支撑,是发展竞争优势的有力武器[1]。20 世纪 60 年代，随着市场竞争的日益加剧，传统的大规模的生产方式面临着新的挑战，制造企业的生产方式开始向多品种、中小批量生产方式转变。现代的制造业要求必须有最短的交货期、最优的产品品质、最低的产品价格和最好的服务，才能占领市场，赢得竞争。落伍者将丧失市场占有额，甚至被挤出市场。进入 20 世纪 80 年代以后，一方面，由于消费者的需求日益多样化和个性化。另一方面，科学技术的发展也进入了一个日新月异的时代，电子信息技术和自动化技术发展迅猛，以 Internet为代表的信息技术革命，给世界带来了巨大的变化，经济全球化进程也打破了传统的地域经济发展模式，市场变得更加广阔。因此，提高制造企业的市场竞争力的最有力的工具—先进制造技术就越来越受到广泛的关注和重视[1~4]，出现了许多先进的制造理念和制造系统模式，如计算机集成制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造、智能制造及绿色制造等[5]。 1 先进制造技术的内涵及特征 先进制造技术的内涵 先进制造技术是美国于 20 世纪 80 年代末期提出的，其根本原因在于其国家竞争力的不断减弱，贸易逆差过大，许多原来占优势的产品都在竞争中败于日本。为此，美国政府和企业界投入了大量的资金进行研究，总结并提出了一系列先进制造技术的新理论。这些战略在短短几年内，就收到了良好的效果，部分被日本占领的市场被重新夺回。 目前对先进制造技术至今尚无统一的、明确的、公认的定义，但经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，将其定义为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果，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成。 先进制造技术的核心，是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术，其目的是满足用户个性化、多样化的市场需求，提高制造业的综合经济效益，赢得激烈的市场竞争。为此，先进制造技术比传统的制造技术，更加重视技术和管理的结合，重视制造过程组织和管理体制的简化和合理化[6~7]。 先进制造技术的特征 （1）先进性。先进制造技术的核心和基础，是经过优化的先进工艺（优质、高效、低耗、清洁工艺），其从传统制造工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成；此外，其先进性还应体现在必须面临人类在 21 世纪消费观念变革的挑战，满足对日益“挑剔”的市场的需求，实现灵活生产[5]。 （2）系统性。随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流、资金流和信息流的系统工程，而传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流、能量流和资金流。 （3）动态性。先进制造技术是在针对一定的应用目标，不断吸收各种高新技术逐渐形成和发展起来的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的，反映在不同的时期、不同的国家和地区，先进制造技术有其自身不同的特点、重点、目标和内容。因此，其为一个动态的、相对的、不断发展的技术体系。 （4）集成性。先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科，因此可以称其为制造工程。 （5）实用性。先进制造技术的发展是针对某一具体的制造业需求而迅速发展起来的先进、实用的技术、有着明确的需求导向。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，以促进国家经济的快速增长和提高企业综合竞争力。 （6）广泛性。先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，而是将其综合运用于制造的全过程，其覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务，甚至回收再生的整个过程[8]。 2 先进制造的研究与应用 2.1 先进制造的研究方向 目前国际上对先进制造的研究主要从以下