| 1前言 先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現代管理等方面的科技成果，并將其綜合應用于制造行業的產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務等的制造全過程，以實現優質、精良、快速、靈活生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術群的總稱。 改革開放20多年，通過技術改造和引進國外先進制造技術，我國的制造工業有了長足的進步，但和先進國家相比還存在很大差距，表現在：技改投入相對不足，原有技術基礎和研究開發能力薄弱，制造業產品落后，技術水平低，信息含量少，更新換代慢，以及市場營銷、經營管理、人才素質相對落后，缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢，發展先進制造技術、實施先進制造模式已經刻不容緩。但實施和發展先進制造技術及先進制造模式不是買幾套先進的制造設備就可以解決問題，而是一項系統、全面的工程，必須綜合考慮先進制造技術和先進制造模式的特點，并結合實際，處理好技術、管理、組織和人的關系，真正使先進制造技術及先進制造模式的先進性得到發揮。 2先進制造技術的系統整體性 2.1應用目的整體性 先進制造技術首先是具有很強實用性的新技術。先進制造技術有著明確的需求導向特征，先進制造技術不是以追求技術的高新為目的，而是注重產生最好的實踐效果，以提高效益為中心，以提高企業的競爭力和促進國家經濟增長和綜合實力為目標。所以先進制造技術是追求總體效果的技術綜合，具有明確的系統目的性。 2.2應用范圍全局性 先進制造技術是可以駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。在使用先進制造技術時往往要系統地考慮到產品制造的全過程，覆蓋了從產品設計、生產準備、加工與裝配、銷售使用、維修服務直至回收再生的整個過程，而且要考慮到整個的制造組織的幾乎所有軟硬件設施，還要實現可持續發展，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。無論從橫向和縱向看，先進制造技術的應用均具有全局性。 2.3系統動態性 由于先進制造技術在發展時是針對一定的應用目標，不斷吸收各種高新技術逐漸形成的，它是不斷發展的，因而其內涵不是絕對的和一成不變的，反映在不同的時期，其技術程度和自身特點不完全相同；反映在不同的國家和地區，其重點發展的目標和內容也不盡相同。通過重點發展某些內容來實現某地區或某些行業的制造技術的跨越式發展，對我國具有特殊的意義。 2.4系統整體性 傳統制造技術的學科和專業間的界限分明，相互獨立；而先進制造技術則包括設計技術、自動化技術、系統管理技術等，專業和學科間不斷滲透、交叉、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、材料和管理技術于一體的新型交叉學科，是綜合多種學科技術的“制造工程”。 3正確發展先進制造技術 3.1總體優化，追求總體目標 先進制造技術是復雜的系統，內部有多個要素：人、技術、管理、資金、工具、物料、信息等，各要素起的作用是不同的，要正確處理各要素之間的矛盾，各要素之間要協同工作。先進制造技術的先進性與各要素息息相關，任何一個要素的產生的瓶頸均可導致整個系統性能下降。 在一個先進制造技術系統中，不能單獨優化各個要素，然后求和，而是要采用特定的協調方法，將各個要素的性能反饋給系統，用系統總目標衡量，而且要采取動態目標，隨任務不同追求總體優化。在一個先進制造技術的系統中，即使每個要素不是很完善，但它們可以協調綜合成為具有良好功能的系統。反之，即使各個要素都是良好的，但作為整體卻可能不具備某種良好的性能，這個系統也不是完善的。 3.2結合實際 先進制造技術是相對的，具有一定的功能和目的性。一定的先進制造技術必須在相應的環境中才能發揮其優異的先進性。衡量先進制造技術的指標也是相對和特定的。對先進制造技術或先進制造模式的運行要進行跟蹤評價并隨時根據外界變化做出動態調整，優化系統的運行質量，并保障其先進性不致太快落伍。先進制造技術的發展要結合國情及廠情，結合用戶需求、市場導向、本單位的發展方向，根據現存的技術水平、生產水平和企業能力，考慮先進制造技術能否發揮其優越性，以及對方案的技術經濟可行性進行多方論證，避免盲目的追求目前實施有一定困難的理想的先進制造技術，力求使方案優化并切實可行。如有些廠花數千萬美元引進的自動化生產線和大型設備的某些重要的控制臺卻不使用甚至被拆下而代之以人工操作，5~6軸的加工中心只用于2~3軸加工。所有這些都是在發展先進制造技術時沒有結合實際造成的，既造成了經濟上的浪費，更造成了技術上的浪費，使投入不能產生相應的產出。發展先進制造技術時，必須考慮提高企業適應環境變化及對市場瞬變的快速反應能力來發展企業的柔性戰略，不能讓先進制造技術束縛了自己，應該利用先進制造技術來降低企業的戰略慣性，并應用先進制造技術快速調整企業內部的控制系統。 3.3不否定傳統制造技術 先進制造技術是在傳統制造技術的基礎上發展起來的，并與新技術實現了局部或系統集成，它吸收了傳統制造技術中成熟的和優秀的部分，并逐步完善。在發展先進制造技術時，不能全盤否定傳統制造技術，盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。要鼓勵科技創新，在傳統制造技術的基礎上通過技術改造，并適當引用新技術，發展適合自己的先進制造技術。同時要有組織有計劃的對引進的先進制造技術進行消化和吸收。 3.4運作需要先進的制造模式相匹配 信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，使得先進的制造技術和制造模式不斷發展。制造模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態和運作模式。先進制造技術的運作需要一定的支撐環境，那就是先進制造模式。一種先進的制造模式除了考慮產品的設計、制造全過程外，還需要更好地考慮到整個的制造組織。 先進制造生產模式的進展，開始從以技術為中心向以人為中心轉變；從金字塔式的多層次生產向扁平的網絡結構轉變；從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變；從按功能劃分部門的固定組織形式向動態的、自主管理的小組工作組織形式轉變；從質量第一的競爭策略向快速響應市場的競爭策略轉變。機械制造業發展趨勢表明，只有采用先進的制造技術并實施與其相匹配的制造模式才能發揮先進制造技術的優越性。 3.5以人為中心 人、技術、管理、信息是先進制造技術中的關鍵要素，各要素之間是集成的，是相互適應、相互促動并共同發展。傳統制造強調以技術為主導，強調工廠、機器、設備等硬件是企業最重要的資源和最有價值的東西。先進制造則強調以人為本，確立人是制造過程的中心，只有人才能使先進制造技術的優越性和先進性得以最大發揮。先進制造技術強調要充分發揮人的主觀能動性，同時又促進人的積極性和創造性的發揮，促進人自身的全面發展。 3.6目的是提高對市場的響應速度 敏捷性是衡量企業對市場變化做出快速反應能力大小的指標。通過實施先進的制造技術和制造模式，可以使企業大大提高企業跟蹤商務環境變化的能力，能在不可預測的持續變化的競爭環境中使企業繁榮和成長，并具有面對由顧客需求的產品和服務驅動的市場做出迅速響應的能力。先進制造技術的實施可在一定程度上提高企業的信息化程度，為實現敏捷制造打下基礎。 敏捷制造是一種先進的制造模式，當市場出現新的機遇時，通過不同的公司，不同地點的工廠或車間的動態聯盟，可以重新組織協調工作。敏捷制造具有高度的制造柔性，對市場能夠迅速響應并能實現產品多品種變批量的快速制造。 4先進制造技術的發展趨勢 4.1信息技術越來越重要 隨著計算機、自動化及網絡技術在制造系統中的應用，信息的作用越來越重要。產品制造過程中的信息投入，己成為決定產品成本的主要因素。信息技術使制造技術的技術含量提高，使傳統制造技術發生質的變化。信息技術正在向制造技術注入和融合，促進制造技術不斷發展。信息技術對制造技術發展的作用目前已占第一位。信息技術也促進著設計技術的現代化，加工制造的精密化、快速化，自動化技術的柔性化、智能化，整個制造過程的網絡化、全球化。各種先進生產模式如CIMS、并行工程、精益生產、敏捷制造、虛擬企業與虛擬制造，也無不以信息技術的發展為支撐。通過信息交換和信息共享，企業生產的柔性和敏捷性大大提高。 4.2集成程度越來越高 先進制造技術的集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術集成和功能集成，集成的目的在于使先進制造技術的組織結構和運行方式更加合理化和最優化，提高對外界變化的動態響應速度，并追求整體目標的最高。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。先進制造技術的集成不是簡單的連接，是經過統一規劃設計，分析原技術和單元系統的作用和相互關系并進行優化重組而實現的。先進制造技術的集成促進了制造企業的功能集成，功能集成要借助現代管理技術、計算機技術、自動化技術和信息技術實現技術集成，同時還要強調人的集成。 先進制造技術的集成程度越來越高，使得專業、學科間的界限逐漸淡化、消失。先進制造技術的不斷發展，使加工、檢測、物流、裝配過程，設計、制造過程等逐步走向一體化，專業車間、專用設備的概念逐漸淡化，不同專業的技術甚至設備集成為先進制造技術逐漸增多。先進制造技術的高度柔性與高度集成，使得系統越來越復雜，由于計算機、知識工程及制造軟件系統的使用，一些先進制造技術的智能化越來越高，能夠進行分析、判斷、推理、構思和決策，可以在沒有人干預的情況下進行制造生產。 4.3趨向綠色制造 先進制造技術在整個制造過程，應該大大減少能耗及對環境的負面影響，使得廢棄物和有害物質的排放最小，對資源利用效率最高，這也是綠色制造。日趨嚴格的環境與資源的約束，使綠色制造業顯得越來越重要，綠色制造將成為先進制造技術的重要特征。先進制造技術應該充分體現綠色制造，使產品在生命周期符合環保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。 4.4越來越多使用虛擬技術 虛擬技術在先進制造技術中的應用主要包括虛擬制造技術和虛擬企業兩個部分。虛擬制造實際上是一種計算機科學技術，以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支柱，在產品設計或制造系統的物理實現之前，就能使人體會到或感覺到未來產品的性能或者制造系統的狀態，從而可以做出前瞻性的決策與優化實施方案。從本質上講虛擬制造技術是對真實制造過程的動態模擬、仿真，是在計算機上制造數字化產品，經過模擬仿真對產品外形設計、布局設計、加工及裝配過程達到優化產品的設計及工藝過程、優化制造環境配置和生產供給計劃、優化制造過程并改進制造系統的目的，用來改善各個層次的決策和控制。虛擬制造從根本上改變了設計、試制、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正制出之前，在虛擬制造環境中生成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能和可制造性進行預測和評價，從而縮短產品的設計與制造周期，降低產品的開發成本，提高系統快速響應市場變化的能力。最新的進展是在并行工程環境下，開展虛擬成形制造，使得在產品的設計完成時，成形制造的準備工作也同時完成。 虛擬企業是為了快速響應某一市場需求，將產品涉及到的不同企業臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網絡聯系、統一指揮的合作經濟實體。虛擬企業的特點是企業的功能上不完整、地域上分散和組織結構上非永久，它是實現敏捷制造的有效手段。由于市場的全球化，企業必須不斷創新產品及優化制造過程，快速響應客戶要求，才能取得競爭上的優勢。同時，企業不可能也不必做每一件事、每一個部件和每一個制造過程，而必須尋找合適的合作伙伴。其最終目標是利用不同地區的現有生產資源，把它們迅速組合成一種沒有界限的、靠電子手段聯系的經營實體，以便快速推出高質量、低成本的新產品。 5結論 先進制造技術比先進制造技術已成為多學科交叉融合一體化的技術系統，并趨向更高的綜合，信息對它的作用越來越重要，先進制造技術更多的考慮環保要求。 先進制造技術是一個復雜的系統，對系統內部的各個要素要采用協調的方法，追求總體優化。它比傳統的制造技術更加重視技術與管理的結合，更加重視人的中心作用。發展先進制造技術時要結合國情和廠情，并且先進制造技術的運作需要先進的制造模式相匹配。 |
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