淺談先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景

劉永翔

（海軍蚌埠士官學(xué)校，安徽 蚌埠 233012）

1 先進(jìn)制造技術(shù)概念

先進(jìn)制造技術(shù)是指制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)、取得很好經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。

2 與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比

與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，先進(jìn)制造技術(shù)具有四個(gè)方面的主要特點(diǎn)：首先，先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、無(wú)污染或少污染工藝，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化及與技術(shù)的結(jié)合，形成新的工藝與技術(shù)；其次，傳統(tǒng)制造技術(shù)一般單指加工制造過(guò)程的工藝辦法，而先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售、使用、維修的整個(gè)過(guò)程；第三，傳統(tǒng)制造技術(shù)一般只能駕馭生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流和能量流，隨著信息技術(shù)的列入，使先進(jìn)制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過(guò)中的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程；第四，傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科、專業(yè)單一、界限分明，而先進(jìn)制造技術(shù)的各專業(yè)、學(xué)科、技術(shù)之間的不斷交叉、融合、形成了綜合、集成的新技術(shù)。

3 發(fā)展前景

進(jìn)入21 世紀(jì)，隨著以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)的不斷發(fā)展，個(gè)性化和多樣化將是未來(lái)市場(chǎng)需求的顯著特征，與此相適應(yīng)，全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化將是未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景體現(xiàn)在以下八個(gè)方面。

（1）“數(shù)”是發(fā)展的核心?！皵?shù)”即“數(shù)字化”?！皵?shù)字化”不僅是“信息化”發(fā)展的核心，而且也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心。數(shù)字化制造是制造技術(shù)與信息技術(shù)（特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）、管理科學(xué)以及有關(guān)學(xué)科的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)。它包含了4 大部分：以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字設(shè)計(jì)、以工藝為中心的數(shù)字化工藝、以控制為中心的數(shù)字控制和以管理為中心數(shù)字制造。利用數(shù)字技術(shù)，通過(guò)對(duì)信息資源的深度開發(fā)和廣泛利用，不斷提高企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)、加工生產(chǎn)與管理、過(guò)程控制、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、經(jīng)營(yíng)管理、決策、行銷以及售前和售后服務(wù)等的信息處理自動(dòng)化程度、運(yùn)作效率和水平，進(jìn)而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

（2）“精”是發(fā)展的關(guān)鍵?！熬奔础熬芑保侵秆b備精度能力不斷提高的過(guò)程：精密加工，細(xì)微加工，納米加工等等。在現(xiàn)代超精密機(jī)械中，對(duì)精度要求極高，如人造衛(wèi)星的儀表軸承，其圓度、園柱度、表面粗糙度等均達(dá)納米級(jí)；集成電路5-50 納米；基因操作機(jī)械，其移動(dòng)距離為納米級(jí)，移動(dòng)精度為0.1 納米。細(xì)微加工、納米加工技術(shù)可達(dá)亞納米級(jí)精度以下的要求，實(shí)際上，亞納米級(jí)的加工就是移動(dòng)原子級(jí)的加工。

（3）“極”是發(fā)展的焦點(diǎn)?！皹O”即極端、極限，它是指裝備在極端、極限條件下工作的或有極端、極限要求產(chǎn)品的制造。如在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)腐蝕等條件下工作的裝備，或有高硬度、大彈性等性能要求產(chǎn)品的制造，或加工幾何形體極大、極小、極厚、極薄、極復(fù)雜的零件。顯然，這些都將依賴于現(xiàn)代制造機(jī)理的突破和前沿先進(jìn)制造技術(shù)的開發(fā)。如MEMS技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品是典型極端、極限技術(shù)和產(chǎn)品，也是當(dāng)今世界高度關(guān)注的一項(xiàng)前沿制造科學(xué)和技術(shù)?？梢哉f(shuō)，“極”是當(dāng)今制造領(lǐng)域前沿科技或前沿科技產(chǎn)品發(fā)展的焦點(diǎn)。

（4）“自”是發(fā)展的條件?！白浴奔醋詣?dòng)化。它就是減輕人的勞動(dòng)，強(qiáng)化、延伸、取代人的有關(guān)勞動(dòng)的技術(shù)或手段。“自動(dòng)化”從自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)辨識(shí)等發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)、自修復(fù)等更高的自動(dòng)化和智能化水平；而且今天自動(dòng)控制的內(nèi)涵與水平已遠(yuǎn)今非昔比，從控制理論（如多Agent 系統(tǒng)的理論與方法、基于網(wǎng)絡(luò)的控制理論、復(fù)雜系統(tǒng)的控制理論、……）、控制技術(shù)（如智能化檢測(cè)、多媒體信息檢測(cè)、……）、系統(tǒng)（如網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)、……）、控制元件（如具有生物特征的傳感元件、……），都有著極大的發(fā)展。自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前提條件。

（5）“網(wǎng)”是發(fā)展的路徑?！熬W(wǎng)”即網(wǎng)絡(luò)化。它是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的必由之路，是生產(chǎn)組織變革和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。它是現(xiàn)代新型制造模式實(shí)施的基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化可為制造企業(yè)開展設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理與營(yíng)銷等過(guò)程提供跨地域的運(yùn)行環(huán)境?？梢哉f(shuō)，網(wǎng)絡(luò)化既是制造企業(yè)信息化、集成化的基礎(chǔ)，又是企業(yè)信息化、集成化的進(jìn)一步發(fā)展。它將使制造業(yè)走向全球化、整體化、有序化，顯然，這與人類社會(huì)發(fā)展是同步的。

（6）“集”是發(fā)展的方法?！凹奔醇苫?。它一是技術(shù)的集成，二是管理的集成，當(dāng)然也是技術(shù)與管理的集成；歸根結(jié)底就是知識(shí)與信息的集成，顯然集成也包含了“交叉”?，F(xiàn)代科技的發(fā)展離不開“集成”，離不開“交叉”。當(dāng)前，制造學(xué)科與生物學(xué)科的交叉尤為值得關(guān)注。

（7）“智”是發(fā)展的前景?！爸恰奔粗悄芑?。它是制造技術(shù)發(fā)展的前景。近20年來(lái)，制造系統(tǒng)正在由原先的能量驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型，這就要求制造系統(tǒng)不但要具備高度柔性，十分敏捷，而且還要表現(xiàn)出某種智能，以便應(yīng)對(duì)大量復(fù)雜信息的處理、瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求和激烈競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜環(huán)境，因此，智能制造越來(lái)越受到高度的重視。智能化制造模式的基礎(chǔ)是智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)既是智能和技術(shù)的集成而形成的應(yīng)用環(huán)境，也是智能制造模式的載體。盡管智能化制造道路還很漫長(zhǎng)，但是必將成為未來(lái)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式之一。

（8）“綠”是發(fā)展的必然?！熬G”即“綠色”。人類社會(huì)的發(fā)展必將走向人類社會(huì)與自然界的和諧，就是走向“天人合一”。江澤民同志曾指出：“保護(hù)環(huán)境，就是保護(hù)生產(chǎn)力；改善環(huán)境，就是發(fā)展生產(chǎn)力?！敝圃鞓I(yè)的每個(gè)產(chǎn)品從構(gòu)思開始，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用、維修、回收等眾多階段，在制造各階段都必須充分計(jì)及環(huán)境保護(hù)。所謂環(huán)境保護(hù)是廣義的，不僅要保護(hù)自然環(huán)境，還要保護(hù)社會(huì)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境，還要保護(hù)生產(chǎn)者的身心健康。在此前提與內(nèi)涵下，還必須制造出價(jià)廉、物美、供貨期短、售后服務(wù)好的產(chǎn)品。制造必然要走向“綠色”制造，這是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。

[1]任小中.先進(jìn)制造技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

[2]鄧三鵬，馬蘇常.先進(jìn)制造技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[3]楊叔子，吳 波.先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].求是，2004.