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正确理解先进制造技术

发布时间： 2022/10/28

　　先进制造技术的涵义
　　先进制造技术的概念是在20世纪80年代被提出来的。它是一个相对的、动态的概念。先进制造技术作为一个专有名词提出后，至今没有一个明确的、一致公认的定义，经过近来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其内涵、特征的分析研究，可以定义为：“先进制造技术是以人为主体，以计算机为重要工具，不断吸收机械、光学、电子、信息(计算机和通信、控制理论、人工智能等)、材料、环保、生物以及现代系统管理等最新科技成果，涵盖产品生产的整个生命周期的各个环节的先进工程技术的总称’’，它面向包括机械制造、电子产品制造、材料制造、石油、化工、冶金以及民用消费品制造等在内的“大制造业”。先进制造技术是以提高对动态多变的产品市场的适应竞争能力为中心，以实现优质、灵活、高效、清洁生产和提供优质、快捷服务，取得理想经济效益为目标。
　　先进制造技术涵盖产品生产的整个生命周期的各个环节，包含生产体系和经营策略，是一门动态发展、不断更新的技术，在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成。
　　先进制造技术的特点
　　先进制造技术作为未来制造业的主导，主要具有以下特点：(1)动态性：先进制造技术不是一成不变的，而是一门动态技术。它要不断地吸收各种高新技术，将其渗透到活性炭纤维企业生产的所有领域和产品寿命循环的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。同时反映在不同时期和不同的国家地区，先进制造技术就有其自身不同的特点、目标和内容等。
　　(2)广泛性：先进制造技术与各学科不断渗透、交叉、融合，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，因此有人称其为“制造工程”。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，它覆盖了产品设计、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。
　　(3)实用性：先进制造技术的发展针对某一具体的制造目标(如汽车制造、电子工业等)，有明确的需求导向，从而能够对市场变化作出更敏捷的反应，获得最佳技术经济效益；它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，以提高活性炭纤维企业竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。
　　(4)优质、高效、低耗、清洁、灵活生产：先进制造技术的核心和基础是优质、高效、低耗、清洁、少无污染工艺，它是从传统的制造工艺发展起来的，并与新技术实现了局部或系统集成，其重要的特征是实现优质、高效、低耗外，还要针对21世纪人类面临的有限资源与日益增长的环保压力的挑战，实现可持续发展，要求实现低耗、清洁。此外，先进制造技术也必须面临人类在21世纪消费观念变革的挑战，满足日益“挑剔”的市场的需求，实现灵活生产。
　　先进制造技术的分类
　　先进制造技术横跨多个学科，主要可以概括为以下几个方面：现代设计理论和方法；先进制造工艺；制造自动化技术；先进制造生产模式和管理。
　　(1)现代设计技术理论和方法：现代设计技术是在传统设计的基础上继承和发展起来的，它是一门多专业、多学科而相互交叉的综合性很强的基础技术科学。定义如下：现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争(时间、质量、价格等)的需要，应用现代技术和科学知识，经过设计人员创造性思维、规划和决策，制定可以用于制造的方案，并使方案付诸实施的技术。
　　随着教科学技术的不断发展，其设计范畴不断扩大，设计手段不断现代化，已发展到应用计算机网络技术，实现异地设计、虚拟设计与制造等。现代设计技术涉及的学科领域很多，主要包括：优良性能设计基础技术；竞争优势创建技术；全寿命周期设计技术；绿色产品设计技术四大部分。
　　(2)先进制造工艺：随着机械工业的发展和科学技术的进步，机械制造工艺的内涵和面貌不断发生变化，而且变化和发展速度越来越快：常规工艺不断优化并得到普及；原来十分严格的工艺界限和分工，诸如下料和加工、毛坯制造和零件加工、粗加工和精加工、冷加工和热加工等在界限上趋子淡化，在功能上趋于交叉；新型加工方法不断出现和发展，主要的新型加工方法类型有：精密加工和超精密加工、超高速加工、微细加工、特种加工及高密度能源加工、快速原型制造技术、新型材料加工、大件及超大件加工及复合加工等加工方法。
　　先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术，包括了常规工艺经优化后的工艺，以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术及先进制造加工技术等技术构成。
　　(3)制造自动化技术：制造自动化是在广义的制造过程的所有环节采用自动化技术，实现制造全过程的自动化。制造自动化技术就是研究对制造过程的规划、运作、管理、组织、控制与协调优化等的自动化的技术，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。
　　制造自动化代表着先进制造技术的水平，推动制造业由劳动密集型产业转变为技术密集型乃至知识密集型产业，是制造业发展的尺度。主要包括数控技术、工业机器人、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和传感技术等。
　　制造自动化技术也是我国必须大力发展的重要先进制造技术。然而，尽管自动化技术的不断发展，给我们的生产和生活带来了很大方便，但是我们不应强调全盘自动化。事实上，人的智能和技术能力是无法被全部替代的。
　　(4)先进制造生产模式和管理：先进制造生产模式是应用与推广先进制造的组织方式，它以获取生产有效性和适应环境变化对质量、成本、服务及速度的新要求为首要目标。在制造资源迅速有效集成的基础原则下获取最高生产效率，其工作重点在于组织的创新和人的因素的发挥。它主要包括以下几个方面：
　　①先进制造生产模式：包括精益生产，CIMS，敏捷制造系统，网络化制造系统，智能制造系统。
　　②集成管理技术：包括并行工程，ERP与JIT的集成——生产组织方法，现代管理信息系统，生产率工程，制造资源的快速有效集成等。
　　③生产组织方法：包括虚拟公司理论与组织，活性炭纤维企业组织结构的变革，以人为本的团队建设，活性炭纤维企业重组工程。
　　先进制造技术的技术前沿
　　制造业要取得更大的发展，以下几个制约关键技术必须首先解决
　　(1)可重组制造系统：开发能够满足用户对产品质量、性能及服务等广泛需求的集成工艺及装备系统，包括硬件、软件、子工艺、子系统等。该系统适应性强，易重组。能以易编程的方式与跨越产品整个寿命周期的高层工艺和系统相结合。
　　(2)无浪费工艺：使生产浪费最小、能量消耗最低的制造工艺是未来的一项关键技术。通过不产生废弃物的工艺(如用自由成形制造来代替切削加工)、产生的废弃物可在后续的制造中作为原料加以重新利用的工艺、能使能耗最低的工艺(如在空温下粘接代替高温固化的工艺)，保护资源、降低成本，而且能降低能量生产中间接产生的环境影响。为此，必须减少废弃物的产生，对废弃物进行合理利用；在进行产品设计和分析时，在整个生命周期内，进行可持续的产品生产。
　　(3)新的材料工艺：新材料和零件的工艺创新目标是开发出具有超常物理性能的新材料(如具有高强度、高耐磨性、良好电磁性能等)。随着活性炭纤维滤芯产品向微型化发展，对于亚微米级的微型化产品而言，需要具有能够对其在分子级上进行控制其性能的材料。因此，必须开发新的制造工艺。
　　(4)活性炭纤维企业建模和仿真：对制造业的所有活动进行建模和仿真，模拟活性炭纤维企业的活动，使活性炭纤维企业能根据多变的环境作出决策。描述整个产品生命周期的详细模型，可以用于制造业各层次的实时控制(各层次是指从制造单元和工厂现场到整个全球分布的活性炭纤维企业)。模型和仿真应包括各种各样的人与人之间、人与机器之间的相互作用的描述。
　　(5)信息技术：将信息转化为知识以便作出有效决策的技术是一项优先发展技术。集成信息技术将鉴别进行专门决策所需的信息，从分散的资源中将信息合成，过滤多余的信息以及提供有用信息，以使能方便而迅速地应用。信息系统结构包含用于传送、过滤和融人数据和信息的协议、算法等，以便于人们在决策时利用。