當今社會工業發展迅猛。社會需求的多樣性和頻繁的變化,使各種制造技術并行,而傳統能源及市場競爭的日益緊張,使這些客觀環境的變化對傳統的機械工業提出了尖銳的挑戰,迫使機械工業必須加快產品的更新和發展,以便能在充分利用現代科學技術最新成就的基礎上,按照高效優質低成本的要求不斷生產出各種節能省料的新產品來。
目前世界各國都在探求先進的制造技術。那么先迸的制造技術是集制造技術、電子技術、信息技術、自動化技術、能源技術、材料科學以及現代管理技術等眾多技術的交叉、融會和滲透而發展起來的。涉及到制造業中產品設計、加工裝配、檢驗測試、經營管理、市場營銷等產品生命周期的全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,這是提高動態多變市場的適應能力和競爭能力的一項綜合性技術。
以汽車工業為例:目前我國汽車工業從業人數達到180多萬,2001年汽車產量225.5萬輛,而日本汽車從業人數只有50萬人,汽車產量卻高達1300萬輛,相比之下我國汽車工業的人均產量僅為日本的l/20-l/30。到了2009年12月我國汽車產量突破l000萬輛。2009年12月,日本汽車產量為980多萬輛。新中國成立60年,中國汽車工業從起步增長、加速增長、快速增長到高速增長,經歷了年產量跨越100萬輛、200萬輛、300萬輛和1000萬輛的四次歷史性突破。l000萬輛是一個由量到質變化的關鍵節點,這充分說明現代制造技術的發展對一個國家的工業現代化發展有著強大的牽制和推動作用.計算機技術、數控技術、控制論及系統工程與制迄技術的相互結合及應用,從而形成了現代制造工程系統。現代制造系統的三個基本要素,物料流,流量流,信息流。長期以來在生產過程中所涉及的各種問題,往往是孤立地加以研究和解決的,這就使得我們的技術和管理工作常常顯得零亂和缺乏整體的優勢,因此很難得到最佳的解決方案,這在中小批量的生產中尤其顯得突出。在現代機械制造中,人們越來越認識到,只有把機械制造的全過程及其組成部分看成一個整體。用系統的觀點來分析和研究,才有可能對機械制造過程實行最有效的管理和控制,取得最佳的經濟效果。
1目前現代制造技術形成的特點基本歸為三類
第一,制造加工成為一個獨立的制造體系,和及時生產成為了當前制造系統的新概念。并行工程,是由集成的、并行的設計產品,在產品的制造加工生產的過程中,產品的設計開發人員,在產品從抽象思維到形成概念理論,在實踐中制造加工生產,并經過不斷對產品的設計加工進行改進。到研發成功,大批生產銷售使用,再到產品使用周期年限報廢處理等等。整個生產使用周期的所有因素,是按照用戶的需求所生產的產品。因此它是采用動態優化的方式,來處理問題的一種方法。精良生產,是產品在開發、生產中,精簡組織機構,進行人員的優化配備,獲取最大的經濟效益。來提升企業的市場競爭能力。敏捷制造是利用電腦的智能和信息技術,來改變傳統復雜的遞階結構實現大批量機械生產的過程.
第二,設計與工藝一體化。人類處于小規模手工勞動生產時,產品的生產設計和工藝制造是由同一個人設計生產,效率低生產落后。大規模的機械生產出現后,由于生產需要。設計與工藝分開了,出現了工藝從屬于設計的現象。隨著人類社會生活水平的發展和提高,多品種單件小批量機械生產,在生產過程中占的比重較大。產品的規格樣式在不斷的更新,對產品的多樣性需求越來越大,從而導致設計與工藝的一體化。
第三,形成了制造科學。制造技術的當務之急,就是要發展它在生產過程中所需要的科學的,系統的理論基礎。現在的制造技術以科學為基礎,靠理論、算法、實驗、分析、模型、模擬、仿真等手段來開發和深化其內涵,建立起了表達功能和模型之間的信息流和物質流。可以對制造系統進行解析和控制,只有找出制造科學本身性能的潛規則,才能預測其在情況發生變化時所產生的影響。制造科學是由機械原理、計算機、信息、材料、自動化等學科的有機結合而發展起來的一門綜合科學。它是以機械原理為主的,計算機技術的發展和應用,加速了制造科學的形成。制造技術的發展和制造系統的出現,是制造科學形成的前提和必備條件。
2現代制造技術的內容和發展方向大體上可從五個方面來論述
(1)機械制造系統的自動化、集成化和智能化。機械制造過程是一種離散的生產加工過程,機械制造過程與連續生產過程相比。實現其自動化更為困難。單機自動化、剛性自動線、數控機床及加工中心、柔性制造系統和計算機集成制造系統形成了機械制造自動化,并向柔性化、集成化、智能化發展。自動化的目的不僅是提高生產效率和改善勞動條件,更是保證機械制造自動化所生產產品質量的必要措施和條件.
(2)精密工程。它包括精密加工和超精密加工技術、微細加工和超細微加工技術、微型機械和納米技術等方面。當前,以納米技術為代表的超精密技術和以微細加工為手段的微型機械技術具有重要意義,它們代表了這一時期精密工程的方向。
(3)非傳統加工方法。菲傳統加工方法又稱特種加工方法,它是指一些物理機械的、化學的加工方法。加工制造方法本身又包括分離加工、附著加工和變形加工,還包括機械工件表面層次材料的化學成分、組織結構、力學性能等的變化。特種加工方法的主要對象是對超難加工材料的工件。如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。當前特種加工中最值得注意的是激光加工、電子束加工、離子束加工等。
(4)快速成型制造零件是一個三維空間實體它可由在某個坐標方向上的若干個“面”迭加而成。因此,利用離散/堆積成型概念,形成了快速成型制造的基本原理。其具體制造方法很多,較成熟的商品化方法有分層實體制造和立體光刻等。
(5)對傳統加工制造生產工藝的創新和改進。現代制造技術對傳統加工制造工藝方面的技術改進潛力很大,如高速切削、超高速切削、高速磨削、強力磨削,對舊設備機械的改造及改進應用,如對普通機床改造成數控機床等,對現代制造機械工業的發展和提高不容忽視。現代制造技術的出現及應用,對加工理論的發展、實踐中對加工生產質量和生產效率的提高具有深遠的意義。
人類社會在步入新世紀同時也逐漸由工業經濟時代步入知識經濟時代,全球經濟正處于個動態的變革時期,制造業面臨更為嚴峻的挑戰。在知識經濟時代,知識和技術被認為是提高生產率和實現經濟增長的驅動器。因而,先進制造技術已成為制造企業在激烈市場競爭中立子不敗之地并求得迅速發展的關鍵因素,成為世界經濟發展和滿足人類日益增長需要的重要支撐,更成為加快高新技術發展和實現國防現代化的助推器。
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