先进制造技术的发展趋势31382

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1、应用技术研究先进制造技术的发展趋势崔剑平王晓强[文章摘要]本文介绍了先进制造技术的特点、知识体系结构，重点阐述了先进制造技术的发展趋势：制造技术数字化和集成化、超精密加工、敏捷制造、网络技术、智能化、绿色制造。同时对AMST提出的先进制造技术体系作了简要介绍，包括ERP（企业资源计划）系统、CAD/CAPP/CAM一体化、PDM（产品数据管理）系统、工作流管理系统。[关键词]数字集成化超精密加工敏捷制造1作者简介：崔剑平，男，机械工程系工程师；王晓强，男，机械工程系工程师应用技术研究0前言先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果，

2、并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，是实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。从本质上可以说，先进制造技术是传统制造技术、信息技术、自动化技术和现代管理技术等的有机融合。先进制造技术是制造业21世纪发展的方向。1先进制造技术的特点1.1先进性现代机械制造技术的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活（柔性）五个方面。1.2实用性现代制造技术是面向工业生产的实用技术，它具有多种不同的模式和层次，可以应用于各种类型的机械工厂。1.3前沿性先进制造技术是信息技术和其它高新技术与传统制造技术相结合

3、的产物，代表着制造技术的发展方向。2先进制造技术的知识体系美国90年代初提出了先进制造技术计划、TEAM计划、下一代制造(NGM)技术计划、美国国家关键技术等。图1为美国机械科学研究院（AMST）提出的先进制造技术体系图。由图可见，它由多层次技术群构成，并以优质、高效、低耗、清洁、灵活的基础制造技术为核心，主要包括三个层次：2.1现代设计、制造工艺基础技术包括CAD、CAPP、NCP、精密下料、精密塑性成形、精密铸造、精密加工、精密测量、毛坯强韧化、精密热处理、优质高效连接技术、功能性防护涂层等；2.2制造单元技术包括制造自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、

4、系统管理技术、CAD／CAE/CAPP/CAM、清洁生产技术、新材料成形加工技术、激光与高密度能源加工技术、工艺模拟及工艺设计优化技术等；2.3系统集成技术包括网络与数据库、系统管理技术，FMS、CIMS、IMS以及虚拟制造技术等。图1AMST提出的先进制造技术体系图3先进制造技术的发展趋势3.1数字化、集成化是制造领域的发展方向自从美国的Harringtong博士在1973年提出CIMS概念以来，人们对CIMS3应用技术研究的本质认识有了巨大的变化，主要是：现代制造业的方向并不只是计算机的集成，信息的集成，而是人、技术、组织的整体集成，包括功能集成、组织集成、信息集成

5、、过程集成、知识集成和企业间的集成。具体有以下几个关键的信息集成系统：（1）ERP（企业资源计划）系统：国外有名的系统是SAP、Oracle、Baan、IBM等，国内有金蝶、用友、开思等。ERP系统集成了企业中的生产管理、财务、人事、采购、销售等子系统。系统涉及面广，十分庞大，对人员素质、数据和流程规范性要求高，因此实施难度大，成功率不高。（2）CAD/CAPP/CAM一体化：目前虽然有些CAD系统可以支持CAD/CAPP/CAM一体化，但主要针对基本上都采用数控加工的零件，如PRO/E软件。由于不同产品中的零件差别很大，每个企业的加工条件和水平也不相同，因此复杂零件

6、的CAD/CAPP/CAM一体化还没有通用的系统。（3）PDM（产品数据管理）系统：被用于管理和控制由CAX(CAD、CAPP、CAE、CAM等的统称)系统所形成的大量的信息，避免花费很多时间去寻找本应该垂手可得的信息。PDM是设计自动化技术系统的核心，在产品的整个生命周期内管理全部的产品知识和信息，并为产品开发过程中的各个应用系统提供所需的数据，为不同应用系统提供集成平台。PDM系统以产品数据库为底层支持，以BOM为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、控制和管理。PDM系统一般是由CAD软件开发商所开发的。因此，同一软件公司的CA

7、D系统和PDM系统能很好的无缝集成，而来自不同软件公司的CAD系统和PDM系统间的集成性就差多了。PDM系统的实施难度比CAD系统要大，因为前者涉及管理、组织等问题。（4）工作流管理系统：主要用于办公自动化，是企业管理层的信息集成系统。目前工作流管理系统与知识管理系统紧密结合起来，使企业的知识得以共享和保存。3.2精密、超精密加工成为先进制造技术支柱之一２０世纪初，超精密加工的误差是１０微米，７０―８０年代为０．０１微米，现在仅为０．００１微米，即１纳米。在现代超精密机械中，对精度要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度