现代制造技术基础
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现代制造技术基础范文第1篇
关键词：船舶；焊接；质量；管理
中图分类号：TF3 文献标识码：A
我国航运海运事业的发展为船舶制造企业提供了良好的发展空间，同时也对船舶制造企业的管理工作提出了更高的要求。作为船舶制造中的关键工序，焊接管理直接影响到船舶设备的安全运行、影响到船舶航行安全。针对船舶制造中焊接工作的重要性，现代船舶制造企业应加强船舶焊接工作的管理。通过船舶制造管理工作的开展使焊接生产过程的每道工序都处于受控状态，预防船舶焊接质量缺陷的发生。以船舶焊接工作的管理为基础预防质量问题的发生，减少质量问题处理成本、实现制造成本的降低、促进船舶制造质量的提高。
1 以现代焊接管理理论指导船舶焊接工作
焊接工作管理作为现代船舶制造中的重要内容，对船舶制造质量、航行安全有着重要的影响。针对焊接工作管理的重要性，现代船舶制造企业应以焊接管理理论与重点为基础，运用现代管理理论指导船舶焊接工作，以此实现船舶制造质量控制目的。根据船舶焊接管理的各项内容开展管理工作，以工艺管理、焊接施工方案管理、焊接材料管理以及焊接现场管理等工作保障船舶焊接质量，实现船舶焊接工作管理的最终目的。通过现代焊接管理理论指导船舶焊接工作，促进焊接质量的提高、促进船舶制造企业管理水平的提高、实现现代船舶制造企业综合市场竞争力的提高。
2 船舶焊接工作管理的实施与重点
2.1 以船舶焊接管理体系的完善为基础，促进焊接质量的提高
针对传统船舶焊接管理存在的问题，现代船舶制造企业应加强焊接管理体系的完善。通过现代焊接管理理论的运用，避免传统粗放型管理造成的质量隐患。以船舶焊接制造工艺特点为基础、运用现代船舶制造理论开展焊接管理工作，实现船舶焊接管理的目标。在船舶焊接管理体系的完善中，船舶制造企业应根据自身的管理架构进行管理体系的完善。同时，注重船舶设计特点，以自身管理架构为基础、以船舶设计特点为重点进行焊接管理体系的完善。通过这样的方式使船舶焊接管理体系更加符合企业管理特点、符合船舶制造需求，进而提高船舶焊接管理效果。以具有针对性与适用性的管理体系建设为基础促进船舶焊接管理工作的开展。
2.2 注重焊接质量管理体系的完善，促进船舶焊接工作管理的实现
作为船舶焊接管理的重要组成部分，船舶制造企业焊接质量管理体系的完善对焊接管理工作有着重要的影响。现代传播制造企业在焊接管理体系构建的同时，还要注重船舶焊接质量管理体系的构建与完善。以焊接质量管理体系的完善促进焊接管理工作的开展、为保障焊接质量奠定基础。
2.3 强化船舶焊接过程中焊工管理，保障船舶焊接质量
在船舶焊接工作的管理中，焊工管理是管理工作的重要内容之一。通过对焊工的管理，避免人为因素对焊接质量的影响，实现船舶焊接质量控制目的。在现代船舶焊接管理工作中，焊工队伍是保障焊接质量的重要基础。通过焊工管理为保障船舶焊接质量奠定基础。以焊工资质的审核、焊工焊接技术培训、上岗考核等工作提高船舶制造企业的焊接技术水平，促进焊接工作管理工作的开展。首先，船舶制造企业应注重焊工的技术强化。通过培训管理、考核管理等工作强化焊工综合技术水平与综合素质，为保障船舶焊接质量奠定基础。在此基础上，船舶制造企业还要加强焊工的技术档案管理。通过对焊工技术水平的管理对焊工综合情况进行掌握，合理分配焊工工作，以此保障焊接施工质量，实现船舶焊接制造管理工作目标。
2.4 注重焊接工艺管理，实现船舶焊接工作管理目的
焊接工艺管理是船舶焊接工作管理工作的重要内容、是影响船舶焊接质量的关键。现代船舶制造企业应通过焊接工艺审查、工艺方案编制、工艺控制与管理等一系列工作保障船舶焊接质量、实现船舶焊接工作管理目的。首先，船舶制造制造企业应加强焊接工艺设计的审查。以船舶设计标准、技术文献的分析为基础，科学设计焊接工艺。同时，通过工艺审查保障船舶焊接工艺选择的科学性，为保障船舶焊接工艺奠定基础。在工艺审查工作中，应注重对焊接接头位置的能见度、可达到性等技术条件进行审查。同时注重焊接结构类别以及坡口标准化确定。为了保障工艺的精度与经济性，在工艺审查中还要对船舶焊接工艺的精度、经济性以及焊接方法、焊接材料选用等进行审查。通过焊接工艺相关内容的审查为保障船舶焊接质量奠定基础。
在焊接工艺审查强化的基础上，船舶制造企业还要对焊接施工方案进行科学的编制与审查。针对材料预处理、毛坯下料、坡口加工、焊接方法选定等内容的确定，指导焊接施工管理。以这样的方式使船舶焊接工作管理有据可依，为保障船舶焊接质量奠定基础。
2.5 以焊接作业指导书的编制为基础，指导焊接施工
焊接作业指导书是焊接施工过程的指导性文件，其对焊接工作管理有着重要的意义。现代船舶指导企业的焊接工作管理中，应认识到焊接作业指导书对焊接施工质量的重要意义。以工艺卡（焊接作业指导书）为基础指导焊接工艺过程，为保障船舶焊接质量奠定基础。首先，船舶制造企业应以焊接施工技术文件为基础进行工艺卡的编制，并通过分析与验证为基础确保工艺卡的科学性。在此基础上，以焊接作业指导书为基础指导焊接过程的施工。以这样的方式确保焊接过程严格按照工艺质量要求进行施工，实现船舶焊接工作管理目标。
2.6 注重船舶焊接材料控制，保障船舶焊接质量
作为影响船舶焊接质量的基础，焊接材料控制与管理是现代船舶制造企业焊接工作管理的重要内容。船舶制造企业应通过焊接材料采购、验收、保管、使用等环节进行严格的控制与管理，为保障焊接工作质量奠定基础。以《舰船用高强度船体结构钢焊接材料的鉴定、出厂和进货检验规则》、《焊接材料质量管理规程》、《焊接材料复验规定》等规范为基础开展船舶焊接材料的管理，以此为保障船舶焊接工作质量奠定基础。
3 以船舶焊接现场管理工作的开展保障船舶焊接质量
在船舶焊接工作管理中，施工现场管理是执行各项管理规定、执行技术工艺管理文件的关键。针对现场管理的重要性，现代船舶制造企业应从源头控制入手，保障焊接工艺的执行。以工艺技术质量控制点为控制关键，开展船舶焊接现场管理。以技术文件为指导确保船舶焊接现场管理工作能够保障技术文件的执行，保障焊接施工质量。从现场控制的源头入手，以焊接质量控制为中心开展船舶焊接现场施工管理，以此实现船舶焊接工作管理目标。在现场管理工作中，应以班组领导的质量监督职责为基础，以质量检验人员、工艺技术人员的现场监控为重点，保障船舶焊接施工质量，实现现场管理控制目的。
结论
综上所述，现代船舶焊接管理是船舶制造企业管理工作的重点、是保障船舶航行安全的关键。现代船舶制造企业应针对焊接管理工作的重要性，以船舶焊接技术文件管理为基础、以工艺控制为重点，运用现代焊接管理理论指导船舶焊接管理工作，实现船舶焊接管理的最终目的。为了保障船舶焊接施工管理质量，现代船舶制造企业应加强自身管理体系的完善、加强自身管理水平的提高，通过焊接人员技术培训以及专业技术人员综合素质的提高促进焊接管理工作的开展，实现船舶焊接管理工作目标，促进船舶制造质量管理目标的达成。
参考文献
现代制造技术基础范文第2篇
关键词：集成；系统；技术构成
一、现代集成制造系统的含义与定位
现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacutring System)是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。具体地说，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合，通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行。在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
二、现代集成制造系统的技术构成
先进制造技术(AMT Advanced Manufacturing Technology)作为一个专有名词目前还没有准确的定义。通过对其内涵和特征的研究，目前共同的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。其具有如下一些特点：
1、从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；
2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；
3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；
4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；
5、从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。
通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现，现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点，只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大，现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上，继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作，并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想，将它们进行推广应用，由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。
（1）并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果，使其成为先进制造技术的基础。
（2）虚拟制造(VM Virtual Manufacturing)虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而使产品一次性制造成功，达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
（3）敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础的，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
（4）绿色制造(GM Green Manufacturing)绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源的使用效率最高。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择，发展不能以环境污染为代价。国际制造业的实践表明，通过改进整个制造工艺来减少废弃物，要比处理工厂处理已经排放的废弃物大大节省开支。绿色制造的实现可以通过计算机仿真来达到目的，即它是虚拟制造的一部分。从可持续发展战略的观点看，绿色制造是必然选择，它将成为现代集成制造系统的一个重要的组成部分。
从以上的分析中我们可以看到：各种先进制造技术是相互关联、彼此交叉的，在先进制造技术的含义下，现代集成制造系统成为它的核心，并随着先进制造技术的不断发展而发展。
参考文献
［1］李伯虎等.现代集成制造系统的发展与863/CIMS主题的实施策略.CIMS，1998,(10).
现代制造技术基础范文第3篇
先进制造技术(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作为一个专有名词目前还没有准确的定义。通过对其内涵和特征的研究，目前共同的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。其具有如下一些特点：
1、从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；
2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；
3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；
4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；
5、从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。
通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现，现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点，只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大，现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上，继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作，并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想，将它们进行推广应用，由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。
（1）并行工程(CEConcurrentEngineering)并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果，使其成为先进制造技术的基础。
（2）虚拟制造(VMVirtualManufacturing)虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而使产品一次性制造成功，达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
（3）敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础的，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
（4）绿色制造(GMGreenManufacturing)绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源的使用效率最高。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择，发展不能以环境污染为代价。国际制造业的实践表明，通过改进整个制造工艺来减少废弃物，要比处理工厂处理已经排放的废弃物大大节省开支。绿色制造的实现可以通过计算机仿真来达到目的，即它是虚拟制造的一部分。从可持续发展战略的观点看，绿色制造是必然选择，它将成为现代集成制造系统的一个重要的组成部分。
二、现代集成制造系统的含义与定位
现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。具体地说，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合，通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行。在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
从以上的分析中我们可以看到：各种先进制造技术是相互关联、彼此交叉的，在先进制造技术的含义下，现代集成制造系统成为它的核心，并随着先进制造技术的不断发展而发展。
参考文献
［1］李伯虎等.现代集成制造系统的发展与863/CIMS主题的实施策略.CIMS，1998,(10).
［2］吴澄，李伯虎.从计算机集成制造系统到现代集成制造系统.CIMS，1998，(10).
［3］李敏贤.面向21世纪的先进制造技术[J.机械工业自动化，1998，20(4).
现代制造技术基础范文第4篇
关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景
论文
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
1 当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间
(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：
(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2 微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。转贴于
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料与零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4 机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面：
2．4．1 面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2 面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：
(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2) 设计技术与手段更现代化。
(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4) 新型特种加工方法的形成。
(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7) 实施无污染绿色制造。
现代制造技术基础范文第5篇
关键词：机械设计；机械制造；特点；现状；发展趋势
由于机械设计涉及的学科理论知识相对较多，因此对其有效把握的难度也相对较大。只有充分重视机械制造工艺在机械设计中的重要性，才能在满足社会发展需求的基础上，实现机械设计的进一步优化和升级。
一、现代机械设计和机械制造的发展现状
（一）生产管理。计算机技术作为发达国家机械制造管理过程中采用的重要技术，其对于机械制造的模式和管理体制的建设给予了充分的重视。但是我国大多数小型机械制造企业由于受到企业自身实力的限制，而仍然采用传统的管理方式，这种落后的机械制造管理方式，对于机械制造企业的发展已经产生了严重的影响。（二）制造设计。西方发达国家在机械制造发展的过程中，不仅充分重视了计算机技术在机械设计中所发挥的作用，同时利用计算机技术进行设计规则和数据的处理和更新，从根本上促进了机械设计效率和质量的有效提升。我国由于计算机辅助设计领域的专业人才相对较少，而对我国机械设计的发展产生了不利的影响。（三）自动化装备。机械制造领域经过长期的发展，已经开始了向现代信息为基础的先进技术的转变，而这对于全球机械制造企业的生存能力也提出了更高的要求。所以，必须加大自动化技术在机械制造领域中应用的力度，实现自动化技术与机械制造领域的一体化经营目标，才能从根本上促进我国机械制造领域国际市场竞争力的进一步提升。（四）制造工艺。西方发达国家在机械制造业发展的过程中，已经实现了将微细加工、精细加工、电磁加工、高精密加工、复合加工、纳米技术等新型加工技术的有效融合，对于机械制造效率和质量的有效提升起到了积极的促进作用。我国机械制造领域在发展的过程中由于没有广泛应用这些技术，而对整个机械制造领域的发展产生了不良的影响。
二、我国现代机械设计和机械制造的发展前景
（一）全球化发展步伐的加快。随着全球经济一体化的迅速发展，越来越多的国外知名企业进入我国机械制造领域，而这不仅增加了国内市场竞争的激烈程度，同时也导致国内中小企业生存压力的不断增加。因此，国内机械制造企业必须加大新市场拓展的力度，根据自身发展的需要只能采取兼并或者收购其他企业的方式，才能满足经济全球化对机械制造企业所提出的要求。此外，随着网络通讯技术在机械制造领域的广泛应用，也进一步加剧了企业之间的竞争激烈程度。而这些相互制约的因素，不仅成为了机械制造企业全球化发展的动力，同时机械制造领域与网络通讯技术的紧密融合，也为机械制造的全球化发展奠定了良好的基础。（二）网络化方向的发展。网络技术的迅速发展为机械制造业的生产和经营的改革和创新注入了新的活力，同时也实现了机械制造的选材、设计、制造、销售等过程的全球化操作。此外，迅速发展的网络通讯技术也增加了信息技术交流的频率，为机械制造企业合作竞争模式的建立奠定了良好的基础。（三）虚拟化方向的发展。利用虚拟技术进行机械制造产品加工方法、生产工艺等各方面的检验，不仅最大限度的降低了企业生产制造的成本，同时也实现了生产周期的进一步优化。另外，充分利用计算机仿真模拟软件，不仅为机械产品的社交和制造工艺的可靠性提升奠定了良好的基础，同时也确保了产品生产的周期，降低了生产过程中不必要错误发生的几率，从根本上促进了机械制造效率和质量的全面提升。（四）自动化方向的发展。将集成和系统技术、单一技术、柔性技术等紧密融合的现代机械制造企业，不仅营造出了适合机械制造企业发展的良好氛围，同时也为机械制造企业向自动化方向的发展奠定了良好的基础。（五）绿色化方向的发展。在机械制造生产的过程中充分运用绿色设计、材料、设备、工艺、管理等进行机械产品的生产和管理，不仅实现了机械制造生产的绿色发展目标，同时也有效的降低了机械制造过程中对周边环境所产生的影响。在有效促进能源和原材料利用效率全面提升的基础上，为机械制造企业的长期稳定发展奠定了良好的基础。（六）精密化方向的发展。随着精细加工、高精度加工、激光加工、微细加工、复合加工、3D打印技术、纳米技术等新型加工技术在机械制造领域的广泛应用，不仅促进了机械制造生产加工精密度的有效提升，同时也促进了机械加工生产效率和质量的全面提升。
三、结束语
总之，机械设计必须根据时展的需要，不断的进行设计理念和技术的改革和创新，同时将先进的生产技术应用于机械制造工序中，才能促进产品设计质量和效率的有效提升，为机械制造企业长期战略发展目标的顺利实现奠定良好的基础。
作者:薛正福 单位:赤峰工业职业技术学院
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