制造研究技术范文

制造研究技术范文（精选12篇）

制造研究技术 第1篇

人工智能是智能制造的起源。人工智能的定义:用计算机来模拟人的意识和思维的信息过程来代替人工。现今各国政府均将此列入国家发展计划,大力推动实施。中国80年代也将"智能模拟"列为国家重点发展的科技,现已在机器人、专家系统、导弹制导、检测技术方面取得了一些成绩。国家提出了"工业智能工程",作为技术创新的重要部分,智能制造就是该项工程中的重要内容。在2016的开年之初,工信部副部长冯飞表示,智能制造是中国制造2025最重要的方面。

2 存在的问题

现今国内装备制造业存在自主创新能力薄弱、智能制造基础理论和技术体系建设滞后、高端制造装备对外依存度还较高、关键智能控制技术及核心基础部件主要依赖进口。智能制造标准规范体系也尚不完善。智能制造顶层参考框架欠缺,我国尚没有建立完整的智能制造顶层参考框架,智能制造框架逐层逻辑递进关系尚不清晰。

3 研究课题与方向

根据国家现有的技术和国家未来的需要,还有IMT&IMS工作的特点,我认为现今我们应该从IMT与IMS的基础技术开始研究这也是关键技术。它主要包括以下四个方面。

3.1 智能制造系统理论基础与设计技术

需要继续发展IMS体系的技术,研究IMS的系统以及紧跟国际上在该方面发展的步伐。

IMS与现在的任何制造系统的设计方法都不同。因为IMS是面向市场发展评价与前景预测,IMS目的是使整个系统及各步骤都实现“智能化”。因此研究IMS的开发环境与设计策略是很有必要的,开发环境包括开发工具、操作系统、开发语言等。在IMS设计过程中必须遵循通用化、集成化和标准化。

3.2 制造智能理论和处理技术

现代工业生产就是一个有机整体,不仅指各制造环节间存在的联系,制造智能统一的特性也体现在内。制造处理技术和智能理论包括整个制造过程中的智能的描述、开发、集成、处理与共享,最后生成成品—智能机器,以及智能机器产生的智能活动。研究内容包括:

(1)智能活动的机械化、生成与集成。

(2)主要研究怎样开发与获取智能制造源,怎样表达制造智能,如何集成制造智能。

(3)研究制造过程的一致性相关问题,研究建模,影像制造的多因素与的影响与发生事故的概率分析。

3.3 智能制造单元技术的集成

进入21世纪,人工智能的应用研究得到了很大的发展,建立了一些智能制造单元技术。为了适应21世纪制造工业发展的需求,完善和发展这些单位技术以外,更重要把这些单元技术集成在一起。

为了让机器工作过程中能有效地模拟来自各环节制造的智能行为,集成和共享这些制造智能。为了同时进行产品的设计工作,就必须研究并行技术,产品描述的一致模型,研究智能交互技术。

现代生产过程中需要及时处理多个信息,多个因素,多个对象对制造过程产生影响的问题,及时调整决策问题。解决设计与评测最好的方法是仿真与优化。研究制造过程标准模型和建立相对的质量数据库,研究标准状态的决策和标准过程的控制方法。研究在强干扰,多因素条件下对控制过程监视与诊断,研究制造过程的动态检测与适应技术。研究多因素,多目标干扰下调整决策,研究生产过程的实时跟踪技术。

3.4 知识库系统与网络技术

制造过程“集成智能化”的关键在于知识库系统与信息网络技术,在IMT&IMS中相当重要。

其主要是研究知识库的异步构造,知识库分布式决策与维护、知识库连接和数据库技术。研究信息互换的接口,控制操作运算与决策以及网络通讯技术。

4 结语

综上所诉,我国的智能制造技术还存在着一些问题,需要我们去挖掘更有效的方法来解决,我们更应该着重于思路的创新性,与国际化接轨。目前,世界各国都对智能制造系统进行了各种研究,未来智能制造技术也会不断地发展。

摘要：介绍智能制造技术与智能制造系统国内外的发展现状与前景。分析国内智能制造存在的关键问题;简单探讨了智能制造技术及系统的研究方向与课题;提出了发展智能制造系统所的需要发展的关键技术,强调人的思维在系统中的作用。了解到智能制造技术及系统是未来科技的重要组成部分,以后的智能制造系统定是以高度的集成化与智能化为特点的自动化系统。

关键词：智能制造技术,智能制造系统,人工智能化

参考文献

[1]杨叔子,丁洪.智能制造技术与智能制造系统的发展与研究[J].中国机械工程,1992,3(2):15~18.

[2]孙大勇.先进制造技术[M].北京机械工业出版社,2000,12~13.

[3]史忠直.高级人工智能.北京科学出版社,1998.

飞机制造物料配送技术研究与应用 第2篇

飞机制造物料配送技术研究与应用

针对飞机制造物料配送存在的.问题,建立支持制造的物料配送任务模型,实现被动配送向主动配送模式转变.研究了物料配送作业流程,并在此基础上介绍了飞机制造物料配送管理信息系统软件功能及实现方案,实现精益敏捷配送.

作 者：郭荣华 张振明 田锡天 贾晓亮 李洲洋 GUO Rong-hua ZHANG Zhen-ming TIAN Xi-tian JIA Xiao-liang LI Zhou-yang 作者单位：西北工业大学CAPP与制造工程软件研究所,西安,710072刊 名：科学技术与工程 ISTIC英文刊名：SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING年，卷(期)：7(6)分类号：V2关键词：飞机制造 物料配送 支持制造

机械模具数控加工制造技术研究 第3篇

【关键词】机械模具 数控加工 制造技术

对于一个制造业发展中的大国，模具是其工艺装备的基础，也是国民经济的命脉，更是国家工业发展的基石。采用模具生产出来的最终产品，往往是模具价值的好几十倍。我国的各个行业都依赖模具制造。因此，模具的设计生产水平也就决定了最终产品的质量和效益，模具数控加工能力也体现了企业产品开发能力和市场的竞争力。从目前来看，机械模具对加工技术的要求比较高，其主要原因是以往的模具加工技术满足不了现阶段的社会需要[1]。因此，要不断提高模具数控加工水平，只有这样才能使得生产效率提升，同时也提高产品的质量。数控加工制造技术在模具生产中的作用十分重要，而且加工方法也很多。例如数控车加工、铣加工和磨削加工等，这些对于机械模具来讲，都有十分重要的意义。

1 国内模具制造技术的回顾与发展

从20世纪初到目前，模具制造都在飞快地发展。在很短时间内，我国已经自主研发了非常先进的数控机床。在我国加入世贸组织后，我国的进出口贸易也获得了一定的机遇，很多世界上先进的数控模具机床以正常的价格进口到国内，极大促进了我国数控加工设备的快速发展。由于先进数控机床的使用，开拓了模具制造技术发展的新领域，通过CAD三维设计，CAM仿真以及CAPP机械加工，使得整个模具制造更加完美。不过由于我国的数控加工技术与其他一些发达国家还有一定差距，所以，一些大型的模具和高精密的模具制造水平还达不到世界水平[2]。

2 机械模具数控加工的要求

2.1 明确产品特征

对于模具制造来讲，常常都是单件生产，每件模具在结构上都有自己的特征。因此在生产时候，不存在重复开模的现象，这就对机床控制和数控编程提出了非常严格的要求。如果模具的结构很复杂，还需要借助其他机械软件进行辅助，从而完成机械模具的加工。

2.2 了解模具制造开发中的不确定性

模具的设计主要是为了更好地开发产品，不是以产品的最终形式呈现。因此，在整个模具的开发时间和开发数量上都具有不确定性和随机性。需要模具设计人员有非常强的适应能力，以满足模具开发过程中的不确定性和随机性，并且设计人员还需要具有良好的实践经验。

2.3 减少误差的发生

对于机械模具的数控加工来讲，其精准度是一个非常重要的标准，要求加工人员在模具加工中严格控制误差的出现率。机械模具的制造需要具备较高的精准度，这就要求加工人员在模具加工过程中，控制误差出现率。如果在模具加工过程中无法控制误差的出现率，那么就保证不了产品的质量[3]。

2.4 实现机械加工的规范化

一般来讲，模具内部的构造是很复杂的，因此在机械加工的时候，很容易出现加工不到位的情况。这就需要采用其他机械加工手段对其进行再次加工。例如用电火花对特殊的模具进行加工，这种加工方法很简单，不仅有效地完成了模具加工，还减少了机床的使用率。此外，在机械加工过程中要实现规范化，这样才能保证模具加工的质量[4]。

3 机械模具数控加工技术的应用

随着科学技术的发展，机械模具的加工技术也发生了翻天覆地的变化，模具制造对数控加工技术提出了非常严格的要求。从目前的情况来看，数控加工的技术种类越来越多，基本能够满足现代化模具加工的基本要求，而且数控机床的精准度也符合国际标准，可以充分地发挥在模具加工上，让模具加工制造的周期越来越短，质量越来越高，成本越来越低。将先进的数控加工技术在模具加工中应用，不仅可以提高模具加工质量，还可以提高产品质量。

3.1 数控车削技术

在整个制造业中，数控车削技术是整个加工制造业的基础，其主要用于杆类零件的加工和回转模具的加工。此外，一些瓶体和塑料模具也可以采用数控车削技术来完成。

3.2 数控铣削技术

数控铣削技术也是一项十分重要的数控加工技术，很多模具的外部结构是平面结构，而且基本是曲面构成的。因此，数控铣削技术就有了用武之地，在工程技术中的应用也非常广泛。有了数控铣削技术，完成了很多车削技术不能完成的任务。

目前数控铣削技术发展得越来越好，在整个模具制造中发挥了重要的作用。

3.3 数控电火花技术

在模具制造快速成型加工中，数控电火花技术的应用范围非常广泛，而且对于加工精度的要求很高。并且，数控电火花技术对编程要求不是很高，可以很好地应用于模具加工制造中[5]。

4 机械模具数控加工技术未来的发展方向

4.1 精准度高

对于数控加工技术未来发展方向，其精确度是重中之重。在整个数控加工过程中，要严格控制数控加工的几何精度和加工精度，要减少误差的发生率。同时，还可以通过闭环补偿技术来提高数控加工精度。

4.2 具有良好的柔性

从目前的数控加工技术来看，柔性化是必不可少的，当柔性体现在整个加工对象发生变化后，整个数控机床也能够适应对象产生的变化。

在同一个数控系统和机床中，可以对结构不同的零件进行柔性化加工。由于数控加工属于开放式系统，因此，具有更好的通用性和专用型，用户可以更好地进行体验和及时进行存储，还可以对整个系统进行重新编辑和重组。目前，我国使用的数控系统比较单一，还没有更好地融和柔性化。

4.3 做到数控加工高效化

如果想要数控加工高效化，那么必须要实现数控的高速切削。高速切削不仅可以克服机床震动的问题，还可以很好地促进排屑能力，大大减少加工变形的发生率，也可以提高模具表面加工质量和精度。数控加工高效化还可以让模具加工后，无需进行精加工，提高了工作效率。

4.4 智能化加工

在未来的模具数控加工中，会出现智能化加工的模式。这种模式可以实现加工的全智能化，不仅可以降低加工人员的工作强度，还能提高工作效率，最重要的是简单方便、加工质量高。

结语

机械模具数控加工在整个模具加工中具有非常重要的作用，利用机械模具数控加工技术，不仅提高了加工精度，还减少了误差出现率，同时缩短了制造周期，提高了工作效率。在未来发展中，机械模具数控加工技术会发挥更重要的作用。

参考文献

[1]刘颖辉，张伟.基于斯沃软件的注塑模具数控仿真加工实验开发[J].科技致富向导，2013（18）：28+55.

[2]龚肖新，芮延年.模具数控加工切削参数优化方案模糊综合评价[J].机械设计与制造，2010（08）：242-244.

[3]葛付存.模具数控加工质量的因素分析[J].信息与电脑（理论版），2010（01）：42-43.

[4]乔玉林，孟令东，孙晓峰等.纳米纳米Si02/SiC复合体系的高温减摩抗磨性能研宄[J].稀有金属材料与工程，2009，38（2）：1018-1023.

先进制造技术及其发展研究 第4篇

制造业作为现代国民经济和综合国力的重要支柱, 无论在发达国家还是发展中国家它都是竞争核心, 国内生产总值有将近5成是制造业产生的。因此, 国家的制造生产水平从某种意义上来讲已经成为了衡量其综合国力的标准。在20世纪80年代, 美国根据当时其制造业面临的挑战, 本着激励国家经济的快速发展, 提升制造业的竞争力为原则提出了先进制造技术 (Advanced Manufacturing Technology, 简称AMT) 一词。由于制造技术在不断地发展更新, 所以到目前为止仍然没有一个相对明确的定义。但经过对其内涵、特点特征等各个方面进行分析后, 基本可以做出如下定义:先进制造技术是以人为主体, 计算机技术为辅, 旨在提高综合效率, 在传统制造业的基础上不断吸收机械、计算机与通信、电子、控制理论、材料、环保以及现代系统管理技术等相关领域的科研成就, 使其在最初的产品设计、开发研制、后期质量保证、项目管理及销售与售后服务等环节得以运用, 以达到产品质量保证、绿色环保、在市场上具有强竞争力制造技术的总称。先进制造技术有5大特点:1) 面向21世纪的制造技术。先进制造技术较传统技术而言, 更加适应于信息化时代的特征, 它有传统制造技术的优点, 并且在传统制造技术的基础上能够有效地控制制造系统中的物质流、价值流和信息流的工程技术。2) 集成人、技术、管理。所谓先进就是在人、技术、管理三者有效地合成时所达到的一种状态。实践证明, 先进制造技术不仅仅是一门技术, 没有很好的组织管理, 人员的作用很难在生产中有比较明显的提升。故而, 人、技术、管理在先进制造技术中的综合应用能显著提高整个制造系统运行的稳定性, 使整个生产管理、组织更加合理化。3) 计算机技术、信息技术、现代系统管理技术的应用。如今的制造业更加注重这三个方面的应用, 在生产设计、制造和生产组织管理等方面能够更加系统化、模块化。4) 多学科交叉的产物。如今的生产模式不在局限于某一单方面上的内容, 多专业、多学科交叉融合而成的系统综合技术更加适应现代生产的模式。先进制造技术集机械、信息、电子和管理等技术与一体的新兴技术。5) 更加注重环保因素。随着各行各业的发展, 环境因素必须考虑在内。“绿色产品”是运用先进制造技术的最好佐证, 对资源利用、对环境影响及对人体有无危害等在内问题是先进制造技术更加注重的因素。

1 先进制造技术的体系结构

制造业是整个工业生产的核心, 它带动着国家的经济向前发展。而制造技术是发展制造业并且提高相应产品的竞争力的一个重要因素, 它是生产资料、生产工具、现代生产装备及技术的依托。经过长期的发展, 形成了一个相对完整的高新技术群, 我们称之为体系结构。其具体是由3个大的技术群组成:主体技术群、支撑技术群、制造基础设施技术群。3个技术群很好地阐述了先进制造技术的体系结构, 同时, 这3个技术群不是相对独立的, 它们是层层包含。在三者相互融合的情况下, 才能更好地发展先进制造技术。那么这3个技术群具体包含哪些内容呢?下面就作以详细的剖析。

1.1 主体技术群

主体技术群作为现代制造技术的中心, 其包括两个主要部分:产品设计技术和制造加工工艺技术。简言之, 一个侧重点在设计制造上, 一个侧重点在工艺上。我们都知道, 一个产品除了要有其基本的功能, 我们往往要求其能够在使用、制造、后续维护方面性能达到最优, 那么除了满足基本的功能要求之外还必须有一定的工艺要求。先进制造技术的核心就在于此。

面向制造的设计技术群通常指生产制造准备阶段的工具群和技术群。产品和制造工艺的设计往往可以通过一些工具来完成, 如计算机辅助设计, 工艺过程建模和仿真。在生产过程中, 从开始的设计, 到实际生产及后续试验平台都可以采取先进技术来更加有效地完成。

面向工艺的设计技术群通常指实体产品的生产过程和设备。传统的生产方式如注塑成型、铸、锻、焊、车、铣、磨等都是其制造过程中必须考虑的工艺技术。随着高新技术的不断发展及渗入, 传统的制造工艺和装备正在发生质变。所以除了上述传统常规加工工艺及装备, 还包括高速超高速加工工艺及装备、精密与纳米级的加工工艺及装备、特种加工 (如激光、电化学、离子束、超声波等) 工艺及装备等等。

1.2 支撑技术群

支撑技术群是保证产品在研发设计、加工制造、生产工艺等方面的核心技术群, 它在整个产过程中提供了一系列的技术支撑。生产的基本环节如试验检测、相关物料及成品的运输、生产计划的控制、包装等都需要支撑技术群提供相应的技术去完成。主体技术群稳定运行的前提是拥有与之对应的支撑技术群。这一技术群是主体技术群不断取得进步的相关技术, 如信息技术 (计算机技术、数据库技术、多媒体技术、软件工程、人工智能、决策支持等) , 标准和框架 (数据、产品定义、工艺、检测标准、接口框架等) , 机床和工具技术, 传感器和控制技术等。

1.3 制造基础设施

制造基础设施是使先进制造技术更好地在不同企业中应用, 在不同环境下最大限度发挥其作用, 使企业更好地管理调度人员配置的一个基本环节。制造基础设施是先进制造技术中不可或缺的一部分, 它是先进制造技术中与企业管理体制和使用技术的人员细条工作的一个系统工程。其具体包括品质管理、用户供应商交互作用、工作人员培训教育、全局检测和基准考评、技术的获取和利用等。

先进制造技术的体系结构大体如上, 在制造基础设施的技术之上拥有相应的支撑技术群, 以此为主体技术群铺好基石。在三者的融合之下形成一个由传统的制造技术与以信息技术为核心的现代科学技术。

2 先进制造技术的发展现状及问题

先进制造技术显然已成为衡量一个国家制造业水平的一个基准, 它集现代化技术与工业创新与一体, 是国家制造业的基础与支柱。当前世界各个工业发达的国家应经逐步认识到先进制造技术的重要性。当前制造科学要解决的问题有以下几点。

1) 日益复杂的制造系统结构。与传统的生产不同, 现代化的制造业集成了许多不同领域的技术, 使制造系统达到反应快、应变快的效果。在信息科学、生命科学、社会科学等不同领域吸收科研成果, 摸索出能够使先进制造技术在现代化生产工业中稳定高速运行的生产机制。制造系统新的体系结构对包括企业厂家分析调研市场的能力、响应速度, 对制造加工企业基础的生产设备的柔性和动态重组能力在内的相关方面提出了更高的要求。

2) 大量涌现出的多样智能制造技术。为满足生产需要, 更加智能的生产技术不断涌现, 这既能够在一定程度上满足某方面的生产要求, 但从另一方面来说, 它带来的也是一种挑战。这些智能技术包括基于生物进化算法的计算智能工具, 智能调度, 智能控制, 智能工业规划及诊断。同时, 随着工业机器人的越来越成熟, 智能化的制造生产也日益成熟。

3) 日益庞杂的制造信息量。在当今这个信息化的社会, 各行各业都离不开信息的急速更新, 在量上面也是急速攀升。那么信息的处理已成为现代制造科学发展的一个侧重点。制造信息的涌现往往是多维度、多面性的。那么对制造信息的接收处理、相关管制、加工和制造业相关知识的管理, 海量数据的传播需要进一步改善, 以满足当今日益庞杂的制造信息量。这些问题的重点突破可成为先进制造技术的基础研究体系, 它们是产品创新的关键理论问题。

3 先进制造技术的发展趋势

与传统制造相比, 新理念、新技术的融合是先进制造技术的一大特点。只有这些技术能够满足当前生产的要求, 它才能够为之运用。现代制造技术的优越性有几点表现:1) 适应市场变化快速和多样化;2) 以小规模高速运转, 缩短制造周期, 提高制造速度;3) 拥有优质、高效、低耗、清洁、低成本、更加人性化的特点;4) 集成信息技术、计算机技术、系统管理技术与一体, 更好地体现出技术的优势;5) 企业组织更加有机化、柔性化。由此可见, 先进制造技术无论从需求的一方还是到生产的一方, 它都能够从产品的功能、质量、成本、服务等几个方面提高企业在整个制造业中的竞争力。这是先进制造技术以体现出的优势, 当然, 后续的发展将以此为基础使整个制造业往更加科学的方向迈进。

先进制造技术的发展趋势有八化:一体化、柔性化、智能化、信息化、网络化、虚拟化、绿色化、全球化。所谓一体化是在计算机技术的基础之上, 综合运用信息技术、自动化技术、现代生产技术、系统工程技术和管理技术, 全面提高企业的生产管理水平、产品质量和经济效益。柔性化主要是在制造系统中体现出来, 模块化设计是提高企业制造自动化系统柔性的重要方法和导向。现如今是信息网络时代, 所以先进制造技术的发展趋势也会朝着信息化和虚拟化的方向发展。更加智能的制造技术是传统生产发展至今的必然趋势, 智能生产逐步取代手工生产。另外, 环保因素是先进制造技术的重点, 所以它的发展也离不开绿色化。在当今网络时代, 包括产品的设计研发、生产制造、后期销售在内的各个环节都可以在异地乃至跨国进行, 因此制造业的发展必定由网络化向全球化迅猛发展。

4 结语

先进制造技术是一个国家制造业发展强盛的关键, 它在某一层面上反映了一个国家生产技术水平和现代化程度, 是国际间经济竞争的一个重要手段, 所以发展先进制造技术是任何时刻都不能懈怠的。一些发达国家早已将之作为优先发展的领域, 那么我们就应该努力发展更新先进制造技术, 去学习发达国家在这方面取得成功的案例, 同时不忘自主创新, 使之更加符合我国的制造业的特点。只有充分认识到先进制造技术的重要性, 紧跟先进制造技术的在国际上的发展脚步, 实行长期战略实施计划, 才能够在发展迅猛的今天稳中求进。

参考文献

[1]吴虹.浅析先进制造技术的发展趋势[J].天津电大学学报, 2007 (增刊1) :40-41, 44.

[2]王俊峰, 张所地.先进制造技术的发展趋势研究[J].山西财经大学学报, 2009 (增刊1) :14-15.

[3]杨叔子, 吴波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报, 2003 (10) :73-78.

[4]杨叔子, 吴波, 李斌.再论先进制造技术及其发展[J].机械工程学报, 2006 (1) :1-5.

制造研究技术 第5篇

随着科学技术的进步以及新的管理思想、管理模式和生产模式的引进，近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。改革开放以来，随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。

一先进制造技术概述

（1）先进制造技术的体系结构及分类

先进制造技术是系统的工程技术，可以划分为三个层次和四个大类。

三个层次：一是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。这一层次的技术是先进制造技术的核心，主要由生产中大量采用的铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺优化而成。二是新型的制造单元技术。这是制造技术与高技术结合而成的崭新制造技术。如制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、新材料成型与加工技术、激光与高密度能源加工技术、清洁生产技术等。三是先进制造的集成技术。这是运用信息技术和系统管理技术，对上述两个层次进行技术集成的结果，系统驾驭生产过程中的物质流、能量流和信息流。如成组技术（CT）、系统集成技术（SIT）、独立制造岛（AMI）、计算机集成制造系统（CIMS）等。

四个大类：一是现代设计技术，是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案并使方案付诸实施的技术。它是门多学科、多专业相互交叉的综合性很强的基础技术。现代设计技术主要包括：现代设计方法，设计自动化技术，工业设计技术等；二是先进制造工艺技术，主要包括精密和超精密加工技术、精密成型技术、特种加工技术、表而改性、制模和涂层技术；三是制造自动化技术，其中包括数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感技术、自动检测及信号识别技术和过程设备工况监测与控制技术等；四是系统管理技术，包括工程管理、质量管理、管理信息系统等，以及现代制造模式（如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等）、集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产组织方法。

（2）先进制造技术的特点

先进性：作为先进技术的基础——制造技术，必须是经过优化的先进工艺。因此，先进制造技术的核心和基础必须是优质、高效、低耗、清洁的工艺。它从传统工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成。

通用性：先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、维修服务、甚至回收再生的整个过程。

系统性：随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术能驾驭生产过程的物质流、能源流和信息流的系统工程。

集成性：先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的新兴交叉学科，因此有人称其为制造工程。技术与管理的更紧密结合对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程的合理化和最佳化。

二先进制造技术国内外的发展现状

1.我国先进制造技术的现状

自建国以来，尤其是改革开发20多年以来，我国机械制造业得到了迅速地发展。机械工业是我国工业中发展最快的行业之一。

20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步发展，市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。2.国外先进制造技术的现状

在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，已实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等．近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造厂全部生产活。动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，是适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。首先在功能上，它包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工工艺、制造、管理至售后服务以及报废处理的全部活动．因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多，是一个复杂的大系统，是工厂自动化的发展方向。

三我国先进制造技术目前存在的问题和解决措施

半个多世纪以来，我国机械制造业虽然从无到有，从小到大取得了较快的发展，但与西方先进工业国家相比还存在这明显的差距，主要表现在如下方面：

（1）产品档次低，高水平产品所占比例小目前我国机械工业主导产品达到当代国际先进水平的不到5%，达到上世纪90年代国际先进水平的占25%，答到80年代水平的占40%。

（2）创新开发能力差，新产品贡献率低我国大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年，而美国一般仅有3-4年。美国制造业的新产品的贡献率已达到国内生产总值的52%。

（3）专业化生产水平低我国基础零部件、基础工艺专业化水平与国外先进国家比较存在很大的差距。

（4）企业生产管理技术落后目前，我国大部分企业的生产管理依旧停留在过去计划经济管理方式上，现金管理模式和手段未能得到实施。

目前我国制造企业的技术水平与国先进水平相比较，从总体上看差距达20年左右。结合我国基本国情，解决我国先进制造技术目前问题应：（1）提高认识，全面规划，力促先进制造技术的发展。（2）深化科技体制改革，推动技术创新体系的建设。

（3）将引进消化国外先进制造技术与自主开发创新相结合。（4）大力发展先进高新制造技术及其产业。

（5）积极培养创造性人才，努力提高制造业的全员素质。

四先进制造技术的发展趋势

行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：(1)精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。“精”是“精密化”。它一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高，另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。有了前者，才要求有后者；有了后者，才促使前者得以发展。“精”是指加工精度及其发展，精密加工，细微加工，纳米加工，如此等等。20世纪初，超精密加工的误差是10微米，30年代达1微米，50年代达0.1微米，70至80年代达0.01微米，至今达0.001微米，即1纳米。再由以下一组数据可以看到微电子产品对加工精度的依赖程度，电子元件制造误差为，一般晶体管50微米，一般磁盘5微米，一般磁头磁鼓0.5微米，集成电路0.05微米，超大型集成电路达0.005微米，而合成半导体为1纳米。

（2）自动化

机械自动化, 主要指在机械制造业中应用自动化技术, 实现加工对象的连续自动生产, 实现优化有效的自动生产过程, 加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展, 是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准, 不仅影响整个机械制造业的发展, 而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术, 应实事求是, 一切从我国的具体国情出发, 做好各项基础工作, 走中国的机械自动化技术发展之路（3）信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。（4）柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。（5）集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。（6）智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。我国存在的差距与可实施策略

改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。

（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。

（二）加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。

（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。

（四）建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造(IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要[7]。

绿色汽车的制造与管理技术体系研究 第6篇

绿色汽车的制造技术体系

绿色汽车的设计与制造技术体系需要考虑以下几个方面：

第一，在环境方面，应考虑汽车尾气、固体废物，噪声等方面对环境的污染。

汽车尾气排放，是主要污染源之一。不仅排放量大，而且排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫(SO，)和含有炭粒、硫化物、铝化物的微粒(PM)等，严重影响着人们身体健康。世界各大汽车公司，如通用、福特、克莱斯勒、奔驰、雪铁龙、宝马、丰田、本田等汽车生产商，都在争相研制各种新型的无污染的环保汽车，力图使汽车达到或接近“零污染”标准。因此，需要对现有传统汽车更换高效率循环发动机，使燃油充分燃烧，减少有毒气体的排放，加速燃油汽车的清洁化进程，改装双燃料动力汽车或者燃气动力汽车，采用电控、三元催化等先进技术，以减少尾气的排放量，从而减少对环境的污染。对新设计的汽车采用新型环保燃料的发动机，不仅能够实现零排放、零污染，还可以降低噪声。采用太阳能、氢能等新能源作为汽车燃料。由于汽车拥有量大，使用汽车空调系统也比较广泛，量大面广，流动性大。目前，除小轿车使用空调系统外，在许多载重车和大客车上也安装了空调系统，所以汽车所用的CFCs也对环境有污染和危害。因此，汽车上所用的空调也要使用绿色环保空调，以减少因CFCs引起的污染。

随着汽车工业的发展和新车开发周期的缩短，进入市场的速度加快，汽车拥有量急速增加，导致汽车报废数量逐年增多。对大量的报废车，若不及时进行分类处置和回收再利用，在自然条件下，经日晒和风吹雨打，报废车将很快会失去循环再利用的价值。不仅浪费资源，而且对环境污染严重。所以，对现已报废的汽车要及时回收和处置。为了使得新产的汽车具有良好的回收性，在汽车设计时，就应当提高可拆卸性，减少报废汽车的环境污染。另外，还要注意汽车废蓄电池污染、汽车加油站的空气污染、清洗汽车废水对环境的污染等问题。

第二，在资源方面，应考虑汽车生命周期中使用的材料资源、设备资源和人力资源。

对于材料资源，我们从可选用的材料中遵循选取绿色材料的原则：少用短缺或稀有的原材料，多用废料、余料或回收材料作为原材料；尽量寻找短缺或稀有原材料的代用材料；减少所用材料种类，并尽量采用相容性好的材料，以利于废弃后产品的分类回收；尽量少用或不用有毒有害的原材料；优先采用可再利用或再循环的材料。在汽车零部件设计时，采用模块化设计，减少零部件数目，增加汽车的可拆卸性与回收性。如德国奔驰汽车公司把汽车可回收性作为主要的目标列入开发计划，提出下一个目标是开发一切都能回收的汽车。绿色汽车整体设计时，应考虑到汽车在运行及停放时占用空间的问题，尽量缩小体积。现代汽车设计中为了达到美观、耐用、耐腐蚀等要求，大量使用涂镀材料，这不仅给汽车废弃后回收再利用带来困难，而且大部分涂料本身有毒，涂镀工艺过程也会给环境带来很大的污染。因此，要减少涂镀工艺。

在设备资源方面，不仅要开发和研制先进的生产设备，如目前各国主要作法是提高生产线自动化程度，开发自动化程度高的封闭式生产线，而更重要的是如何开发和研制与绿色制造工艺相配套的现代化生产设备。如在零部件机械加工过程中，使用干式切削加工和千式磨削加工，提高生产设备的绿色属性。

对绿色汽车的制造而言，人力资源方面的配套服务和保障是十分重要的。2000年，济南市响应国家提出的绿色汽车战略，大力推广环保、节能的双燃料汽车。至2001年，该市新上的2000多辆出租车全是双燃料车，并对近千辆公交车进行了改装。但由于济南市有加油站数百家，而加气站只有12家，加气站总数偏少，且位置大多偏僻，司机加燃气非常不便。这些汽车运营两年后，进入故障多发期，而传统修车厂又不懂燃气技术，燃气公司也不懂汽车构造，加之不少配件是进口的，不仅价格过高，而且经常缺货，结果导致许多双燃料汽车无法维修，以致难以生存。由此可见，绿色汽车不仅要有绿色材料资源和绿色制造设备资源，更需要绿色信息资源和绿色服务。

第三，在能源方面，应考虑绿色汽车使用的能源类型、能源利用率及节能措施。

在绿色汽车使用过程中，为了减少尾气排放量，我们可以将汽车的能源类型绿色化，将传统的燃油汽车，改装成既燃气又燃油的双燃料汽车。对新设计的汽车，可推广使用燃气汽车、蓄电池电动汽车、燃料电池汽车、太阳能电动汽车和多种代用燃料汽车等非燃油汽车。在提高能源利用率方面，最主要的措施之一，是降低车身重量。据测算，汽车自重减少50kg，每1L燃油的行驶距离可增加1km；汽车自重减轻10％，燃油经济性可提高约5．5％。因此，各大汽车公司纷纷以减少车身重量为主要开发目标之一，分别用纳米材料、轻质材料代替钢材。轻质材料包括铝、镁等轻金属以及工程塑料、新型复合材料。其它节能措施包括：改进气系统，采用低涡流的进气道，减少进气阻力；改进燃烧室及燃烧过程，采用稀薄燃烧，采用多气门结构；使用绿色供应链管理与绿色营销，减少汽车原料及汽车本身在销售过程中的运输过程，以减少能源的使用量。

第四，在经济方面，应考虑绿色汽车的生产成本、使用成本以及社会成本等。

考虑如何降低汽车的费用，不仅要考虑绿色汽车的设计成本、生产成本以及运输费用、储存费用等附加成本，而且在考虑因汽车工业生产、经济活动所引起的环境污染而导致的社会费用的同时，还要考虑因有毒有害生产工艺对人体健康造成的危害而导致的额外医疗费用及汽车达到生命周期后的拆卸、回收、处理处置费用对汽车的总体经济性影响。绿色汽车之所以至今没有在西方普及开来，其主要原因是成本没有降到可竞争的水平。因此，发展绿色汽车，需要合理选用材料和生产工艺，力争在汽车的生产成本中降低设计开发成本、制造成本、储运成本和服务成本；选择可回收利用性较好的材料，以降低生产成本和社会成本；选用先进的绿色制造工艺，减少因有毒有害生产工艺对人体健康造成的危害而导致的额外医疗费用；选用价格低廉的燃料作为石油的代替燃料，以减少绿色汽车的使用成本。如使用石油液化气代替石油，虽然石油液化气与汽油的热值是1：1．1，但两者的单价相差甚

大，大约分别是1．8元和2．8元。对一辆出租车来说，一天跑300公里计算，一天可节省油钱20多元，一年可节省7000多元。

第五，在时间方面，应考虑缩短绿色汽车的开发周期和单位车辆的生产时间。

采用CAD／CAE／CAM一体化、逆向工程等计算机辅助设计技术进行新产品的开发和模具产品的加工，缩短绿色汽车的开发周期，使得新型低污染、低能耗的绿色汽车迅速普及。绿色汽车相对数量上升，能够加速传统汽车的淘汰。提高生产效率，可以降低成本，提高汽车制造业的竞争力。

综上所述，汽车的绿色制造决策理论，是从环境、资源、能源、经济性和时间等方面综合考虑汽车对环境的影响，将环境性能作为设计目标和出发点，力求使绿色汽车成为对生态环境的影响最小、资源效率最高、能源消耗最低的经济型绿色产品。

绿色汽车的管理技术体系

绿色汽车的进一步发展以及其优势的有效发挥，需要相应的绿色管理技术的支持，这主要包括以下几个方面：

第一，政府要出台相应的政策鼓励绿色汽车的研发及消费，并完善相关技术法规。

汽车制造企业存在的传统思想意识、资金、技术等方面的问题，需要政府充分发挥职能，尽力帮助解决。政府应当建立专用发展基金，用于为实施绿色汽车战略中的重点技术项目，以此鼓励绿色汽车的生产企业加大科研开发力度。省、部级技委、科委、科研单位应设立绿色汽车专项基金，扶持科技人员进行绿色汽车关键技术的攻关。企业也应根据自身实力解决发展所需要的资金，在充分利用传统筹资渠道的同时，还应注意选择较新的融资方式，并注意各种融资渠道的搭配，降低财务风险。对绿色汽车，政府应制定相关的优惠政策，如无偿提供停车场地、免收养路费、免征电动汽车购置税和进口税等。

目前，绿色汽车尚处于起步阶段，绿色意识在决策层中还未形成共识。因此，应该从决策领域开始转变观念，树立绿色意识，从而进一步普及全民的绿色教育。企业是发展绿色经营战略的核心，也是强化绿色意识的主体。所以，正确引导企业面向绿色的研究开发是关键。这不仅使得企业对其产品的研究开发、设计制造和流通报废等都提出了新的要求，而且还要求企业加强人力资源管理和企业绿色文化建设，提高职工节约资源、能源和重视环保的意识。通过大力宣传，增强公众的环境保护意识，并刺激绿色消费。 政府应借鉴国际标准，根据我国的实际情况逐步完善技术法规建设。制定燃油汽车的排放标准，对严重超标车辆的淘汰制定相应的法规依据国家标准，制定包括改装车辆、燃料、建设加油加气站、建站消防规范等在内的一系列技术标准，以便企业参照标准开发相应的技术；建立一套完整的质量保证和监管体系，形成一套关于产品制造、改装检验质量认证、燃料储运、运营安全人及其培训等各方面的较为完善的标准体系和管理规定，最大限度地降低燃料的安全隐患；通过法规政策扶持与鼓励企业使用先进技术降低排放，限制使用传统技术，引导与鼓励研制绿色汽车的制造生产技术和追踪国际领先技术；加强基础设施的法规建设与工作管理。

第二，企业采购管理采用绿色供应链，实施绿色营销。

实施绿色供应链，对汽车从原材料购买和供应、生产、最终消费，直到废弃物回收再利用的整个供应链进行生态设计。通过链中各企业内部和各企业之间的紧密合作，使整条供应链在环境管理方面协调统一，达到系统环境最优化。对绿色汽车及其零部件实施绿色营销，其目的是维持人、汽车产品和环境的和谐，避免因人们的消费导致环境的破坏。在汽车营销过程中，可以实施绿色服务、绿色广告、绿色标志等一系列绿色营销手段。这将进一步掀起绿色汽车消费的浪潮，同时也是企业提高经济效益、加强竞争力、树立企业形象和进入国际市场的有效措施。

第三，绿色汽车需要良好的售后服务及其相关服务设施的建设。

绿色汽车的零部件，是经过实施绿色设计与绿色制造技术生产出来的，具有良好的环保属性。因此，企业应当提供完善的售后服务，提供相关配件的维修与更换。同时，对于废弃的零部件，需要车主的积极配合，以达到废弃物完全回收再利用。目前绿色汽车的能源，主要是使用电力、液化气等代用燃料，行程较短，严重制约绿色汽车的普及，这需要建立大量的充电站和充气站等基础设施。

(作者简介：李洪伟，男，出生于1975年，现为山东科技大学经济管理学院内聘教授，博士后；杨印生，男，出生于1963年，吉林大学生物与农业工程学院教授，博士生导师；周德群，男，出生于1963年，南京航空航天大学经济与管理学院教授，博士生导师。本论文为山东省环境保护科技计划项目及江苏省博士后科研资助计划项目。)

制造研究技术 第7篇

1绿色制造的概念与内涵

绿色制造由SME提出之后, 其概念与内涵一直处于发展和完善中。绿色制造作为一个现代制造模式综合考虑了环境影响与资源效率, 其核心目的是使产品的整个生命周期对环境影响最小, 资源利用率最高, 达到最佳的经济和社会效益。

基于绿色制造概念的化工设备制造业采用了可持续发展模式, 囊括了制造、资源和环境三大要素, 以人类社会面临的环境和资源问题为切入点, 着重于化工设备产品整个生命周期的可持续发展性, 进而满足人类社会可持续发展的要求。

2化工设备绿色设计的主要内容

2.1 材料与设备的选择

基于绿色制造概念的化工设备制造要摒弃传统制造业“重功能, 轻环保”的错误定势思维。通过对材料和设备的合理选择, 确保生产设备与生产材料满足环境协调性、技术性以及经济性的要求。

2.2设计

基于绿色制造概念的化工设备制造是一个从图纸设计到实物生产的物化进程。科学合理的设计方案是进行化工设备绿色制造的前提和关键。绿色设计除了囊括传统设计考察产品质量、功能和成本等要素之外, 更侧重于环境因素。基于环境协调性的绿色设计理念主要考虑绿色节能材料的使用、节能设计、轻便化和可回收型设计、长寿命和可拆卸性设计以及遵循人机工程学原理的劳动保护设计。

2.3 生产

化工设备的绿色生产过程是一个无污染或少污染的清洁化生产过程。包括绿色工艺路线应用, 即新的工艺技术替代高污染高能耗的落后工艺;可再生能源的广泛使用和能源的高效利用;绿色设备的使用, 包括设备的消振降噪处理和电磁辐射的屏蔽处理。

2.4 包装

产品的包装应当满足环境协调性的要求。产品的绿色包装首先应当选择无污染的可再生材料, 通过合理的包装设计来优化包装结构, 从而降低包装材料的用量并充分保证其可回收利用性。同时确保包装材料在购买加工、生产运输和回收再生等过程中的安全性。

2.5 使用、维修和回收处理

基于人机工程学原理的产品应当具备预警和错误命令制止与纠正能力来防止不当操作, 尽量使用绿色能源的同时节约能源, 确保使用过程中使用环境清洁化。产品通过零部件的互换性与标准化和简化结构设计, 达到产品本身的易修性和功能可扩展性。回收的报废产品应当便于及时处理, 材料和零部件具备可再用性, 防止造成环境污染。

3 化工设备的绿色制造工艺

化工设备的制造是一个复杂和连续的系统性大制造, 其制造工艺通常伴随有大量的物理与化学性危险因素。通过科学合理的材料下料、封头成型与焊接链接、表面工艺等工艺优化是实施化工设备绿色制造的前提。

3.1 材料的下料

作为化工设备生产的基础工艺, 切割技术近年来取得了长足的进步, 包括激光切割、等离子弧切割、水射流切割等切割技术取得突破性进展, 同时在化工设备制造领域中得到了广泛应用。效率高、质量好、低污染的新型切割技术的应用是化工设备绿色制造的重要举措, 也是实现产品生命周期绿色循环的重要前提。

3.2切削与表面工艺

基于绿色制造概念的化工设备制造通过工艺革新实现从切削液切削加工到干式切削工艺的转变。在保证和提高产品切削效率与效果的同时, 最大程度降低生产成本和减少对环境的污染。产品进行表面处理主要通过原子分子沉积、表面改性处理、涂敷覆盖和颗粒沉积等加工使化工设备具备更优的耐高温、抗疲劳、防腐耐磨等特性, 实现产品的绿色制造。

4结语

4.1 绿色制造是化工设备发展的必然趋势

面对传统制造业衍生出的环境污染和资源浪费等问题, 传统制造向绿色制造转型已经成为化工设备制造业的必然选择。基于大过程、大制造和多学科交叉的绿色制造通过节能减排、降低成本和提高经济效益来满足可持续发展的需求[2]。在化工设备制造业进行绿色制造的研究与应用, 是企业升级转型和提升效益的最佳机遇, 也是赶超国际制造业先进水平的重要机遇。

4.2实施化工设备绿色制造的战略

实行绿色制造是可持续发展在化工设备制造业的体现, 在发达国家已得到职能部门的配套性服务支持。在我国实施化工设备开展绿色制造应当采取企业为主体、政府参与支持、科研机构为智囊的战略。即政府支持和建立对应法规的同时对绿色制造进行宣传和普及;企业和科研机构建立符合行业特点的系统框架同时积极投身到新设计和新技术工艺的研究与推广应用。

摘要：科学技术的飞速发展极大地带动了制造业的发展, 为人类社会创造经济价值的同时带来了显著的社会效益, 与此同时传统制造业高能耗和高污染等缺陷日益凸显。基于绿色制造的环境友好型制造业已经成为未来发展的必然方向。化工设备的绿色制造是化工设备制造工艺和技术研究领域一次巨大变革和全新创新。本文阐述了绿色制造概念的内涵并探讨了化工设备制造领域进行绿色制造的策略。

关键词：绿色制造,概念,化工设备,环境

参考文献

[1]刘飞.21世纪制造业的绿色变革与创新[J].机械工程学报, 2000, 36 (1) :7~10.

快速模具制造技术的研究 第8篇

关键词：快速成形与制造,模具制造,层积技术

引言

快速成形与制造属于层积技术, 包含多种先进科学技术, 如材料科学、信息与控制技术等, 是制造技术快速发展下的显著成果。快速形成与制造技术推出后, 短时间内在汽车、家电等行业广泛应用, 以提高产品设计的便捷性[1]。

1 快速模具制造技术

快速模具制造技术在实际应用中以CAD模型为基础, 直接驱动实体模型或者模具, 并不需要传统加工工具的辅助。在实际应用中, 它能够有效缩短产品设计时间, 降低制造行业生产成本。近几年, 快速模具制造技术已经在不同领域得到广泛应用。大型企业在发展建设过程中, 都在积极研究快速模具制造技术, 并且在设计检验及实验装配等方面取得了良好成果。快速模具制造工艺流程如图1所示[2]。

快速模具制造技术基于直接或者间接离散及堆积原理, 将形状十分复杂的模具在短时间内制造完成, 同时这也是快速模具制造技术研究的重点内容。快速模具制造技术能够直接提出全新的概念或者方法, 有效地将产品生产时间缩短, 生产成本也能够降低1/5左右。正是由于快速模具技术所具有的优势, 它给快速变化的现代制造行业提供了强大的技术支持。近几年, 我国制造行业正在快速发展, 很多企业已经能够应用快速模具制造技术, 但研究水平与国外相比还存在一定差异。所以, 对快速模具制造技术进行研究具有重要意义[3]。

2 快速模具制造技术概况

快速模具制造技术自推出后, 已经有了多年发展, 且形成了多种快速模具制造的新型技术。但是, 快速模具制造技术共同具有的优点就是技术先进, 在实际应用中所需要的成本较低, 能够有效缩短产品设计制造时间, 保证产品制造精度。现在, 快速模具制造技术在实际应用中能够直接制造有关模具, 分为直接制造和间接制造。

2.1 快速模具直接制造

快速模具直接制造是通过CAD的直接驱动, 以分层堆积的形式制造出所需要的模具。正是由于其工艺流程较短, 模具形成快速, 操作十分便捷, 所以快速模具直接制造是现在各界研究的主要内容。

在快速模具直接制造众多的工艺形式中, 最为成功的是激光选区烧结。该工艺形式在实际制造中的步骤为:首先, 通过激光将烧结形成层片, 并且保证每一个成型的层片都没有粉末;高温渗铜之后, 模具就制造完毕, 能够直接应用。这种工艺形式在注射模等方面的应用已经取得了十分显著的成果。直接金属激光烧结工艺是德国研究人员研究出来的成果, 是以激光选区烧结为基础技术。在实际操作过程中, 它并不需要使用任何粘接剂, 而是直接通过金属粉末就能够烧结形成, 所以制造出来的模型密度与金属相似。直接金属激光烧结工艺所生产出来的模型并不需要经过高温烧结及渗铜, 但是需要在模具表面注入高温树脂[4]。

快速模具在发展过程中, 已经取得了十分显著的成绩, 很多工艺形式已经能够直接制造出高质量的模具, 但在制造行业内的应用还处于初期阶段。限制快速模具直接制造技术在实际中的应用的主要因素有:制造过程中所需要的设备及材料成本高昂, 制造出来的模具质量难以保证且表面粗糙度较高, 工作控制繁琐等。简言之, 快速模具直接制造工艺实际上拥有良好的发展前景, 但在实际应用中对于各方面都有着较高要求, 所以快速模具直接制造法还无法在实际生产中普遍应用[5]。

2.2 快速模具间接制造

快速模具间接制造工艺是以快速原型作为母模具, 通过其他工艺在母模具的基础上, 制造出所需要的模具。实际上, 在制造行业内, 这种制造方法已经应用了较长时间, 可以说快速模具间接制造是一项十分实用的技术。虽然快速模具直接制造工艺所需要的工艺较少, 但是对模具精度等性能要求较低, 难以满足制造行业实际生产需求。而快速模具间接制造能够将快速制造与传统工艺形式有效结合, 按照模具实际要求进行制造, 从而使模具精度及表面质量与实际情况更加吻合。所以, 快速模具间接制造工艺在工业生产中应用十分广泛。

在粉末成型快速模具间接制造工艺中, 最典型的是美国研发的3D Ketool工艺。该工艺将金属渗透及硅像胶膜有效结合, 正常情况下10天内就能够制造出有关模型, 所需要的成本也较为低廉, 模具性能与钢制材料基本相同, 使用寿命较长。但是, 该工艺的最大问题就是模具尺寸较大, 在渗透工艺流程中可能会发生变形[6]。

3 快速模具制造的发展趋势

在实际应用中, 快速模具制造技术最主要的目的就是缩短模具生产时间。虽然现在RT技术已经取得了十分显著成果, 但是与工业实际生产的需求还存在一定差距。所以, 迫切需要提高RT技术所使用的范围, 同时降低快速模具在生产过程中特别是大型模具制造方面所需要的经济成本。快速模具制造使用的材料还是传统模具材料, 但作为一种新型工艺形式, 有关模具材料及工艺都将是其主要发展方向。快速模具制造技术与传统高速铣削相比, 在表面精度较高的模具制造中, 电火花工艺不可替代。其中, 快速模具制造技术的一个发展趋势就是模具表面精细复杂花纹的直接形成[7]。

4 结论

随着经济全球化建设, 企业在经营建设中所需要面对的市场环境更加繁琐。所以, 企业对于产品生产时间及制造水平都提出了更加严苛的要求。在这种背景下, 快速模具制造技术必然拥有良好的发展前景。伴随着市场对个性化定制产品的需求不断提高, 模具生产企业面对个性化要求的用户, 如何降低模具生产成本, 成为模具生产企业首先需要面对的问题。所以, 快速模具必然拥有庞大的市场需求。我国对快速模具制造技术研究时间较短, 与实际需求之间还存在一定差异, 所以对其进行研究具有重要的现实意义。

参考文献

[1]赖耀平, 刘美坚.基于RP的快速制模技术[J].模具制造, 2013, (18) :50-53.

[2]邓明, 彭成允.RP技术在模具制造中的应用[J].锻压技术, 2014, (6) :59-60.

[3]焦向东, 邓双成, 张沛.基于快速成型原理的模具制造技术[J].石汕化工高等学校学报, 2002, 15 (1) :42-46.

[4]陈子银.模具数控加工技术[M].北京:人民邮电出版社, 2015.

[5]朱晓春.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2014.

[6]王隆太.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2013:23.

CAXA制造工程后置处理技术研究 第9篇

制造业是我国经济发展的重要产业类型, 近年来, 我国的制作行业无论是水平还是规模都获得了十分积极的发展。对于虚拟技术来说, 其是诞生在美国的一种具有先进特征的加工技术, 能够在对产业结构升级进行实现的同时对企业运行成本进行有效的降低, 并进一步促进企业获得更强的市场竞争力, 且其所具有的虚拟性以及仿真性能够对新产品的开发风险进行有效的避免。通过仿真系统软件在实际操作中的应用, 则能够对数控操作技能的实用性进行提升, 需要在实际应用中做好把握。

2 数据加工特点

数控虚拟加工是一种具有虚拟化特征的数控加工方式, 能够在做好相关技术深化研究的基础上获得数控工件成本的降低。而要想通过CAXA软件的应用对数控虚拟技术进行实现, 分析数控加工系统则成为了非常重要的一项工作, 其根据数值相关信息的依据, 对机床设备实现自动化运行, 能够在对工件精确度进行提升的同时获得物件质量以及时间误差的减少, 并由数控程序对机床工件的质量以及数量进行控制。

3 后置处理设定

在数控系统的后置处理当中, 其具有着难度高以及应用复杂的特征, 要想能够独立的对后置处理文件进行科学的编写, 则需要对数控机床的基本知识进行熟练的掌握, 如机床原点、各轴进给速度、用户手册以及主轴传速范围等等。在CAXA软件中, 对于后置处理具有着十分灵活的特点, 作为制造工程人员, 则可以通过对后置设置参数表的修改对相关的机床加工代码进行生成, 且在不需要进行修改的基础上就能够对其进行加工。而对于自己加工所生成的后置文件来说, 其则能够对用户自己定义的后置格式进行存储。其中, FANUC是CAXA中默认的系统格式, 对于用户来说, 其可以将增加的机床中将机床名进行给出, 而编程人员也能够通过程序的修改对输出代码格式进行修改, 即对程序的起始符号、说明、结束符号、程序尾换刀断等进行修改, 以此对自身机床后置格式的设定进行实现:

3.1 程序说明

对于程序说明来说, 其包括有零件名称编号、记录程序名称以及编制时间等信息。其中, 零件名称就是指其同程序具有对应特征的编号, 之所以对程序的说明部分进行设置, 便于管理是非常重要的一项原因, 如果用户具有相关功能项目, 则可以通过该项目更为容易的实现对项目的管理。

3.2 程序头

在数控程序中, 对于特定的数控机床而言, 其开头部分具有着相对固定的特点, 所包括的机床信息有机床回零以及工件零点设置等。而根据快速移动指令, 如果其内容为GOOS, 那么其输出结果也为GO。

3.3 换刀

对于该指令来说, 其意义就是对系统进行提示, 要求其进行换刀操作。根据相关设定要求, 系统在换刀完成之后则会将刀具的相关信息进行提取, 提取的目的, 就是在生产中有需要的情况下对刀具进行补偿。在FANUC系统中, 其在软件中并没有内置换刀指令以及切削液自动开关制定, 对此在生产过程中, 生产人员则可以在对自身机床情况进行充分联系的基础上在适当的时间在软件中对这部分指令进行添加。

3.4 冷却指令

对于切削液来说, 如果需要其在加工中能够自动打开、而在换刀前自动关闭, 在换刀完成后自动打开, 在换刀前自动关闭, 则可以在软件的相应位置对“COOL-ON”以及“COOL-OFF”进行加入。

4 后置处理应用

4.1 后置处理文件创建

文件创建方面, 首先需要在主菜单中对“应用”选项进行单击, 之后对“后置处理”-“后置设置”选项进行依次的点击。之后, 软件则会弹出“后置设置”的对话框, 在对话框中“增加机床”按钮进行单击之后, 则可以将文件名输入到系统当中, 并对其中的确定按钮进行输入, 通过软件的应用以文本编辑的方式对安装后置处理文件进行安装。在完成文件的修改之后, 则需要立即保存, 并完成后置处理配置工作。

4.2 数据加工后置问题

对于五轴后置处理来说, 即是在生产中转换成五轴刀具轨迹刀具切削点的数控机床指令。对于该机床控制参数来说, 其在应用中需要对“增加机床”以及“后置设置”等功能进行利用, 并通过“生成G代码”的功能对代码进行生成。而在实际加工中, 其常见问题的处理方式为:

(1) 摆角过大。对于该问题来说, 是指在后置文件中, 其某个角度所产生的来回摆动现象对机床切削具有连续性的特征。同时, 在刀位点间, 轨迹后置文件中, 如果其某一个角度出现较大的增量, 也将使机床的机床转动速度同给进速度间存在不匹配现象, 并因此对工作误差进行了加大。在实际加工活动开展中, 上述几种情况都可能造成工件过切的情况。要想对该问题进行解决, 有很多办法可以处理:第一种, 就是改变工件的装夹方式, 通过该种方式重新生成刀具轨迹;第二种, 就是在对刀具轨迹进行生成时, 要做好刀轴轨迹的调整, 避免摆角在生产中出现过大的情况。

(2) 转角超程。对于该问题来说, 其主要是在运行中在旋转角度行程方面存在限制, 并因此不能够以连续、有效的方式对较为复杂的零件表面进行加工。在后置处理过程中, 如果遇到该种情况, 则会由数据代码自动进行控制, 并由数据机床在抬刀之后实现对机床初始角度的调整。在调整完毕之后, 再进行切削处理, 而这就将出现切削中断的情况。对此, 则需要在对刀具轨迹进行生成时做好刀轴调整, 以此对该目标进行实现。

5 结束语

CAXA是数控生产中非常重要的一类软件技术, 在实际应用中, 要做好其后置处理相关问题的把握, 提升软件应用效果。

摘要：在数控操作中, 数控加工仿真系统目前已经应用到加工的操作技能实训当中, 通过该系统的应用, 则能够通过对实际机床操作的仿真以及模拟对相关目标进行完成, 能够对后置处理、加工操作以及数据编程等功能进行有效的运用。在本文中, 将就CAXA制造工程后置处理技术进行一定的研究。

关键词：CAXA,制造工程,后置处理技术

参考文献

[1]刘汉华.FANUC0i-MC系统在CAXA制造工程师的后置处理设置[J].轻工科技, 2014 (12) :88-89.

[2]张志辉.CAXA制造工程师在数控编程中的应用[J].科技创新与应用, 2014 (20) :66-68.

制造研究技术 第10篇

一、SH汽车制造企业技术产品发动机再制造项目现状分析

SH汽车制造公司成立于1995年,采用德国大众Kassel发动机再制造技术,现已经达到年产8000台的大批量、流水线操作。目前,SH汽车制造企业可提供的再制造发动机型号为JV、AFE、AJR三种,分别适用于化油器桑塔纳、电喷桑塔纳99新秀及世纪新秀、桑塔纳2000等车型。现在的发动机再制造是项目组操作,整个过程大致可以分为以下三个步骤:首先在发动机被完全拆解和清洗后,对基础零部件(缸体、缸盖、曲轴、连杆等)按照原制造标准进行检测和检查;然后通过采用专门的加工设备和生产工艺进行重新加工,使基础零部件可以达到技术要求的尺寸;最后将基础零部件重新组装成发动机。在再制造过程中,因为轴承、活塞环、活塞和垫片等易损件全部被替换,所以装配公差可以达到原机装配公差水平。重装后的发动机整机,经台架试验,工作性能合格后才能喷涂包装出厂。

近年来再制造产业的迅速发展,再制造的工作人员在同一时段内任务繁重,在合同要求的交付时间未能及时交付,同时由于缺乏专门管理机构和人员,无法做到实时跟踪监控,导致管理者无法均衡合理的安排再制造生产过程中的人员调配,使得再制造生产程序显得混乱不堪,但凡出现疏忽,将有可能造成非常严重的后果。针对以上问题,将项目时间管理的技术和方法运用到再制造项目的进度管理中,有效解决项目拖延问题,提高项目管理水平。

二、SH汽车制造企业技术产品再制造项目管理存在的问题

通过对SH汽车制造公司发动机再制造项目进行全程跟踪,现场调研,就再制造项目时间管理问题进行诊断分析,发现该企业在项目时间管理实施过程中存在以下问题:

1.产品再制造流程是单一的顺序流程,缺乏明确的反馈流程,因此各部门的工作是相互独立,缺乏信息沟通。

2.再制造流程中规定的评审、验证等工作得不到落实。

3.进程上缺乏对项目的范围、时间和资源的全面合理的限定和预估,对整个项目进行系统控制很难实施。

4.再制造项目成员技术素质较强,但管理综合素质普遍较低,管理工作基本依据自己的经验来对付,不善于授权和合理分工;现代再制造知识缺乏,对项目成员的凝聚力不强。

5.责权利不统一,责任与权力的规定较为清晰,但在利益方面的规定尚且模糊,因此的,导致了项目成员“干好干坏一个样”心理的出现直接影响到项目的进度计划,严重的情况下,对企业的经济效益产生直接影响。

SH汽车制造公司在时间进度控制方面存在很大的问题,直接导致了再制造产品的考核指标不理想,不能及时向客户交付成果,严重的甚至导致了整个项目的失败。针对SH汽车制造企业自身存在的项目拖延、责任模糊等问题,将现代项目时间管理的相关理论和方法,有效地运用到再制造项目管理中,寻找符合SH汽车制造公司自身实际资源状况、项目要求的现代项目时间管理策略,最大程度地解决目前存在的困难和问题,提高再制造项目的运作效率和成功概率,减少项目冲突,为企业创造更大的经济效益。同时,SH汽车制造公司可以通过将项目时间管理及其技术与方法灵活地运用于再制造活动中,缩短再制造的开发周期,提高新产品的质量,为同行企业提高具体的实践经验,起到一定借鉴作用。

三、对SH汽车制造企业技术产品再制造项目实施时间管理

针对以上问题,将项目时间管理的技术和方法运用到再制造项目的进度管理中,同时项目成员必须转变观念,调整态度,正确对待项目计划,不得敷衍了事,有效解决项目拖延问题,从而提高项目效率,提高项目管理水平。

项目管理具有动态性与实时性,因此进度计划需根据目标变动、实施进展状况、资源供给程度(充足或匮乏)、人员流动程度及其他不可抗拒因素等方面逐渐进行变更和推进,不断调整和完善修订内容。

时间管理的本质是对时间进行合理分配。时间本身具有特殊性,因而较难管理。项目时间管理的目的是使项目负责人在计划时间内完成项目预定的目标。项目负责人必须明确项目的主要目标,将目标分解成易于管控的若干个子目标,按时间顺序加以排列;接下来,项目负责人需编制详细的计划安排,并依照时间计划展开工作。

1.发动机再制造项目的WBS分解及活动定义

为了实现发动机再制造项目的发展目标,项目负责人根据项目时间管理的主要流程,首先对各类交付物的具体活动进行分析、识别并严格定义,项目活动定义(ProjectA ctivityD efinition,PAD)是对完成项目目标所需要的可交付物产生的、且必须进行的所有具体活动进行定义,并形成文档的一项任务。在此理念的指导下,项目工作人员可以借助分解结构WBS、项目定义、说明、影响因素、专家审判、分解技术、样板法及其他相关数据及资料,最终形成项目活动所需清单、活动属性、里程碑及请求变更等。

工作分解结构(Work BreakdownS tructure,WBS)类似因数分解,以可交付成果为导向,利用活动之间的执行顺序,对活动进行层层剖析,在对项目工作范围进行归纳定义的同时,对每一层都进行了更加细致的定义与分析[4,4]。每上升一层即对详细的项目工作进行总结,最终形成一张结构示意图。对SH汽车制造企业发动机再制造项目进行工作分解结构,是迈出项目时间管理的第一步。

2.发动机再制造项目活动排序

项目的高效执行依赖于完善的流程控制。首先要对项目活动进行定义,将定义后的活动进行排序。排序行为要以活动清单和工作任务为基础,并注重活动的关联性和设计的领域。活动之间的联系分为必备前提、必然结果和互补进行。也就是说,在排序工作进行之前,我们要注意判断一项活动的开始是不是必须在另一项活动之后,一项活动开始以后是不是必须开始另一项活动,以及是否有两个或两个以上活动可以同时进行。最后把流程以直观的图标形式表达出来。

在再制造项目中,每一关键环节都应引起足够的重视,因为它会对接下来的工作产生影响,要想达到项目预定指标,必须对关键环节采取有效的时间控制。SH企业在之前的发动机再制造项目管理中没有明确里程碑事件的定义,缺少关键事件、关键时间的可控手段和明确方向。在本项目中,项目组设定的里程碑事件分别是:项目筹备工作阶段、旧机前整理工作阶段、再制造加工阶段、装配及测试阶段、市场意见收集阶段、产品定型阶段、市场推广宣传阶段。相应地,技术文档、项目记录和成果会在这一时期形成。所以在每完成一个关键事件后,需要及时进行记录并储存,查看完成情况,从而对下一阶段的行为作出选择。结合历年再制造项目的经验,分析当前项目的特点,理清SH汽车制造企业发动机再制造项目的各项活动之间的顺序关系。

3.发动机再制造项目的活动时间估算

项目活动时间估算强调对完成项目所有活动所需的时间成本的预测,并以此为依据来规定各子项活动的进程。这一活动根据现有的项目范围和资源的相关信息,对活动时间、成本与资源需求进行了估算。项目活动的时间长度是项目活动时间估算的关键性因素,是项目进度计划编制的核心、进度和成本控制的基础和原则。项目活动的时间长度不仅潜在的规定了每项子活动所需时间,而且还规定了其初始时间与结束时间,以及每项子活动间的间隔时间。由此可见项目活动时间估算对整个项目发展的重要性,倘若估算时间过段,会使得项目成员在执行过程中处于紧张、焦虑的状态,易于激发冲突和矛盾;如果项目活动估计过长,则会影响到效率,甚至导致延期交付。因此,项目组应该针对财、物、人等各方面进行客观、合理的时间成本预算,务必统筹全局,避免“因小失大”或“因大失小”。

4.发动机再制造的项目进程计划编制

项目进程计划编制主要包括各项目开始时间、结束时间、具体活动方案和措施。基于工作分解结构WBS,再结合项目时间过程管理过程中对的项目活动的定义、排序、时间估算等进行进度计划的编制,项目进程计划编制既是对项目进行实时跟踪与有效控制的服务目标和对象,也是项目跟踪与控制的行动指南,保证项目在规定的时间内能够完成。本项目采用甘特图法,通过在日历上标注活动的开始、结束时间来直观地反映项目进度信息。

5.发动机再制造项目进程控制

在时间中,对项目进程计划的合理应用至关重要,一份完善的项目进程计划为项目实施提供了依据,合理地规划了项目时间,有利于按期交付。但在项目实施过程中仍有可能出现各类问题,随着内外部环境、资源等各类因素的变化,造成与计划进程产生偏差,如果不及时纠正这些偏差,将会影响整个项目的进展,造成项目延期等不良后果。对项目进程进行控制即将计划与实际进度作比对、调整,确定进度偏差是否发生。如若发生偏差,则应找出相应影响因素,对其进行控制,从而确保项目目标的实现。

SH汽车企业发动机再制造流程及人员操作管理等非常不规范,成员之间各干各的,不易控制。负责人也不主动积极地询问工作进度,导致很多问题到最后暴露出来,无法找到问题原因,更不可能去弥补。本研究将项目进程控制引入到发动机再制造项目流程中,针对项目各阶段的工作内容、工作流程、时间规划和子活动之间的衔接关系调整计划,对项目实际进度发生的偏差进行原因分析并进行调整,并建立SH企业发动机再制造项目进程控制体系(如图2)。

参考文献

[1](美)项目管理协会著.项目管理知识体系指南.第3版.卢有杰,王勇译.北京:电子工业出版社,2005,22-27,134-151

[4]中国项目管理研究委员会编.中国项理知识体系与国际项目管理专业资质认证标准(C-PMBOK&C-NCB).北京:机械工业出版社,2006,32-36.

[2]陈炜煜,杨婧.项目时间管理理论与探究[J].特区经济,2013(2):221-222.

[3]李跃宇,汪贤裕.项目时间管理及在项目管理软件中的应用.机械工业出版社,2008.01

制造研究技术 第11篇

[关键词] 装备制造业 技术进步 工业化 制度变迁

中图分类号：F424·3 文献标识码：A 文章编号：1007-1369(2008)2-0067-08

装备制造业是国民经济中的重要产业，装备产业的目的和任务是对经济发展中各产业提供生产工具。生产工具具有技术和物质双重属性，装备制造业也具有技术密集型和资本密集型双重特征。装备制造业产品的数量和质量是国民经济中各产业技术进步和产业之间协调发展的保障。从工业化的角度讲，装备产业的技术进步状况影响产业结构的高度化和合理化，决定产业结构的转换效率和工业化的进程，研究我国装备制造业的技术状况不仅对装备制造业本身的发展，而且对我国工业化目标的实现具有重要的现实意义。

1996—2006年是我国装备制造业获得快速发展的关键十年。这十年，我国经济以非常快的速度融入世界经济，特别是装备制造业越来越深刻、越来越广泛地融入国际分工体系，中国市场也日益成为国际市场的重要组成部分。与此同时，中国的市场体系逐步建立，工业化快速推进，工业模式也从粗放逐步走向集约。同时，开放条件下，装备制造业的发展也暴露出许多问题，其中装备制造业的技术贡献在经历了一个快速的上升之后，呈下降趋势。值得关注的是，中国装备制造业的技术进步情况和技术贡献率与引进技术的步伐高度一致。而且，随着经济的发展，装备制造业外资的参与度在不断上升。这对我国经济发展造成重要的影响。外资进入中国装备制造业，有着自身的战略安排。在进入初期，出于自身的利益考虑，会向发展中国家输出一些技术，发展中国家本身的技术比较落后，与发达国家有一定的技术落差，这种落差使得发展中国家的技术进步率呈快速上升之势。当发展中国家的技术发展到一定的程度，发达国家往往出于自身的利益考虑，对后发国家进行技术封锁。这种情况下，发展中国家的技术进步率是继续上升，还是转而下降，要看本国是否形成自身的技术能力。

本文试图运用索洛函数法对我国装备制造业七个子行业[1]从1996—2006年的技术进步情况进行量化分析，力图发现我国装备制造业的技术进步走势情况，并从技术进步的路径、工业化模式的选择以及制度变迁等角度对这一现象进行了深层分析，希望能够找出解决目前装备制造业技术困境的方法，为我国装备制造业的振兴提供一些有益的思路。

研究方法的选择

对装备制造业的研究很多，对装备制造业技术进步情况进行量化的不多。目前国内对装备制造业技术情况进行量化主要有两种方式：

一是用综合指标进行量化。对装备产业技术情况进行量化多采用这种方式。例如：刘平在《中国装备制造业国际竞争力研究》中生产效率指标的选择主要是劳动生产率和工业增加值率。史丹《装备制造业技术进步研究》一书中，综合采用了技术开发指标(新产品销售收入、高科技产品销售收入、研究与发展经费总支出、技术开发人员数量)、生产率指标、能源消耗指标等等。通过综合指标反映装备产业的技术情况多以进行不同区域之间的横向比较或者不同年份之间的纵向比较来反映装备产业在不同时间和空间的技术情况。这种方法的优点主要是比较简便直观，缺点是对技术进步在装备产业发展的中的贡献情况不能进行动态的反映。我们知道，装备产业既是资本密集型产业、也是技术密集型产业，装备产业的发展中技术和资本的贡献情况如何，装备产业中技术进步的趋势如何需要有一个客观的反映。

另一种方式是用增长速度方程测算，也即用索洛剩余进行测度。不过，索洛剩余法中的技术进步率实际上是指生产率的总增量中扣除劳动投入和资本投入的贡献后“剩余”的部分，包括了技术的提高，也包括了管理水平、资源配置以及其他多种因素的影响。因此，从定量的角度看，技术进步率只是“索洛残差”中的一部分。但是，如果假设技术进步的贡献份额能够在索洛残差中保持一个相对稳定的份额，则索洛残差的变动率可以作为技术进步的一个指标。史丹在《中国装备工业的技术进步》中运用这种方法对1980—1998年资本和技术对我国电子工业的增长的贡献进行了动态的测度，揭示了从“六五”到“九五”期间资本和技术在电子工业发展中的贡献。

本文拟对中国装备制造业各行业技术进步的情况进行测度，尤其是技术和资本对装备制造业发展的贡献进行一个比较，对未来装备制造业的发展趋势进行一个动态分析，所以本文选择用索洛剩余法来进行测度。索洛剩余法最大的特点是假定生产函数为希克斯中性技术条件下的产出增长函数，其一般形式是Y=F(L，K，A)，其中，Y是产出，L是劳动投入，K是资本投入，A是技术进步。运用Y=F(L，K，A)的形式可以避免给出F(L，K)的具体形式，避免了在资本K对劳动替代弹性方面容易出现的不合理的假设。由于数据的可得性及连贯性，本文选择了1996—2006年的数据进行量化分析。

我国装备制造业技术进步状况的实证分析

1.参数的测定和指标的选择

索洛的总量生产函数是：Y=F(L，K，A)。总量生产函数反映了产出和投入的依存关系，投入的变化导致产出的变化，并由此产生了索洛增长方程：ΔY=ΔA+αΔK+βΔL。

其中：ΔY为产出的增长率，ΔK、ΔL分别为资本、劳动力投入增长率，ΔA为技术进步增长率，α为资本产出弹性，β为劳动产出弹性，且α+β=1。

(1)关于参数α、β的测定。关于参数α、β的测定，目前中国理论界主要有四种方法：第一种方法是用微分法推测，由此得出α、β的值。这种方法根据资本和劳动的边际产出，利用微分法推测。第二种方法是用最小二乘法对生产函数的回归来估计α、β的值。这种方法对样本的大小有一定的要求。第三种方法是经验判断法，即根据以往我国经济发展的历史资料，经验地选定α、β，并规定α+β=1。20世纪80年代，国家计委经济研究所在调查研究和经验分析的基础上，得出α=0.3，β=0.7，世界银行确定中国的α=0.4，β=0.6。这种方法的不足是随着时间的推移，需要权威部门定期进行分析判断。第四种方法是利用国民经济核算体系的恒等式计算。这一方法的优点在于不受统计口径、样本序列的影响和限制。[2]

本文采用第四种方法，即利用国民核算体系恒等式来计算。在国民经济SNA核算体系中有恒等式：

通过计算，得出α、β的值均接近0.5，本文为方便问题的分析，选取α=0.5，β=0.5的情况进行分析。

(2)数据指标的选择。Y：装备制造业工业总产值作为产出。以1991年为基准年，用工业品出厂价格指数进行平减。

K：资本存量，即固定资产净值和流动资产年末余额的和作为资本存量。以1991年为基准年，每年固定资产的增量用固定资产价格指数进行平减，加上流动资产年末余额用工业品出厂价格指数平减。

L：从业劳动者人数。

2.装备产业要素贡献情况

(1)技术和资本是推动装备制造业增长的主要因素。由索洛增长方程ΔY=ΔA+αΔK+βΔL，得出技术进步率ΔA=ΔY-(αΔK+βΔL)，技术要素贡献率=ΔA/ΔY，资本要素贡献率=αΔK/ΔY，劳动要素贡献率=βΔL/ΔY。根据历年《中国统计年鉴》计算得出装备制造业各行业技术进步率及要素贡献率情况如下表。

注：本表数据根据《中国统计年鉴》(1995—2007)相关数据计算而来。其中，1994—1997年的统计口径为全部独立核算工业企业相关数据，1998—2006年的统计口径为全部国有及规模以上非国有企业相关数据，因此，1998年的增长率无法计算，故本表中的各项增长率指标是1996—1997，1999—2006年共计10年的平均数。

由表1可以看出，伴随着近10年来我国工业化的加速推进，我国装备制造业也得到较快的发展，各行业都以两位数速度增长，其中，电子及通信设备制造业增长最快，平均每年增长率达到24.68%。推动装备制造业发展的是资本和技术要素的增长。在全部装备制造业七个行业中，除了电子及通信设备制造业以外，其他制造业的技术贡献率都超过了50%，有的行业甚至超过80%。与技术进步共同推动我国装备制造业发展的是资本要素，资本对装备制造业增长的贡献处于30%～40%之间。在推动装备工业增长的各要素中，劳动的增长有限，除电子及通信设备制造业超过10%的增长外，大多数行业的增长不明显，有些行业甚至出现负增长，对装备制造业发展的贡献微乎其微。由于装备制造业中国有企业占相当的比重，20世纪90年代末国有企业大幅减员增效，使得劳动者数量大幅减少。需要解释的是，有的行业资本贡献率达到和超过1，这是因为1997年前后，在国有企业减员增效的政策作用下，装备制造业的劳动力增加呈负数，劳动的贡献率为负，因而出现了资本和技术的贡献率之和大于1的情况。

图1 装备制造业技术进步率：1996—2006

注：图中列举了1996—2006(不包含1998年)装备制造业技术进步率的趋势。

(2)装备制造业技术进步率走势。从图1中可以看出，总的来说，20世纪90年代我国装备制造业的技术进步呈逐步上升的趋势，到2003年技术进步率开始下降，2005年达到最低，2006年有所回升。装备制造业七个行业的技术进步情况有一定的差异。有的行业技术进步明显，例如交通运输设备制造业、通用设备制造业和专用设备制造业技术进步较显著。有的行业技术进步较平缓，例如电气机械设备制造业、金属制造业和电子及通信设备制造业，有的行业则出现较大的波动，例如仪器仪表及办公设备制造业。从1996—2006年装备制造业技术进步的趋势看，虽然各行业具体情况有一定的差异，但总的来说，装备制造业的技术进步率在20世纪90年代逐步走强，到2002—2004年达到最高点。此后，技术进步率呈下降的趋势，无一行业例外，到2006年总体得以回升，这一现象值得我们关注。

对比图1和表2，我们发现，我国装备制造业的技术进步率趋势与大中型企业技术引进费的增长之间有着高度的一致性，技术引进费增长，则技术进步率上升，技术引进费减少，则技术进步率降低。2005年，技术引进费最低的时候，也是技术进步率最低的年份，到2006年，技术引进费与技术进步率同时回升。

对这一现象的解释需要从我国装备制造业的发展历程来看，装备制造业的技术进步情况与我国改革开放、引进外资的战略存在着明显的关联关系。

20世纪90年代中期，随着外资引进步伐的加快，我国装备制造业迎来了外资集中进入和国有企业改制的高峰时期。外资的大量集中进入，一方面使得我国装备制造业的资本贡献短期内急剧上升。同时，技术的扩散效应也带来技术贡献率的短期急剧上升。对比图2和图3，1996—1997年装备制造业的资本贡献率快速拉升，仅仅两年后，技术贡献率也快速走强，与资本贡献率的上升趋势高度一致。此后，技术贡献率维持在相对较高的水平并呈逐步下降的趋势，有些行业下降幅度较大，以通用设备制造业和专用设备制造业最为明显，体现现代技术水平的电子及通信设备制造业在2005年的技术贡献率一度为负。仪器仪表及办公设备行业则表现为较大的起伏。2006年，《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》颁布，装备制造业发展再次提到了国家战略的高度，产业发展迎来新的机遇，大中型企业的技术引进费用再次上升，各行业的技术进步率、技术贡献率得到回升。

图2 装备制造业技术贡献率1996—2006

注：图中列举了1996—2005(不包含1998年)装备制造业技术贡献率的趋势。

图3 装备制造业资本贡献率1996—2006

除个别行业个别年份外，资本的贡献率一直维持在20%～40%之间，并呈逐步上升态势，总体上没有太大的起伏。与技术贡献率一样，到2006年，各行业的资本贡献率也呈相对集中的趋势，总体集中在30%～40%。说明经过1996年、1997年对装备制造业的集中投资，装备制造业的资本投入相对平稳，近年来有上升的趋势。对比图2和图3，装备制造业的要素贡献率中，资本与技术在一定程度上呈现相互替代的特征。

装备制造业技术贡献作用减弱的深层分析

我国装备制造业技术进步率、技术和资本的要素贡献率的趋势不仅对装备制造业的发展而且对整个国民经济的发展和工业化的推进有着重大关系。对我国装备制造业技术进步情况进行深入的分析，有助于弄清制约装备制造业技术进步的关键，以及解决问题的瓶颈因素。

1.技术进步的路径依赖性

一般来说，技术进步的途径有两种，一是自主创新，形成具有自主知识产权的核心技术。对后发国家来说，这种方式的时间成本较高。另一种是技术引进，直接用国外先进的技术改造提升后发国家的装备产业。从短期来说，后一种初始成本较小而收益明显，后发国家可以在较高的技术基础上开始本国的工业化进程。但这种方式不具有技术的知识产权，需要后发国家不断地引进新技术和交纳技术使用费。发达国家可以凭借对知识产权的占有不断索取高额的费用。而且随着工业化的推进和引进技术的层次的提高，后发国家长期成本呈递增的趋势。同时，在技术引进的初期，发达国家出于自身的利益考虑，会出售一些技术给不发达国家，以缩小技术差距。当后发国家技术进步达到一定的程度，尤其是有可能成为其竞争对手时，发达国家会转而限制对不发达国家的技术出口。这个时候，如果后发国家没有能够形成自身的技术能力，就会陷入被动。因而大多数后发国家会在产业发展的初期引进技术，并在消化吸收的基础上快速形成自身的技术开发能力，以保持技术进步的可持续性。显然，这只是一种理想状态。从经济学的角度而言，如果从事某项活动的边际收益高于另一项，则企业显然会选择从事边际收益高的活动。后发国家工业化初期，通过引进技术获得的比较收益都要高于进行技术创新。与跨国公司相比，本土企业出于风险和成本的考虑显然不会在技术路线上另辟蹊径。如果技术路线尚未确立，但该领域有跨国公司正在积极进行R&D活动，本土企业往往也不愿进行与之相竞争的活动。因而体现为后发国家对发达国家的技术路径具有较强的依赖性。关键在于，技术是一个动态的概念，掌握某项技术不等于拥有技术开发能力，今天的技术不等于明天的新技术。当引进技术的成本越来越高时，这种路径依赖的劣势也越来越显现。

以我国为例，建国之初到改革开放前夕，通过自力更生建立了门类齐全的装备制造业体系，为我国工业化奠定了一定的基础。改革开放之后，由于本国技术与国外先进技术之间存在相当的落差。与其他后发国家一样，我国选择了技术引进的方式来缩小差距。从静态的角度看，我国以“以市场换技术”的政策确实带来了新技术，但是，从动态的看，从存量技术到技术创新之间存在逻辑断层。技术创新的不足使得我国装备制造业技术进步存在较强的路径依赖。其结果不仅仅是成本的提高，而且带来市场的失守，外资在装备制造业中的比重逐年增加(见表2)。尤其是代表一国科技水平的电子及通信设备制造业，其外资参与度达到40%以上，而装备产业的基础性行业，例如通用设备、专用设备和交通运输设备制造业的外资比重提高较大。这些行业都是关系国家经济安全的重要产业，是中国工业的发动机和工作母机。这些产业的失守，不仅仅会造成我国经济对发达国家的过度依赖，降低产业的收益，更重要的是国家的产业安全不能得到相应的保障。

注：外资参与度=外资企业总产值/装备产业总产值。装备产业各行业总产值由国有及规模以上非国有装备企业总产值与三资企业装备企业总产值加总而成，外资企业总产值指三资企业总产值。

数据来源：根据《中国统计年鉴》相关年份数据计算而成。

2.工业化模式的粗放型

自工业化以来，我国就认识到装备制造业对一国工业化的重要作用。无论是改革开放前重工业优先发展战略，还是改革开放后逐步融入全球化分工体系，长期以来，装备制造业的发展一直提升到国家战略的高度。国家利用“看得见的手”对资源配置进行干预，以保障装备产业发展所需要的资本和资源，短期内装备产业体系得以建立并获得较快的发展。我国工业化推进的速度也较快。我国工业化的推进主要是以基础设施和设备投资为主推动的。这种工业化方式对装备制造业的需求更多的体现为数量的扩张为主，技术的提升并未得到应有的重视。这种需求导向激励着装备制造业的供给在数量上快速增长，在提高技术层次和产业结构上的动力不足。装备制造业技术进步的市场压力不大，经过50多年的发展，中国装备制造业虽然门类齐全，在数量上能够满足工业化的需要，但是产业结构的层次偏低，技术水平不足。

进入新的世纪，我国总体进入工业化中期，上海等工业发达地区进入工业化后期，工业结构升级和重化工业化的推进产生了对装备制造业的大量需求。这种需求更多的集中在装备产品的高端，例如燃气轮机、核电设备、高速铁路、干线飞机等等。对这些重型装备的生产投资不仅需要大量的资本，更多的是需要高端技术，我国现有的装备产业体系结构层次不能满足工业化的需要。十七大以来，在总结改革开放近30年的发展经验基础上形成的新的发展思路和要求使得长期以来粗放型的工业化模式下发展起来的装备制造业不能承担工业化转型的重任。同时，中国是一个工业化大国，工业化的快速推进带来的资源和环境的压力越来越突出，装备产业技术进步必须形成对资源的有效替代，最大限度地减少对环境的污染。

3.制度变迁的滞后性

一定的经济行为总是在一定的制度下进行，制度能够影响经济行为的效率。产业的发展离不开相应的制度环境。有利的制度安排能够推动产业的健康发展，落后的制度会对产业的发展产生抑制。

装备制造业是资源密集、资本密集和技术密集型产业。在工业化的不同阶段，对装备产品的需求不同，装备制造业发展所需要的要素条件有差异。在工业化的初期，对机械设备的需求更多的体现在数量上，虽然资本和技术双双制约装备制造业的发展，但瓶颈因素更多的体现为资源和资本。建国之初，在国内资源有限、国外资源不能有效利用的情况下，要优先发展重工业和加速我国工业体系的建立，计划经济制度和国有企业的产权模式成为首选的经济制度。计划经济体制和国有企业的产权制度倾向于集中全国的资源用于装备制造业的发展。“一五”时期，冶金设备、发电设备、采矿设备、运输机械、炼油和化工设备、金属切削机床和电器制造，基本满足了工业化起步对装备产业的基本需求。到“六五”期间，装备产业初见成效，这种集中资源发展装备产业的制度安排解决了工业化初期的基本需要。

当装备产业体系初步建立，工业化向高加工度化和技术集约化迈进时，资本和技术依然制约装备制造业的进一步发展，但是，技术的约束更强。这时，需要引进国外先进的技术，拓展国外的资源和资本。改革开放的制度安排拓展了国内要素供给的局限，市场化的制度安排相应提高了国内资源的配置效率，国外技术和资本的流入，国内资源效率的提高对装备产业的发展起到了一定的推动作用。总体上我国装备产业的技术得到了快速提升，前面的实证分析已经得到验证。

但同时，改革开放也是一个痛苦的再造过程，20世纪90年代，外资进入中国，在与中国装备制造业行业各龙头企业完成合资，成功实现自身的全球产业布局之后，许多外资企业通过提高原材料的价值，压低制成品的价格等多种方式做亏合资企业之后，实现独资。近年来外资企业进入中国装备制造业的方式发生重大变化，从以前的许可证贸易贴牌生产转向资本输出方式，从局部参股到逐步控股到最后独资，从单个产品运作到成系列按产品链扩展，从单纯的制造向销售与研发全方位进入，收购对象也由中小企业向行业排头兵企业或具有核心竞争力的企业转变。这些转变跨国公司的战略安排，目的是把中国装备制造业作为其制造工厂而固化在产业链的低端，带来的重要负效应就是技术的封锁和技术扩散的放慢。这种情况下，如何通过制度安排突破跨国公司的技术封锁，在国际产业布局的博弈中赢得主动是新时期的关键，遗憾的是制度安排存在严重的滞后。这种滞后性表现为市场化推进的滞后和产业政策的滞后。

结 语

现阶段，装备制造业技术进步率不高是一个不争的事实，依靠自身的技术水平短期内进行突破具有相当的难度。从工业化发展的需求看，新型工业化的推进对装备制造业的技术水平、产业结构、产品结构形成刚性需求又很迫切。如何突破技术壁垒，调节装备制造业的供求结构矛盾，合理制度安排能够起到促进作用，滞后的制度则会成为障碍。通过制度变迁实现装备制造业的发展体现在以下几个方面：

一是实现全球化范围的要素整合。当今制约我国装备制造业的关键是核心技术已经成为不争的事实。核心技术是和知识产权相伴而生的。从技术研发的角度讲，核心技术的掌握和开发能力的获得是一个长期的技术积累的过程，不掌握核心技术难以获得知识产权。知识产权是核心技术的载体，从市场的角度讲，核心技术的获得可以通过知识产权的购买来获得，通过直接购买和企业并购获得了承载核心技术的知识产权后，也就能够突破跨国企业的技术封锁，从而掌握产业的核心技术。相比通过掌握核心技术从而获得知识产权而言，先获得知识产权再掌握核心技术更加现实。在全球范围内整合要素的手段很多，包括并购具有核心技术的外国企业、在国外设立研发机构、引进国外具有技术能力的人才等多种途径。每一种途径的顺利有效实现需要国家政策的支持。

二是推动自主创新能力的形成。无论是通过何种途径获得了核心技术，如果不能形成持续的技术开发能力，技术进步率的持续上升也是不能维持的。自主开发能力的形成需要市场化的推进和产业政策的支持。市场化的推进包括市场主体的重建、政府行政管理制度的改革、社会中介和行业协会的健全等多个方面的协调推进，甚至包括改革现今的教育体制和科研体制。国家政策的支持不仅包括产业结构政策的调整、产业技术政策的调整，也包括税收制度的改革。

三是集中重点发展本国具有优势的装备制造业。严格地说装备制造业不是一个简单的产业，而是一系列产业的集合。从现行的统计口径分，就有七大类(不包括武器弹药制造业)185个中类，每一类产品都是不可替代的。以我国的经济技术实力，要想每一个产业都成为在国际上具有竞争力的产业是不可能的。因此，应集中人力物力，集中发展我国具有一定的优势，同时又是影响工业化推进的关键产业，例如燃气轮机、核电设备、高速铁路、干线飞机、环保设备等等。然后，以点带面，促进整个装备产业的结构升级和技术贡献的持续走高。

注释：

[1]按照中国现行的统计口径划分，装备制造业分为八类：金属制品业、普通机械制造业、专用设备制造业、交通运输设备制造业、武器弹药制造业、电气机械及器材制造业、电子及通信设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业。在公开发布的《中国工业经济统计年鉴》中没有武器弹药制造业的数据，因此，文中只对装备制造业的七个行业进行分析。

[2]史丹.中国装备工业的技术进步.经济科学出版社，2001：96

(责任编辑：张晓薇)

制造研究技术 第12篇

1 虚拟制造的产生

1.1 虚拟制造产生的背景

在当今经济全球化、贸易自由化和社会信息化的形势下，制造业的经营战略发生了很大变化，在30～60年代企业追求的是规模效益，如：美国福特汽车公司、通用汽车公司相继采用刚性流水线进行大批量生产;70年代更加重视降低生产成本，如：日本丰田公司采用准时化生产;80年代提高产品质量成为主要目标;进入90年代新产品开发及交货期成为竞争的焦点。由此产生了多种多样的制造哲理，如：精益生产(Le an Production简称LP)、并行工程(Concurre nt Engine e ring简称CE)、敏捷制造(Agile Manufacturing简称AM)和虚拟制造等，他们共同组成了现代集成制造系统(ContemporaryIntegrated Manufacturing简称CIMS)，各有侧重，从不同角度研究如何增强企业的竞争力。

1.2 虚拟制造的定义

虚拟制造技术是制造技术与虚拟现实(VirtualReality简称VR)技术相结合的产物。

虚拟制造中的“虚拟”不等于虚幻、虚无，它是指物质世界的数字化，亦即对真实世界的动态模拟，又称为虚拟现实;而“制造”指的是虚拟现实技术在制造中的应用或实现。虚拟制造是一种新的制造技术，它以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。虚拟制造是一个集成的、综合的可运行制造的环境，用来改善各个层次的决策和控制。

虚拟制造技术从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。

1.3 虚拟制造对制造业的影响

虚拟制造技术的应用对制造业的发展将产生深远影响，它的重大作用主要表现为：

1)运用软件对制造系统中的五大要素(人、组织管理、物流、信息流、能量流)进行全面仿真，使之达到了前所未有的高度集成，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。

2)可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升。

3)在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确作出决策有不可估量的影响。例如：可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测，及时发现问题并改进现实制造过程。

4)虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用，虚拟制造也会产生类似的作用。例如：可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。

1.4 虚拟制造与虚拟现实的关系

虚拟现实技术，又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

基于虚拟现实技术的虚拟制造技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成，它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。其目的是在产品设计阶段，借助建模与仿真技术及时地、并行地、模拟出产品未来制造过程乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，预测、检测、评价产品性能和产品的可制造性等等。从而更加有效地、经济地、柔性地组织生产，增强决策与控制水平，有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化

1.5 虚拟制造与并行工程的关系

虚拟制造是利用计算机仿真技术和虑拟实现技术，通过计算机仿真模型来模拟和仿真产品制造过程，从而预枯和发现产品功能、性能和可制造性等方面可能存在的问题，并相应地解决问题。因此，虚拟制造可有效支持并行工程，因为并行工程正是需要在设计阶段就考虑装配过程、制造过程中可能存在的问题，而虚拟制造恰恰为此提供了一个有效的技术手段。

2 虚拟制造的应用情况

虚拟制造技术的应用领域主要有以下几个方面：

军事、航空航天、汽车领域的应用;产品的布局设计;产品的运动和动力学仿真;热加工工艺模拟;加工过程仿真;产品装配仿真;虚拟样机与产品工作性能评测;企业生产过程的仿真与优化;产品的广告与漫游。

例如波音飞机公司777飞机的设计，就是采用虚拟制造技术的典型范例，开发周期从通常的8年减少到5年，设计、装机、测试均在计算机中完成模拟，保证一次试制成功。虚拟制造在汽车领域的应用涉及到汽车的整个生命周期，它可以在汽车生产设备、工装和模具，甚至校车的设计之前，很容易地生产系统和工艺过程进行建模、修改、分析及优化。通用电动机车部(General Motors Electro Motive Division, EMD) 1997年，利用UGII软件，建成了第一个完全数字化的机车样机模型，并围绕这个数字模型并行地进行产品设计、分析、制造、夹模具工装设计和可维修性设计。日本日产汽车公司1998年与SDRC公司签定总额超过1亿美元的特大合同，购买软件、服务与实施，主要用于面向21世纪的新车型———数字样车的开发。日产汽车公司计划在贯穿汽车生产的全过程中，利用概念设计支持工具、包装设计软件、覆盖件设计、整车仿真分析、数字样机及物理样机的生产等。欧洲空中客车一改过去传统的产品研制及开发方法，采用虚拟制造及仿真技术，把空中客车试制周期从4年缩短为2.5年，不仅提前投放市场，而且显著降低了研制费用及生产成本，大大增强了全球竞争能力。北航与一汽用OPTRIS开发的板料成型软件已经基本能够模拟类似车门的中等复杂程度的汽车覆盖件和其他冲压成型件的冲压成型过程;沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件包ESRD3D已经应用于水轮发电机变曲面过流部件生产中，其产品在刘家峡、李家峡、天生桥、太平役等7个电站中使用;合肥工业大学研制的双刀架数控车床加工过程模拟软件已经在马鞍山钢铁股份有限公司车轮轮箍厂应用，使数控程序现场调试时间由几个班缩短到几小时，并保证一次试切成功。

3 虚拟制造在我国的研究情况

虚拟制造技术的研究内容是极为广泛的，除了虚拟现实技术涉及的共同性技术外，虚拟制造领域本身的主要研究内容有：虚拟制造的理论体系;设计信息和生产过程的三维可视化;虚拟环境下系统全局最优决策理论和技术;虚拟制造系统的开放式体系结构;虚拟产品的装配仿真;虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等。一般来说，虚拟制造的研究都与特定的应用环境和对象相联系，由于应用的不同要求而存在不同的侧重点，因此出现了三种流派，即以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。

2005年3月份，上海理工大学宣布成立虚拟制造技术研究院。这是继清华大学CIMS工程研究中心虚拟制造研究室在国内最早开展虚拟制造研究以来又一个成立的进行虚拟制造技术研究的机构。近几年来，虚拟制造技术也引起我国科技工作者的关注，据不完全统计，目前全国已有三十多家科研机构、高等院校和企业正在开展VM技术方面的研究。国家863/CIMS主题组也将“制造系统的可视化、虚拟建模与仿真”确定为研究重点。国家自然科学基金也有专门的研究课题。国内以清华大学、上海交大为主的高等院校正在开展基础技术研究，正处于理论体系初步研究阶段。

当前，对虚拟制造的研究主要包括以下几个方面：

1)虚拟制造基础研究。虚拟制造涉及的技术领域极其广泛，从产品建模、过程建模、可交换数据模型到分布式仿真、离散事件仿真、面向对象方法、人工智能、虚拟现实及计算机网络技术等等。这些技术构成了虚拟制造的技术基础。清华大学CIMS中心提出了支持虚拟制造的产品元建模方法，为产品生命周期的各阶段分析与评价提供了可供操作的模型支持。

2)产品虚拟设计技术。主要包括虚拟产品开发平台、虚拟测试、虚拟装配以及机床、模具的虚拟设计实现等。其中清华大学在国家863/CIMS主题重大关键技术攻关项目的支持下，开展了剑杆织机的虚拟产品开发，进行了剑杆织机的三维数字建模及产品性能分析、加工过程仿真、虚拟装配技术等技术的研究与应用，并建立了具有相当共性的支持创新设计的虚拟产品开发环境。

3)产品虚拟加工技术。主要包括材料热加工工艺模拟、加工过程仿真、板材成型模拟、模具制造仿真等。清华大学国家CIMS中心开发的加工过程仿真系统作为863/CIMS目标产品已在多个企业得到成功的应用;沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件包ESRD3D已经应用于水轮发电机变曲面过流部件生产中，其产品在刘家峡、李家峡、天生桥、太平役等7个电站中使用;合肥工业大学研制的双刀架数控车床加工过程模拟软件已经在马鞍山钢铁股份有限公司车轮轮箍厂应用，使数控程序现场调试时间由几个班缩短到几小时，并保证一次试切成功;北京机床研究所、机械科学研究院、东北大学、上海交大和长沙铁道学院等单位也研制出一些这方面的仿真软件。

4)虚拟制造系统。主要包括虚拟制造技术的体系结构、技术支持、开发策略等。其中提出了比较成熟的思想并可能实现的是由上海同济大学张曙教授提出的分散网络化生产系统和西安交通大学谢友柏院士组建的异地网络化研究中心。清华大学CIMS工程中心提出了基于产品数据管理(PDM)集成的虚拟制造体系结构。

5)虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等。

4 结语

虚拟制造是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用。它是产品在计算机中的虚拟实现，而且不消耗现实的资源和能量，但却能实际反映产品的有关情况。它为制造业带来全新的概念，随着虚拟制造技术的不断发展及在企业中广泛的应用，必将极大地提高企业的研发创新能力。

摘要：虚拟制造是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用。它是产品在计算机中的虚拟实现, 而且不消耗现实的资源和能量, 但却能实际反映产品的有关情况。它为制造业带来全新的概念, 随着虚拟制造技术的不断发展及在企业中广泛的应用, 必将极大地提高企业的研发创新能力。

关键词：虚拟制造技术,虚拟现实,产品开发,仿真

参考文献

[1]李伯虎, 刘飞等.863/CIMS主题发展战略研究[R].863/CIMS主题专家组, 1998.

[2]张申生.拟实制造与现代仿真技术[J].系统仿真学报, 1995.

[3]万苏文.面向21世纪的虚拟制造技术[J].机电一体化, 2004.

[4]周丹晨, 殷国富.虚拟制造关键技术的研究综述[J].现代制造工程, 2002.