先進製造技術前瞻
http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:04:48 來源:中國電子報
20世紀70年(nian)代(dai)以(yi)來(lai),以(yi)計(ji)算(suan)機(ji)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan),這(zhe)也(ye)為(wei)傳(chuan)統(tong)的(de)製(zhi)造(zao)業(ye)提(ti)供(gong)了(le)新(xin)的(de)發(fa)展(zhan)機(ji)遇(yu),意(yi)味(wei)著(zhe)傳(chuan)統(tong)製(zhi)造(zao)業(ye)將(jiang)要(yao)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai)。計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)、信息技術、zidonghuajishudengyuchuantongzhizaojishuxiangjiehe,xingchenglexianjinzhizaojishugainian,tayiyuelaiyueshoudaoshijiegegongyehuaguojiadezhongshi,renmenduitadeneihanderenshiyeyuelaiyueqingxi。
我國當前先進製造技術的應用
先進製造技術已在我國得到了廣泛的使用,下麵介紹應用比較成熟的先進製造技術。
計算機輔助設計技術(CAD)。進入20世紀90年代之後,CAD技術走上了商品化、產業化和全麵推廣應用的新階段。應用CAD技術已成為提高市場應變能力和技術創新能力的重要手段。
精密成型技術。精密鑄造技術重點發展了熔模精密製造、陶瓷型精密鑄造、金屬型鑄造、消失模鑄造等技術。精密塑性成型技術重點發展了精衝技術、超塑成型技術、冷擠壓技術和成型軋製等技術。
超精密加工技術。我國超精密加工技術起步較早,但直到20世紀80年代才取得了較大發展。
數控技術。我國數控技術經過1981-1985年的技術引進、1986-1990年的消化吸收和1991-1995年開發自主版權的數控係統3個階段的發展,已建立了2個具有自主版權的數控平台,即以PC機為基礎的總線式、模塊化、開放型中處理器平台和多處理器平台。開發出了4個具有自主版權的基本係統:中華Ⅰ型、航天Ⅰ型、藍天Ⅰ型、華中Ⅰ型。並在此基礎上開發了數控車床和加工中心6個電信係統及針對數控磨齒機、電加工機床、三坐標測量機等特定功能要求的16種派生係列,這就為我國實現數控機床的產業化奠定了基礎。
計算機集成製造(CIMS)。計算機集成製造研究範圍覆蓋了係統集成技術、CAD/CAM、管理決策信息係統、質量係統工程和數據庫等,開展了係列關鍵技術的研究,包括複雜工業係統的模擬設計、異構環境的信息集成,基於STEP的CAD/CAM集成係統、並行工程構架和應用集成平台。
分散網絡化製造(DNM)。生產在地域上的分散性,要求分散網絡化製造。建立分散網絡化製造係統,可以推出更高質量、更低成本的新產品,綜合利用不同企業的現有設計能力和製造資源,把它們迅速組合成為一種沒有圍牆的、超越時空約束的、靠信息傳輸手段聯係的、統一指揮的經營實體。
先進製造技術的發展趨勢
近二三十年先進製造技術的進展和未來的發展趨勢主要有如下幾個方麵:1.常規製造工藝的優化,保持原有工藝原理不變,通過改善工藝條件,優化工藝參數來實現。2.新型加工方法的發展,新能源的引入、新型材料的應用、產品特殊功能的要求等都促進了新型加工方法的形成與發展,如激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及複合加工技術等。3.專業、學科間的界限逐漸淡化、消失,在製造技術內部冷熱加工之間,加工過程、檢測過程、物流過程、裝配過程之間,設計、材料應用、加工製造之間,其界限均逐漸淡化,逐漸走向一體化。4.工藝設計由經驗走向定量分析。5.信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合。微電子、計算機、自zi動dong化hua技ji術shu與yu傳chuan統tong工gong藝yi及ji設she備bei相xiang結jie合he,形xing成cheng多duo項xiang製zhi造zao自zi動dong化hua單dan元yuan技ji術shu,經jing局ju部bu或huo係xi統tong集ji成cheng後hou,形xing成cheng了le不bu同tong檔dang次ci的de自zi動dong化hua製zhi造zao技ji術shu係xi統tong,使shi傳chuan統tong工gong藝yi產chan生sheng顯xian著zhu、本質的變化,極大地提高了生產效率和產品質量。
數字化製造是先進製造的核心技術
隨著信息時代的來臨,全球進入了數字化時代。數字化時代的主要特征是數字化技術在生產、生活、經濟、社會、科技、文化、教育和國防等各個領域的應用不斷擴大並取得日益顯著的效益。
數字化技術和各種專業技術相融合形成了各種數字化專業技術,如數字化製造技術、數字化設計技術、數shu字zi化hua視shi聽ting技ji術shu。相xiang對dui傳chuan統tong的de製zhi造zao技ji術shu,數shu字zi化hua製zhi造zao技ji術shu是shi一yi項xiang融rong合he數shu字zi化hua技ji術shu和he製zhi造zao技ji術shu,且qie以yi製zhi造zao工gong程cheng學xue為wei理li論lun基ji礎chu的de重zhong大da的de製zhi造zao技ji術shu革ge新xin,是shi先xian進jin製zhi造zao技ji術shu的de核he心xin,有you廣guang闊kuo的de應ying用yong前qian景jing。
數字化製造是在計算機網絡技術與製造技術不斷融合、發展和應用的基礎上誕生的,其內涵為:以CAD/CAM/CAE為一體的技術,以MRP、MIS、PDM為主體的製造信息支持係統,數字控製製造技術。
數字化製造包括以下幾個關鍵技術:
製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)的(de)建(jian)模(mo)與(yu)仿(fang)真(zhen)。製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)的(de)建(jian)模(mo)與(yu)仿(fang)真(zhen)是(shi)在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)上(shang)用(yong)解(jie)析(xi)或(huo)數(shu)值(zhi)的(de)方(fang)法(fa)表(biao)達(da)或(huo)建(jian)模(mo)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng),建(jian)模(mo)通(tong)常(chang)基(ji)於(yu)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)本(ben)身(shen)的(de)物(wu)理(li)和(he)化(hua)學(xue)知(zhi)識(shi),並(bing)為(wei)實(shi)驗(yan)所(suo)驗(yan)證(zheng)。目(mu)前(qian),仿(fang)真(zhen)與(yu)建(jian)模(mo)已(yi)成(cheng)為(wei)推(tui)進(jin)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)設(she)計(ji)、優化和控製的有效手段。仿真和建模最重要的工作是優化工藝參數以確保用最高的質量價格比製造符合設計要求的零件。
網wang絡luo化hua敏min捷jie設she計ji與yu製zhi造zao。利li用yong快kuai速su發fa展zhan的de網wang絡luo技ji術shu,提ti高gao企qi業ye對dui市shi場chang的de響xiang應ying速su度du。美mei國guo企qi業ye已yi經jing開kai始shi應ying用yong這zhe項xiang技ji術shu並bing取qu得de了le明ming顯xian的de效xiao益yi。我wo國guo企qi業ye技ji術shu與yu國guo際ji接jie軌gui就jiu必bi須xu在zai此ci領ling域yu開kai展zhan研yan究jiu。
網絡化敏捷設計與製造重點發展領域應包括:敏捷信息基礎結構(合(he)作(zuo)企(qi)業(ye)模(mo)型(xing),中(zhong)國(guo)企(qi)業(ye)信(xin)息(xi)基(ji)礎(chu)結(jie)構(gou)及(ji)其(qi)標(biao)準(zhun),跨(kua)企(qi)業(ye)的(de)敏(min)捷(jie)設(she)計(ji)與(yu)製(zhi)造(zao)的(de)信(xin)息(xi)基(ji)礎(chu)結(jie)構(gou)及(ji)其(qi)集(ji)成(cheng)方(fang)法(fa),基(ji)於(yu)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)設(she)計(ji)與(yu)製(zhi)造(zao),麵(mian)向(xiang)設(she)計(ji)的(de)合(he)作(zuo)支(zhi)持(chi)技(ji)術(shu),跨(kua)企(qi)業(ye)合(he)作(zuo)管(guan)理(li)技(ji)術(shu)和(he)使(shi)能(neng)技(ji)術(shu)),敏捷產品設計技術,敏捷工藝設計技術,基於網絡的研究開發,敏捷生產技術。
虛擬產品開發。虛擬產品開發有四個核心要素:數字化產品和過程模型、產品信息管理、高性能計算與通信、組織/管理的改變。