《先进制造技术及其应用》总结报告
这学期接触了《先进制造技术及其应用》这一门新的学科，这一门学科包含的知识很广泛。先进制造技术就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：先进加工技术、计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。作为机械制造专业的学生，我们更注重了解先进加工技术。下面是我通过《先进制造技术及其应用》学习和网上资料的一些查询，对制造与生产的一些浅谈：
一、制造与制造技术
一、生产与制造
1、生产：一个将生产要素转变为经济财 富，并创造效益的输入输出系统。生产系统的输入：生产要素，即5M要素。生产系统的输出：生产财富和效益。其中5M要素包括：
1、作为生产对象的原材料（Material)
2、作为直接生产资料的设备、工具、机器（Machine）和间接生产资料的厂房、道路等）
3、作为劳动力的主体人（Man）
4、资金（Money）
5、作为支持生产活动的知识、方法、信息（Meage）、情报等。
2、生产企业: 第一产业：直接利用自然资源的种植业、养殖业和采矿业。第二产业：将第一产业生产的原料转化为产品的企业。第三产业：金融和服务行业。
二、制造系统
1、制造系统具有的子系统： 1）经营管理2）市场与销售 3）研究与开发4）工程设计 5）生产管理6）采购供应 7）质量控制8）财务 9）人事 10）车间制造
2、制造系统具有一般系统的共性：
1）结构特性
制造系统可视为在生产信息、制造技术等软件的支持下，若干硬件（生产设备、工具、运输装置、厂房、劳动力等）的集合体。
2）转变特性
从技术的角度出发，制造是通过加工和装配把原材料转变为产品的过程。从经济的角度出发，制造过程的转变为通过改变物料形态或性质而使其不断增值的过程。
3）程序特性
制造系统可视为一个生产产品的工作程序。
三、制造技术
1、制造技术：
为了有效地完成制造活动所施行的一切手段的总和。包括运用的知识、技能，操纵可利用的物质、工具，采取的策略、方法等。
2、科学与技术的差别：
科学：采用分析的方法来认识世界，得到各种发现和揭示。技术：采用综合的方法来改造世界，得出发明、创造和改进。
四、制造业在国民经济中的地位
在先进的工业化国家中，国民经济总收入的60%以上来源于制造业。从就业人口比例看，约有1/4的人口从事于制造业，而在非制造业部门中，又有约半数人员的工作性质与制造业密切相关。而在企业生产力构成中，制造技术的作用约占62%。
二、先进制造技术产生的背景
一、制造技术的发展
18世纪70年代，蒸汽机的改进和纺纱机的诞生，引发了第一次工业革命，产生了近代工业化的生产方式，手工劳动逐渐被机器生产所代替。19世纪中叶，电磁场理论的建立为发电机和电动机的产生奠定了基础，迎来了电气化时代，同时互换性原理和公差制度应运而生，制造业得以快速发展。20世纪初，内燃机的发明，使汽车进入欧美家庭，引发了制造业的又一次革命，进入了大批量生产时代。二战后，通信技术的发展，计算机和集成电路的出现，数控机床的应用，使制造业产生了一次新的飞跃。多品种、中小批量生产成为制造业的主流生产方式。
二、先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology—AMT）的提出首先由美国于20世纪80年代提出。20世纪80年代，美国政府开始认识到制造技术和制造能力的重要性。20世纪80初期，美国的有识之士对美国制造业的衰退进行了反思，强调了制造业的重要性。克林顿政府提出了两个重要的口号：“为美国的利益发展技术”、“技术是经济的发动机”。美国的先进制造技术在这样的背景下出台了。1988年，美国政府投资进行大规模“21世纪制造企业战略”研究，不久提出先进制造技术发展目标，制定并实施了“先进制造技术计划（ATP）”和“制造技术中心计划(MTC)”。
先进制造技术计划（ATP）由美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会（FCCSET）提出。研究内容：现代设计方法与技术、先进制造工艺与技术、先进制造过程的支撑技术与辅助技术、制造基础设施。目标：促进经济增长；提高能源效益，减少污染；使制造业在世界市场更具竞争力；使教育系统对每个学生进行更富有挑战性的教育。鼓励科学界把确保国家安全和提高国民生活质量作为核心目标。
制造技术中心计划（MTC）又称“合作伙伴计划”，由美国国家标准与技术研究院制定并实施。目标：面向美国35万家中小企业。 主要内容：在技术拥有者（通常为政府的研究机构、国家实验室和大学）与需要这些技术的中小企业之间建立合作的桥梁。方法：由国会拨款设立地区性的制造技术中心，为中小企业展示新的制造技术和设备 并进行培训，帮助他们选用。
三、先进制造技术的特点和发展趋势
一、先进制造技术的特点
1、是一项综合性技术；
2、是一项动态发展技术；
3、是面向工业应用的技术；
4、是面向全球竞争的技术；
5、是面向21世纪的技术。
二、先进制造技术的发展趋势
1、制造自动化技术向纵深方向发展20世纪，制造自动化经历了刚性自动化、可编程自动化、综合自动化的发展过程。当前，信息技术的高速发展以及信息技术不断向制造技术的注入和融合，使制造自动化技术向着纵深方向发展。具有代表性的发展方向为：集成化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化。
1）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成化符合系统工程的思想。CAD/CAPP/CAM系统的出现，使设计与制造得以集成；FMC、FMS的发展，使加工过程、检测过程、控制过程、物流过程实现集成。CIM的核心是通过信息集成，使一个个自动化孤岛有机地联系在一起；CE强调产品及其相关过程设计的集成。制造自动化为集成化提供了有利条件，而集成化是制造自动化深入发展的必然结果。
2）柔性化
柔性化的进一步发展，是要求能够快速实现制造系统的重组，包括企业内部制造设备与工具系统的重组，以及企业之间的重组。
模块化技术，是提高制造自动化系统柔性的重要策略和方法。包括硬件和软件的模块化设计、模块化产品设计和模块化制造系统。
4）虚拟化
虚拟制造（VM）：以系统建模技术和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多
媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造将现实制造环境及制造过程，通过建立系统模型，映射到计算机及相关技术所支持的虚拟环境中，在虚拟环境中模拟显示制造环境及制造过程的一切活动及产品制造全过程，从而对产品设计、制造过程及制造系统进行预测和评估。
5）智能化
智能制造系统，要求在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统以柔性的方式集成起来，在多品种、中小批量生产条件下，实现“完善生产”。智能制造系统
的特点：A、对于制造过程，实现柔性化和模块化；B、对于人，强调安全性和友好性；C、对于环境，做到无污染、省能源、资源回收和再利用；D、对于社会，提倡合理的协作与竞争。
2、传统制造技术不断改进，新型制造技术迅速发展主要表现在产品设计和零件制造两个方面。
1）产品设计
传统制造技术的改进：CAD和CAE技术的全面应用。新设计思想和设计方法：并行设计、面向\"X\"的设计、健壮设计、优化设计、反求工程设计等。
2）零件机械加工技术的改进：
主要表现在强力切削/磨削与高速切削/磨削技术的迅速发展。特别是高速切削与超高速切削技术的发展可以实现\"以切代磨\"不仅可以极 大地提高生产效率，而且可以获得较高加工精度，还可以实现难加工材料的切削加工。超高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理；超高速主轴单元与进给单元制造技术；超高速加工用刀具制造技术；超高速加工在线自动检测与控制技术等。
3）新型零件制造方法
又称特种加工方法，是二次世界大战后发展起来的有别于传统切削与磨削的加工方法总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上，从而使材料被去
除、累加、变形或改变性能等。特种加工方法使用场合：难加工材
料的加工；复杂形面、薄壁、小孔、窄缝等特殊工件的加工等。
3、精密制造技术在制造技术中占有突出的位置。
精密制造技术包括：
1）精密与超精密加工：指在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到较高与最高程度的加工工艺。目前，超精密加工的尺寸精度已达
到0.025微米，表面粗糙度Ra达到0.005微米，所用机床定位精度达到0.01微米，纳米加工技术已接近实现。
2）微细与超微细加工以及微型机械：微细加工：通常指1mm以下微小尺寸零件的加工。超微细加工：通常指1微米以下超微细尺寸零件的加工。目前，微细与超微细加工的精度已达到纳米级（0.1nm——100nm)。纳米技术：现象和规律。量子效应、波动特性、微观涨落等不可忽略，甚至成为主导因素。在这种情况下，必须从机械、电子、材料、物理、化学、生物、医学等多方面进行综合研究，故又称为“纳米技术”。主要研究内容：纳米级精度和表面形貌测量及表面层物理、化学性能检测，纳米级加工，纳米材料，纳米级传感与控制技术，微型与超微型机械等。
4、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征绿色制造技术：指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的一种现代制造模式。
对于制造而言，要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒原材料，将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，绿色制造覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，减少对人类和环境的不利影响。
以上加粗的也是我们这学期重点学习的，主要了解了高速加工技术及应用（高速加工最常用最普遍的刀柄：HSK刀柄），精密、超精密加工技术及应用，干切削加工技术及其应用，硬切削加工技术及其应用。
四、心得体会
通过对本门课程的学习了解让我感受到：当今日新月异的科学技术发展，展现出了更多的科学发现和技术发明前景。信息科技、生命科学和生物技术、纳米科技的突飞猛进与相互交织影响，成为新一轮科技革命的重要标志。高技术的迅猛发展，同样对制造业的发展起到了推动、提升和改造的作用。高技术对制造业的改变是全面的和连续不断的，包括影响制造业未来的发展方向、重心领域、科技前沿、核心要素等。
先进制造技术的应用引起了企业组织管理模式的重大变革。批量生产方式下, 企业的组织管理模式主要是功能专业化, 采用刚性生产线, 各个部门各司其职。当今, 机械制造业的生产方式正向着中、小批量生产方式转变, 更强调企业的生产柔性，因而企业的组织和管理模式也必须与之相适应。由于先进制造技术在机械制造业中的应用, 企业的组织管理模式发生了多方面的转变：1 的顺序工作方式向并行工作方式转变;2 能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组组织形式转变; 3 金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变; 4 质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变; 5 以技术为中心向以人为中心转变。
进入21世纪，我们必须清醒地认识：制造业在新时期的地位和前景，而不是笼统看待制造业。80年代的美国制造业和20世纪末的美国制造业远不是一个概念；现在中国“世界第一”的制造业和德国的精准制造业差别何止千里；发展来料加工的制造业和创造性的装备制造业无论在技术难度、运行机制和产业政策上是不能相提并论的。而存在于这些差别中的根本性问题则是制造业和高技术的关系。这个问题不解决，制造大国永远不可能成为制造强国。我们为之奋斗的制造强国绝不是仅仅基于传统技术和产品的强国，而必须是适应新时代、掌握新技术、满足新需求的制造强国。中国不仅要拥有强大的以家电和电子元器件为代表的轻型的规模产品制造能力，还要拥有强大的以发电设备、冶金石化设备和汽车生产装备为代表的重型的重大装备制造能力，更要拥有强大的以微电子、光电子制造设备、微机电系统和生物工程为代表的新型的高技术装备制造能力。
