浅谈先进制造技术
摘要：先进制造技术AMT(AdvancedManufacturingTechnology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。先进制造技术的一个重要发展趋势是工艺设计从经验判断走向定量分析，其方法就是将数值模拟技术与物理模拟和人工智能技术相结合，确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工质量，使生产过程从“理论-实验-生产”转变为“理论-计算机模拟-生产”。 关键词：先进制造技术，内涵，特点，发展趋势
一、引言
先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。先进制造技术是制造业为提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。先进制造技术是当今生产力的主要构成因素，是国民经济的重要支柱。论文大全。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务，成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的重要手段。尤其是一些尖端科技，如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等等技术的出现和发展，如果没有先进制造技术作为基础，是不可能实现的。
二、先进制造技术的起源
“先进制造技术”一词源于美国。二战结束之前的制造技术，可以统称为传统的制造技术，美国制造业在第二次世界大战以后，在当时的国际环境背景下得到了空前的发展，并形成了一支强大的研究开发力量，强调基础科学研究的重要性，忽视制造技术的发展。至20世纪70年代，随着日、德经济的恢复，美国制造业遇到了强有力的挑战，汽车业等行业的霸主地位，遇到了强有力的冲击，出口产品的竞争力大大落后于日、德，美国经济滞胀，发展缓慢。而日本在过去几十年内不断主动地采用制造新技术，已使其成为制造业公认的世界领袖。
在此背景下，美国反思了制造技术同国民经济、技术与国力的至关重要的相互依赖关系，强调了制造技术的重要性，明确了社会经济目标的关键是技术的重要性，制定了国家关键技术计划，并对其技术政策作了重大调整。与此同时，以计算机为中心的新一代信息技术的发展，也全面推动了制造技术的飞跃发展。由于经济和增强国防的需要，在剧烈的市场竞争的刺激下，各个国家和地区纷纷将传统的制造技术与新发展起来的科技成就相结合，先进制造技术的概念逐步形成并发展。
三、先进制造技术的内涵及特点
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，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，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。
与传统的制造技术比较起来，当代先进的制造技术以其高效率、高质量和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。它贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维修等全过程，成为“市场—产品设计—制造—市场”的大系统。而传统制造工程一般单指加工过程。
先进制造技术充分应用计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的最新成果，各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失。它是技术、组织与管理的有机集成，特别重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。
先进制造技术又可看作是硬件、软件、人和支持网络（技术的与社会的）综合与统一。先进制造技术并不追求高度自动化或计算机化，而是通过强调以人为中心，实现自主和自律的统一，最大限度地发挥人的积极性、创造性和相互协调性。先进制造技术高度开放、具有高度自组织能力的系统，通过大力协作，充分、合理地利用全球资源，不断生产出最具竞争力的产品。
先进制造技术的目的在于能够以最低的成本、最快的速度提供用户所希望的产品，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想的技术经济效果。
四、先进制造技术的主要内容
先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含 了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的 所有相关技术， 涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域， 并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面：
一、先进的工程设计技术
二、先进制造工艺技术
三、制造自动化技术
四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式
五、发展。
一、先进的工程设计技术 先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括 CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反 向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。 （1）产品设计现代化。 以 CAD 为基础，全面应用先进的设计方法和理念。如虚拟设计、优化设计、模块化设 计、有限元分析，动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等； （2）先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。 在信息集成环境下，采用计算机辅助工艺规程设计、即 CAPP，数 控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅 助工作程序设计即 CAM 等。
二、先进制造工艺技术 （1）高效精密、超精密加工技术，包括精密、超精密磨削、车削，细微加 工技术，纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在 10～0.1μm ，表面粗糙度 Ra 值在 0.1μm 以下的加 工方法，如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加 工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重 要的地位。 超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为 0.1～0.01μm 数量级，表面粗糙 度 Ra 值为 0.001μm 数量级的加工方法。 此外，精密加工与特种加工 一般都是计算机控制的自动化加工。 （2) 精密成型制造技术，包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接 及热处理与表面处理技术。 （3）现代特种加工技术，包括高能束流（主要是激光束、以及电子 束、离子束等）加工，电解加工与电火花（成型与线切割）加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极 之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。 能对任何导电材料加工而不受被加 工材料强度和硬度的限制。 可分为电火花成型加工(EDM)和电火花线切割加工两大类。一般都采用 CNC 控制。 （4）快速成型制造（RPM).快速成形技术是在计算机控制下，基于离散堆积 原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看， 零件可视为“点” 或“面” 的叠加而成。从 CAD 电子模型中离散得到点、面的 几何信息，再与成型工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由 面到体地堆积零件。。
五、先进制造技术的发展趋势
先进制造技术的一个重要发展趋势是工艺设计从经验判断走向定量分析，其方法就是将数值模拟技术与物理模拟和人工智能技术相结合，确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工质量，使生产过程从“理论-实验-生产”转变为“理论-计算机模拟-生产”。随着人工智能技术、计算机视觉技术、数字化信息处理技术、机器人技术的溶入，促使制造技术向着工艺高效化，控制数字化、智能化以及生产过程机器人化方向发展。1）采用模拟技术，优化工艺设计； 2）成形精度向近无余量方向发展； 3）成形质量向近无“缺陷”方向发展； 4）机械加工向超精密、超高速方向发展； 5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料的加工和表面改性难题； 6）采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制； 7）采用清洁能源及原材料，实现清洁生产； 8）加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化； 9）工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断 发展。
六、结束语
在市场全球化，竞争全球化的今天，消费者对产品的性能和质量要求更为挑剔、更具多样性，产品的寿命周期更短。在要求对市场需求做出快速响应的背景下，先进制造应运而生是有其客观基础的。先进制造技术是在新的市场环境下，增强企业市场竞争力、促进国家经济繁荣、提高国家综合实力的手段。
参考文献
[1] 张世昌, 先进制造技术, 天津: 天津大学出版社, 2004
2.王隆太，先进制造技术，机械工业出版社2003
