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1.模具CAD/CAE/CAM技術概述
在數字化技術以及三維造型技術的支持下，CAD/CAE/CAM一體化技術在我國各大行業中得到了廣泛地推廣。目前CAD/CAM技術已經普遍應用于汽車大型覆蓋件模具，不僅能夠進行模具設計、制造與沖壓，而且在數控編程技術的支持下能夠實現DNC。CAD/CAE/CAM技術在塑料模具方面也得到了進一步的應用，我國自主研發的軟件如北航華正CAXA軟件已經得以廣泛地推廣。新時期，我國的CAD/CAE/CAM技術得到了進一步發展。模具CAD不僅僅是對傳統設計與計算方法的單一模仿，而且采用先進的設計理論，根據以往的實踐經驗與專業的知識理論進行設計，結果更加合理、科學。其次在模具結構設計過程中采用了立體思維以及三維參數化特征，信息流組織以及管理、共享等技術貫穿了模具設計、裝配與檢測等的全過程。另外還能夠對模具的可制造性進行科學評價，其中主要涉及到模具制造與費用的大致估算、模具實用性的評估以及零件制作工藝的評估等。
2.模具先進制造技術的發展
2.1高速銑削技術
作為型腔模具加工的重要組成部分，銑削加工技術以其加工平穩、加工質量優良以及加工效率高等特點在模具加工中得到了廣泛地應用。首先該技術具有高效性，一般情況下，高速銑削的主軸轉速保持在15000～40000轉/min，其最高能夠達到100000轉，在進行鋼切削時，速度可以達到400m/min，其與傳統的銑削加工相比高出10倍左右，在加工效率方面也顯示出極大的優越性。以插座外殼壓鑄模加工為例，傳統的銑削、電火花成型加工所需的時間為60h左右，而采用先進的高速銑削加工14h便能夠完成。高速銑削技術精度較高，一般能夠10um，其工件溫升小，表面不會出現變質會微裂紋，質量較高，研究顯示其表面粗糙度Ra不高于1um。另外高速銑削技術能夠對高硬材料進行加工，最高硬度可達到60HRC，成為當前模具制造技術的重要發展方向。
2.2電火花加工技術與綠色產品技術
所謂電火花加工主要指的是在液體介質中，采用脈沖放電原理對導電材料出現的電蝕現象進行清除，進而使零件的尺寸、形狀等達到相應的技術要求。國外的電加工機床技術發展較快，其性能、工藝指標與自動化程度均處于領先水平。近年來，隨著電火花加工技術的不斷發展，人們對加工中的安全與防護技術給予了高度重視。當前電火花加工機床過程中的問題主要集中在輻射騷擾方面，其不僅會引發一系列安全事故的發生，而且對環境具有一定的破壞作用，因此，國際市場開始致力于對綠色產品的研究。以日本某公司為例，該公司采用直線電機伺服實施驅動，不僅反應速度快，而且具有較高的定位精度，且不容易變形，體現了鮮明的優越性。除此之外部分EDM采用混粉加工工藝、微精加工脈沖電源等技術，提升了工作效率。
2.3RPM下的快速經濟制模技術
快速原型制造技術最早起源于20世紀中后期的美國，是對制造領域的一次新的創新與突破，該技術將CAD技術、數控技術以及機械工程技術等融為一體，實現了由零件設計發展成為三維實體原型設計，是一項系統性的先進制造技術。截至目前，RPM技術已經實現了向快速模具技術的轉移，成為國內外RPM領域研究的一個熱點話題。
3.模具先進制造技術的應用
新時期，我國的科學技術水平得到了極大的提升，模具先進制造技術的應用范圍越來越廣，不僅有效改變了傳統加工難以實施的狀況，而且在航空航天、機床、汽車以及電器等領域的模具制造中得到了廣泛地應用。除此之外，其在電化學、超聲波以及激光等新能源中的應用不僅提升了能量的多元化、綜合化，而且擴大了傳統加工領域的范圍，提高了模具制造的質量。目前超聲波的加工精度能夠達到0.01～0.02mm之間，粗糙程度與傳統的模具制造技術相比明顯降低，僅為0.54um，對于充模、拉絲模以及拋光模等工藝中體現了較好的應用效果。再如激光加工，其不僅能夠對表面進行一系列的處理，而且能夠實施打孔、雕刻以及微細加工等工藝，其在聚晶金剛石拉絲模胚料中的加工直徑不足0.04mm，數十秒便能夠完成。當前我國的車輛與電機等產品呈現出輕量化的發展趨勢，這在一定程度上增加壓鑄模的比例，與此同時對壓鑄壽命與質量也提出了更高的要求。另外隨著現代成型工藝的進一步發展，氣輔模具的應用更加廣泛，其以優良的剛性與耐高壓特性在精密模具型腔應淬火中得到了廣泛地應用。除此之外在熱流道技術的支持下，制件的質量以及生產效率能夠得到極大的提升，降低對原材料的依賴性，節省了大量的生產成本，目前，熱流道模具在我國企業中的使用率已經達到了85%以上。
結束語：模具先進制造技術類型復雜多樣，且擁有良好的發展前景。新時期必須充分利用現代信息技術、管理技術以及自動化技術等，加強先進制造技術系統中人力、技術與組織構成的集成，不斷探索新的模具制造模式，提升先進制造技術在模具制造中的應用效果。
參考文獻：
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機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝流程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統的流程。
機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。
2 我國機械加工工藝的發展現狀
透過中國制造看中國機械加工工藝發展現狀，近年來中國制造的身影已無處不在。這折射出我國以機械、汽車等為代表的裝備制造業的快速發展。沒有機械等重工業的發展，生產各類消費產品的輕工業就失去了最基本的生產工具，中國也不可能成為世界工廠。以信息技術為代表的現代科學技術的發展對裝備制造業提出了更高、更新的要求，更加凸現了機械裝備制造業作為高新技術產業化載體在推動整個社會技術進步和產業升級中不可替代的基礎作用。作為國民經濟增長和技術升級的原動力，機械工業將伴隨高新技術和新興產業的發展而共同進步，并充分體現先進制造技術向智能化、柔性化、網絡化、精密化、綠色化和全球化方向發展的總趨勢和時代特征。更在于裝備制造業為新技術、新產品的開發和生產提供重要的物質技術，是經濟高級化不可或缺的戰略性產業。即使是邁進“信息化社會”的工業化國家，也無不高度重視機械制造業的發展。
近年來，我國在機械制造領域取得了新的突破，在先進制造技術的應用中獲得了不錯的成果，但這只是一個階段性的勝利，相比起發達的工業大國，仍然存在明顯差距。具體表現在以下幾個方面：
第一，管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術。在我國，計算機輔助管理在少數的大型企業中得到應用，小型企業還處在靠經驗管理階段。
第二，設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
第三，制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。
3 我國機械加工工藝的發展前景
信息化：信息化是制造技術發展的生長點，信息技術正在以人們難以想象的速度高速發展。
精密化：現代高新技術產品需要高精度制造，社會的發展對機械產品的質量提出了越來越高的要求。這決定了發展精密加工、超精密加工技術是機械制造未來的一個重點。
集成化：現代制造業的方向并不只是計算機的集成，信息的集成，而是人、技術、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業間的集成。
柔性化：柔性化不僅是指企業的制造技術柔性化，還包括生產方式柔性化，管理模式柔性化。
動態化：由于先進制造技術本身是針對一定的應用目標、不斷吸收各種高薪技術逐漸形成、不斷發展的新技術，因而其內涵不是絕對的和一成不變的。
虛擬化：虛擬化是指在計算機內對產品、工藝和整個企業的性能進行仿真、建模和分析，在虛擬制造環境中生成軟產品原型，代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能和可制造性進行預測和評價，從而縮短產品的設計與制造周期，降低產品的開發成本，提高對市場變化的響應能力。
智能化：智能制造是指綜合利用各個學科、各種先進技術和方法，解決和處理制造系統中的各種問題。系統能領會設計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。
綠色化：綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源利用的一種現代制造模式。
參考文獻
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在早期的機械加工領域，機器的組裝配合是其工作重點，采用物理機械知識完成加工操作，隨著近年來數字化技術的快速發展，人們逐步認識到數字化技術在機械加工領域的應用潛力，是對傳統機械加工模式的一種補充，數控技術與機械加工的結合也是一種必然的發展趨勢。數字化技術能夠對機床的加工過程實時的進行控制。對數控設備以及編程控制裝置等系統進行修改操作，高精度的控制機械加工過程，同時也提高了機械加工制造的技術含量。隨著上世紀六十年代第一臺數控機床的出現，機械制造行業便進入了自動化技術發展階段，歷經多年的發展變革，數控技術面向了新的臺階。目前的機械制造中，通過數字、文字和符號等編譯的代碼信息指令可以高效的控制機械制造工藝。高精度的數控機床利用數字編程，能夠對工件位置、加工角度、加工速度以及機械能量的流向等制造條件進行精確的控制，通過二進制數字運算模式的指導下，以盡可能小的誤差開展機械制造工作。數控機床合理的利用了計算機高速運算能力，精度與傳統的硬件組裝控制相比要高出很多，計算機信息存儲和數據處理過程精確高效，也進一步減少了機械加工制造中的誤差。
1數控技術在國內機械制造行業的應用情況
隨著現代機械制造行業對于制造精度要求的不斷提升，數控技術在機械加工制造過程中得到了越來越廣泛的應用，是一種有效的高精度機械制造技術。從目前國內的數控機床發展情況來看，已經具備了一定的水平。無論產品種類、操控性能，還是制造質量方面都有了長足的進步。據不完全統計，國內市場目前銷售的數控機床超過1500種， 常見于金屬材質的切削以及機械部件鍛壓方面。
1.1數控技術在國家重點工程中的應用
目前國內機械制造行業技術水平和加工精度，對于國家重點工程，尤其是國防軍工項目的建設起著至關重要的作用。此外，近年來快速發展的航天航空事業中也需要更多的運用先進的數字控制技術，以不斷提升機械零件制造加工的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑綜合性加工體統在航空航天、船舶制造、鐵路運輸設備制造等領域有著很好的使用效果。數控機械制造具備的高技術、高精度特點，對機發動機主軸和起落架部件的等關鍵性機械零部件加工制造也有十分重要的作用。此外，類似于超精密球面車床等數控機械設備，推動了照相機鏡片、激光加工設備與條形碼檢測設備等設備精細化與科學化應用，在國防偵查，監測等方面有著重要的作用。
1.2數控技術在企業生產中的應用機床設備中數控加工技術的應用
在企業日常生產中，機床設備機械制造中必不可少的工具。數字化控制技術也進一步的推動了機床設備向著現代機電一體化方向發展。此外數控機械制造技術的出現從一定程度來說，也改善了機床控制精度與生產效率，讓機械制造設備更好的服務于企業的生產，讓低成本高效率生產成為可能。以汽車工業為例，數控制造技術的推廣直接推動了汽車零部件制造加工精度和生產效率。從某種程度上來說，也打破了制約我國汽車制造行業發展多年的“經濟規模論”等傳統觀念的束縛，同時也實現了產品多樣化、小批量部件高精度、高效生產，為汽車制造工業產品更新換代提供有力的支持。
2數控技術在機械制造行業中的發展前景
2.1機械制造中數控技術的發展方向
（1）高精度、快速數控制造技術。生產效率與產品的質量的提高有賴于高精度、快速數控制造技術的發展，縮短生產制造周期，增強企業的市場競爭能力。在汽車制造工業中，數控技術也便于進行多品種汽車部件的加工制造；在航空航天領域，機械零部件制造產品主要為薄壁和薄筋，其材質主要為鋁或鋁合金等輕質材料，剛度很差，僅在高切削速度或者應力比較小的情況，才可以進行加工。才是數控設備高速、高精度的特點能夠發揮出良好的效果。
（2）智能化、網絡化將成為數控技術的發展趨勢。為智能化機械制造不僅能夠提升生產效率，也有效的保障了機械制造產品的質量，例如制造自適應控制系統，加工參數自動生成系統等；智能化、網絡化的發展，簡化了編程與操作過程，自動編程系統與智能化操作界面的不斷完善也是智能化發展帶來的優勢；此外智能故障診斷、聯網監控等功能，也是數控技術發展的趨勢。
2.2數控技術產業的發展戰略分析
（1）發展戰略。從國家戰略安全的層面來說數控機械制造技術和產業應該得到足夠的重視。制造業作為國內從業人數最多行業之一，制造業發展能夠有效的改善人民生活質量，緩解國內就業壓力，維護社會的和諧穩定；此外，從國防安全角度上來說，西方發達國家限制高質量的數控產品的出口，將其列為戰略物質和政治籌碼，對我國長期實施禁運和限制措施。
（2）發展策略。應該結合我國基本國情，從國家戰略和國防需求，以及經濟市場需求出發，以改善國內數控機械制造水平，優化產業結構為目標，有針對性的開展數控機械制造核心技術、配套技術的研發工作，力爭實現數控機械制造行業的跨躍式發展。以終端產品為導向，帶動數控機械制造行業的發展。集中解決數控設備和數控系統部件功能的完善，同時保證生產規模。沒有可觀的生產規模就無法生產出優質低價、競爭力強的數控機械制造產品。
結論
綜上所述，數控技術對于我國機械制造水平和精度的提高有著十分重要的作用，也為我國國防軍工行業以及生產制造產業發展帶來了巨大的變革。目前一方面應該進一步的研究數控技術，另一方面也需要將數控技術發展同機械加工制造行業的需求結合起來。
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（二）發展原則。
（1）統籌規劃，整體開發?？茖W合理地確定基地發展的重點領域，集中精力抓好鍛鑄造、建筑機械、鼓風機、電機和炊事機械等關聯度大、技術含量高的項目建設，成為基地的支柱產品集群。
（2）自主創新，突出特色。牢固樹立自主創新理念，把提高自主創新能力上升到基地建設的突出地位。通過政策引導，企業加強技術研發能力的提高和科技人才的引進，提高產品檔次，以技術創新作為企業可持續發展的基礎。
（3）突出優勢，循環發展。以鍛鑄造、建筑機械、鼓風機、電機和炊事機械等為龍頭，緊跟國際先進機械制造市場的變化，學習和吸收國際最先進的制造技術，提高基地的品牌知名度和技術層次。
（4）延伸產業，壯大集群。以本基地為平臺，在做好本基地特色產業的同時，不斷引進上中下游關聯項目，增強產業的關聯度和互補性，形成較完善的產業集群。
二、基地建設的發展目標與重點領域
（一）總體目標。以推動先進機械制造產業基地更高更快發展為總目標，引導產業向創新集群轉變，全面提高基地的技術含量和配套能力，不斷吸收和轉化國際先進制造技術，健全以市場為導向的產學研創新體系，強化中介服務機構的職能。到年，把基地建成經濟規模大、技術含量高、上中下游互聯、專業分工清晰的創新產業集群，成為國內先進機械制造的重要示范基地。
（二）基地規劃經濟指標
依據基地內的發展趨勢和發展規劃，預計到年，基地新引進先進制造企業20家，完成總投資100億元，培育骨干企業達到25家，年實現銷售收入255(340)億元，利稅24.59(36.5)億元。
其中培育產值超億元的企業40家，產值超10億元或利稅超億元的企業5家，產值在20億元以上擁有先進設計與制造技術的企業2～3家。
——建成國家級企業技術中心1家；
——建成省級工程研究中心和技術中心2～3家；
——培育省級高新技術企業20家；
——開發省內先進水平以上的新產品30項；
——承擔各級各類科技40項；
（三）重點領域。加快鍛鑄造產業集群的發展；發展大型建筑起重設備；大力發展鼓風機制造業；提高家用電器電機制造技術含量；大力發展炊事裝備制造業；加快發展可持續制造集群。
三、基地建設的主要措施與支撐條件
（一）優惠政策
制定完善的促進先進機械制造產業基地建設的一系列優惠政策，對經過基地管理委員會認定進入產業園的高新技術企業，實行優惠傾斜政策。
產業園區內的高新技術企業，按15%的稅率征收所得稅。對基地內的高新技術企業、孵化器、中介機構，符合省享受財政專項資金扶持條件的，由財政部門按規定程序，審核安排專項資金予以扶持。
加強政策法規的執法力度，完善考核和監督制度。加強稅收成本控制和效益考核管理，對資助的項目進行經濟效益與社會效益的預算和考核，使各項政策確實起到促進基地內企業的技術進步和產業發展。
對進駐基地的先進機械制造技術企業，可獲得以下扶持：
（1）對基地內骨干企業申報的市科技項目，給予優先立項，并安排相應科技經費扶持；
（2）對基地內企業申報的市級科技進步獎項目，優先給予推薦；對獲得國家技術發明和科技進步一等獎、二等獎且產業化潛力巨大的獲獎項目將安排重大科技成果轉化資金予以支持。
（3）對基地內企業列入國家級工程技術研究中心的單位，當年給予300萬元的一次性配套補助資金；對列入國家級企業技術中心的單位，當年給予300萬元的一次性配套補助資金；對列入省級企業技術中心和工程技術研究中心的單位，當年給予100萬元的一次性配套補助資金；
（4）優先協調解決基地內所需的高科技人才，并在科技人才住房、辦公設施、家屬安置等方面給予相應優惠；
（5）協調落實基地內高新技術企業和省級以上新產品在稅收方面的政策。
（二）資金投入
1.建立多元化投資和管理機制。建立以管委會這一政府性投資為引導，企業投入為主體，金融信貸為支撐，包括各級各類政府科技投入、企業籌資、金融貸款、民間投資、海外引資等渠道、多層次，全社會的融資體系。
2.加大財政投入，提高投資的有效性。經濟開發區管委會每年從財政資金中安排200萬元的專項資金，用于先進機械制造技術產業基地項目的研發和產業化開發。如支持園區企業組建技術中心、工程技術研究中心、重點項目和其它科技攻關項目的實施等。
3.落實政策，引導企業加大投入。通過制定優惠政策，促進企業加大科技投入，并積極引導企業爭取國家、省市各項研究的支持。對符合條件的孵化器自用以及無償或通過出租等方式提供給孵化企業使用的房產、土地，免征房產稅和城鎮土地使用稅；對其向孵化企業出租場地、房屋以及提供孵化服務的收入，免征營業稅；對符合非營利組織條件的孵化器的收入，按照稅法及其有關規定享受企業所得稅優惠政策。
4.利用風險投資支持基地的發展。鼓勵具有條件的企業，選擇具有發展前景的項目積極爭取高科技風險投資公司的風險投資的支持。
5.利用招商引資，進行國內外融資。積極宣傳企業的優勢，加大引進外資的力度，面向國內外進行融資。
6.建立先進制造技術產業基地發展基金。設立500萬元的專項資金，支持園區重大項目的實施。建立產業基地發展基金，用于高技術含量的先進機械制造產業項目的研究、開發、中試等。充分利用國家對先進制造業的導向政策，找尋與財政金融部門的溝通平臺，由區財政預算安排一定的資金，結合向國家和省申請的專項資金，設立先進制造技術產業的發展基金。主要功能：對中小企業研究與開發新產品提供必要補助；對已具備一定技術水平、規模和效益的項目企業擴大生產規模，使用銀行貸款，給予貸款貼息；對實現財稅貢獻增長較大的企業及行業內有較大影響的科技帶頭人給予相應的獎勵。
基地骨干企業每年用于產品研究和開發的資金不低于年銷售收入的5%。市、市的科技經費優先支持基地企業的科技開發項目。
（三）管理機構
1.組織機構。為切實加強對國家先進機械制造產業化基地的領導，更好地發揮基地的示范和帶動作用，提高全市機械制造業的自主創新能力，市人民政府成立由市政協主席、開發區黨委書記岳慶林為組長的先進機械制造產業基地領導小組，領導小組辦公室設在經濟開發區管委會，由韓軍副主任兼任辦公室主任?；毓芾磙k公室和日常管理服務機構設在經濟開發區管委會，具體負責基地的日常管理和相關服務工作。
2.日常服務。借助開發區管委會這個平臺，由管委會分管副主任負責，配備專人及相應辦公設備。主要職責為按照中心要求統計基地有關數據，上報基地發展動態，申報科技項目；重點聯絡和扶持骨干企業、關聯企業、中介服務機構，落實和兌現有關優惠政策，辦理進入基地的審批手續；調查了解企業的經濟和科技發展動態，協調解決企業經營和產品開發等方面遇到的問題，鼓勵企業間的協作和聯合，促進企業更好更快發展。先期成立的先進機械制造產業園領導管理服務機構，由開發區主要領導負總責，開發區分管領導直接負責，各相關部門主要負責人參加，其核心任務是全面領導產業園的建設，研究制定工作規劃和政策措施，并監督實施，同時負責協調各部門之間的關系，解決基地建設和發展過程中的實際問題。
3.建立行業協會。建立先進機械制造產業行業協會,加強與相關行業協會的聯系，發揮行業協會在信息、政策、人才資源方面的優勢，以及在政府和企業之間的橋梁、紐帶作用。行業協會提供信息服務和咨詢，有助于企業加強自律、提高產品質量和服務意識，增強企業凝聚力和市場競爭力。
4.成立經濟開發區高新技術創業服務中心。主要圍繞先進機械制造這一特定技術領域，在孵化對象、孵化條件、服務內容和管理團隊上實現專業化服務，在該領域培育和發展一大批高新技術企業，提高這一主導產業在開發區發展中所占的比例和份額。同時出臺相應的基地和園區高新技術企業管理辦法，制定明確的發展方向，配備得力的領導班子，設置高效合理的辦事機構，并在園區內劃出面積5000平方米以上的已可自主支配的試驗場地，做好科技型企業的孵化工作，為開發區培育更多的高新技術產業增長點。
（四）技術創新服務體系
完善配套服務機構，營造創新創業的良好環境。大力培育圍繞交通裝備先進制造產業發展的第三方中介服務機構。深入實施“科技創新”戰略，完善產學研緊密結合機制，鼓勵和引導區內骨干企業發展自主研發中心，開發先進核心技術，提高自主創新能力。
1.進一步加強“產、學、研”結合。在現有產學研聯合的基礎上，進一步加強與中國科學院、中國工程院、清華大學、同濟大學、大學、交通學院等單位的合作，充分利用這些單位的人力資源和科研條件，進行新產品的開發、成果轉化，并經常開展一些高層次高水平的學術交流和技術項目的。
2.發揮企業研發中心的技術優勢，加大扶持力度。園區內的骨干企業和重點企業，要建立和加強研發機構的建設，健全完善技術創新體系，提高企業的創新能力。規范企業工程技術研究中心和技術中心的運行管理，保證和加大研究經費的投入?？傮w上，要求企業提取的技術開發費用占當年銷售收入的比例不低于5%，加快技術中心的建設和政策扶持力度，發揮中心技術和人才優勢，逐步建設成為交通裝備及先進制造研發基地、技術和成果轉移基地。
3.加快先進機械制造基地孵化器的建設。充分發揮現有的資源，加速建設進先進機械制造產業基地的孵化器。為中小企業提供成熟的技術和產品。孵化器按企業方式運作，由專業人員進行管理，注重各種平臺（技術、資金、政務、商務平臺）的建設和完善，為企業提供全方位的支持與服務。
（五）人才信息服務
充分發揮高等職業教育基地、人才交流中心、職業介紹中心、網絡信息平臺的作用，加強人才隊伍建設，采取“走出去，請進來”等多種方式，引進各類研發和高級管理人才。同時鼓勵校企聯手，采取定向培養，人才定單等模式，為交通裝備先進制造產業基地的快速健康發展提供強有力的技術人才支撐。
（六）對外宣傳
在基地入口、出口主要道路設立標識牌，在中心區域設立綜合介紹先進機械制造產業基地的宣傳牌，各骨干企業和關聯企業門前統一掛牌。建立產業基地的獨立域名的網站，并與中心網站及省、市科技部門、國內重點配件交易中心鏈接，宣傳和介紹基地發展情況
（七）保障措施
堅持以科學發展觀為統領，以構筑現代化工業強市為目標，依托區位優勢，著力推動先進機械制造產業基地發展進程。
1.加強先進機械制造產業基地的制度建設，為創新集群提供良好的發展空間。制度創新是創新集群更好、更快發展的必要保證。通過制度創新形成一種政策調控與優質服務相結合的體系，為集群發展提供“公開、公平、公證”的創新空間，以利于企業生產經營、中介服務機構創建、科學研合作、社會資源共享，形成一個有機的結合體。
2.創新服務方式，不斷完善有利于加快先進機械制造產業發展的良好環境。充分發揮已形成的產業群體優勢，把骨干企業培育作為壯大主導產業實力的突破口，構建創新服務平臺。大力扶持企業技術開發中心，加強與高校、科研院所的聯系，為基地的發展和創新不斷提供新信息、新知識、新人才，有效提高基地創新的效率。
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1 中國焊接技術發展現狀
1.1 焊接技術自動化水平較低
我國的大多數焊接仍然是采用手工焊接來完成的，長期以來焊材生產一直以手工焊的焊條為主，與國外80%的自動化焊接水平相比，我國的30%自動化水平顯得如此相形見絀，這也無可厚非的拉開了我國與國外焊接技術上的距離。隨著焊件復雜化得發展趨勢，手工焊接必將嚴重影響生產發展，要想取得制造業的迅猛發展，必須發展自動化焊接，使我國成為焊接強國[3-4]。
1.2 焊接人員專業技術水平不足
人是高新技術的載體，是企業的核心力量，企業的任何發展都是以人為本的。我國的焊接技術人員對業務水平了解的太少，與行業需求存在非常大的距離，使焊接產品的質量很難得到大的提升。我國焊接技術人員具有高職稱的人員太少，大多企業缺少高學歷的工程師和有經驗的焊接結構設計師，這已是一個不容忽視的嚴峻問題[5-6]。
2 中國焊接技術的發展展望
2.1 焊接材料發展趨勢
焊接材料在焊接工藝中有著非常重要的作用，我國目前焊接材料產量居世界首位，但焊接材料產品結構和工業發達國家相比差距明顯。焊接技術發展到一定水平后，開發新材料也逐漸進入了焊接領域工作者的視線，當下焊接材料正在從黑色金屬轉向有色金屬，由金屬材料轉化為非金屬材料，由結構材料轉化為功能材料，由多維材料轉化為低位材料，由單一材料轉化為復合材料。為了解決材料高性能和可焊接性之間的矛盾，需將新型材料納入到焊接材料中去，以提高焊接產品質量和焊接效率，進而提高焊接領域整體發展水平[7-10]。
2.2 提高焊接產品質量
焊接質量決定了焊接產品的質量，我國雖然焊接材料產量居世界首位，但焊接產品質量卻相對落后。我國目前對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術，無鉛連接材料以及技術應用落后，我國應注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方而的應用，研究更好的焊接工藝，進一步提高焊接質量，進而提高焊接產品質量[11]。
2.3 發展綠色節能焊接技術
隨著科學技術的發展，經濟的進步，人們越來越重視節能減排，綠色環保，焊接技術的發展也必將綠色節能放在首位，清潔生產是對焊接生產的必然要求。高效節能的焊接工藝是高焊接效率的保證。不同的焊接工藝都會對環境釋放有害氣體，煙塵，弧光輻射，噪聲等，目前，國內外已經在研究用更為清潔且高效的焊接技術替代傳統的焊接技術，使具有巨大經濟效益和社會效益的綠色焊接技術真正廣泛應用于不同領域，讓焊接技術向簡單智能的方向發展[12]。
3 結束語
焊接技術在制造業中發揮了舉足輕重的作用，焊接技術的發展將不斷促進制造業的發展。隨著科技的進步，為了提高焊接技術水平，促進制造業發展，需要結合我國制造業實際情況，深入研究，了解焊接技術特征，制定科學有效的焊接技術發展對策，不斷提高焊接技術水平，帶動制造業的發展。
參考文獻
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篇6
先進機械制造技術，是現今科技發展下的一個重要技術成果，其融合了計算機技術、信息技術以及集成化制造技術等諸多高科技的優勢。以往，制造技術單一，且工作效率低，每一個產品的問世，都會隨之涌現出與其功能近乎相似的相同產品；而且在產品制造方面，由于技術的不成熟，使得制造進度緩慢，生產率低，很難應對快速發展的經濟競爭市場。先進機械制造技術，憑借本身智能化、系統化的優點，完全彌補了傳統制造技術所表現出的不足之處，不僅有效地提高了生產效率，也使得產品向著多樣化方向發展。
1 現代機械制造技術的發展趨勢
1.1 全球化
制造的全球化，可以說是如今機械制造業自動化最重要的發展趨勢。近年來，在各種工業領域中，國際化經營不僅成為大公司而且已是中小規模企業取得成功的重要因素。
這一方面，由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業在這種無情的競爭中紛紛落敗。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場。
另一方面，由于網絡通訊技術的快速發展，提供了技術信息交流、產品開發和經營管理的國際化手段，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業發展的動力。
1.2 信息化網絡化
互聯網通信技術，幾乎壟斷了全球信息交流領域。在制造技術方面，一種產品的開發與研制，可以通過網絡實現異地跨界進行。網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售，都可以異地或跨越國界進行。利用網絡通訊技術，可以加強各國產品的合作以及技術經驗的交流。同時亦可在最短的時間內，達到最快速、有效的技術經驗學習。
1.3 自動化
自動化是一個動態概念，目前，其研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢，是制造全球化、制造敏捷化系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。
1.4 敏捷制造
制造自動化系統的生存能力和競爭能力，在很大程度上取決于是否能在很短的開發周期內生產出低成本、高品質的不同品種產品的能力，從而去面對市場的挑戰。敏捷制造是將柔性生產技術、熟練掌握生產技能的勞動力，與促進企業內部和企業之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎結構，對迅速改變或無法預見的市場，做出快速反應。其旨在不可預測的持續變化的環境中，使企業具有卓越的自適應能力，從而占據主導地位的總體戰略，同時也是對市場需求做出快速響應、快速重組的生產模式；敏捷制造是一種哲理或管理哲學，是企業管理的戰略性變革。其特征，是制造柔性和成員合作，制造柔性是敏捷制造的組成部分，包括人員、設備和軟件3 方面的柔性。
2 我國現代機械制造技術的發展方向
先進制造技術，是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
2.1 現代機械制造技術的發展方向
現代機械制造技術的發展，主要表現在兩個方向上：
一是精密工程技術，以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表，將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代；
二是機械制造的高度自動化，以CIMS 和敏捷制造等的進一步發展為代表。
（1）精密成形技術。成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括精密鍛壓、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
（2）無切削液加工。無切削液加工的主要應用領域，是機械加工行業，無切削液加工簡化了工藝，減少了成本，并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。
（3）快速成形技術?？焖僭土慵圃旒夹g，其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則，而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造、熔化沉積制造等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本，而且有些工藝的改進對環境起到保護作用，因此被稱為綠色制造工藝。
2.2 發展機械自動化技術要立足于中國國情
發展我國的機械自動化技術，應該從我國的具體國情出發，著眼于我國機械制造業的發展現狀，并堅持可持續發展的戰略眼光，從整個國家的角度來進行仔細的考慮，走中國特色的機械自動化技術發展之路。
發展機械自動化技術，是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的過程。當機械的操作采用自動控制器以后，生產方式才能從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數字控制自動化、計算機控制自動化。另外，只有建立了自動化工廠以后，生產過程才能全盤自動化，才可能進入機械自動化的高級理想階段。
目前，中國機械制造業同世界先進水準之間，存在著階段性的差距。在這種情況下,普遍應用電子計算機集成制造系統的高度自動化，并不具備相應的基礎技術、發展經驗和所需資金。因此，應該發展生產工藝成熟的大批量生產的自動化技術。
在我國，在數量較大的同類產品連續流水作業的切削加工生產中，自動化設備仍然是以半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉體零部件加工自動線等為主。在大批量的鑄造、鍛造、焊接、沖壓、熱處理以及裝配等生產過程中，采用自動單機和自動線則是符合現實的，也是可行的。針對品種較多的成品生產，應該采用可快速重新調整的設備，組成成組工段或者流水線、可更換主軸箱組合機床自動線、短自動線和復合制造單元，從而實現成組自動化。針對單件小批量生產，應該從推廣成組技術入手，適當發展采用數控機床應用或加工中心。
2.3 自動化技術的發展走向
正確判斷、識別并堅持自動化技術的發展走向，對于機械自動化技術的發展至關重要。目前，機械制造自動化技術的發展走向，朝著數字化、綠色化與智能化方向發展。
數字化是先進制造技術發展的核心，是制造技術、計算機技術、網絡技術與現代管理科學交叉作用的共同結果，這將是機械自動化技術發展的必由之路。
隨著人們對人類與環境之間的關系認識的逐漸加深，實現人類與環境之間的協調、可持續發展，是當代經濟發展必須遵循的原則。機械自動化技術的發展，也同樣要遵循這一原則，實現綠色化發展之路。
近20 年來，制造系統正在由原來的能量驅動型，轉變為信息驅動型，這就需要制造系統不但要具備一定的柔性，同時還要表現出一定的智能，實現在對大量復雜信息處理的同時，能夠自主進行選擇與處理。這既是現代科學技術發展的必然結果，也是人類社會進步的重要標志，具有良好的發展前景。機械制造業在任何一個國家的重要地位，都是顯而易見的，機械自動化技術直接關系到機械制造業的基礎和水平。
2.4 改變傳統局限，研究新的技術
前幾年，我國的機械制造技術理念，僅僅局限于國內，對外則少之又少。雖然近幾年我國對外出口有所增加，但是相對于發達國家，我國的國外市場仍處于狹窄狀態。發達國家的機械制造技術水平較高，不斷地搶奪我國市場，致使我國許多知名企業在競爭中落敗。
但從另一方面考慮，雖然我國的機械制造技術水平較低，但我們可以與外資企業進行合作，在合作的過程中，學習外國先進的機械制造技術，再在此基礎之上，研究新的技術。
總的來說，我們必須改變傳統理念，努力提高我國的機械制造技術，才能穩定住我們的市場，才能更好地發展自己的機械制造技術。
3 結束語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的關鍵。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。我們應了解機械制造技術的發展過程，認識現代機械制造技術的現狀，把握現代機械制造技術的發展趨勢，科學高效地進行現代機械制造技術的研究，盡早地實現我國由制造業大國到制造業強國的過渡。
參考文獻：
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篇7
0 引言
機械設計制造及其自動化是一門比較綜合的學科，在原來的機械設計制造的基礎之上與多現代化技術相結合的學科，它主要涵蓋了機械制造、機械設計、自動化等多個方面的知識。它可以解決現代工程中見到的一些比較復雜的工業生產難題。這門學科對于當今我國的工業發展有著及其重要的地位。我們國家的工業水平也是非常依賴機械設計制造及其自動化專業發展的。所以我國的機械設計制造及其自動化的發展前景還是非常好的。機械設計制造及其自動化發展是符合我國的經濟發展規律的，讓我們的經濟建設實現智能化轉變的一個重要契機。
我國政府在近些年加大了對于機械設計自動化專業建設的投入，積極鼓勵高校學生學習機械設計制造及其自動化專業。國家的經濟發展離不開人才的支持。機械設計制造及其自動化專業人才也將推動我國的現代化建設的進程。
1 概論我國當前的機械設計制造及其自動化發展存在的問題
改革開放以后我們國家將經濟建設放在了首要位置，在這種大環境下我們國家的機械制造業發展飛速，工業化大生產有著很大的突破。但是我們的機械設計還是有存在著一定的問題。
（1）我們的很多工業設計缺乏自己的創新思維，簡單直白的說就是缺少我們自己的特色。很多機械設計課程的理論不能跟上實際工業對于機械設計的要求。是一套脫離實際生產的理論。從而導致學生畢業后無法在企業中做出真正符合企業要求的工業設計。
（2）我們的機械設計制造有很多是仿造國外的設計，不能切實有效的為企業生產帶來實際的收效。國外發達的工業發展是領先我們國家的工業發展水平的，但是國外的生產環境和生產要求與我國的實際生產情況有著相當大的出入，它們有的設計并使用與我國的工業生產。所以即使我們做出了國外機械設計的高仿版，但是并不能真正的運用于我國的工業生產之中。
（3）機械設計制造及其自動化知識產權的保護不足，我國的知識產權保護還是存在一定的漏洞。很多真正的機械設計師的作品得不到真正的法律保護。從而使得這些作者的實際勞動成果沒有得到承認和保護。讓那些熱衷于山寨做仿版的人不勞而獲。在這樣一個惡性循環下真正愿意做機械設計的骨干人物越來越少，它們會缺乏做設計的熱情。這對于國家的經濟發展有著一定的負面影響。
2 我國機械設計制造及其自動化的自身特點和存在的優勢
2.1 我國的機械設計及其自動化的特點
我們國家的機械設計制造業有著自己的發展特點。我們是一個發展中的國家，國家政策是鼓勵經濟發展，支持人才培養。在這種背景之下，我們機械設計及其自動化專業的人才變得炙手可熱。機械設計自動化改變了傳統的依賴人力去操作的機械，使得機械產品中滲透了新的技術。機械自動化極大的提高了企業的勞動生產效率，降低了企業的生產成本，提高了企業的經營利潤。
與傳統的機械設計相比較，新技術要求我們的機械設計里面有更多的智能化的東西。多種元素的融合讓我們的機械設備能面對更多的工業生產方面的問題。自動化背景下的機械生產的功能性更加的強大。我們的機械設計自動化不是單方面的將各種技術累加在一起，而是依據企業的實際情況來做符合企業生產要求的機械設計。
2.2 我國的機械設計及其自動化存在的優勢
與其它的專業相比較，機械設計及其自動化有著自身的優勢。首先是該專業有很強大的技術性。通過我們的機械設計制造自動化可以提高我們的機械設備的智能化的生產水平，提高企業的生產利潤。自動化的機械設備最大的優勢就是掌握的是實際改善企業生產狀況的核心技術。近年來不論是國企還是外企或者是民營企業對于這個專業的人才是求賢若渴的。
3 機械設計制造及其自動化的專業發展前景
機械設計制造及其自動化專業的學生畢業后一般是從事機械制造領域內的設計制造、技術開發等等。畢業生的就業范圍還是偏重于重工業的。當前機械設計制造及其自動化的發展前景要求我們做到以下兩點：
（1）高校要積極培養專業的機械設計人才。很多高等院校甚至是高職高專都開設了機械設計及其自動化專業課程，但是培養出來的人才是良莠不齊的。真正能夠為企業所用的專業人才并不是很多。但是社會對于這個專業的人才需要量是越來越大的。我們需要積極的培養能夠為企業帶來經濟利益的機械設計人才。
（2）機械設計制造業的應用領域非常的廣泛，我們需要加強對于該專業的重視。因為技術是經濟發展的主要支撐。所以我們應該高度重視機械設計專業的教育。高校應該提出一套能夠適應當前經濟發展情況的教育體系。重視關于機械設計人才的培養規劃。真正的為我國的工業發展輸送專業的人才。
4 結束語
總而言之，機械設計制造及其自動化的前景是一片光明的。它需要學生掌握專業的知識并且可以與實際相結合。它是一門研究機械制造理論、制造技術、自動化制造系統和先進制造模式的學科。機械設備自動化的培養目標非常的明確就是培養出能夠將機械設備與自動化通過計算機方式結合起來的人才。該專業有著及其廣闊的發展空間的。就目前的情況來看，我國的工業領域中還是很缺乏技術性的人才。所以我們的機械設計人才還是有很好的施展舞臺的。
參考文獻：
篇8
1機械自動化在制造業中的地位
機械自動化為機械制造提供了便捷，通過節約時間和成本進而提高了機械制造的工作效率。隨著技術的進步和普及，它不僅僅被應用在制造業，也向其他工業領域進軍，創造了豐厚的社會效益和經濟效益。機械自動化的技術水準不僅掌控著整個機械制造業的發展，而且對國民經濟各部門的技術進步也有很大的影響力。
形式上，運用人工智能技術對簡單的生產動作進行操控和運行，它將人、機械和自動化機器綜合成一個系統，系統中各部分協調合作，從而高效生產產品；涉及面上，自動化技術涉及到加工制造和產品的生命周期，操縱著整個過程；功能上看，它節約了人力資源，節省了生產時間，提高了生產速率，進而提升了企業的綜合競爭力。
2我國機械自動化的發展現狀與應用
我國作為一個發展中國家，存在著技術缺陷，與一些發達國家相比，機械自動化技術只是處在摸索、操作階段，落后陳舊的設備和技術要求我們要不斷的吸取新鮮技術與經驗，用自動化技術取代傳統的機械制造，目前我國計算機的使用還不夠精熟，只停留在經驗管理階段，缺乏對計算機的實際操作，只有很少數的企業應用了激光加工技術、高精度加工技術等先進加工技術。
（1）機械自動化在農業上的應用
在農業上機械自動化技術被應用在農產品的加工、貯藏、運輸等程序，實現
農業機械及裝置部分自動化或無人自動操作控制，使得機器代替農民進行耕作、施肥、灌溉等田間管理工作，既節省了人力資源，又做到了精細操作的要求，農業生產上做到精耕細作，對溫室產品實行智能化控制，降低成本，最終提高了農產品質量。
（2）機械自動化在工程中的應用
機械自動化在工程上的應用越來越廣，主要體現在挖土機、挖掘機、焊接等方面的應用，大大提高了勞動效率和施工質量；最佳機械自動化是實現無人化控制，全程都是機器控制并執行，不僅安全而且節省資源，縮短了施工周期，也能快速竣工。
（3）機械自動化在工業方面的應用
機械自動化在食品包裝方面主要體現在節省人力、提高工作效率、自動化裝備以及一機多用等方面，使得包裝流程高精度、高效的進行。現代包裝機械自動化得到改進，將包裝機械、電子信息、食品檢測多方面技術融為一體，大大提高了包裝質量和速度，同時也避免了人為的疏忽造成的失誤。
機械自動化在太陽能中的應用主要體現在光伏發電、切片設備、全自動絲網印刷等方面。目前我國光伏設備與國際水平還存在一定差距，而PECVD設備和硅片切片技術的自動化是需要改進的，太陽能光伏發電系統包括光伏電池組件、逆變器、控制器和蓄電池組，這一系統主要涉及到高端的自動化技術，需要在現有基礎上發揮更加獨特的優勢。
（4）機械自動化在制造業上的應用
機械設備在出廠使用之前多需要進行功能檢測。因此，在機械設備生產過程中，可以利用機械自動化技術，實現制造、生產與檢測的同步進行，這樣可以有效提高檢測效果、提高機械設備的使用效率；根據生產需求，工作人員需要對機械進行調試、檢驗、組合等多項工作，因為工作量大導致失誤率也高。應用機械自動化技術進行機械裝配，可以提高生產質量與效率，進而提高企業生產的經濟效益和社會效益。
3機械自動化的發展前景展望
（1）根據實際情況發展適合我國國情的機械自動化技術
我國機械自動化技術與發達國家發展存在一定的差距，因此不能盲目地進行效仿，基于我國的資金短缺、技術欠缺，應把自動化重心放在發展生產工藝比較成熟的大批量生產自動化技術，而小批量的單件生產最好發展數控機應用和加工中心。發展機械自動化技術要以企業生產和發展的實際需要及具體條件為目標。只有采用與產品相適應的自動化方式進行生產才能收到良好的經濟效益和社會經濟效益，做到有的放矢，節約了時間和精力。
（2）著力發展實用型的機械自動化技術
我國機械制造業的技術發展水平還不夠，以企業盈利為目的，要大力發展實用型的自動化技術，生產社會需要的產品，快速獲得社會、經濟效益。發展要根據實際情況，不能盲目跟從，我們目前的任務是提高生產效率、擴大經濟收益，不斷的擴大生產規模。
（3）發展低成本、見效快的自動化技術
我國自動化技術受經濟基礎、技術條件的限制，其發揮空間受阻，應該結合實際情況發展低成本、見效快的自動化技術，企業在引進自動化技術的時候，要充分的將企業現有的設備利用起來，對其進行改造，如對傳統的機床設備安裝數控設備，使其能夠以較低的成本繼續發揮作用，在原有設備改造的基礎之上不斷的熟悉自動化的技術，最終實現完全的機械自動化，并盡快將改進的設備和技術投入使用當中，快速獲得收益。
（4）實現全盤自動化、功能多樣化的自動化技術
機械自動化的最高境界是實現自動化技術的功能多樣化，以此滿足不同使用者的需求，要充分實現使用者和操作系統的溝通橋梁用戶界面，其中還有許多需要完善和開發的新功能，進而實現以計算機技術為核心的全盤自動化，智能化和自動化將是以后各行各業發展的必經之路。
（5）打造自動化技術的綠色化發展
人類在生產過程中帶來了或多或少的環境問題，而現今環境問題一直是困擾我們的一件大事，技術人員在研究和應用機械自動化技術時也應充分考慮到這一點，實現自動化技術的綠色化發展，降低機械運行過程中的能源消耗、噪聲污染等影響環境質量的因素，以贏得生態效益、經濟效益的雙贏。
（6）注重發展配套機械自動化技術
在技術發展過程中不僅要發展主體，還要配套發展自動化元件和控制系統，自動化生產時，機械制造系統的自動控制、自動檢測、伺服系統的操作等都少不了要應用微電子技術和自動控制理論；自動化生產時，信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等也都少不了要應用計算機與信息處理技術，合理的將其配套設施結合應用，是提高自動化技術應用效率的有效途徑。
4結語
科技進步對機械自動化技術的需求越來越高，它改革了機械制造的生產模式，促進機械制造生產效率的提升。我國在機械自動化技術方面也是剛剛起步，還需要技術人員的深入探索和研究，最大限度的填充發展空間，發揮潛力。
參考文獻：
篇9
1.機械自動化技術的特征與重要性
美國機械工程師協會于1984年為現代機械下了如下定義：現代機械是“由計算機信息網絡協調與控制的，用于完成包括機械力、運
動和能量流等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯系的系統”。它與機電一體化是一致的，因此可以說現代機械就是指機電一體化系統。20世紀90年代國際機器與機構理論聯合會給出了這樣的定義。機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統思想在產品設計和制造過程中的協同結合。因此又可以說機電一體化就是在機械設計制造及其自動化基礎上的發展。機械自動化技術不僅具有明確的范疇，而且主要是面向工業應用的，有助于制造行業經濟效益和社會效益的提高。同時，機械自動化技術是面前全球競爭的先進技術， 是駕馭生產過程的系統工程，以節約生產時間、降低制造成本、穩定的質量制造水平、提高產品市場競爭力為主要目標。
隨著現代工業的發展， 機械自動化技術的重要性越來越明顯，在進入 21 世紀后，社會不斷進步和發展，我國正全面的實現信息化、工業化和高科技化。自動化方式將在社會的各個領域得到廣泛關注和普及。隨著時代的進步，全球也開始進入到新技術革命時代，現代工業生產過程中，要用各種自動化設備來監視和控制整個生產過程，以期各個設備能在最佳狀態下運行，生產出最好的產品。因此，沒有自動化技術的發展現代化生產也就失去了根基。機械自動化技術在工業生產中的具體應用，不僅可以確保工業生產過程的安全、高效以及穩定性，還可以實現生產原材料和能源的節約，提高產品的生產質量，因此對我國國民經濟的發展具有十分重要的現實意義。目前，我國經濟正處于高速發展階段，因此處于初級階段的機械自動化技術，未來將具有十分廣闊的發展前景。
2.自動化技術出現的歷史背景
《墨子》中記載：“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。”這是說戰國時期 木匠的祖師爺魯班制作了一只木鳥，其運用風力能飛上天，并 長達三天不降落。這是自動化技術應用的最早記載。在后來三國時期著名的軍事家、思想家諸葛亮制造的木牛流馬，也說明了機械自動化的重要性。機械自動化真正起步、影響全球的時間是近代西方工業革命時期。當時，英國著名的科學家詹姆斯?瓦特改進了蒸汽機，其運用的就是機械自動化調節系統部件。蒸汽機的改進是機械自動化控制應用的一個里程碑，也將機械產業引領向了一個全 新的高度和空間領域。此后，機械自動化不斷發展，真正做到了工業化生產加工，同時也減輕了勞動強度，提高了勞動效率，令整個世界的平均生產水平邁向了一個新的臺階?，F在，各行各業都已離不開機械自動化系統。
機械自動化技術從上世紀二十年代在機械制造冷加工大批量生產過程中開始發展應用，60年代后為適應市場的需求和變化，為增強機械制造業對市場快速反應的能力，開始組建可變性自動化生產系統，即圍繞計算機技術的柔性自動化。這種可變的自動生產系統進行工作的前提是制造系統不改變或者是變化的可能性很小，只有在這種情況下，才能使機器設備以及生產管理的過程中實現自動檢測和信息的處理，并能進行合理的分析判斷，然后自動進行預定的操作其中的某一過程，同時，從制造某一零件能夠自動轉換到制造其他的不同的零件。如汽車制造廠在裝配線上進行車型和配置的快速準確更換，以適應小批量多品種產品的生產。但經過實踐分析發現，在這一時期定義的自動化制造系統和現在大多數實際運用中的企業存在很多不相融合的地方。
現在，除了少數工業比較發達的國家中一些生產部門使用的機械自動化水平較高外，其他的大多數國家機械自動化的水平還處在操作的階段，我國也處在其中，因此，需要對該技術進行不斷的研究探索，循序漸進，經過不懈的努力和條件的創造來實現自動化最理想的高級階段。
3.我國機械自動化技術的未來
1）結合實際，發展實用型機械自動化技術
先進制造技術的目的在于應用。機械自動化技術的未來發展要時刻以企業生產發展的實際需求為導向，如果背離了這一原則，將會導致我國機械自動化技術發展偏離軌道，不能為社會創造經濟效益。因此，只有結合實際，對機械自動化技術進行合理應用，引入的機械自動化技術以實用為準，才能使機械自動化技術產生的效益最大化，從而提高國民經濟效益。發展機械自動化技術，應以企業生產、發展實際需要、具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產，才能取得良好的技術經濟效益和社會經濟效益。據調查，我國引進的弧焊機器人，完全正常運轉、充分發揮效益的只占 1/3； 另外 1/3 處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態； 還有 1/3 不能正常使用，這直接影響了企業對機器人的開發。
2）發展投資少、見效快的低成本自動化技術
動化技術應用發展的初期階段，應尋找投資少和見效速度快的自動化技術。這是因為，低成本的自動化技術有較大的潛力和發展前景，其較少的投資和較快的見效速度也讓企業有能力發展。率先發展低成本的機械自動化技術，其潛力大、前景廣、投資少、見效快。提高自動化程度，可以取得事半功倍的經濟效益，這是我國現階段發展和國情的需要。如： 美國麻省理工學院提出的精簡生產 LP（ Lean Production） 模式，就是以最小的投入，取得最大的產出的具體體現。日本豐田公司采用、推行適時生產 JIT（ Just In Time） 、全面質量管理 TQC（ Total Quallty Control） 和成組技術 GT（ Group Tech-nology） 、彈性作業人數和以人為本為支柱的生產方式，均取得了良好的效益。借鑒國外發展機械制造業低成本自動化技術的經驗。我國機械制造業各企業有大量的通用設備，在發展現代機械自動化技術時，若以原有的設備為主，合理調整機床布局，添加少量的數控設備，引入CAD/CAM技術，充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性，共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統，為我國機械制造業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑同時低成本的自動化技術也能為以后更高階層的自動化技術的使用奠定良好的基礎。
3）結合中國國情，發展現代機械自動化技術
機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發展過程。當機械的操作采用自動控制器后，生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數字控制自動化、計算機控制自動化。當前，中國機械制造業同世界先進水準相比仍存在階段性差距。在這種情況下，基于生產工藝成熟的大批量生產是適合我國基本國情自動化技術的一種模式。大批量生產的產品品種單一，結構穩定，產量很大，具有連續流水作業和綜合機械化的良好條件。因此，應發展應用電子計算機集成制造系統的高度自動化技術，應發展生產效率高和技術經濟效益良好的生產自動線，應發展在自動線的基礎上按先進的工藝方案建立綜合自動化車間和全盤自動化工廠，應發展采用數控機床或加工中心，建立柔性制造單元（ FMC） ，以取得較好的經濟效益。
4）配套發展機械自動化技術，注重人才培養
發展應用機械自動化技術，基礎工作不容忽視，研究生產大量性能優良、自動化水準高的機電產品是發展應用機械自動化技術的關鍵。自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下，對生產的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等各個方面。
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Keywords: mechanical manufacturing technology, the characteristic, the development, the trend
中圖分類號： TD406文獻標識碼：A文章編號：
引言：通常意義上講我們所涉及的機械制造技術是對產品的設計、加工、出售、使用、維修以及回收等整個過程進行研究的學科。當今大量應用先進機械制造技術的最終目的是迎合社會發展,提高產品質量以及企業競爭力。技術的革新極大程度上提高了我們技術的進步,人民群眾對其要求也是越來越高,不僅要求外形美觀,質量高檔,價格合理,使用方便,還要求有多樣的品種,快捷的更新,滿意的服務以及高程度的自動化。為了迎合社會的發展,滿足當代人越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1、機械制造技術現狀及特點
(1)機械制造的現狀：我們的機械制造技術近些年來得到了迅猛的發展,日益受到經濟管理部門關注,取得了一系列的突破，尤其是在自主開發創新能力方面以及行業整體技術水平方面顯著提高。雖然我國也在不斷開發,引進及采用現今的機械制造技術,但與發達國家相比,仍然存在諸多問題,主要體現在設計,工藝,自動化以及管理等方面。隨著社會的進步與工業生產的高度發展,人們對于產品的要求也發生了很大的變化。特別是制造過程和制造工藝也有了新的內涵。進入21世紀后,以計算機技術、網絡技術和通信技術等為代表的信息技術、生物技術及新材料技術,被廣泛應用于機械制造的各個領域,使機械制造技術發生了質的飛躍,制造生產模式發生了重大改變,呈現出高技術化、高數字化、高極端化、高綠色化、高集成化的特點和發展前景。
(2)機械制造技術的特點：先進的機械制造技術具有與時俱進性,系統性,市場性及全球性等特點。先進的機械制造技術既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程,與時俱進,不斷更新;先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體,是一個系統工程;20世紀80年代以后,機械制造業贏得市場競爭的主要矛盾，已經從提高勞動生產率轉變為時間、成本和質量的三要素的矛盾,先進的機械制造技術把這三個矛盾有機結合起來,是市場競爭三要素的統一;隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。
2、機械制造技術發展趨勢
幾年來,我國現代機械制造業不斷采用先進制造技術,機械制造有了顯著的發展,無論制造總量還是制造技術水平都有很大的提高。機械制造從產品研發、技術裝備和加工能力等方面都取得了很大的進步,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)科技新時代的到來,尤其是網絡新時代的到來,標志著機械制造技術也必將朝著信息化方向發展。網絡通訊技術的迅速發展和普及給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。所謂機械制造技術信息化是指機械制造業以信息為主導,借助于物質和能量的力量生產出價值,而不同于以往以物質和能量為主導,借助于信息的力量生產出價值。不久的將來,信息產業和智力產業將成為社會的主導產業。
(2)自動化和智能化在我們國家的技術革新中占據了重要的地位。主要表現在制造系統中的集成技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、柔性制造技術和適應現代化生產模式的制造環境等方面。智能化是柔性自動化的重要組成部分。隨著社會的發展,人類早已從繁重的體力勞動中解放出來,然而生活水平的提高促使人類不滿足于此,如今我們還要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來,以便有更多的精力從事高層次的創造性勞動,智能化促進柔性化的發展,它使生產系統具有更完善的判斷與適應能力。智能制造將作為一種模式,是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不斷向縱深發展的高技術含量和高技術水平的先進制造系統,也是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統,它突出了在制造諸環節中以一種高度柔性與集成的方式,借助計算機模擬的人類專家的智能活動,進行分析、判斷、推理、構思和決策,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。
(3)技術和管理柔性化。實現機械制造的柔性化是為了更好的適應多變的市場和產品需求,柔性化包括技術柔性化和管理柔性化。我們這里所談論到的所謂技術柔性化也就是我們在施工過程中所使用裝備和技術路線不受工藝及產品種類的約束,這樣的技術就會使我們的工藝得到更大的提升。我們需要在工作中重視管理的柔性,這就是要求我們需要了解管理柔性化的優勢,在我們的實際管理中需要重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出如準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想和技術。在整個的流程中我們的人為因素發揮了重要的作用,為了使我們整個制造生產系統無論在技術、管理或是人員、組織上都具備充分的柔性必須進行柔性化管理。柔性化管理必須重視人性化管理,尊重人性,從而增強員工的責任感和自主精神,充分調動員工積極性,在日益強調環保的今天,綠色制造技術的出現賦予柔性化更深的含義。
(4)機械制造的靈活化。靈活化也就是盡可能地縮短從設計生產到出售使用的時間,使機械制造廠的機制能靈活轉向。未來的市場是具有高度不確定性的,為了迎合多變的不可預期的市場,機械制造必須具有高度的靈活性。
結語：在技術飛速發展的今天,我們越來越能發現機械制造行業的重要性。我們國家近些年來逐漸將機械制造業發展成為我國工業中的核心,其在國民經濟的發展中有著不可替代的作用,對于提高我國的綜合技術實力有著十分關鍵的作用。這就是要求我們從業人員不斷加強機械制造技術水平,掌握好相關的發展方向,也就能在最終實現提高產品質量及企業效益的目標,保證我國在激烈的市場競爭中處于不敗之地。
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篇11
一、當前制造科學要解決的問題
當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：
（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。
（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵問題。例如在計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。
（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。
（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應用促進了制造智能的發展。一類基于生物進化算法的計算智能工具，在包括調度問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在制造中完成組合優化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規模的制約。制造智能還表現在：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。
這些問題是當前產品創新的關鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性問題。這些問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎研究體系。
二、現代機械工程的前沿科學
不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別于一般基礎科學的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術問題。
超聲電機、超高速切削、綠色設計與制造等領域，國內外已經做了大量的研究工作，但創新的關鍵是機械科學問題還不明朗。大型復雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、制造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和制造基礎、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯軸機床、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少研究，但仍有許多關鍵科學技術問題有待解決。
信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和制造科學將是改變21世紀的主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，與以上領域相交叉發展的制造系統和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。
2．1制造科學與信息科學的交叉--制造信息科學
機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。信息化是制造科學技術走向全球化和現代化的重要標志。人們一方面對制造技術開始探索產品設計和制造過程中的信息本質，另一方面對制造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化制造環境。隨著對制造過程和制造系統認識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。
與制造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要研究方向和內容：
(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量制造信息向知識和決策轉化。
(2)非符號信息的表達、制造信息的保真傳遞、制造信息的管理、非完整制造信息狀態下的生產決策、虛擬管理制造、基于網絡環境下的設計和制造、制造過程和制造系統中的控制科學問題。
這些內容是制造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了制造科學中的新分支--制造信息學。
2．2微機械及其制造技術研究
微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件與系統的功能密度、信息密度與互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術的發展開辟了技術全新的領域和產業，具有許多傳統傳感器無法比擬的優點，因此在制造業、航空、航天、交通、通信、農業、生物醫學、環境監控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。
微機械是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結構并與集成電路兼容制造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。近10年來，微機械的發展令人矚目。其特點如下：相當數量的微型元器件(微型結構、微型傳感器和微型執行器等)和微系統研究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術的發展，特別是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。
目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識，還沒有形成基于一定理論基礎之上的微系統設計理論與方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行研究。微型機械系統研究中存在的關鍵科學問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領域。
2．3材料制備／零件制造一體化和加工新技術基礎
材料是人類進步的里程碑，是制造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功制備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計與擬實仿真優化是實現材料與零件的高效優質制備／制造及二者一體化、集成化制造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料與零件的高效優質制備／制造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數、電磁性能等，研究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式制造技術、增加材料式覆層技術等，研究多種材料組分的復合成形工藝技術。形成材料與零件的數字化制造理論、技術和方法，如快速成形技術采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。
2．4機械仿生制造
21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品(如智能仿生結構)，開發出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產業，并為解決產品設計、制造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。
地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現象中學習組織與運行復雜系統的方法和技巧，是今后解決目前制造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結構和運行模式的一種制造系統與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結構和進化過程。
仿生制造所涉及的科學問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統中的應用問題。所謂"自組織"是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環境適應能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產品并行設計、制造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和制造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。
仿生制造屬于制造科學和生命科學的"遠緣雜交"，它將對21世紀的制造業產生巨大的影響。
仿生制造的研究內容目前有兩個方面：
2．4．1面向生命的仿生制造
研究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；
2．4．2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系統的自組織機制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設計原理，基于多自律單元協同的分布式控制和基于進化機制的尋優策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關系，仿生系統及其演化過程的復雜度計量方法。
機械仿生與仿生制造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎研究的特點，如果抓住機遇研究下去，將可能產生革命性的突破。今后應關注的研究領域有生物加工技術、仿生制造系統、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關鍵技術基礎等。
三、現代制造技術的發展趨勢
20世紀90年代以來，世界各國都把制造技術的研究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，如美國的先進制造技術計劃AMTP、日本的智能制造技術（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現代技術國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。
隨著電子、信息等高新技術的不斷發展，市場需求個性化與多樣化，未來現代制造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發展。
當前現代制造技術的發展趨勢大致有以下九個方面：
(1)信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，現代制造生產模式會獲得不斷發展。
(2)設計技術與手段更現代化。
(3)成型及制造技術精密化、制造過程實現低能耗。
(4)新型特種加工方法的形成。
(5)開發新一代超精密、超高速制造裝備。
(6)加工工藝由技藝發展為工程科學。
篇12
機械自動化, 主要指在機械制造業中應用自動化技術, 實現加工對象的連續自動生產, 實現優化有效的自動生產過程, 加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展, 是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。機械自動化的技術水準, 不僅影響整個機械制造業的發展, 而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。因此, 發展我國的機械制造業自動化技術, 符合我國社會主義的基本原則, 符合我國現代生產的發展規律。
1、機械自動化技術應用現狀
實現機械自動化的理論基礎是控制理論。根據被控對象的特性與其所處環境的變化,能動地通過信息反饋作用施加控制作用給被控對象,從而使系統按預設功能運行?？刂评碚摓榻鉀Q當今許多具有挑戰性的社會生產與科技研究問題發揮了重要作用,是實現自動化控制的理論基礎,其發展及應用將徹底改變人類傳統的生產、生存、生活和管理模式。機械自動化技術的應用主要體現在以下方面。
1.1 信息自動化
包括計算機輔助設計、工藝輔助設計、輔助制造以及產品數據庫系統管理等。計算機輔助設計是指通過計算機的圖形設計軟件及設備,輔助工程師進行機械部件及構造的設計工作;工藝輔助設計是建立計算機輔助設計和輔助制造兩者之間的連接,對生產工藝效率進行提高和優化,使其標準化程度不斷增加;輔助制造是在產品生產過程或工藝系統中通過采用計算機的數值控制技術(通常稱數控技術)達到控制生產的目的;產品數據庫系統管理是對計算機設計、生產制造過程中出現的數據信息進行系統化管理。
1.2 物資供輸自動化
物資供輸自動化管理可將機械制造系統中所需的各種原材料或成品輸送到預定的相應位置,是自動化機械制造過程中不可缺少的細分系統。通常情況下,自動化物資供輸管理系統主要包括單機自動裝置、自動輸送設備、自動化軟件系統組件等。
1.3 生產自動化
自動化的機械制造加工系統,可以自動持續進行重復工序的循環,同時還可以自動裝卸機械組件。在機械制造中采用自動化生產加工系統,可以全面代替人員體力勞動,減少機械生產加工過程中由于人為操作失誤等因素而存在的幾率,大幅提升產品的質量和品質。
1.4 設備裝配自動化
設備裝配自動化是將特定規格、形狀的機械零配件按照設計預定的技術要求,通過搬運、組裝、調試、試驗、驗收等步驟,自動組裝為一套能夠進行生產制造的工藝流水線。設備裝配是機械制造生產過程中的重要環節,自動化設備裝配系統取代了以往依靠人工循環復雜操作進行的裝配工作,能夠有效提高機械生產的效率和產品質量,是現代化機械制造中的一項重要技術應用。
1.5 檢測自動化
隨著現代科學技術水平的不斷發展和提高,各種新型材料和部件、以及有特殊功能要求的新型復雜加工設備不斷被應用到機械制造業中,使產品的檢測技術和工作難度也不斷增大,傳統依靠人工直接檢測的方法已經不能滿足現代化高精度工藝水平的產品檢測要求,所以,自動化檢測技術必然被引入到機械制造中,現在應用相對較多的技術主要包括基于時序、電流信號、人工神經網絡對刀具、組件磨損狀態的識別檢測,以及多判斷系統的智能設備診斷技術等。
2、機械自動化技術的發展趨勢
2.1注重實用,結合實際生產的機械自動化技術
先進機械制造自動化技術在于應用。發展機械自動化技術是以企業的生產和技術發展的需求為目標。我國發展機械自動化技術,應結合實際生產,注重實用,為國民經濟的發展提供效益。自動化是一個動態概念,現今它的主要研究表現在制造系統中的集成技術和人機一體化制造系統、系統技術、制造過程的計劃、制造單元技術、調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。20世紀70-80年代初,我國在發展數控方面缺乏戰略思想,怎樣解決在制造技術問題相關人員不太清楚,對于就技術論技術色彩,忽視效益偏重速度,給不少企業在數控機床只出樣品,不能給企業提供商品,只能用于生產實際。到20世紀80年代,隨著自動化技術的發展,像一些發達國家通過科技、經濟、金融手段來競爭市場,傾銷產品輸出資本,使整個市場競爭變得越激烈,為了適應機械制造業市場競爭,一個國家的先進制造技術要想在市場上立足,那它必須有先進的水平,這樣才能支持該國在制造技術市場上進行競爭。
2.2把握好基礎,注重配套的自動化技術
先進的自動化技術在控制理論的指導下應用機械制造技術,對人的作用和生產的物流進行研究,在進行研究時,它主要涉及微電子技術、自動控制理論、計算機技術和機械技術,自動化技術的關鍵是計算機輔助設計,使它能智能化可以處理更多的復雜問題。在發展自動化技術時,要抓好自動化技術應用的工作,以及相關人員要從實際應用工作出發進行推廣,不僅要有發展動機,還要有配套發展機械自動化控制系統和元件。發展自動化技術,相關人員必須要關注計算機技術、零件檢測、機床裝料和電子學自動化,采用對應的程序數控機床,研制高效可靠的計算機應用于生產信息系統、自動化生產線和自動化控制系統等方面。機械自動化的技術基礎主要包括傳感器、可編程控制器、新型刀具、微處理機、電子計算機、系統軟件和控制系統。發展自動化技術的關鍵是生產水準較高及優良的機電產品。應用機械自動化新技術,將會不斷引入其他學科的新理論、新技術、新概念,更新機械制造業中原有的制造技術、觀念和產品,這需要有大量有素質的工人、管理人員和工程技術人員。機械自動化生產時, 機械制造系統的自動檢測、伺服系統、自動控制的操作等,都會應用自動控制理論和微電子技術,自動化生產時, 信息的處理與交換、運算、判斷、決策和存取等,都會應用信息處理技術與計算機。隨著機械制造業在世界市場的發展,機械技術由機械化向自動化發展,可以判斷,機械制造業與我國的自動化技術緊密相連,為以后更好地發展主要依靠科學依賴知識。
2.3發展投資少、見效快成本低自動化技術
發展成本低自動化技術,前景廣、見效快、投資省、潛力大,有利于提高自動化度,可以收到事半功倍的效果,是我國現代化發展的需求,從發達國家工業的發展歷史看,機械制造自動化技術的實現是由不好到更好、由低到高的過程。我國也可以引進國外的機械自動化技術,使自動化技術在世界領域上更好地發展。我國機械制造業的企業采用大量的設備,在發展先進的機械制造自動化技術時要以原有的設備為基礎,合理調整企業的數控機床分布盡量增添些數控設備,引用計算機技術,它的到來為網絡化的生產管理環境創造了發展空間,特別促進了高科技機械自動化生產技術與先進網絡虛擬技術的高度融合,形成了人機交互式控制生產管理的全新方式。充分發揮計算機自動化管理的優勢,共同構成一個“以人”為心;“以信息自動化”為先導;為機械制造業建立一個自動化的單元系統,為我國機械制造自動化技術發展提供投資少;見效快;效益高的應用,為我國機械自動化技術在以后的發展提供有效的途徑。
2.4根據我國的國情,進一步發展先進的自動化技術
目前,我國的自動化技術還處于初級階段,生產力水準、國民素質、財力、經濟與國內外的國家的發展存在一定的差距,在我國這種國情下,機械自動化技術應用計算機集成制造系統的全盤自動化、高度自動化,并沒有具備基礎技術、投資能力和經驗。所以,是不是發展全盤自動化、高度自動化CIMS技術, 相關人員一定要謹慎處理。我國機械制造企業使用水準比較低、機床裝備極少的自動化技術,不但在數量上與發達國家有一定的差距,且與發達國家自動化技術在品種上、質量上、使用上的水準有差距。在這種國情下,我國制造企業在生產鍛造、沖壓、焊接、裝配、鑄造、熱處理時,要合理采用自動單機和自動線的技術,使企業在經濟取得一定的效益,生產較多的品種要采用快速調整的設備,以便于更換主軸箱機床自動線,從而實現成組自動化,生產小批件時,先讓技術人員進行推廣, 合理地采用數控進行加工,可以使機械自動化技術在世界領域取得更好的經濟效果。
3、結束語
總而言之,我國機械制造業發展應用自動化技術, 不但要起點高, 瞄準世界先進水準, 包括國際領域內已展露鋒芒的某些新技術,而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術, 堅持提高與普及相結合的方針, 我國的機械自動化技術發展應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業的主要發展模式, 也不是機械自動化技術發展應用當務之急的事。這就是中國的機械自動化技術發展之路。
參考文獻
[1]李濤.試論我國機械自動化技術應用與發展[J].才智,2008(20).
篇13
制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的功能一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的探究。
1當前制造科學要解決的新問題
當前制造科學要解決的新問題主要集中在以下幾方面摘要：
（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統靈敏性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的探究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的靈敏性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。
（2）為支持快速靈敏制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵新問題。例如在計算機輔助設計和制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等新問題，非凡是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理新問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間
(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理新問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學現象的幾何化探究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的探究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的探究。
（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成和融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。
（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應用促進了制造智能的發展。一類基于生物進化算法的計算智能工具，在包括調度新問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在制造中完成組合優化新問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破新問題規模的制約。制造智能還表現在摘要：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。
這些新問題是當前產品創新的關鍵理論新問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性新問題。這些新問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎探究體系。
2現代機械工程的前沿科學
不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學新問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別于一般基礎科學的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術新問題。
超聲電機、超高速切削、綠色設計和制造等領域，國內外已經做了大量的探究工作，但創新的關鍵是機械科學新問題還不明朗。大型復雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、制造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和制造基礎、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯軸機床、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少探究，但仍有許多關鍵科學技術新問題有待解決。
信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和制造科學將是改變21世紀的主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，和以上領域相交叉發展的制造系統和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生氣械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。
2．1制造科學和信息科學的交叉--制造信息科學
機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。信息化是制造科學技術走向全球化和現代化的重要標志。人們一方面對制造技術開始探索產品設計和制造過程中的信息本質，另一方面對制造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化制造環境。隨著對制造過程和制造系統熟悉的加深，探究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。
和制造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要探究方向和內容摘要：
(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量制造信息向知識和決策轉化。
(2)非符號信息的表達、制造信息的保真傳遞、制造信息的管理、非完整制造信息狀態下的生產決策、虛擬管理制造、基于網絡環境下的設計和制造、制造過程和制造系統中的控制科學新問題。
這些內容是制造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了制造科學中的新分支--制造信息學。
2．2微機械及其制造技術探究
微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件和系統的功能密度、信息密度和互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術的發展開辟了技術全新的領域和產業，具有許多傳統傳感器無法比擬的優點，因此在制造業、航空、航天、交通、通信、農業、生物醫學、環境監控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。
微機械是機械技術和電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結構并和集成電路兼容制造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。近10年來，微機械的發展令人矚目。其特征如下摘要：相當數量的微型元器件(微型結構、微型傳感器和微型執行器等)和微系統探究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術的發展，非凡是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的探究需要多學科交叉的探究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿探究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。
目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷功能下的力學行為等尚缺乏充分的熟悉，還沒有形成基于一定理論基礎之上的微系統設計理論和方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行探究。微型機械系統探究中存在的關鍵科學新問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的探究正處于突破的前夜，是亟待深入探究的領域。
2．3材料制備／零件制造一體化和加工新技術基礎
材料是人類進步的里程碑，是制造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功制備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計和擬實仿真優化是實現材料和零件的高效優質制備／制造及二者一體化、集成化制造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化后可以減少材料制備和零件制造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料和零件的高效優質制備／制造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數、電磁性能等，探究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式制造技術、增加材料式覆層技術等，探究多種材料組分的復合成形工藝技術。形成材料和零件的數字化制造理論、技術和方法，如快速成形技術采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復雜外形又具有一定功能的三維實體模型或零件。
2．4機械仿生制造
21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品(如智能仿生結構)，開發出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產業，并為解決產品設計、制造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。
地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現象中學習組織和運行復雜系統的方法和技巧，是今后解決目前制造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模擬生物器官的自組織、自愈合、自增長和自進化等功能結構和運行模式的一種制造系統和制造過程。假如說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結構和進化過程。
仿生制造所涉及的科學新問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統中的應用新問題。所謂"自組織"是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環境適應能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產品并行設計、制造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和制造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。
仿生制造屬于制造科學和生命科學的"遠緣雜交"，它將對21世紀的制造業產生巨大的影響。
仿生制造的探究內容目前有兩個方面摘要：
2．4．1面向生命的仿生制造
探究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；
2．4．2面向制造的仿生制造
探究仿生制造系統的自組織機制和方法，例如摘要：基于充分信息共享的仿生設計原理，基于多自律單元協同的分布式控制和基于進化機制的尋優策略；探究仿生制造的概念體系及其基礎，例如摘要：仿生空間的形式化描述及其信息映射關系，仿生系統及其演化過程的復雜度計量方法。
機械仿生和仿生制造是機械科學和生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其探究內容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統、智能仿生氣械和生物成形制造等。目前所做的探究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎探究的特征，假如抓住機遇探究下去，將可能產生革命性的突破。今后應關注的探究領域有生物加工技術、仿生制造系統、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及和生物工程相關的關鍵技術基礎等。3現代制造技術的發展趨向
20世紀90年代以來，世界各國都把制造技術的探究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，如美國的先進制造技術計劃AMTP、日本的智能制造技術（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現代技術國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。
隨著電子、信息等高新技術的不斷發展，市場需求個性化和多樣化，未來現代制造技術發展的總趨向是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發展。
當前現代制造技術的發展趨向大致有以下九個方面摘要：
(1)信息技術、管理技術和工藝技術緊密結合，現代制造生產模式會獲得不斷發展。
(2)設計技術和手段更現代化。
(3)成型及制造技術精密化、制造過程實現低能耗。
(4)新型特種加工方法的形成。
(5)開發新一代超精密、超高速制造裝備。
(6)加工工藝由技藝發展為工程科學。
