现代制造技术的概念精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇现代制造技术的概念，期待它们能激发您的灵感。

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Abstract: Aiming at profound changes in manufacturing industry made by the rapid development of the human science and technology, on the goal to improve the disposition of the students of the Mechanical Manufacturing and Automation，the paper firstly discuses the way to cultivate the modern manufacturing concept with the core concept of Information Manufacturing，then research the teaching ideal and methods based on the course of Advanced Manufacturing Technology.

关键词： 先进制造技术；信息制造；制造观；教学方法

Key words: Advanced Manufacturing Technology；Information Manufacturing；Manufacturing Concept；Teaching Methods

中图分类号：G642.4 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0176-02

0引言

上世纪末以来，伴随以信息技术、自动化技术等为代表的人类科技的快速发展，制造已由传统机械制造升华为集机械、液压、光电、信息、材料、检测、通讯、自控等领域最新知识成果为一体的崭新学科，并对应演化形成了“精益生产、敏捷制造、虚拟制造、绿色制造”等一系列以优质、高效、低耗、灵活、清洁生产为原则，以取得理想经济、社会效益为目标的系列先进制造技术。这在有力推动人类社会经济发展同时，也对制造领域人才素质的培养提出更高要求。为此，在机械制造及其自动化等专业的教学中如何依据人类制造技术的发展历程和演变规律实现对学生现代制造观的培养显然意义明显，这对于目前正处于工业化发展转型关键阶段的中国民族工业更加意义重大。

1现代制造观的培养思路和入手点

自人类以造物区别于其他生物开始，制造作为人类所从事的一项基本活动便伴随着人类科技的发展和社会进步也处于不断发展之中。人类在通过自身制造活动有目的地提高改善自身生产、生活方式的同时，其对自身制造活动的认识也伴随科技的发展逐步深入，与之对应形成了制造观。虽然，目前对于制造观在概念上仍然没有形成明确一致的定义，但从人类认知外部客观世界的基本规律出发可明显看出：制造观显然是人类在自身制造活动的不断实践中，基于所认知形成的核心制造要素、属性来刻画制造活动规律而形成的。人类关于自身制造活动基本属性、规律的认知显然是制造观的基本内涵。因此，对于现代制造观的培养应在产品零部件的加工、装配这一传统制造认知的基础上，进一步从现代制造的概念、属性特征以及基本规律三个层次入手，自上而下地逐步开展。首先应在概念层次上，从制造是什么和做什么的角度为学生明确现代制造的概念和内涵，使学生建立对于现代制造的基本认知。其次，可进一步结合当前主流先进制造技术特点及其应用情况，通过对现代制造所共同遵循目标、原则和方法的分析，从制造如何实现角度培养学生关于现代制造属性、特征的基本认知。最后可依据所分析的现代制造基本属性、特征，进一步通过对现代制造核心要素和实施开展本质规律的总结，从现代制造的过程、组织、控制管理和人的作用等层次进一步明确关于现代制造的基本认知。根据上面所分析的现代制造观的培养思路及入手点，下面就针对所提出的三个层次具体讨论现代制造观的培养问题。

2现代制造的大制造概念

针对制造的概念，在依据国际生产工程学会（CIRP）的定义阐明制造是一个涉及“产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务”的一系列相关活动和工作的总称的同时，还应结合制造业当前发展现状，进一步从如下所述的“宽领域、多学科、全过程、多目标”等几个层面深入解释现代制造的内涵。

2.1 现代制造的行业领域现代制造已不再仅仅是机械制造，在人类不断提高自身的生产、生活水平这一目标的作用下，制造已演变为人类所从事的一项基本社会经济活动，它涵盖了机械、电子、化工、轻纺、食品等国民经济的广阔行业领域。

2.2 现代制造的学科领域现代制造在涵盖国民经济广阔行业领域同时，通过对各学科知识、方法的综合应用，必然会打破传统的行业、学科领域界线，转变为集机械、电子、材料、能源、信息、管理、生命科学、材料科学等为一体的综合学科。

2.3 现代制造的基本过程现代制造已不再仅仅是单一的机械加工、装配过程，其在内容上涵盖了“市场需求分析、产品规划、产品设计、工艺设计、加工装配、销售服务及报废产品回收处理”等产品生命周期全过程中的所有环节和活动。

2.4 现代制造的目标现代制造打破了传统机械制造以经济效益为最终目标的束缚，在创造良好社会、经济效益促进人类社会可持续发展的宏观原则下，现代制造以产品的功能全面、造得快、造得好、造得省、造得准等作为制造活动实施开展所共同遵循基本目标。实际中，制造的优劣就是基于这些目标，从技术、经济和社会学角度综合开展评价做出的。

针对上述内容，如果可以同时结合以汽车为代表的某机电产品的制造发展历程对其加以解释说明和验证，就可以更生动地从概念上深化学生对于现代制造的基本认知，帮助他们树立现代制造的大制造概念[1][2]。

3现代制造的属性特征

毋庸置疑，现代制造的属性、特征与制造技术的发展密切相关。实际中，制造的特征和属性是制造活动实施开展所共同遵循的目标、原则、策略和方式的体现。它们是伴随人类社会和经济的发展，科技的进步以及人类对其自身制造活动的不断深入认知而逐步积累形成的[3]。制造的属性特征和制造技术之间存在紧密联系，一方面人类制造活动可以基于制造技术的发展不断形成新的属性特征，另一方面，新属性、特征为制造活动所带来的变化也为制造技术的进一步改进发展提供契机。鉴于此，实际教学中，在讲述先进制造技术各自优势特点和机理的基础上，可进一步针对所讲述的各项先进制造技术，通过对表1中对应内容的讲述说明人类制造活动因制造技术，特别是先进制造技术的发展应用所发生的改变，从而可阐明现代制造属性和特征的技术诱因。

如表1所示，伴随先进制造技术的实施发展，现代制造在产品研发周期、质量、加工手段、组织方式等方面发生了显著的提升转变。这在提高人类生产能力的同时也必然会引发人类制造活动开展方式、方法的改变，形成如表2所示的全新属性和特征[5][6]。

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【关键词】先进制造技术 机械制造业 应用分析

随着现代科技的不断发展和创新，先进制造技术在机械制造业中的应用日渐普及，但是需要注意的时，现代人们对先进制造技术概念还缺少着一个统一的认识，从而也就形成了很多不必要的误区。先进制造技术的应用和发展，会对机械制造业的发展带来很大的促进作用。一方面，先进制造技术的技术理论，在机械制造业中得到具体应用和实现，能够促进机械制造业的快速发展；另一方面，机械制造业因为自身生存雪球，诸多新工艺和新技术的出现也能够让先进制造技术的理论得到丰富和发展，从而促使其应用范围得到进一步扩大，逐渐推广到其他制造领域中。

1 先进制造技术的概念分析

先进制造技术起始于二十世纪八十年代末，其是由美国学者结合当时美国制造业所遭遇的危机和机遇，通过全面、深刻的分析其在制造业中存在的一系列问题，对国民经济中制造业的地位和作用重新得到认识之后所提出的一种全新理念[1]。而随着现代计算机信息技术的快速发展，在很大程度上行促进了制造技术的快速发展，促使现代制造技术得到了进一步创新改革，相对于传统制造技术而言逐渐发生着重大改变，先进制造技术思想也就是在当下的社会局势下逐渐衍生。先进制造技术概念一经提出就获得了诸多国家的普遍认可，如日本、欧洲各国等，并结合此技术将一系列发展技术制定出来，以此来对先进制造技术的发展予以强有力的支持。近几年来，先进制造技术发展和应用的重要性和必要性在我国也逐渐得到了充分认识。

从当下理论界而言，尚海没有出现一个关于先进制造技术的公认的严格定义。而笔者认为先进制造技术属于一种技术群，其是以计算机技术为核心，对信息、草料以及能源和环保等高新技术和现代管理技术进行综合运用，然后将其运用到制造全过程，如产品设计、加工以及生产管理与销售等上的一种制造技术总称。先进制造技术的特点主要可划分为四种：第一，先进制造技术并不是某种具体技术，而是一种技术群，且这种技术群并不是始终一成不变的，而是具有一定的动态化。第二，先进制造技术不是一种只是指制造过程中的一种技术，而是在产品设计、制造、生产管理以及营销的所有制造过程中予以落实贯彻。第三，先进制造技术是一种技术群且具有着一定程度的综合性特征，其融入了诸多专业学科中的先进技术。第四，先进制造技术的核心在于计算机技术，其是以计算机技术为依据的一种先进技术。

2 先进制造技术在机械制造业中的应用

2.1 在产品设计开发过程中的应用

在机械制造过程中现代设计的思想和方法已经在机械产品的设计、开发等过程中得到了广泛应用，诸多现代设计方法和技术，如：绿色设计、计算机辅助设计、虚拟技术、可靠性设计以及并行工程等，促使传统设计思想和方法逐渐开始发展改变。从设计内容的角度上讲，传统机械产品设计的设计过程主要可分成三个层次，及方案、技术以及工艺设计，其设计的内容存在一定的局限性[2]。而现代设计的内容已经延伸到了产品制造的全过程的全面设计，如产品规划、制造、检验、销售以及维护和回收等。而从设计方法的角度上讲，传统设计的主要示结合所积累的经验、单一化的知识以及滞后的生产设计工具来实施，而现代设计则是在计算机辅助技术的基础上，以多种学科及技术手段为核心，让并行化、最优化以及精确化的设计过程得以实现。

2.2 产品制造是所衍生出来了一系列新工艺和新技术

机械制造工艺主要是指将原材料和半成品，加工制造成机械产品的一种方法和流程，在机械制造的整个过程中有着非常重要的作用。在其制造过程中，随着日渐渗透进来的先进制造技术，再加上生产的实际需求，已然衍生出来一系列全新工艺和技术。例如：在毛坯制造上，近几年来涌现出来了诸多高新技术，包括钢液精炼和保护成套技术、高效金属型铸造工艺及设备、新型焊接电源及控制技术以及激光焊接与切割技术等。从机械加工角度上来看，有精密加工、超精密加工技术，难加工材料的切削技术以及复杂型面的数控加工技术等。从热处理上看，有可控气氛热处理、真空热处理、激光表面合金化等先进技术。从自动化生产角度上看，机床数控技术、工业机器人、传感技术以及集成制造技术等已经得到了较为广泛的运用。这些应用技术，不仅能够让机械制造本身的需求得到有效满足，而且也能够对先进制造技术的体系发展和建设带来一定的支持作用。

2.3 先进制造技术让企业组织管理模式得到创新

在大批量生产模式下，企业组织管理模式大都是以功能专业化为主，通过对刚性生产线进行运用，让各个部门都能够严格执行自身的职责。而随着先进制造技术的渗透，促使现在制造业的生产模式正逐渐转变成中小批量生产模式，由此也就促使企业的组织和管理模式不得不进行针对性的创新和改革[3]。首先，使其从传统的顺序工作方式逐渐转变成并行工作方式；其次，从组织形式上功能划分部门的固定形式逐渐转变成小组组织下的动态、自主管理形式；第三，从金字塔式的多层次生产管理结构转变成扁平式网络机构；第四，从质量为主的竞争战略转变成迅速响应市场的竞争战略；最后，从以技术为核心转变成以人为本。

3 结语

综上所述，先进制造技术是制造技术领域中的一种创新和改革，其为制造技术的发展带来了新的机遇和挑战，为传统机械制造业输入了全新的生命力，进一步促进了诸多相关产业的快速、稳定、可持续发展。

参考文献：

[1]李晓明，孙林岩，汪应洛，高杰.先进制造技术（AMT）应用水平与制造业企业市场竞争力关系研究[J].管理工程学报，2013，04：55-59.

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关键词：绿色技术；机械制造；自动化技术；运用分析

引言

机械设计与制造行业术语工业设计与制造的范畴，并且被人们所广泛的知晓，对于现代生活和工作的各行各业均有巨大的影响。同时，在机械设计与制造技术之中使用的自然资源比较多，消耗量较大，故而也带来了非常严重的环境问题。当前阶段我国提倡建设环保社会、建设资源节约型社会，所以，有必要深入的对机械设计与制造技术进行全面的改革，同时对技术当中的不足之处、存在缺陷之处进行改进，在其中很好的引入现代化的绿色设计理念，最终确保机械设计与制造技术可以逐步的成熟和发展起来，营造出一种资源友好型的、现代化的绿色技术应用体系，更好的相应国家政策的号召，减少科学技术开发对环境带来的污染与破坏。

1.绿色理念的概念分析

首先需要明确的就是绿色理念的基本意义和主要的概念。绿色理念指的是在现代化的科学技术应用之中加强对环境和自然资源的保护，按照自然环境的特点进行开发，有节制的开展各项研究活动，进而减少开发工作对环境带来的污染与破坏。同时，由于传统式的机械制造行业之中缺乏相应的环境保护意识观念，对于资源的使用完全没有目标和规划，缺乏必要的处理手段，在理论方面也比较的缺乏、没有实践的工作经验对工作提供支持，最终就造成了对环境的污染和损坏，这样的现状对于我国机械设计与制造发展尤为不利。所以在科学技术和新型手段高度发达的今天，越来越多的人们开始逐渐的意识到环境保护的重要性、意识到绿色理念在机械设计与制造之中应用的必要性。

绿色的设计理念是从机械设计的基本角度出发，为了能够进一步的、更加合理与科学的保护自然资源环境，针对资源进行再利用而逐步发展起来的一种技术手段的指导理念。另外，在实践的工作当中需要全面的减少排放物质，达到绿色理念的要求，通过加强排放系统的设计、改进废物处理装置等方式，来使得污染的排放降至最低，最终减少垃圾的排放量。与此同时，绿色的机械设计与制造技术，还需要尽可能的确保机械设备的高的更换频率，减少由于设备的损坏而带来的资源损耗，提升产品设计与建设的质量，达到现代化技术的要求。总而言之，绿色概念在机械设计与制造之中应用，不仅可以提升技术的水准，同时还可以提升对环境保护的水平，更好的建设起一个和谐健康的资源保护型社会。

2.绿色理念在机械设计与制造中的应用分析

根据上文针对绿色理念的详细分析，可以对绿色理念在机械设计与制造技术之中应用的重要性与必要性有着全面的掌握。在实践的工作当中要想进一步的推进绿色理念的应用层面，还需要针对设计的技术工艺和材料进行全面的调整，对设计的模式和理念进行革新，最终完成技术的改造。

对于机械设计与制造技术而言，要点在于前期的方案设计与组织规划的编制，而对于现代化的绿色理念而言，更需要对前期的设计方案进行调整，运用先进的技术和全新的理论作为技术的依据和前提，追求可持续发展、追求自然资源的合理利用、减少对环境的损害。另外，还需要从综合治理的角度着手，考虑设计技术方案的实用性、环境性以及经济性等等多个方面的内容，为了更好的满足绿色设计的要求，就需要对多个环节和多个工作项目进行改进。前期的成本分析、机械生产产品的再利用分析、产品装置设备的可拆卸性分析以及绿色数据库的建立等等，都对于整体工作有着巨大的影响。尤其是最后的机械设计与制造信息数据库的建立，可以更好的对设计的方案进行分析，对各项数据进行记录，进而为后期的工作积累宝贵而丰富的经验。

同时还需要注重绿色的材料在机械设计与制造技术之中的应用。材料的选择在整个制造工作当中占到了一个关键性的位置，首先要确保的就是材料的健康性与环保性。一些传统的设计材料仅仅关注的是其性能和使用的功能，而对于环保性和安全性则比较忽视，在现代化的绿色机械设计与制造技术之中，除了关注基本使用功能之外，还需要对环境、社会效益等方面引起重视，诸如一些汞、铅等材料，对于环境会造成极大的污染，所以还需要谨慎使用。

最后，绿色的机械设计与制造技术是建立在传统的机械设计基础之上的，所以对于设计工作而言要能够最大限度的提升机械设计的基本功能，从基本的设计模式以及资源等角度出发，对产品的生命周期以及质量进行考虑，避免效率的地下以及质量的低劣，尽可能的做到低成本、高质量以及高度的可靠性，对机械行业的产品各项功能和各个细节进行完善与改进，最终满足多方面的实际需求。

3.结束语

综上所述，根据对绿色理念在机械设计与制造之中的应用进行全面分析，旨在更进一步的提升机械设计与制造技术的水准，为技术的发展提供理论基础。

参考文献：

[1]张也平.节约资源型机械制造工艺技术初探[J].企业技术开发，201l（5）.

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关键词：现代制造技术；课程建设；教学改革

中图分类号：G423

文献标志码：A

文章编号：1002－0845(2006)07－0018－02

一、现代制造技术的发展趋势

机械制造业的生产发展规模经历了从少品种、小批量到多品种大批量的转变，资源配置从过去的劳动密集和设备密集向技术密集和知识密集的方向发展，生产方式也沿着手工、机械化、单机自动化、刚性流水自动化、柔性自动化、智能自动化的轨迹不断进化。制造技术的发展增强了企业的生产能力和市场适应性，产品结构也走向多元化，产品性能大幅度提高。

当前，我国的经济逐渐与国际接轨，国内企业大量采用现代制造技术参与国际竞争，因此形成了对掌握先进制造技术人才的巨大需求。随着现代科学技术的进步，特别是随着微电子技术、计算机技术、信息技术、现代管理技术、制造技术与机械制造技术的不断融合，机械制造工业的面貌发生了很大的变化，相继出现了数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造、并行工程等许多先进的制造方法和生产模式，形成了现代制造技术体系。现代制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等技术成果，并将其综合应用于制造全过程，以实现优质、高效、低消耗、清洁、灵活生产，从而取得较理想的技术与经济效果的制造技术的总称。先进的制造技术是制造业的技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展是经济持续增长的根本动力。

二、现代制造技术发展的特点

1.贯穿制造全过程

传统制造技术一般指加工制造的工艺方法，实际上只是制造全过程的一部分；而现代制造技术则贯穿了从市场预测、产品设计、采购、生产经营管理、制造装配、质量保证、市场销售、售后服务、报废处理甚至回收再利用等整个制造过程，使整个制造过程成为一个大系统。

2.技术、管理、人员三者结合

现代制造技术已不是一个单纯的技术问题，已发展为由技术支撑转变为技术、管理、人员三者的有机集成，它强调更加灵活的组织管理模式，以使制造全过程达到优化运行。例如，一家企业要建立计算机集成制造系统，就必须首先对所有员工进行培训，改变传统的思维模式。而精良生产理论提出的市场驱动、需求牵引理念，强调用户是核心，快速响应市场需求。

3.多学科交叉融合

传统制造技术的专业、学科单一，不同专业之间界限分明；而现代制造技术的专业、学科之间不断渗透、交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失，这使得现代制造技术趋于系统化和集成化，并发展成为集机械、电子、材料和管理等技术于一体的新兴交叉技术。如快速成型技术就是机械工程、CAD、数控、激光以及材料等技术交叉优化集成的结果。

4.支持可持续发展

资源、环境与人口是当今社会面临的三大主要问题。现代制造技术强调优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，它所倡导的绿色制造、清洁制造、生态工厂等新概念、新哲理，是支持可持续发展战略的有力武器。

5.制造过程是个系统工程

机械制造过程是一种离散的生产过程，制造过程中的各个环节之间可以彼此关联或不关联。用系统论的观点来分析和研究制造过程，就出现了制造系统的概念，并形成了现代制造系统工程学。制造系统由物质流系统、能量流系统和信息流系统三个基本要素组成。计算机技术、数控技术、微电子技术、传感技术等的发展，促进了制造系统的形成和发展。

三、现代制造技术对教学改革的要求

由于现代制造技术不是指某项技术，而是一个综合的系统技术，这对当前的教学内容、培养体系以及专业和学科间的交叉渗透提出了新的挑战。拓宽专业、培养通才，是面向21世纪教学改革的一个重要内容。而教学计划受学时数的限制，许多新的制造技术却无法一一单独安排，学生也难以自由选择专业和课程，因此导致他们的知识面狭窄。

现代制造技术要求从业人员在掌握坚实的自然科学知识和宽广的人文社会科学知识的基础上，具有广泛收集与处理信息的能力、获取新知识的能力、分析与解决问题的能力、组织管理能力、综合协调能力、表达沟通能力和社会活动能力等，尤其是要求不断增加创新能力和工程实践能力。因此，急需加强教育与产业部门间的密切交流与合作。从某种意义上说，产学研结合的教育模式已成为提高教育质量、培养应用型人才的重要途径。

目前，制造业产业结构调整的频率和产品更新的周期不断加快，知识失效的速度也明显加快，工科毕业生知识的半衰期只有六年左右。因此传统的一次性教育模式已不能适应新的时代要求，这对当前的培养模式与教育手段提出了新的要求。

为培养适应现代制造技术发展的高层次工程技术应用人才，必须适时调整机械制造技术类课程的体系结构和教学内容，使学生初步建立起与现代制造技术相适应的知识体系。学生除了具备机械制造技术基础知识、专门知识和相关的职业技能外，还应该拓宽知识面，注重培养创新应用能力和综合素质，提高毕业后对工作环境的专业适应性。

四、现代制造技术课程建设的基本思路

为适应机械制造及自动化和机电一体化专业课程设置调整的需要，通过对先进制造技术的主要内容进行综合提炼，我们开设了现代制造技术这门课程，用以简要地介绍现代制造领域的设计、制造、加工自动化和生产管理等技术，并展望了现代制造技术今后的发展趋势。课程设置的目的是为了拓宽学生的知识面，培养他们对新技术的跟踪适应能力，提高机械类各专业学生的就业能力。

现代制造技术课程建设的基本思路是：以现代制造技术的前沿性、综合性、交叉性和适用性为原则，注重国内外新成果和新技术的采用，对与我国、特别是本地机械制造行业关系密切的关键技术作重点介绍，注重学科之间的交叉融合，从系统的角度介绍现代制造技术的内涵、特征、技术发展前沿和关键技术等内容。根据这个目标制定了以下四项具体目标：

(1)将各类相关课程之间进行最佳组合，实现课程设置科学化；(2)调整课程内容，实现课程知识结构的综合化、教学内容的现代化；(3)改进教学方法和手段，实现教学手段的现代化，提高教学效果和质量；(4)拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识，实现人才素质的优化。

五、现代制造技术课程体系建设的改革

现代制造技术包括三大主题技术群：主体技术群、支撑技术群和制造技术环境。这三大主题技术群不是彼此孤立的，它们之间有信息交换。传统的课程体系生硬地将实际相互关联的整体内容人为地分割切块，这对于各门课程的学习而言，在保证知识的系统性、完整性、条理性、透彻性等许多方面，是有积极意义的。但现代制造技术的一个重要特征是学科间的内容不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化，技术也更趋于系统化和集成化，因此，现有体系造成了学生所掌握的知识是零碎散乱的，因而直接导致了学生综合应用能力的欠缺。

为了应对现代制造技术迅猛发展带来的挑战，必须用先进的制造技术改造传统学科，淡化专业划分，加强素质教育。在教学计划的安排上，提出了“努力保持传统制造技术内涵，大力拓展现代制造技术外延”的总体设想，对旧的教学体系进行大刀阔斧的改革，在课程设置和内容上逐年调整，使传统制造技术和现代制造技术两条课程主线相互补充、相辅相成，使本专业毕业生既能较快地适应传统制造业的需求，也能很好地跟踪先进技术发展的趋势，保持可持续发展的潜力。近几年，机械制造各专业针对周边地区机械行业发展的需要，不断对传统课程进行整合，大幅度压缩学时，先后开出了机械CAD原理与应用、有限元法应用、机电一体化基础、数控加工技术、测试技术、现代制造技术等系列课程。在教学内容和体系上逐步突破传统的CAD和制造工艺教学，构建先进制造技术的知识体系。

虽然过去的教学体系改革中对许多单门课程的教学内容进行了局部优化，适时增加了相关的现代制造技术的一些零碎内容，但整个课程体系的整体框架并没有结构性的变化。我们本着课程体系建设要与社会需求和工程技术发展水平相适应的原则，对现代制造技术进行了综合与整合，制订了新的教学计划，拟定了新的教学大纲，将各种互相渗透和融合的相关技术集成为现代制造技术内容，安排40学时进行教学，

将众多的现代制造技术整合成一门课，其难度是相当大的。为了将各项内容有机、有序地整合在一起，使学生具备先进制造技术的基础知识，我们采用了宏观整合和微观整合的措施，使课程内容较好地反映本课程的宗旨。

宏观整合是在总体结构上进行整合，解决相关章节的取舍和编排问题。我们把众多的先进制造技术按照内容分类，进行整合，确定了按现代设计技术、现代制造工艺技术、制造自动化技术和系统管理技术等几个方面分别介绍的总体结构。在内容的取舍上，我们主要考虑的是与现有课程的衔接，凡已有单独安排的内容如数控技术、计算机辅助设计技术、有限元技术等不再讲述，以避免重复。

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关键词:现代模具;设计;制造;信息化

现代模具产品制造是典型的单件小批量、离散型生产。传统模具产品开发从设计、试制到产品上市周期太长,设计过程中难以与用户进行交流,难以及时听取用户的意见,难以考虑可制造性和可装配性,很难全面考虑安全、维护等方面的要求,不能综合考虑生产、时间以及费用等相互制约条件的限制,更谈不上考虑整个模具产品寿命周期的诸多问题。笔者就现代模具产品设计与制造的高科技信息化及其应用谈点浅见。

1现代模具设计与制造已步入信息化时代

改革开放30多年来,中国模具生产作为一个产业有了翻天覆地的变化。这种变化主要体现在三个方面:产能变化、生产方式变化、技术革命。大多数人看到的是中国模具产业作为一个行业的从无到有、从小到大、从拾漏补缺到成为主力,以及模具需求和产量的快速增长变化。但更重要的是生产方式转变和技术革命。后两种变化是一种更加深刻、更加根本性的变化。生产方式的转变主要体现在,从过去传统的小而全的后方车间、作坊式的生产,转变为高度市场专业协作的大规模生产方式;从完全非标生产到相对标准化和准标准化生产。模具生产技术革命,浓缩到一点就是企业信息化也就是数字化制造和信息化管理。

20世纪80年代前,很多模具是靠钳工用手打磨出来的;90年代,由于引入了数控加工机床、edm等较先进的设备,大大地提高了模具的生产工艺水平,生产周期及模具的品质也有了很大的缩短和改进。高精度加工己经把工人从繁重的体力劳动中解放出来。另一方面,cad/cam/cae等计算机辅助技术在模具行业也得到了广泛的应用,模具的设计及数控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae软件对于模具技术人员的工作效率和设计的可靠性已经有了很大的提高。目前各模具企业又面临着一个新的课题,如何把企业管理也同样从烦琐的事务中解放出来,让信息化管理为企业的生产效率提升作出贡献。所以模具企业管理的信息化己经成为模具行业发展和进步的必然趋势。

模具生产是单件订单式生产,在管理信息化中有其强烈的特殊性。设计是制造的一部分,工艺设计不充分,设计与工艺信息可直接重复利用价值不大。因此,根据企业生产特点把握全面信息化管理与实用、简化管理的平衡点,是信息化的关键。这就造成很难照搬成熟的管理软件。例如汽车模具企业没有传统意义上的原材料,仓库管理等等。购置的都是部件与部件的半成品,不存在入库出库过程,制造费用的摊销每个企业也是都不一样。又比如成本核算更应该采用项目管理的办法,而不是采用一般加工制造业的办法,什么pdm、erp等软件不经过彻底的改造是完全不适应的。

2现代模具设计的CAD/CAE技术的应用

模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量要求以及其成型工艺条件的变化而变化的,所以每副模具都必须进行创造性的设计。模具设计的内容包括产品零件(常称为制件)成型工艺优化设计与力学计算和尺寸与尺寸精度确定与设计等,因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计、施工图设计四个阶段。CAD/CAE,计算机辅助设计和辅助工程,它包括概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图和计算机辅助设计过程管理等。应用CAD技术可以设计出产品的大体结构,再通过CAE技术进行结构分析、可行性评估和优化设计。采用模具CAD/CAE集成技术后,制件一般不需要再进行原型试验,采用几何造型技术,制件的形状能精确、逼真地显示在计算机屏幕上,有限元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于计算机,自动绘图代替了人工绘图,自动检索代替了手册查阅,快速分析代替了手工计算,使模具设计师能从繁琐的绘图和计算中解放出来,集中精力从事诸如方案构思和结构优化等创造性的工作。在模具投产之前,CAE软件可以预测模具结构有关参数的正确性。

当今的概念设计已不仅仅是停留在对外观和结构的设计上,它已经扩展到对模具结构分析的领域。对于运用CAD技术设计出的模具,可运用先进的CAE软件(尤其是有限元软件)对其进行强度、刚度、抗冲击实验模拟、跌落实验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析,可以检验前面的概念性结构设计是否合理,分析出结构不合理的原因和部位,然后再在CAD软件中进行相应的修改。修改后再在CAE中进行各种性能的检测,最终确定满足要求的模具结构。

当今CAD技术的发展使得概念设计思想体现在相应的模块中。概念设计不再只是设计师的思维,系统模块也融合了一般的概念设计理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE软件系统,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有关产品早期设计的系统模块,我们称之为工业设计模块或概念设计模块。例如,Pro/ENGINEER就包含一个工业设计模块——ProDesign,用于支持自上而下的投影设计,以及在复杂产品设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括概念设计的二维非参数化的装配布局编辑器。这些系统模块的应用大大减少了设计师的工作量,节约了工作时间,提高了工作效率,使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。

3现代模具制造的CAD/CAE/CAM技术应用

现代经济的飞速发展,推动了我国模具工业的前进。CAD/CAE/CAM技术的日臻完善和在模具制造上的应用,使其在现代模具的制造中发挥越来越重要的作用,CAD/CAE/CAM技术已成为现代模具的制造的必然趋势。