现代制造技术的概念精选(十四篇)

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14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。

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【关键词】机械制造；精密加工；实际应用

引言

随着传统机械制造业的没落，新型机械制造行业迅猛发展，精密加工以及高管技术的应用，使得经济社会又向前迈进一步。所以，如何正确应用现代机械制造加工产品，是至关重要的问题。

1、现代机械制造工艺与精密加工技术的特点

1.1关联密切。技术是加工行业的命脉，精密加工与现代机械制造科学融合是制造业的趋势，包含多个层面，其中包括市场调研，设计方案思路，制造技术与设备统一，制造工艺只有经过精密加工才能成为占领市场的先锋，提高两者之间的默契度，精密与工艺并存，才能增强机械产品的质量。

1.2系统性特点突出。生产成本逐渐降低，制作工艺逐渐简化，机器精密制造的产品成为市场销售中的宠儿，而传统手工低效率，做工粗糙，技术含量低的工业产品逐渐被淘汰。精密高端的现代制造工艺具有高技术含量的特点，要想保证市场占有份额，就必须加强各个专业的统一，比如机械制造，电子计算机技术，遥感技术，全自动化技术相互柔和成为加工制造业的系统，有了系统性，才能确保产品的质量。

1.3发展全球化。经济全球化的趋势日益加深，一种新型的制造工艺产品不再仅仅在地区范围内推广，而是走向世界市场，参与国际间的竞争。这种高压的竞争环境中，对现代机械制造行业以及精密仪器的加工技术都提出了新的要求，只有提高产品的技术含量，才能在国际市场中占得一席之地，这就需要我们研发人员对世界经济趋势做出准确的判断，为产品制造提供市场方向，辅助高端技术，屹立世界经济发展的潮流中。

2、现代机械制造工艺与精密加工技艺的结合应用分析

2.1现代机械制造行业前景分析。机械制造的产品在生活中处处可见，车，钳子，电焊等工艺制作产品，其中我们选取焊接作为例子，对现代制造工业与制造产品的应用进行分析。2.1.1气体保护焊工艺技术的应用。气体保护焊工艺是利用电弧作为制造热源，被焊接物质以砌体作为介质相互焊接。工作原理是：在产品制作过程中，焊接产生的电弧会形成一层具有保护作用的气体层，可以有效的隔绝温度、有害气体物质及辐射性物质，还可以分隔熔池、电弧等焊接过程中有害物质，保证人们身体健康。保护气体中最常见的是二氧化碳，其随处可得，无成本投入，是制造产品保护气体的首选。2.1.2电阻焊工艺技术的应用。电阻焊工艺技术是指将电阻的正负极分别连接到不同的焊接物上，通电时电流经过的时候，产生大量的热量，周围接触物与其接触面之间的介质相熔化，冷却之后，达到焊接作用的工艺。其焊接特点是简单、易操作，焊接效果可受人为控制，成品率高，且其焊接时间短，并且噪音相对小，空气污染小。弊端就在于不能大批量的制造产品，需要投入大量的人力，对于小型家电还可以应用，但对于大型制造机器就难以应用了，因此，应该根据生活中的实际情况，酌情使用。2.1.3埋弧焊工艺技术的应用。在传统以及现代焊接工艺中，埋弧焊工艺技术的应用都十分广泛，所谓的埋弧焊工艺是指在焊接时，焊接层底下的电弧被燃烧，从而达到焊接目的的操作工艺。埋弧焊工艺技术分为以下两类。一是全自动化焊接：自定埋弧焊接技术是指利用小型工具的辅助，将焊丝与电弧相互接合，然后达到自动焊接的技术，该技术使用方便。二是半自动化焊接：半自动焊接需要人工的辅助才能完成，比如需要人工的推力将焊条推入，既耗费人力，也浪费了不少焊接资源，因此该工艺逐渐被市场所淘汰，已经无几人使用了。现在常用的电渣压力焊也是一种半自动化的买弧焊接技术，它具有成效高，产品质量好的特点，因此被广泛应用。焊接技术的使用不仅仅是依靠优良的技术，同时还应注意选择优质的焊条，并随时观察其碱度，这些细小的差别往往才是决定焊接产品质量到的关键。2.1.4搅拌摩擦焊工艺技术的应用。搅拌摩擦焊技术使用方便，操作简单，其对基本的焊接工艺硬性材料没有过多的要求，比如焊条等，仅仅需要焊接搅拌头，就可以完成整个操作。搅拌摩擦焊接工艺的使用是在20世纪90年代初，当时工艺水平相对比较先进，轮船，铁路的方面的应用也极为广泛，所以该技术支撑起了焊接工艺的半边天。2.1.5螺旋焊工艺技术的应用。螺旋焊工艺技术是指先将各部分零件进行组合和连接，再在其相互接触的面积当中将两者进行融化，达到焊接目的，黏合的零件有螺柱、板件等。该工艺可分为拉弧式和储能式，拉弧式的应用主要在重型工业中，比如轮船制造业等，其焊接要求高；而储能式主要应用于薄板之间的黏合，日常生活中比较多见。

2.2精密仪器的加工技术。精密仪器的加工技术分为多个层面，不同应用方向有不同的选择，比如超级精密研磨技术，纳米技术，细微加工技术等，这里我们就前几种加以分析。2.2.1超精密研磨技术。超精密研磨技术可将表面粗糙程度降到1至2mm。其传统的使用技术有研磨，抛光等，然而对现在工艺的要求已经远远不够，为了适应新时代的发展需求，超精密研磨技术应运而生，它的研磨程度更加精细，使加工产业对材料的要求得到满足。2.2.2精密切削技术。切削技术操作简单，因此对切削产品的要求也相对较多。切削表面粗糙程度要求细小，相对于机床的大型机器操作可以提高其精密程度，但受到温度，机床高度，抗震性能等方面的影响，精密切削技术需要高速运转，才能适应生产的需要，目前市场上的切削技术足够满足机床要求的精密程度，这为精密切削技术开辟了一片天空。2.2.3纳米技术的应用。纳米技术的概念为人们广泛所熟悉，它是结合了物理技术和工程技术的现代化工艺产物，它实现了纳米级的精细刻画，在精密电子技术当中获得殊荣，在未来的发展前途也很广泛。纳米材料，纳米微生物等概念的普及，是人类进步的象征。

3、结束语

世界科技的高速发展，经济全球化趋势的加深，行业之间竞争日益激烈，全球化市场进一步拓展，这些都对现在机械制造工业以及精密加工制造行业提出了更严苛的要求，比如航天飞船等方面。精密加工技术是现代机械制造行业的基础，所以，加强对现代机械制造行业的开发与研究，是实现工艺生产全球化的重要目标。

参考文献

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现代科技的迅猛发展,尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展,使产品结构发生了革命性的变化,机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势;计算机技术的飞速发展和广泛应用,深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程,并改变着产品的结构和功能;先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。

>！<<P> 工程设计是人们运用科技知识和方法,有目标地创造工程产品构思和计划的过程,几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分(8 ~ 15%),然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70 ~ 80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱,是工业创新的核心环节,也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。 工程设计的全过程就是不断建立各种模型,并不断进行综合和分析的过程,即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类:一类是数值计算型的工作,包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格;另一类是符号推理性的工作,主要是方案设计工作。在设计方法学中,前者称之为细节设计,后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段,把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架,及它应包括的各主要模块和组件,以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化,确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去,实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程,它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验,并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料,再经过反复思考、推理和决策,才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。

在工程设计领域中存在这样一个误区:设计、构思的原始冲动是三维概念,最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力,成为创新的桎枯。

三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台,设计师们可以直接从三维概念和构思入手,进行概念设计,形成产品的初步框架,然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力,不必拘泥于平面图纸的限制和束缚,而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。

2 概念设计与创造性思维和技术创新

2.1 创造性思维及其特点

要设计就要有创新,而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维,变换角度,开阔视野,才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维,即通过思维,不仅能揭示事物的本质,而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中,要努力发掘创造性思维的能力,充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一,准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合,善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”,这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。

创造性思维具有如下一些特点:

(1)独创性:创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念,以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑,敢于向传统的陈规旧习挑战,敢于否定自己思想上的“框框”, 从新的角度分析问题、认识问题。

(2)连动性:创造性思维又是一种连动思维,它引导人们由已知探索未知,开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考,探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物,从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法,分析其相反的方面,从顺推到逆推,从另一角度探索新的途径。

(3)多向性:创造性思维要求向多个方向发展,寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散;也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。

(4)善于想象:创造性思维要求思维者善于想象,善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象,善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”只有善于想象,才有可能跳出现有事实的圈子,才有可能创新。

(5)突变性:直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断,出现思想的飞跃,突然闪现出一种新设想、新观念,使对问题的思考突破原有的框架,从而使问题得以解决。

2.2 概念设计呼唤技术创新

技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会(用户)的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发,是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格,不局限也不依赖于某种特定的模式,以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤:

(1) 多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果;

(2) 对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破;

(3) 突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术;

(4) 新知识与现有知识的合理嫁接;

(5) 产品功能上的兼收并蓄和去粗取精;

(6) 学科间的交叉、交融和借鉴;

(7) 新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用;

(8) 科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。

由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法:

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科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展，新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接，教师需密切关注学科发展，与时俱进优化课程体系和教学内容，协调传统内容与先进性。课程的内容围绕产品的加工制造，以机械加工工艺为主线，以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨，将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来，并根据这条主线的需求作为取舍的原则，强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发，使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识，具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识，增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容，使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。目前，“机械制造技术基础”教学内容多课时少，在教学内容的讲授上既要加强基础，又要拓宽知识面；既要保持经典，又要体现先进制造技术的发展；既要掌握基本理论，又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则，对教学内容进行必要的调整，如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授，而将这部分内容放在实验课中，学生在现场对着实物进行感性观察，学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解，但是更加注重对实际工程问题的分析和理解，强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。高水平教材的建设是课程建设的基本，本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础（第3版）》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项，该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》，分为学习指导和习题（包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案）。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告，用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案，网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料，实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时，进一步拓宽知识面，增强理论学习的深入性，使课堂教学得到扩展。

以工程能力培养为中心，构建层次式的实践教学体系

实现理论教学和创新实践活动的有机融合深入企业调研，分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度，构建专业认知与实践－金工实习－课程实验教学－生产实习－课程设计-综合实验周－制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中，特别注重学生实践能力的培养，努力实现从模拟型向实战型转变，由限制性向自主性转变，由验证性向综合性转变，由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念，了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作，注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养，体现渐进性教学方式。金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法；生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备，将所学理论知识与生产实际紧密联系起来；课程实验教学将科研成果引入教学，教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验，让学生亲自动手，提高了学生实验技能和实际动手能力；课程设计选自实际生产课题，要求学生独立完成，同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力；综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练，全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程，提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求，进一步融合理论与实践，使学生的工程能力得到进一步提升。在课程建设过程中，本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设，设立长春一汽生产实习基地，使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模，进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品，使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项，而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外，安排学生生产实习，使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识，每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试，取得了较好的效果。在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用，实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析，然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程，通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工，得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化，使学生的课程设计真正取得实效。面向工程实际，为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作，每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观，为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势，增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备，设有专门的制造实验室，为学生构建了实际的工程环境，使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念，突出实验的演示性、设计性和综合性，追求实验手段的先进性。为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设，学校开设综合性和设计性实验，构建实验平台，编写实验指导书和任务书；编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验，初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标，让学生自主设计实验项目和方案，并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验，包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验，使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法，建立现代制造工业先进技术的实际概念，完成先进技术设备实际操作的基础训练。

实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革

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我国进入21世纪之后，现代化工业发展迅猛，机械制造行业间的竞争也日益激烈，机械制造业为了提高生产效率，争相使用数控技术。数控技术是一种自动化技术，能够有效促进生产力发展，现在已经广泛地应用在机械制造行业中，为机械制造产量及质量提高做出了贡献，也有效地推动了我国社会主义经济建设及发展。本文将重点分析下数控技术概念及特征，探讨机械制造中对数控技术的实际应用。

关键词：机械制造；数控技术；实际应用

0引言

机械制造行业在我国社会经济发展过程中具有重要作用，它是我国的基础行业之一，关系着我国的国民经济发展。随着我国经济及科学技术发展，机械制造的数量与质量也得到了较大提高，机械制造与人们的生活息息相关，而机械制造行业中关键组成部分是数控技术，这项技术推动了机械制造业的有序良好发展，下面我们将具体分析下数控技术概念及其特征和，使其更好地应用在机械制造中。

1数控技术概念及特征分析

1.1数控技术概念

数控技术是一种自动化技术，融合了计算机技术、通信技术及传感监测技术等，通过发出数字命令信息指令，开展对机械二次加工并控制工作，这种技术的设备物质载体是数字化信息设备及控制运行设备，该项技术含量非常高，将其使用在机械制造领域中能够有效提升生产制造效率，还能够保证生产产品的质量与精确度。

1.2数控技术特征

数控技术还有一些特征，也是其优点，第一就是便利性，这个特点体现在多个方面，使用数控技术，能够有效减少传统机械制造业中繁复的工艺流程，具有较大便利性。另外，机械制造过程中使用数控技术，能够改变机械制造中的加工工艺参数，从而进一步提升机械制造的便利性。第二是高效率，数控技术应用在机械制造中，在一次装夹工作中能完成多道加工工序，有效减少辅助时间，但是同时也保证了加工精度；而且这种技术能够完成复杂零件及曲面形状零件的加工[1]。

2机械制造中对数控技术的实际应用

2.1工业生产对数控技术的应用

工业生产过程中对数控技术使用得非常广泛，工业生产中的食品加工及造纸印刷是使用频率最高的产业，而且这种数控技术对金属冶炼及农药工具加工等危险性操作中具有更重要的作用。数控技术使用在工业生产中，不仅有效地改善了工作环境、减低工作危险性，工业生产人员的工作效率也得到了极大提高，生产成本进一步降低，最终推动了工业生产的机械化与自动化。实际工业生产过程中，采用的数控技术主要是通过控制生产主体计算机来控制工业生产的流程与程序，因为计算机系统具有非常强大的感应功能，因此其能够快速发现并及时处理错误，这样就安全有效地保证了工业生产系统的稳定操作性。

2.2煤矿机械对数控技术的应用

煤矿是我们人类赖以生存及发展的能源基础，在人们的生活及生产中具有重要作用，但是煤矿开采及运输是一件非常危险的事情，煤矿技术人员及操作人员需要保持高度警惕性。煤矿开采过程中最常使用的工具是采煤机，煤矿开采环境比较恶劣、技术要求高而且采煤机的种类也非常繁多，因此采煤机最好是进行小批量生产。采煤机生产过程中一个重要环节就是完成机壳毛坯焊接，但是传统的机械加工制造不能单独完成一件的下料，而将数控技术应用其中实现了上述不可能的事情，有关技术人员发明研制了数控气割，开展了数控化机械生产，它采用特殊数控程序，进行单一物件的下料，这样的工作程序有效地节省了时间，提高了工作效率，也有效地优化了套料选用方法[2]。

2.3汽车行业对数控技术的应用

随着我国社会经济的日益发展，人们物质生活水平也随之提高，人们对于出行交通工具有了更新更高要求，汽车已经成为了人们外出游玩的交通工具，也受到了越来越多人的喜爱，汽车购买数量及质量呈现出上升趋势。汽车行业面对这种状况，竞争也日益激烈，数控技术在汽车行业中的使用，有效地加快了汽车零部件的生产速度，提高了汽车生产及投入市场的效率，促进了汽车行业的快速健康发展[3]。汽车行业现在已经发展到了现代化水平，汽车生产流水线上更多使用到了高速控制机床及数控技术，这种数控技术下的控制机床，生产速度非常快，而且具有很好的灵活性，满足了汽车生产者的需要。数控技术应用到汽车生产过程中后，能够使生产流水线作业更加高效化、智能化，而且汽车从生产零件、组装一直到后期的试运行的全过程都能够被控制监测到，这样很好地满足了高质量及高产能的需求。

2.4机床设备对数控技术的应用

机械制造过程中具有关键作用的是机床设备，机床设备是机械制造的核心与灵魂，而数控技术应用在机床设备中，实现了机械及电子科技技术一体化的目标，将数控技术引入到机床设备中，并加入计算机技术及互联网通信技术等，这样能够有效控制机床生产过程中每道工序参数、时间及规格，实现统一规范化生产操作，也使得机床设备在使用过程中更稳定、更安全，进而促进数控技术下的机床更加准确、更加精细地控制零件位置及操作冷却泵等生产环节。

2.5航天工业对数控技术的应用

数控技术也能应用到航天工业中，航天工业中常常要使用到许多高精密度的零件，但是使用传统机械制造并不能满足航天技术在制造步骤上的精益求精需求，而将数控技术应用在航天工业中，能够对小部件材质进行深度加工，这样有效地节省了资源、防止了浪费能源。

3结语

目前，数控技术已经越来越广泛地应用在机械制造业中，例如工业生产、煤矿机械以及机床设备等等，这项技术在这些产业中发挥着积极而重要的作用。随着社会及科学技术发展进步，人们对于数控技术的要求也越来越高，相关人员在研发生产过程中不仅要使用好数控技术，还要做好研发工作，积极更新数控技术，改进现阶段数控技术的不足与缺点，将其更好地应用于机械制造生产过程中，为我国的国民经济发展贡献力量。

参考文献：

[1]刘从军.数控技术在机械制造中的应用探讨[J].科技展望,2015(07):52.

[2]戴玉翔.数控技术在机械制造中的发展与应用[J].科技创业家,2014(02):78.

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关键词:三维反求技术;逆向工程;模具

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0052-02

三维反求技术在现代化的加工中应用越来越广泛,但三维反求技术应用方面的文章却不多,为此本文作了以下介绍。

反求技术可以在原有产品的基础上解剖、深化设计和再创造,可有效改善技术水平,提高生产率,增强产品竞争力,是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。据统计,各国70%以上的技术源于国外,逆向工程作为掌握技术的一种手段,使产品研制周期缩短40%以上。研究反求技术,对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高,具有重要的意义。

一、三维反求技术

(一)三维反求技术的概念

三维反求技术亦称为逆向工程 (RE,ReverseEngineering),是近年来 CAD/CAM技术领域研究的―个热点。简单地讲,如果把传统的从构思-设计-产品这个过程称为正向工程的话,那么,产品模型(或实物)- CAD信息模型-CAM或快速原型件这个过程就称为反求工程。

(二)三维反求技术得原理及工作流程

三维反求技术包括影像反求、软件反求及实物反求等三方面。目前相对最多人研究的是实物反求技术。它是研究实物CAD模型的重建和最终产品的制造。狭义来说,三维反求技术是将实物模型数据化成设计、概念模型,并在此基础上对产品进行分析、修改及优化等技术。

1.工作原理。三维反求技术是利用电子仪器去收集物体表面的原始数据,之后再使用软件,计算出采集数据的空间坐标,并得到对应的颜色。扫描仪是对物体作全方位的扫描、然后整理数据、三维造型、格式转换、输出结果。整个操作过程,可以分为四个步骤:(1)物体数据化:普遍采用三坐标测量机或激光扫描仪来采集物体表面的空间坐标值;(2)从采集的数据中分析物体的几何特征:依据数据的属性,进行分割、再采用几何特征和识别方法来分析物体的设计及加工特征;(3)物体三维模型重建:利用CAD软件,把分割后的三维数据作表面模型的拟合,得出实物的三维模型;(4)检验、修正三维模型。

2.工作流程。三维反求的典型工作流程主要是对现有的实物,使用数据化的仪器,准确、快速地采集表面轮廓的空间坐标值,然后构建曲面、经CAM软件产生CNC加工刀路,在CNC机床上把实物模型制造出来或利用快速原型制造机,把实物原型制造出来。在产品设计方面,采集的空间坐标值,可对实体三维模型,作复杂的修改或再创新。快速原型制造机可读取STL格式的文档,可以由云点直接转换或在建造的曲面、实体三维模型中转换。

二、三维反求技术的应用综合

三维反求技术的应用十分广泛,一些高技术含量的航空、航天工业,汽车工业都采用了此项技术于产品研发及制造。在制造工业中,采集的数据用于模具制造,产品设计、开发,例如消费性的电子产品等。

此外,反求技术配合快速原型制造技术,更能发挥快速原型技术的优势、扩大它的应用范畴。凭借反求技术及有关的软件,设计者可以快速制造实物,同时可以快速对实物修改、优化和创新设计,这样便可以缩短产品设计的周期,加速新产品的出现,提高公司的竞争力。三维反求技术的应用综合如下:

1.从概念到快速原型制造。在产品设计中,有些实物很难利用CAD软件来建造CAD模型来表达设计概念,但有了三维反求技术后,便很快从实物转换成设计模型。

2.快速制造模具。技术人员利用反求技术扫描实物,然后把采集得到的数据,通过专门的软件,如Renishaw公司的Tracecut软件,直接产生刀路,输出到数控加工中心,制造出模具来。这种情况,在汽车的后市场(after market)及电子消费品特别普遍。汽车的原厂零部件相对较贵,所以倾向于寻找代替品,价格相对便宜的。由于市场相当庞大,所以诱发一批厂家生产这些代替品。由于没有原厂产品技术资料,如实物的工程图或CAD模型,他们只好利用反求技术,采集实物的三维数据,转化成刀路,直接制造模具。另一种情况是一些停产老产品,现在有需求。由于停产多时,原始数据都没有了,只好把现有的实物扫描、采集数据、转成刀路来制造模具,实现再次生产。

3.美观设计领域。例如汽车外形设计,广泛采用真实比例的木质或泥塑模型来评估整体设计效果,此时需用逆向工程的设计方法。

4.仿制流线型、形状复杂而且无法用人工方法准确量度的实物。航空、航天器的有些零部件流线型特别强,一般的测量仪器是绝对无法准确测量其曲面。反求技术便可以在一个面积细小表面上采集上百万、上千万的三维坐标数据,之后便可以通过软件建造曲面。在一个相等面积的表面,三维坐标数据愈多,建造的曲面便愈准确。

5.产品复制、修改、设计。当实物被数据化后,技术人员便可建造CAD实体模型、曲面,这样设计师便可以迅速在软件上作有关的产品修改、创新的设计。

三、反求技术未来展望

随着国际互联网络的普及,更容易获取资讯,商业竞争日趋激烈,要取胜就要不断的有新产品投放到市场,缩短生产周期是竞争一个重点策略。反求技术在时间方面发挥了它的作用,所以会广泛应用于产品开发。在技术方面,软件的快速开发,使数据的运算更快、扫描后数据处理更容易;图像摄像机的发展,使采集的数据更多、更快。这样,扫描速度便可以更快,扫描精度更高。综上所述,反求技术将会有更大的发展空间,应用到更多的领域中。

参考文献

[1]唐荣锡.CAD/CAM技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1994.

[2]王先逵.计算机辅助制造[M].北京:清华大学出版社,1999.

[3]许智钦.3D逆向工程技术[M].北京:中国计量出版社,2002.

[4]鞠华.自由曲面的反求工程与快速原形技术[J].机电工程,2000,17(2).

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论文摘要：针对先进制造技术的特点及其在当前教学中存在的问题，从激发学生的学习兴趣、优化教学内容、改进教学方法、革新考核手段等方面，对提高先进制造技术的教学质量提出了一些建议和探讨。

0引言

先进制造技术fAdvancedManufacturingTech—nique，缩-~AMT)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。资料表明，由于一些企业缺乏先进制造技术等产品开发与制造手段，产品开发周期长、成本高，难以适应多变的市场需求，从而严重影响了企业的核心竞争力。

先进制造技术已成为当前高校机械类专业的关键课程之一。本课程是对以前的专业基础知识和专业知识的扩展，主要围绕先进制造技术的各主题，系统介绍各种先进制造技术的理念与装备技术。旨在使学生了解国内外先进制造技术的前沿技术，开阔思维拓宽知识面，掌握先进制造技术的理念与方法，培养学生创新思维与工程实践能力。文中针对先进制造技术的特点及当前教学中存在的一些问题，就如何提高先进制造技术教学质量进行一些探讨…。

1先进制造技术的特点

1．1先进制造技术是一个发展的概念

事物的先进性具有明显的相对性．先进制造技术是相对于传统制造技术而言的。某种现阶段先进的技术若干年后可能会显得落后，甚至被淘汰。尤其随着计算机科学和电子科学的发展及渗入融合到现代制造系统中，反映现代科学理论的系统论、信息论、控制论和智能理论与控制技术有机融合为一体，导致先进制造技术具有明显的时效性。因此，先进制造技术体系只有不断补充新技术、淘汰落后技术，才能永远保持其先进性。

1．2多学科集成的特性

先进制造技术并不是指某一项具体技术，而是机械、材料、电子、信息、自动化、管理、环保等多门学科的理论和技术相互渗透。共同发展而形成的技术综合体。先进制造技术在性质上跨越自然科学、环境科学社会科学。特另是经济学和管理科学；同时又与技术科学和众多门类的工程技术相联系，是多种学科的集成。先进制造技术特别强调人、技术、管理三者的有机结合。

1．3包含的信息量很大

先进制造技术是一个庞大的科学技术体系。所有本课程包含的信息量很大。如在管理方面，先进制造技术包含准时生产(JI、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术；制造工艺方面包括高精密加工、精细加工、微型机械和微纳米技术、激光加工等；自动化技术方面包括柔性制造单~(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。而且不同方向之间的联系不是太紧密，系统性不太强。

2提高先进制造技术教学质量的建议

1)激发学生的学习兴趣。学习兴趣是推动学生努力学习的内车动力，如学生对先进制造技术有了浓厚的兴趣，学习就会事半功倍。但当前很多学生由于缺少压力，对先进制造技术的认识不足．甚至有些学生认为学习先进制造技术只是为了通过考试和毕业。为此，首先需要从先进制造技术的重要性、用途等方面对学生加强引导。通过事实说明，让学生充分认识到先进制造技术的重要性，从而在思想上重视起来。其次在进行教学设计时．应充分挖掘课程中令学生感兴趣的内容。如果有条件可以让学生实地参观，接触先进制造技术的实际应用．从而使理论与实践相结合．激发学生的学习热情。

2)精心准备教学内容。正如前面所讲述的，先进制造技术是一个发展的概念。但实际教学中出现一些教案很长时间不更新等现象。要想提高本课程的教学质量需要保持教学内容的前沿性，教师应密切关注先进制造技术领域的最新发展；并将相关技术特别是应用性和市场潜力巨大的那些先进技术及时融合到教学内容中．从而让学生以发展的眼光来学习这门课，并从中得到终身学习的启示。当前获取相关资料的途径很多：可以通过网络、杂志或电视其它媒体很方便了解到制造业中前沿技术：有条件的教师也可以多参加一些大型的相关技术及产品展览会、学术会议以拓宽视野和积攒素材。这样才可能开阔学生的视野，很好地培养他们以动态的思维看待事物的习惯。

先进制造技术包含的信息量很大，而且各个方向的联系不是太紧密。因此，在收集教学素材的基础上需要加以整理．注意前后知识的衔接，增强授课内容的系统性。在计划教学内容时，尽量从学生在现实生活中熟悉的产品或能接触知识人手，逐渐过渡到所要讲授的某项先进制造技术，并尽量多地利用相关的录像、视频、动画、图片和CAI课件来吸引学生的眼球，激发学生的好奇心。

3)丰富教学方法。增强师生互动。在教学中贯彻“以学生为中心”和“发挥教师的主导作用”的教学思想。教师应从教学中的主体地位转变为主导作用，而学生则应由被动接受知识变为学习的主体。只有这样才能充分调动教与学双方的主动性和潜能，最大限度地实现教学目标。

在实际教学中可以采用课堂讨论的形式进行。事先告诉学生下一次课的主题，布置任务让学生通过网络、期刊去收集资料并整理；上课时先让学生自己针对该项先进制造技术的优势、技术特点、应用条件、加工成本、加工质量及效率等各个方面进行讨论；碰到问题时再由教师进行补充和总结。通过课堂讨论这种积极活泼的学习方式，不仅使学生们学到更多的知识，而且增强了他们之间进行学术交流的动力。这种教学方法在一定程度可改变传统的那种教师教得乏味，学生学得无趣的现状，从而提高本课程的教学质量和效果。

4)采取灵活多样的考核方法。考核方法主要表现在考核内容和考核形式两个方面。考试的形式采取开卷考试、上课讨论、演讲、大作业、平时查阅文献等多种形式，根据实际情况按照一定比例分别权重来决定本课程的最终成绩，这样可以改变过去“一张试卷定终身”的局面。考核的内容应尽量多涉及到先进制造技术的各个方面，知识覆盖面更宽。考核的内容更全面。另外，可以采用合适的方式让学生对本课程进行评价，一方面对教师的教学方法、教学效果提出一些建设性的意见，以便教师根据反馈意见进行改进；同时可以根据课程评价内容反映该学生对本课程的参与程度，将其当做考核学生的一种辅助方式。

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摘要：文章阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化趋势，介绍了先进制造模式，并提出了我国目前存在的差距及发展策略。

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。

一、机械制造业的发展趋势

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：

（一）精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

（二）自动化

自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。

（三）信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。

（四）柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

（五）集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。

（六）智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。

二、先进的制造模式

机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。

（一）精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)

20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。

独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。

（二）敏捷制造与虚拟制造

美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。

虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。

（三）集成制造与智能制造

美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。

智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。

三、存在差距和实施策略

改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。

（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。

（二）加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。

（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。

（四）建立与发展我国自主的NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造(IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。

（五）提高制造业现代化管理水平。现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨，开展ISO9000系列管理体系认证，加快现代企业制度改革，为先进制造技术的发展奠定良好的基础。

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[关键词]机械制造工艺；新技术；应用性

中图分类号：TD406 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0400-01

1 分析机械制造工艺对新技术应用

1.1 精密切削技术

用直接切削来获取高精度一直是惯用的办法，可是，若想获得高水准与高精度的商品，那么一定要尽量的降低刀具、工件与机床等的因素所产生的影响。倘若要想机床有着高刚度与小热变形及抗震功能，便一定得有更为先进的科技，譬如，精密控制技术、空气静压轴承技术、微驱动技术以及微进给技术等，除此以外，增强机床转速同样也是及其有效的方法，现今的超精密加工机床已经提升到每一分钟就有几万转功效。

1.2 模具成型技术

时下，汽车、电机、飞机、仪表与家电等一系列的商品里面至少有将近一半的零件是利用模具加工而制造出来的。而模具深加工的主要环节在于怎样增强模具器材的加工之精度，同时它还是评估一个国家的科技水平的关键标志。电解加工技术可以让模具的精度到达微米级，这可很好地处理好工件表层的质量问题，特别符合复杂腔型器件的加工。

1.3 超精密研磨技术

超精密研磨技术通常用于集成电路基板硅片的加工，其表面粗糙度要求很高，以往传统的研磨与磨削及抛光技术难以满足其的加工需要，一定得采用原子级的抛光这一技术才行。所以，各种先进的超精密研磨技术便接二连三的生根发芽、 应运而生，愈发不可收拾，倘若将其运用到弹性的发射加工以及流体动压型悬浮研磨里边去的非接触性研磨，借助加工液来进一步增强化学反应之化学研磨等。那么，新型的研磨办法和原理便会在很大程度上提高超精密研磨技术之发展步伐。

2 机械制造工艺的发展

2.1 集成化

集成化是微机设备技术晋级的一个极具代表性的标志，并且是现代微机技术的新飞跃与新进步，同时它还代表着计算机系统的各项不同功能由以往的分割状态到了如今的融为一体的状态的一个改变，而

集成化的主要原理是把各个单独的部件与功能，经过有机的整合之后获取一个整体性作业功效大于零散的、部分的作业功效的总和的效果，其也正是集成化能够彻底改变广大民众的生活与生产的关键的因素之一，由于新时代信息的交流与处理的办法的相对而言比较的复杂，使得广大民众在对待计算机多种功能的时候不得不同时进行使用。这一因素的存在也是集成化至今一直依旧在使用的优势之所在。 因此，大家在对制造化机械运用进行改造与革新的同时，必须要把该技术运用的独特之优势加以考虑。

2.2 智能化

智能化技术早已逐步渗透到了各行、各业以及各个领域当中，智能化技术的较为显著的特点是非简单化机械的程序运行，其能够较好的模拟人类大脑一些思维方式以及逻辑性运行形式。如此的机械性技术毫无疑问给我们人工带来了一种全所未有的挑战，同时也是机械化的今后发展的目标之一。在智能化技术的使用以前我们在运用机械设备时，时常都会不禁感慨机械的速度及精度，可是在对于机械的逻辑性能力及分析综合性的能力根本不报一点儿希望，原因在于我们大家都清楚的知道机械仅仅是根据一个固定式的程序来进行？作用的，无法与人们的操作产生进行互动，它所能做的仅仅是被动性的接受指令，而今智能化技术很显然以及彻底改变了我们的这个观点，使得我们也不得不对智能化技术的机械的作业能力叹为观止，同时把这一技术运用到各个不同领域以及各个不同行业当中去，以替代一部分人工作业，目前我们在对智能化这一技术的运用上早已走入了一个比较成熟及完善的时期，很多有着智能化人工效能的机械已经广泛运用到了各个不同行业与各个不同领域中去，正在慢慢地改变着广大群众的生活及工作方式，并且也让人们慢慢的体验到了智能化机械技术运用的人性化，以及“以人为本”的设置理念。

2.3 清洁化

随着现今社会环保概念的不断深入，对于机械制造这一行业而言同样在其的观念上也产生了一定程度上的影响，而清洁化这一技术便是其中的一个典型体现，这里所指的清洁生产便是：把综合性预防的机械制造环境策略，延伸运用到生产的各个环节机产品当中去，促使有效减低对我们人类及生态环境所带来的污染风险。同时清洁化产出的两个根本性目标在于有限资源的高效利用及保护生态环境。就机械生产的所有环节来说，清洁化的生产需要全面运用到从产品原材料投放这个环节至产出成品之整个过程，其中包括了对原材料及能源的节约，代替一些有毒性的原材料以及短缺的资源，对于二次能源以及再生性资源的使用，革新优化工艺和机械设备，且把所有生产排放物之数量和有毒的物体全部隔离于离开生产环节以前。就产品来说，清洁

化生产涵盖构成了产品整个生产周期之每一个阶段，也就是说从原材料的选择在到产品的最后一步处理，其中包含了对产品结构的设计、产品的生产、产品的包装、产品的运输、产品的流通、产品的销售以及产品的报废等的整个过程，科学合理的利用一切资源，并且在最大程度上降低对我们人类已经生态环境的负面影响。

3 当代机械制造工艺的特点

（1）制造过程是个系统工程。机械制造过程各个环节之间并不是都彼此关联.也有的环节之间可以不关联，是因为，机械制造过程是一

种离散的生产过程.不需要每个环节都有关联性。从现代制造系统工

程学来分析.机械制造过程可以说是一个制造系统的过程，所以机械

制造过程是个系统工程。传统机械制造技术与现代的计算机技术、自

动化技术、传感技术、现代管理技术以及新材料技术有机结合，传统的制造工艺和现代的制造工艺融为一体.使机械制造工艺成了能控制机械制造生产过程的信息流、能量流和物质流的系统工程。

（2）制造是管理、工艺、人员三者的结合。现代机械制造已不是单

纯的管理问题，先进制造工艺的引入和诚聘英才，使机械制造发展为

管理、工艺、工作人员为一体的三者结合的系统工程。随着机械制造行业的生产规模的扩大.企业已开始追求最佳技术经济效果.从而推动了经营管理与工程技术的结合.现代机械制造行业意识到制造过程组织和管理体制的合理化和简化的重要性。想出一系列管理、技术与人员相结合的新的生产方式，给制造全过程的优化运行提供有力保障。比如说.一家企业在建立计算机集成制造系统过程中，首先要采用有效的管理模式.然后选择先进的制造工艺。对所有员工进行培训，改变员工传统的思维模式。

（3）现代机械制造工艺是多学科交叉融合。现代机械制造工艺最显著的特点是现代的制造工艺是多学科交叉融合的结果。传统的机械制造工艺的专业和学科单一。不同专业、学科之间界限分明，而现代的制造工艺已经是多学科交叉融合的结果.各专业和学科在不断渗透.各专业之间不断交叉融合.其各专业之间的界限逐渐淡化。

（4）现代机械制造工艺支持可持续发展。资源、人13与环境的问题

是当今社会面临的主要问题.现代机械制造工艺将这三个问题放在首

位。从而体现出机械制造环保化生产的重要性。现代机械制造工艺强

调高校、清洁、低耗、灵活、优质生产，将绿色生产、清洁制造的概念融人到机械制造的全过程。使这些新概念成了可持续发展的有力武器。

4 结语

总而言之，机械制造工艺需要我们不断的发展，为了适应激烈的市场竞争，我们应该共同努力全面增强机械制造的工艺技术，让机械设备的质量及技术得到一个质的飞跃，唯有如此方能够促使机械更好的为人类的社会进步以及经济生活而服务。

参考文献

[1] 马轩凯.机械制造技术的特点及发展趋势[刃.科技资讯，20lo（30）.

[2] 高贺云.浅谈现代机械制造技术的特点及发展趋势叨才智，2011

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1）工业设计人员设计中缺少工程技术知识与经验支持，造型产品不利于后期制造加工受思维方式及知识体系影响，工业设计人员往往把精力集中在标新立异的产品形态上，在此过程中，工程技术人员没有及时参与进来，或者工业设计人员缺乏与工程技术人员沟通，有可能造成产品的某些特征过于异形，加工代价高昂或者难以加工；也可能由于受力、刚性等问题造成产品的结构无法顺利实现产品的功能，致使设计方案反复修改，延长产品开发周期。2）计算机技术在设计衔接应用中还不够成熟现代产品设计及制造依赖于计算机技术。目前工业设计师设计产品所采用的软件系统与工程设计师所采用的软件系统大部分都是相互独立的，软件系统之间数据沟通还不能无缝衔接，产品形态转换工程中有部分数据丢失，偶尔会造成设计概念的“走形”。

2设计衔接应对措施的提出与探讨

随着云技术的出现，云制造与云设计的概念被相继提了出来并逐渐得到应用，产品的设计及制造更加依赖新技术，云设计系统与云制造系统整合，为设计衔接铺平了道路。

2.1云设计概念[2]1）云设计的定义所谓云设计应当是面向云制造，融合现代设计、信息化制造、云计算、物联网、智能化、绿色化和情感化等技术于一体的产品服务设计。云设计是现代设计的一种新模式。2）云设计体系构架

2.2云制造概念[3]1）云制造的定义云制造是一种利用网络和云制造服务平台，按用户需求组织网上制造资源（制造云），为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。云制造技术将现有网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合，实现各类制造资源（制造硬设备、计算系统、软件、模型、数据、知识等）统一的、集中的智能化管理和经营，为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务。2）云制造体系构架云制造体系构架如图3所示。

2.3云环境中工业设计与工程设计衔接探讨工业设计所侧重的功能划分、产品外观形态、材料、装饰，工程设计所侧重的产品功能实现、运行原理及结构、工艺公差装配力学校核等，在云环境中，可以将以上相关因素通过以下三个方面的相关优化进行较好的融合。

2.3.1设计方法方面[4]1）采用面向装配（DFA）、面向制造的设计（DFM）面向装配与制造的设计要求设计人员在设计前期要全面地考虑下游设计，同时利用工程技术元素来创新产品的造型，利用外观结构的创新带动产品造型的创新，这不仅有利于提高产品可靠性、可维护性、美观性、用户友好性等，而且更利于设计与制造的衔接。2）以产品材料为工业设计和工程设计的衔接点进行设计材料是产品的物质体现基础。工程设计人员考虑的主要是材料的硬度、强度、表面特性等，然而工业设计人员对材料的力学与化学性能只是感性认识，他们主要考虑的是材料肌理对产品形态的感觉。在产品设计中，工程设计人员与工业设计人员对才材料的认识、选择统一起来有助于提高产品的造型美、可靠性、可加工性。

2.3.2设计工具方面CAD技术及云技术的发展，使得工业设计相关软件和工程设计相关软件结合更加紧密，为工业设计和工程设计的衔接打下了坚实的基础。当今世界先进的工业设计软件Alias能够支持大型工程软件UG、CATIA、Pro/E等的数据信息，产品设计模型可以直接被工程设计软件读取，降低或者避免模型转换过程中的数据丢失，工业设计人员设计的产品模型就不会被工程设计人员在产品形态方面产生误解，而且能够针对具体模型进行沟通，及早发现设计中存在的问题，降低设计过程中反复修改的成本，异地协同设计得以实现，设计衔接会更加顺畅。

2.3.3设计人员知识方面工业设计与工程设计衔接不畅的最直接表现就是相关人员在设计过程中沟通、认识存在差异。在云环境中，丰富全面的知识资源以及方便快捷的即时沟通，可以使得工业设计人员轻易搞懂工程设计人员的思路及想法，工程设计人员同样即时理解工业设计人员的理念，形成无差异认识，避免设计冲突。

3结束语