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           先进制造技术及其在中国制造业应用初探

1先进制造技术理论

1.1先进制造技术的背景

二战时期以及其后很长一段时间，美国是一个制造业大国，也是世界制造强国。特别是在五大湖地区，制造业发展极为兴盛。然而随着新科技的发展，在二十世纪六、七十年代，由于不少美国学者对新兴科技产生了错误认识，认为制造业将成为“夕阳产业”。学者们的这种错误认识导致了美国制造业遭遇空前冷遇。与此同时，日本积极借鉴其它国家制造技术，大力发展其制造业。这一鲜明反差导致日本的汽车、家电等工业产品对美国本土制造业产生了极大的冲击。在意识到自己对于制造业的错误理解后，美国政府于1988年组织并实施了“ 2 1 世纪制造企业战略” 研究，学者们在日本先进制造经验的基础上加以研究，形成了先进制造技术。提出了先进制造技术发展目标，制定并实施了先进制造技术计划( A T P ) 和制造技术中心计划( M T C ) 。

1.2先进制造技术定义

先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、  电子、信息、材料、能源及现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

1.3先进制造技术的特点

当今，先进的制造技术已经不在是单纯的制造。而是制造周期上表现为从产品市场分析到产品使用完成后回收再次制造的一个循环，在制造技术上涵盖信息技术、管理技术等各种技术，在制造范围上从超维细（纳米级）到超巨型。其特点表现为以下几个方面：（1）       先进性 先进制造技术的核心和基础是优质、高效的工艺。在此基础上及时吸收其它先进技术，形成制造科学.(2）  集成性 先进制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化和革新 ，它是硬件、软件、智能(人) 与组织的系统集成。（3）动态性。先进制造技术没有一个固定的模式，先进制造技术实现规模、实现程度、实现方法以及侧重点要与企业的具体情况相结合，并与企业的周边环境相适应。先进制造技术不是一成不变的，而是动态发展的，它不断的吸收和利用各种高新技术成果，并将其渗透到制造系统的各个部分和制造活动的整个过程，不断趋于完美。

1.4先进制造技术的发展趋势

（1）模块化 模块化本来是软件工程的概念，它强调制造过程中的黑箱式分工，这种设计理念也是大规模复杂设计的一个必然趋势。当制造业面临越来越复杂的设计和高效率分工化的要求后，模块化设计必然成为先进制造技术的主要设计方法。（2）数字化“ 工业化” 发展的核心是“ 信息化”，“ 信息化” 的核心是“ 数字化”，“ 数字化” 也是先进制造技术发展的核心。数字化制造包括以设计为中心的、 以控制为中心的与以管理为中心的数字制造。“ 数字化” 贯穿与渗透制造全过程所用的方法中，并且发展得更广泛、 更深刻， 乃至导致生产方法与过程的重大变革。这就是说“ 数字化”技术的发展必将导致制造技术的重大发展与变革。（3）自动化自动化是减轻人的劳动，强化、 延伸、取代人的有关劳动，乃至完成人无法完成的有关工作的技术或手段， 是制造业发展必须的前提。“ 自动化” 已从一般的自动控制、 自动调节 、自动补偿等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的水平， 自动控制理论、技术、系统、元件在制造技术领域中有着极大的发展。（4）绿色化绿色化是自然和社会对制造业提出的要求。过去很长一段时间，我们的制造业忽略绿色制造而导致了生态失衡、 环境污染、 资源枯竭，以至于社会难以持续发展。自然和社会要求我们走绿色化制造之路，要求我们从分析、设计、制造、销售、使用、维修、直到回收再制造都充分考虑环境保护。（5）人性化机器的初衷源于代替人类进行劳动。这一初衷也将始终伴随制造业的发展，越来越多的机器将更加突出以人为中心进行制造。而在更广的范围里，设计、制造过程中也将突出对设计者、生产者的人性管理。

2中国先进制造技术应用

2.1中国先进制造技术应用现状目前，中国是制造业大国。不是制造业强国 。制造技术水平低、创新能力差、产品水平不高。尽管中国制造业虽然世界排名第四，但总体规模仅相当于美国的 1 ／ 5 ， 日本的 1 ／ 4 。统计资料显示， 我国已有 1 0 0多种制造产品产量跃居世界第一位，但整的粗放式发展， 也使我国制造业与发达国家之间的差距暴露无遗。美国 9 8 ． 4 ％的典型产品技术源于本国研发， 而我国只有 4 3 ％。制造业新产品贡献率美国达到5 2 ％， 而我国只有5 ． 9 ％。我国光纤制造设备 的 1 0 0 ％， 集成电路芯片制造设备的8 5 ％， 石油化工设备的 8 0 ％， 轿车工业设备 、 数控机车、 纺织机械 、胶印设备的7 0 ％左右被进口产品所占领。我国机床生产企业年均产 6 5 0台普通机床， 而日本精密机床公司一家的年产量就达 4 5 0 0台。所有这些资料说明，我们的制造业生产的仅仅是技术含量低，低附加值的产品。 我们与发达国家相比还存在很大差距。缺乏科学的管理是发展中国先进制造技术所不容回避的现实。先进制造技术之所以先进体现在将现代管理技术融入到制造技术之中。然而尽管我国拥有大批技术工人，但技术工人素质不容乐观，高级工只有有 2 4 5万人，仅占技术工人总数的3 ．5 ％，与发达国家高级工所占比重相差3 6 ． 5 ％。这就导致了许多先进的理论和管理往往存在走形式化的趋势，不少理论和管理方法运用不到实际生产中。

缺乏正确的指导思想是我们在发展中国先进制造技术最大的挑战。中国制造业走过了三个阶段：第一个阶段是解放前的技艺型手工小作坊生产；第二个阶段是解放后的计划型工业生产阶段；第三个阶段是改革开放以后按市场需求生产的大工业生产阶段。再过度到如今的虚拟现实工业生产阶段。许多人并没有思想上的转变，还是认为制造业就是材料学和力学，觉得学先进的管理方法和生产理论没有用。在学校中，学生不重视相关课程；在工厂，工人忽略相关标准。不少企业虽然号称推行ISO标准，实际上却采用最原始的管理方法。当然我国的先进制造技术也取得了不少成就。( 1 )计算机辅助设计 ( C A D)技术得到了普 ，提高了企业的设计水平和产品开发能力。  ( 2 )快速原型制造技术由起步迈向成熟，应用具规模。精密成形与加工技术水平大幅度提高，汽车零部件、重大装备制造中获广泛应用。激光工在基础研究和技术开发方面有实质性进展，在应用中获得一定经济效益。 ( 3 )热加工工艺模拟优化技术取得重要进展，材料热加工逐步由 “ 技艺”走向 “ 科学” 。  ( 4 )数控技术取得重要进展，国内市场占有率所提高。 ( 5 )现场总线智能仪表研究开发获重要进展，用已有一定基础。( 6 )微型机械研究进展迅速，标志着先进制造技术正向微观领域扩展。 7 )现代集成制造系统研究和应用取得突破，在国际上占有一席之地。 ( 8 )新生产模式的研究和实践具有特色，推动了我国制造业的技术进步和管理现代化。

 2.2中国先进制造技术应用展望与建议

一、以信息化、集成化为基础加大对现有制造业的改造

自1 9 9 0年代以来，先进制造技术在我国得到了广泛的应用， 并且取得了很大成效， 但其应用很多局限于各单项技术， 并没有充分发挥其应有的潜力。各单项技术也是在不同部门之间各行其是。为此， 我们可以在现有基础上实现 C A D、 C A P P 、 C A M、 N C、 G T等各项技术集成的计算机集成制造技术( C I MS ) 。特别是在信息化的时代， 计算机技术、 网络技术使企业在生产组织上， 以及产品开发上实现生产模式的深刻的变革。制造技术的网络化还会导致一种新的制造模式，即虚拟制造组织， 这使得异地分布的、 相互独立的多个企业， 在谈判协商的基础上，建立密切合作关系，形成动态的“ 虚拟企业”或动态的“ 企业联盟”。这样各企业可以致力于自己的优势项目，优化配置资源，实现资源共享， 增强企业的市场竞争力。  二、加强科学管理和技术创新， 树立人力资源是第一资源的思想 先进制造技术本身就是一个系统工程，在管理上应以企业的整个供应链为管理核心，将企业内部 所有资源整合在一起， 对采购、生产、成本、库存 、分销、运输、财务、人力资源进行规划，使企业资源达到最佳组合， 取得最佳效益， 实现企业资源计划( E R P )  管理。在我们发展先进制造技术的同时， 还应有与之相应的高素质人才作后盾。我们应该在职业教育和高等教育中多培养不但具有扎实学科基础又具有先进管理知识和意识的人才。三、 不断进行理论创新 无论是从各发达 国家的振兴还是发展来看 ，只有在基础理论方面有新的创新和突破， 才能使制造业处于领先地位，才能在市场竞争中立于不败之地。理论创新是先进制造技术发展的基础 ，面对国际上复杂的竞争环境，我们必须把握好制造业未来发展趋势，不断进行理论创新，开发先进的理论来武装我们的制造业，发展以数字化为核心，以信息化、网络化为依托，尖端的、 绿色的先进制造技术 ，使我们的制造业立于世界先进水平之列。                          

 参考文献【1】杨叔子，吴波． 先进制造技术及其发展趋势． 机械工程学报，2 0 0 3 年 1 0月

        【2】盛晓敏，邓朝晖主编 ． 先进制造技术 ．机械工业出版社，2 000年                             

              【3】杨叔子．再论先进制造技术及其发展趋势 ．苏州市职业大学学报2006年8月

     【4】丁元增．发展中国化的先进制造技术 农业装备与车辆工程 2 0 0 6年