張劍， 歐陽陵江

（1.湖南網(wǎng)絡(luò)工程職業(yè)學(xué)院，長沙 410004；2.湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙 410208）

0 引言

制造業(yè)作為現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱，無論在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家它都是競爭核心，國內(nèi)生產(chǎn)總值有將近5成是制造業(yè)產(chǎn)生的。因此，國家的制造生產(chǎn)水平從某種意義上來講已經(jīng)成為了衡量其綜合國力的標(biāo)準(zhǔn)。在20世紀(jì)80年代，美國根據(jù)當(dāng)時(shí)其制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，本著激勵(lì)國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，提升制造業(yè)的競爭力為原則提出了先進(jìn)制造技術(shù)（Advanced Manufacturing Technology，簡稱AMT）一詞。由于制造技術(shù)在不斷地發(fā)展更新，所以到目前為止仍然沒有一個(gè)相對明確的定義。但經(jīng)過對其內(nèi)涵、特點(diǎn)特征等各個(gè)方面進(jìn)行分析后，基本可以做出如下定義：先進(jìn)制造技術(shù)是以人為主體，計(jì)算機(jī)技術(shù)為輔，旨在提高綜合效率，在傳統(tǒng)制造業(yè)的基礎(chǔ)上不斷吸收機(jī)械、計(jì)算機(jī)與通信、電子、控制理論、材料、環(huán)保以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的科研成就，使其在最初的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)研制、后期質(zhì)量保證、項(xiàng)目管理及銷售與售后服務(wù)等環(huán)節(jié)得以運(yùn)用，以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量保證、綠色環(huán)保、在市場上具有強(qiáng)競爭力制造技術(shù)的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)有5大特點(diǎn)：1）面向21世紀(jì)的制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)較傳統(tǒng)技術(shù)而言，更加適應(yīng)于信息化時(shí)代的特征，它有傳統(tǒng)制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并且在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上能夠有效地控制制造系統(tǒng)中的物質(zhì)流、價(jià)值流和信息流的工程技術(shù)。2）集成人、技術(shù)、管理。所謂先進(jìn)就是在人、技術(shù)、管理三者有效地合成時(shí)所達(dá)到的一種狀態(tài)。實(shí)踐證明，先進(jìn)制造技術(shù)不僅僅是一門技術(shù)，沒有很好的組織管理，人員的作用很難在生產(chǎn)中有比較明顯的提升。故而，人、技術(shù)、管理在先進(jìn)制造技術(shù)中的綜合應(yīng)用能顯著提高整個(gè)制造系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使整個(gè)生產(chǎn)管理、組織更加合理化。3）計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)的應(yīng)用。如今的制造業(yè)更加注重這三個(gè)方面的應(yīng)用，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織管理等方面能夠更加系統(tǒng)化、模塊化。4）多學(xué)科交叉的產(chǎn)物。如今的生產(chǎn)模式不在局限于某一單方面上的內(nèi)容，多專業(yè)、多學(xué)科交叉融合而成的系統(tǒng)綜合技術(shù)更加適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的模式。先進(jìn)制造技術(shù)集機(jī)械、信息、電子和管理等技術(shù)與一體的新興技術(shù)。5）更加注重環(huán)保因素。隨著各行各業(yè)的發(fā)展，環(huán)境因素必須考慮在內(nèi)?！熬G色產(chǎn)品”是運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)的最好佐證，對資源利用、對環(huán)境影響及對人體有無危害等在內(nèi)問題是先進(jìn)制造技術(shù)更加注重的因素。

1 先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

制造業(yè)是整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的核心，它帶動著國家的經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展。而制造技術(shù)是發(fā)展制造業(yè)并且提高相應(yīng)產(chǎn)品的競爭力的一個(gè)重要因素，它是生產(chǎn)資料、生產(chǎn)工具、現(xiàn)代生產(chǎn)裝備及技術(shù)的依托。經(jīng)過長期的發(fā)展，形成了一個(gè)相對完整的高新技術(shù)群，我們稱之為體系結(jié)構(gòu)。其具體是由3個(gè)大的技術(shù)群組成：主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群、制造基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)群。3個(gè)技術(shù)群很好地闡述了先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)，這3個(gè)技術(shù)群不是相對獨(dú)立的，它們是層層包含。在三者相互融合的情況下，才能更好地發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)。那么這3個(gè)技術(shù)群具體包含哪些內(nèi)容呢？下面就作以詳細(xì)的剖析。

1.1 主體技術(shù)群

主體技術(shù)群作為現(xiàn)代制造技術(shù)的中心，其包括兩個(gè)主要部分：產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和制造加工工藝技術(shù)。簡言之，一個(gè)側(cè)重點(diǎn)在設(shè)計(jì)制造上，一個(gè)側(cè)重點(diǎn)在工藝上。我們都知道，一個(gè)產(chǎn)品除了要有其基本的功能，我們往往要求其能夠在使用、制造、后續(xù)維護(hù)方面性能達(dá)到最優(yōu)，那么除了滿足基本的功能要求之外還必須有一定的工藝要求。先進(jìn)制造技術(shù)的核心就在于此。

面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群通常指生產(chǎn)制造準(zhǔn)備階段的工具群和技術(shù)群。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計(jì)往往可以通過一些工具來完成，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，工藝過程建模和仿真。在生產(chǎn)過程中，從開始的設(shè)計(jì)，到實(shí)際生產(chǎn)及后續(xù)試驗(yàn)平臺都可以采取先進(jìn)技術(shù)來更加有效地完成。

面向工藝的設(shè)計(jì)技術(shù)群通常指實(shí)體產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和設(shè)備。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式如注塑成型、鑄、鍛、焊、車、銑、磨等都是其制造過程中必須考慮的工藝技術(shù)。隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展及滲入，傳統(tǒng)的制造工藝和裝備正在發(fā)生質(zhì)變。所以除了上述傳統(tǒng)常規(guī)加工工藝及裝備，還包括高速超高速加工工藝及裝備、精密與納米級的加工工藝及裝備、特種加工（如激光、電化學(xué)、離子束、超聲波等）工藝及裝備等等。

1.2 支撐技術(shù)群

支撐技術(shù)群是保證產(chǎn)品在研發(fā)設(shè)計(jì)、加工制造、生產(chǎn)工藝等方面的核心技術(shù)群，它在整個(gè)產(chǎn)過程中提供了一系列的技術(shù)支撐。生產(chǎn)的基本環(huán)節(jié)如試驗(yàn)檢測、相關(guān)物料及成品的運(yùn)輸、生產(chǎn)計(jì)劃的控制、包裝等都需要支撐技術(shù)群提供相應(yīng)的技術(shù)去完成。主體技術(shù)群穩(wěn)定運(yùn)行的前提是擁有與之對應(yīng)的支撐技術(shù)群。這一技術(shù)群是主體技術(shù)群不斷取得進(jìn)步的相關(guān)技術(shù)，如信息技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、軟件工程、人工智能、決策支持等），標(biāo)準(zhǔn)和框架（數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定義、工藝、檢測標(biāo)準(zhǔn)、接口框架等），機(jī)床和工具技術(shù)，傳感器和控制技術(shù)等。

1.3 制造基礎(chǔ)設(shè)施

制造基礎(chǔ)設(shè)施是使先進(jìn)制造技術(shù)更好地在不同企業(yè)中應(yīng)用，在不同環(huán)境下最大限度發(fā)揮其作用，使企業(yè)更好地管理調(diào)度人員配置的一個(gè)基本環(huán)節(jié)。制造基礎(chǔ)設(shè)施是先進(jìn)制造技術(shù)中不可或缺的一部分，它是先進(jìn)制造技術(shù)中與企業(yè)管理體制和使用技術(shù)的人員細(xì)條工作的一個(gè)系統(tǒng)工程。其具體包括品質(zhì)管理、用戶供應(yīng)商交互作用、工作人員培訓(xùn)教育、全局檢測和基準(zhǔn)考評、技術(shù)的獲取和利用等。

先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)大體如上，在制造基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)之上擁有相應(yīng)的支撐技術(shù)群，以此為主體技術(shù)群鋪好基石。在三者的融合之下形成一個(gè)由傳統(tǒng)的制造技術(shù)與以信息技術(shù)為核心的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。

2 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及問題

先進(jìn)制造技術(shù)顯然已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的一個(gè)基準(zhǔn)，它集現(xiàn)代化技術(shù)與工業(yè)創(chuàng)新與一體，是國家制造業(yè)的基礎(chǔ)與支柱。當(dāng)前世界各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家應(yīng)經(jīng)逐步認(rèn)識到先進(jìn)制造技術(shù)的重要性。當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題有以下幾點(diǎn)。

1）日益復(fù)雜的制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)不同，現(xiàn)代化的制造業(yè)集成了許多不同領(lǐng)域的技術(shù)，使制造系統(tǒng)達(dá)到反應(yīng)快、應(yīng)變快的效果。在信息科學(xué)、生命科學(xué)、社會科學(xué)等不同領(lǐng)域吸收科研成果，摸索出能夠使先進(jìn)制造技術(shù)在現(xiàn)代化生產(chǎn)工業(yè)中穩(wěn)定高速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)制。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)對包括企業(yè)廠家分析調(diào)研市場的能力、響應(yīng)速度，對制造加工企業(yè)基礎(chǔ)的生產(chǎn)設(shè)備的柔性和動態(tài)重組能力在內(nèi)的相關(guān)方面提出了更高的要求。

2）大量涌現(xiàn)出的多樣智能制造技術(shù)。為滿足生產(chǎn)需要，更加智能的生產(chǎn)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這既能夠在一定程度上滿足某方面的生產(chǎn)要求，但從另一方面來說，它帶來的也是一種挑戰(zhàn)。這些智能技術(shù)包括基于生物進(jìn)化算法的計(jì)算智能工具，智能調(diào)度，智能控制，智能工業(yè)規(guī)劃及診斷。同時(shí)，隨著工業(yè)機(jī)器人的越來越成熟，智能化的制造生產(chǎn)也日益成熟。

3）日益龐雜的制造信息量。在當(dāng)今這個(gè)信息化的社會，各行各業(yè)都離不開信息的急速更新，在量上面也是急速攀升。那么信息的處理已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個(gè)側(cè)重點(diǎn)。制造信息的涌現(xiàn)往往是多維度、多面性的。那么對制造信息的接收處理、相關(guān)管制、加工和制造業(yè)相關(guān)知識的管理，海量數(shù)據(jù)的傳播需要進(jìn)一步改善，以滿足當(dāng)今日益龐雜的制造信息量。這些問題的重點(diǎn)突破可成為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)研究體系，它們是產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題。

3 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

與傳統(tǒng)制造相比，新理念、新技術(shù)的融合是先進(jìn)制造技術(shù)的一大特點(diǎn)。只有這些技術(shù)能夠滿足當(dāng)前生產(chǎn)的要求，它才能夠?yàn)橹\(yùn)用。現(xiàn)代制造技術(shù)的優(yōu)越性有幾點(diǎn)表現(xiàn)：1）適應(yīng)市場變化快速和多樣化；2）以小規(guī)模高速運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短制造周期，提高制造速度；3）擁有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、低成本、更加人性化的特點(diǎn)；4）集成信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)與一體，更好地體現(xiàn)出技術(shù)的優(yōu)勢；5）企業(yè)組織更加有機(jī)化、柔性化。由此可見，先進(jìn)制造技術(shù)無論從需求的一方還是到生產(chǎn)的一方，它都能夠從產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本、服務(wù)等幾個(gè)方面提高企業(yè)在整個(gè)制造業(yè)中的競爭力。這是先進(jìn)制造技術(shù)以體現(xiàn)出的優(yōu)勢，當(dāng)然，后續(xù)的發(fā)展將以此為基礎(chǔ)使整個(gè)制造業(yè)往更加科學(xué)的方向邁進(jìn)。

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢有八化：一體化、柔性化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、綠色化、全球化。所謂一體化是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，綜合運(yùn)用信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和管理技術(shù)，全面提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。柔性化主要是在制造系統(tǒng)中體現(xiàn)出來，模塊化設(shè)計(jì)是提高企業(yè)制造自動化系統(tǒng)柔性的重要方法和導(dǎo)向?，F(xiàn)如今是信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，所以先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢也會朝著信息化和虛擬化的方向發(fā)展。更加智能的制造技術(shù)是傳統(tǒng)生產(chǎn)發(fā)展至今的必然趨勢，智能生產(chǎn)逐步取代手工生產(chǎn)。另外，環(huán)保因素是先進(jìn)制造技術(shù)的重點(diǎn)，所以它的發(fā)展也離不開綠色化。在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、后期銷售在內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)都可以在異地乃至跨國進(jìn)行，因此制造業(yè)的發(fā)展必定由網(wǎng)絡(luò)化向全球化迅猛發(fā)展。

4 結(jié)語

先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)國家制造業(yè)發(fā)展強(qiáng)盛的關(guān)鍵，它在某一層面上反映了一個(gè)國家生產(chǎn)技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度，是國際間經(jīng)濟(jì)競爭的一個(gè)重要手段，所以發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)是任何時(shí)刻都不能懈怠的。一些發(fā)達(dá)國家早已將之作為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，那么我們就應(yīng)該努力發(fā)展更新先進(jìn)制造技術(shù)，去學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家在這方面取得成功的案例，同時(shí)不忘自主創(chuàng)新，使之更加符合我國的制造業(yè)的特點(diǎn)。只有充分認(rèn)識到先進(jìn)制造技術(shù)的重要性，緊跟先進(jìn)制造技術(shù)的在國際上的發(fā)展腳步，實(shí)行長期戰(zhàn)略實(shí)施計(jì)劃，才能夠在發(fā)展迅猛的今天穩(wěn)中求進(jìn)。

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