浅谈先进制造技术的发展前景

刘永翔

（海军蚌埠士官学校，安徽 蚌埠 233012）

1 先进制造技术概念

先进制造技术是指制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理技术等方面的成果，并将其综合应用于制造业产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产、取得很好经济效果的制造技术的总称。

2 与传统制造技术相比

与传统制造技术相比，先进制造技术具有四个方面的主要特点：首先，先进制造技术的基础是优质、高效、低耗、无污染或少污染工艺，并在此基础上实现优化及与技术的结合，形成新的工艺与技术；其次，传统制造技术一般单指加工制造过程的工艺办法，而先进制造技术覆盖了从产品设计、加工制造到产品销售、使用、维修的整个过程；第三，传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流，随着信息技术的列入，使先进制造技术成为能驾驭生产过中的物质流、能量流和信息流的系统工程；第四，传统制造技术的学科、专业单一、界限分明，而先进制造技术的各专业、学科、技术之间的不断交叉、融合、形成了综合、集成的新技术。

3 发展前景

进入21 世纪，随着以信息技术为代表的高新技术的不断发展，个性化和多样化将是未来市场需求的显著特征，与此相适应，全球化、网络化、虚拟化将是未来制造业发展的重要标志，未来先进制造技术的发展前景体现在以下八个方面。

（1）“数”是发展的核心。“数”即“数字化”。“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是先进制造技术发展的核心。数字化制造是制造技术与信息技术（特别是计算机技术、网络技术）、管理科学以及有关学科的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。它包含了4 大部分：以设计为中心的数字设计、以工艺为中心的数字化工艺、以控制为中心的数字控制和以管理为中心数字制造。利用数字技术，通过对信息资源的深度开发和广泛利用，不断提高企业产品设计与开发、加工生产与管理、过程控制、质量监测、经营管理、决策、行销以及售前和售后服务等的信息处理自动化程度、运作效率和水平，进而提高企业经济效益和企业市场竞争能力。

（2）“精”是发展的关键。“精”即“精密化”，是指装备精度能力不断提高的过程：精密加工，细微加工，纳米加工等等。在现代超精密机械中，对精度要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、园柱度、表面粗糙度等均达纳米级；集成电路5-50 纳米；基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为0.1 纳米。细微加工、纳米加工技术可达亚纳米级精度以下的要求，实际上，亚纳米级的加工就是移动原子级的加工。

（3）“极”是发展的焦点。“极”即极端、极限，它是指装备在极端、极限条件下工作的或有极端、极限要求产品的制造。如在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等条件下工作的装备，或有高硬度、大弹性等性能要求产品的制造，或加工几何形体极大、极小、极厚、极薄、极复杂的零件。显然，这些都将依赖于现代制造机理的突破和前沿先进制造技术的开发。如MEMS技术和相关产品是典型极端、极限技术和产品，也是当今世界高度关注的一项前沿制造科学和技术。可以说，“极”是当今制造领域前沿科技或前沿科技产品发展的焦点。

（4）“自”是发展的条件。“自”即自动化。它就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。“自动化”从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化和智能化水平；而且今天自动控制的内涵与水平已远今非昔比，从控制理论（如多Agent 系统的理论与方法、基于网络的控制理论、复杂系统的控制理论、……）、控制技术（如智能化检测、多媒体信息检测、……）、系统（如网络控制系统、复杂系统、……）、控制元件（如具有生物特征的传感元件、……），都有着极大的发展。自动化是先进制造技术发展的前提条件。

（5）“网”是发展的路径。“网”即网络化。它是先进制造技术发展的必由之路，是生产组织变革和生产技术发展的需要。它是现代新型制造模式实施的基础设施，通过网络化可为制造企业开展设计、生产、管理与营销等过程提供跨地域的运行环境。可以说，网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又是企业信息化、集成化的进一步发展。它将使制造业走向全球化、整体化、有序化，显然，这与人类社会发展是同步的。

（6）“集”是发展的方法。“集”即集成化。它一是技术的集成，二是管理的集成，当然也是技术与管理的集成；归根结底就是知识与信息的集成，显然集成也包含了“交叉”。现代科技的发展离不开“集成”，离不开“交叉”。当前，制造学科与生物学科的交叉尤为值得关注。

（7）“智”是发展的前景。“智”即智能化。它是制造技术发展的前景。近20年来，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备高度柔性，十分敏捷，而且还要表现出某种智能，以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境，因此，智能制造越来越受到高度的重视。智能化制造模式的基础是智能制造系统，智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能制造模式的载体。尽管智能化制造道路还很漫长，但是必将成为未来制造业的主要生产模式之一。

（8）“绿”是发展的必然。“绿”即“绿色”。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐，就是走向“天人合一”。江泽民同志曾指出：“保护环境，就是保护生产力；改善环境，就是发展生产力。”制造业的每个产品从构思开始，经过设计、制造、销售、使用、维修、回收等众多阶段，在制造各阶段都必须充分计及环境保护。所谓环境保护是广义的，不仅要保护自然环境，还要保护社会环境、生产环境，还要保护生产者的身心健康。在此前提与内涵下，还必须制造出价廉、物美、供货期短、售后服务好的产品。制造必然要走向“绿色”制造，这是实现国民经济可持续发展的重要条件。

[1]任小中.先进制造技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.

[2]邓三鹏，马苏常.先进制造技术[M].北京：中国电力出版社，2006.

[3]杨叔子，吴 波.先进制造技术及其发展趋势[J].求是，2004.