集成制造技术的发展趋势是什么?

如题所述

集成制造技术的发展趋势:
1、以“数字化”为发展核心
未来世界,“数字化”将势不可当。“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。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比,有着3个不可比拟的优点:信息精确,信息安全,信息容量大。
数字化制造就是指制造领域的数字化,它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、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。
它包含了三大部分:以设计为中心的数字制造,以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。
对制造设备而言,其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言,各种信息(如图形、数据、知识、技能等等)均以数字形式,通过网络,在企业内传递,以便根据市场信息,迅速收集资料信息,在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下,对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组,实现对产品设计和产品功能的仿真,对加工过程与生产组织过程的仿真,或完成原型制造,从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应,以满足客户化要求。对全球制造业而言,用户借助网络发布信息,各类企业通过网络,根据需求,应用电子商务,实现优势互补,形成动态联盟,迅速协同设计与制造出相应的产品。这样,在数字制造环境下,在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网,企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网上的一个“结点”,在研究、设计、制造、销售、服务的过程中,彼此交互,围绕产品所赋予的数字信息,成为驱动制造业活动的最活跃的因素。
2、以“精密化”将成为发展的关键
所谓“精密化”,一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高,另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。“精”是指加工精度及其发展,精密加工,细微加工,纳米加工,如此等等。
3、突出“极端条件”,是发展的焦点
“极”就是极端条件,就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品,从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的,或有高硬度、大弹性等等要求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。显然,这些产品都是科技前沿的产品。其中之一就是“微机电系统(MEMS)”。可以说,“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。
4、以“自动化”技术为发展前提
这是所讲的“自动化”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。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说,机械是一切技术的载体,也是自动化技术的载体。
“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水平;而且今天自动控制的内涵与水平已远非昔比,从控制理论、控制技术、控制系统、控制元件,都有着极大的发展。制造业发展的自动化不但极大地解放了人的体力劳动,而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动,解放了人的部分的脑力劳动。因此,自动化将是现代集成制造技术发展的前提条件。
5、以“成化集”为发展的方法
“集成化”,一是技术的集成,二是管理的集成,三是技术与管理的集成;其本质是知识的集成,亦即知识表现形式的集成。如前所述,现代集成制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。“集成”就是“交叉”,就是“杂交”,就是取人之长,补己之短。
目前,“集成化”主要指:
(1)、现代技术的集成。机电一体化是个典型,它是高技术装备的基础,如微电子制造装备,信息化、网络化产品及配套设备,仪器、仪表、医疗、生物、环保等高技术设备。
(2)、加工技术的集成、特种加工技术及其装备是个典型,如增材制造(即快速原型)、激光加工、高能束加工、电加工等等。
(3)、企业集成,即管理的集成,包括生产信息、功能、过程的集成;包括生产过程的集成。全寿命周期过程的集成;也包括企业内部的集成,企业外部的集成。
6、以“网络化”为发展道路
“网络化”是现代集成制造技术发展的必由之路,制造业走向整体化、有序化,这同人类社会发展是同步的。制造技术的网络化是由两个因素决定的:一是生产组织变革的需要,二是生产技术发展的可能。这是因为制造业在市场竞争中,面临多方的压力:采购成本不断提高,产品更新速度加快,市场需求不断变化,客户定单生产方式迅速发展,全球制造所带来的冲击日益加强等等;企业要避免传统生产组织所带来的一系列问题,必须在生产组织上实行某种深刻的变革。这种变革体现在两方面:一方面利用网络,在产品设计、制造与生产管理等活动乃至企业整个业务流程中充分享用有关资源,即快速调集、有机整合与高效利用有关制造资源;与此同时,这必然导致制造过程与组织的分散化网络化,使企业必须集中力量在自己最有竞争力的核心业务上。科学技术特别是计算机技术、网络技术的发展,使得生产技术发展到可以使这种变革的需要成为可能。
7、“智能化”是CIMS未来发展的美好前景
制造技术的智能化是制造技术发展的前景。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。与传统的制造相比,智能制造系统具有以下特点:1、人机一体化;2、自律能力;3、自组织与超柔性;4、学习能力与自我维护能力;5、在未来,具有更高级的类人思维的能力。
制造技术的智能化突出了在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时,收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。目前,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、“绿色”是CIMS未来发展的必然趋势
“绿色”是从环境保护领域中引用来的。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分,部分不能脱离整体,更不能对抗与破环整体。因此,人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致,制造技术也不能例外。
制造业的产品从构思开始,到设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段,直到回收阶段、再制造各阶段,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。作为“绿色”制造,产品还必须在一定程度上是艺术品,以与用户的生产、工作、生活环境相适应,给人以高尚的精神享受,体现着物质文明、精神文明与环境文明的高度交融。每发展与采用一项新技术时,应站在哲学高度,慎思“塞翁得马,安知非祸”,即必须充分考虑可持续发展,计及环境文明。制造必然要走向“绿色”制造。
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