机械制造技术的发展趋势

褚呈赣

（南宁银杉电线电缆有限责任公司，广西 南宁 530001）

机械制造技术的发展趋势

褚呈赣

（南宁银杉电线电缆有限责任公司，广西 南宁 530001）

面对当今快速发展的现代科学技术，指出了机械制造业在国民经济中所处的重要地位及其面临的发展要求和趋势，阐述了先进制造技术应全方位地融合包括电子计算机技术、信息技术、材料科学、能源合理利用和现代管理等方面的科学成果，以适应现代科学技术的发展。

机械制造技术；发展趋势；管理信息化；制造自动化；工艺精密化

机械制造业，一个已有近两百年历史的传统领域，积累了丰富的实践经验和大量的指导理论，其第一大工业的地位，仍然无法被撼动。

机械工业是国民经济的装备工业，是科学技术物化的基础，是高新技术产业化的载体，是国防建设的基础，是实现经济快速增长的重要支柱，也是为提高人民生活品质、提供消费类机电产品的供应工业。其对国民经济运行的品质和效益、产业结构的调整和优化，具有极其重要的作用。

但随着飞速发展的社会，作为国民经济基础工业的机械制造业，面临着严峻的挑战。提出“先进制造技术”这个概念，已成为机械制造业的发展趋势。

“先进制造技术”是指：传统的制造技术在不断的吸收机械、电子、信息、材料、能源和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、无污染的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。机械制造技术的发展趋势可以概括为：

（1）管理信息化；

（2）机械制造自动化；

（3）工艺精密化；

（4）加工方法的改进与发展。

以下就管理信息化、自动化技术和工艺精密化，提出一些看法，谨供同行参考。

1 信息技术在机械制造业中得到最完善与完美的应用

1.1 数字化设计技术

计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE、计算机辅助工艺设计CAPP、产品数据管理PDM等，这些技术源于机械制造，同时也是在机械制造业中应用得最充分、最完整的产业。

1.2 数字化产品技术

现代信息技术融入机械产品，例如数字传感器、单片机、微处理器、PLC、NC、数字通信接口在机电产品中的应用，能够大大提高产品的机电一体化、数字化、智能化和网络化的程度。

1.3 数字化制造技术

应用数字化技术实现生产制造过程的自动化和信息化，例如数控加工、柔性制造单元、物流搬运和存储的自动化、检测自动化等。

1.4 数字化管理技术

机械制造业是典型的离散制造业，由于产品机构复杂，制造工艺过程长，产品及物料品种规格多，管理困难而复杂，因此也是信息技术应用的发源地，目前 ERP、CRM、SRM、BI、EC、OA已经在机械制造业得到了最广泛的应用。

2 机械制造自动化技术的发展阶段

机械制造自动化技术自20世纪20年代出现以来，经历了刚性自动化、柔性自动化和综合自动化三个阶段。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。

2.1 集成化

计算机集成制造系统CIMS被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为4部分：

（1）工程技术信息分系统。包括计算机辅助设计CAD，计算机辅助工程分析CAE，计算机辅助工艺过程设计CAPP，计算机辅助工装设计CATD数控程序编制NCP等。

（2）管理信息分系统。MIS包括经营管理SBM，生产管理PM，物料管理MM，人事管理LM，财务管理MF等。

（3）制造自动化分系统。MAS包括各种自动化设备和系统，如计算机数控CNC，加工中心MC，柔性制造系统FMS，工业机器人Robot，自动装配AA等。

（4）质量信息分系统。包括计算机辅助检测CAI，计算机辅助测试CAT，计算机辅助质量控制CAQC，三坐标测量机CMM等。

2.2 智能化

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统。该系统在制造过程中，能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。

2.3 敏捷化

敏捷制造，是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力，来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成，发展到企业集成的必由之路，其发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。

2.4 虚拟化

制造过程中的虚拟技术，是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品品质、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心，是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

2.5 绿色化

绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色燃料、绿色材料、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后，加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。

（1）使用“绿色燃料”。将天然气用作汽车的能源，其与汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。

（2）采用新型的加工工艺。2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，使尾气的排放量达到欧Ⅲ标准。即CO(g/km)、HC+NOx(g/km)、NOx(g/km) 、PM(g/km)的 排 量 分 别是：0.64、0.56、0.5、0.05。

（3）采用“绿色材料”。世界上著名的汽车生产企业，使用新型环保材料来替代过去的石棉、汞、铅等有害物质，如采用轻型材料——铝合金材制造车身，使汽车自重减少40%，能耗也下降。

2.6 清洁化

清洁生产是指综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标，是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，最大限度地减少对人类和环境的不利影响。

3 工艺精密化

在制造工艺方面，工业发达国家较广泛的采用了数控机床、加工中心及柔性制造单元FMC及前述的自动化制造系统，进行高精密加工、精细加工、微细加工。使用微型机械和采用微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法，使企业产品达到工艺精密化程度。

4 结束语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。机械制造业的发展趋势，是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，步步贴近发展先进制造技术的世界潮流，缩小与发达国家的差距，使我国的机械制造业逐步跨进世界先进行列。

[1]张世昌.机械制造技术基础[M].天津：天津大学出版社，2002.

[2]李 佳.计算机辅助设计与制造[M].天津：天津大学出版社，2002.

[3]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程，2002，（3）：25-26.

Machinery Manufacturing Technology Trends

CHUCheng-gan
（Nanning Silver Fir Wire&Cable Co.,Ltd.,Nanning530001，China）

the face of today's rapid development of modern science and technology,pointed out that the mechanical manufacturing industry in the important position in the national economy,and its development requirements and trends facing.Describes the advanced manufacturing technology,the integration should include a full range of computer technology,information technology,materials science,energy,rational use and management of other aspects of modern scientific achievements.To adapt to modern science and technology development.

manufacturing technology;trends;management information;manufacturing automation;precision technology

F407.4

A

1672-545X（2011）09-0139-03

2011-06-18

褚呈赣（1956—），男，广西南宁人，工程师，从事机械设计及技术管理工作。