自动化技术在先进制造技术发展中的影响分析研究

魏庆涛,冀勇钢

（1.大连交通大学，大连科技学院，辽宁大连，116000;2.大连科技学院，辽宁大连，116000）

0 前言

随着高新技术和知识经济的迅猛发展，生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现，使得今天的制造技术已由传统的机械制造技术经过改造、融合、吸收，蜕变升华为集机械技术、计算机技术、信息技术、自动化技术、管理技术等其它领域最新成就的崭新科学与高新科技的浓缩一体的结合产物。而自动化技术在现代制造业中占有至关重要的作用，在传统制造技术中结合自动化技术后不仅可以简化、优化设计制造过程，而且使人类从繁重的体力劳动解放出来，使机械设备能够自动、精确、高效完成制造过程，加快实现工业制造电气化，并且可以通过通信、网络等对制造过程、销售等方面进行管理和监控。

1 先进制造技术的特征

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，于20世纪80年代提出的。经过对其内涵和特征的分析研究，可以定义为：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代化管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产、提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称。”集技术、人、管理和信息为一体的先进制造技术主要特点有以下几个方面：

1.1 全周期制造

21世纪的市场机制是以消费者为导向的，消费者通常在产品的质量、价格、售后服务、环境保护以及个性化特色等方面提出较高要求，所以企业必须以更短的产品开发时间、更优的产品质量、更低的产品成本、更好的服务和满足环保要求去赢得用户和更大的市场份额。而为了提高竞争和适应市场提出的先进制造技术不仅仅指制造过程本身，它涵盖了从产品调研、设计开发、制造、售后、维护、回收等产品生命周期的所有内容。

1.2 绿色制造

随着时代的进步，生态环境、资源开发利用、经济发展与社会协调发展等问题已使得绿色制造显得越来越重要。绿色制造主要包括绿色设计技术、绿色制造技术、绿色销售技术、绿色回收技术等，使得产品在其整个生命周期内都符合能源、环境、可持续发展的要求，其不仅保护与改善自然环境，也是保护与发展生产力，体现了物质文明与精神文明的高度交融。

1.3 技术融合

经济的发展、科技的更新和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望，先进制造技术为计算机技术、信息技术、自动化技术、管理技术等提供环境、试验、检测、装备等条件和支持，同时计算机技术、信息技术、自动化技术、管理技术等也不断融合、应用于先进制造技术中，形成了多学科的交叉融合在产品设计、制造、管理、销售、等方面的综合性应用。另外，先进制造技术不断运用科技新手段和新成果，将快速成型技术、虚拟制造技术、智能技术等新技术不断应用到产品生产全周期中，提高综合效益。

2 自动化技术对先进制造技术的影响

先进制造技术与自动化技术的发展是相辅相成的，是提高生产效率和提高竞争能力的需要，也是促进经济增长和提高国家综合实力的需要。由于近年来电子技术、计算机技术、智能技术和信息技术的迅速发展，自动化得到了长足的进步和广泛的应用，具有了更深的内涵。从狭隘的制造过程中的设备和生产的自动化，发展为广义上的设计、管理、销售等全方位的自动化。

2.1 制造管理的信息化

信息革命使得信息技术得到快速发展，其不仅仅与人们日常生活息息相关，而且在工业制造业中也占有重要地位。市场信息化使得企业可以快速了解市场，制定适应市场的产品；生产管理信息化，可以迅速掌握制造企业的产品生产信息，及时调整产品结构、生产模式；销售信息化能够节省销售成本，拓宽销售渠道和及时反馈销售信息及服务信息。以灵活市场、敏捷制造、电子商务为代表的企业管理信息化的应用促进了新型制造企业的迅速发展，使得企业的物流、资金流、管理信息流和人力资源得到更加有效的配置。

2.2 制造设计的虚拟化

随着计算机技术、电子技术的发展，以并行工程、虚拟制造为代表的信息技术的应用大大提高了创新产品的设计制造水平。制造设计虚拟化是指设计过程和制造过程中的虚拟化，设计过程中的虚拟化是对产品的结构和性能进行计算机仿真，对产品的运动、受力、形状、强度、刚度等进行分析计算，来优化产品性能和降低设计成本；制造过程中的虚拟化是对生产过程、组织管理、车间调度等活动的建模和仿真，确保产品设计和制造、装配的可行性，保证产品制造质量，可以在很大程度上缩短产品开发生产周期，降低制造成本和风险。

2.3 制造控制的智能化

随着人工智能技术和计算机技术的发展，针对现实生产过程的复杂、不稳定系统提出的智能控制已经进入工程化和实用化阶段。制造控制的智能化即可以保护工作人员的安全和健康，又具有很强的人机交互功能；即可以控制制造过程对环境的污染，又能够合理有效地利用能源。采用智能化技术可以解决生产过程控制中存在的强耦合、非线性和不确定性问题，促进了制造系统的柔性化，使它具有更为完善的判断与适应能力，从而使得生产效率和生产质量得到大幅度的提高。

2.4 制造装备的数字化

制造装备是制造业的物质基础，而制造装备的数字化则是企业信息化的基础。不断融合机械、电子信息、自动化、材料、管理等方面技术的数字化装备已经广泛应用于数控系统、工业机器人、柔性制造系统、集成制造技术等，其不仅保证了产品的质量、功能、集成度，而且也大大改善了产品的可操作性和可维护性，同时降低了成本和提高了竞争能力。发展生产装备的数字化程度已经成为制造行业赢得市场竞争的主要手段之一。

3 结论

制造业是国民经济的主要支柱，而先进制造技术则是增强新产品开发和企业竞争能力的重要手段。先进制造技术的内涵已远非人们传统中的概念，它已向电子信息技术、计算机技术、机械制造、材料科学、自动化技术等多学科、多技术集成交叉的方向不断发展和完善。而自动化技术是制造业技术改造、升级和进步的主要手段，大力推广科研成果，正确坚持并巩固自动化技术在先进制造技术中的地位，对于先进制造技术的发展至关重要。

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