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      先進制造和造型機自動化技術發展趨勢

      發布時間:2017-10-16

      一、機械制造的進展
        由于各類不同學科新技術的相互滲透,傳統的機械工程各領域的邊界變得模糊起來,智能技術、傳感技術、信息技術與機械的結合,產生了各種智能機械產品;激光技術、材料技術、CAD/CAM技術集成形成了快速原型制造(RPM)新技術;消失模技術的應用,使造型機鑄造領域面貌一新,采用消失模鑄造生產的鑄件壁厚公差達到了±0.15mm,表面粗糙度Ra25μm;連鑄連軋已發展到薄板領域;CAD,CAE,CAPP,CAM和PDM已被企業廣泛應用,虛擬設計和網絡制造的應用也被提上日程;智能制造、微型機械以及納米技術等也都加入到機械制造領域。
        二、先進制造技術
        1、先進制造技術的發展趨勢
        (1)成形技術和加工技術日趨精密化。成形精密化,即外形尺寸的精密化,零件毛坯的生產正在從接近零件形狀向直接制成零件的凈成形方向發展。此外,內部成分組織性能的精密化,即向近無缺陷方向發展,包括成分準確均勻、組織致密、消除內部缺陷。根據   機械加工協會預測,21世紀初,塑性成形與磨削加工相結合,將取代大部分中小零件的切削加工。
        (2)加工超精密、超高速化。超精密加工實現了亞微米級加工,并正在向納米級加工時代邁進,加工材料也由金屬擴大到非金屬;超高速切削方面,用于鋁合金的切削速度已超過1600m/min,鑄鐵為1500m/min,可以近10倍地提高加工效率,并提高加工件的質量性能。
        (3)制造工藝、造型機設備和工廠的柔性與可重構性將成為制造業的顯著特點。個性化需求和不確定的市場環境,使得制造資源的柔性和可重構性成為21世紀企業裝備的顯著特點;先進的制造工藝、智能化的軟件和柔性的自動化設備、柔性的發展戰略,構成未來競爭的軟、硬件資源。
        (4)造型機虛擬制造和網絡制造技術將得到廣泛應用。以計算機支持的仿真技術為前提,形成虛擬的環境、虛擬的制造過程、虛擬的產品、虛擬的企業,從而大大縮短產品開發周期,提高一次成功率。網絡技術的高速發展使企業可以通過   互聯網、局域網和內部網完成世界上任何一地用戶的訂單而組建動態聯盟企業,進行異地設計、異地制造,在   接近用戶的生產基地制造成產品。
        (5)智能化、數字化是先進制造的發展方向。將智能化技術注入產品,可使之具有“智慧”,能部分代替人的勞動。將數字化技術用于制造過程,可大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性,從而提高工業生產過程的質量和效率,增強工業產品的市場競爭力。將數字化技術“融入”工業產品,可提高其性能,使之升級,以滿足國民經濟和人民生活日益增長的要求。
        (6)提高對市場快速反應能力的制造技術將超速發展和應用。瞬息萬變的市場促使交貨期成為競爭力諸因素中的   要因素。為此,許多與此有關的新觀念、新技術在21世紀將得到迅速的發展和應用。其中有代表性的是并行工程技術、模塊化設計技術、快速原型成形技術、快速資源重組技術、客戶化生產方式等。
        (7)信息技術在造型機先進制造領域發揮越來越重要的作用。信息技術促進著設計技術的現代化;成形與加工制造的精密化、快速化、數字化;自動化技術的柔性化、集成化、智能化;整個過程的虛擬化、網絡化、全球化。各種先進生產模式的發展,如CIMS、并行工程、精益生產、敏捷制造、虛擬企業與虛擬制造,也無不以信息技術的發展為支撐。
        (8)21世紀的企業面臨管理創新。高速發展的信息和   化及激烈的市場競爭環境,徹底動搖了20世紀的管理理論和管理方法,也改變了制造業的傳統觀念和生產組織方式,加速了現代管理理論的發展和創新。因此,全球正在興起”管理革命”。在我國,管理的革新比技術和設備的革新   迫切、   重要。
        2、現代制造企業的特征
        信息時代的制造企業將是一個全面集成的數字化企業。它建立在集成化企業戰略框架和先進的企業經營理念、管理方法、信息技術的基礎上,能夠不斷改進和持續創新。全面集成的數字化企業的發展目標是通過全面采用先進的信息技術,實現設計數字化、制造裝備數字化、生產過程數字化、管理數字化,并通過集成實現企業數字化。
        21世紀的制造企業應該具備協同商務的能力,要實現客戶、企業和供應商的合作與協同,實現人、技術、經營目標和管理方法的集成;實現企業不同產品線的均衡發展。全面集成的數字化企業不僅為用戶提供滿足其當前需求的產品,   重要的是實現對產品全生命周期(從用戶需求分析、產品設計、制造裝配、維護服務到報廢回收)的管理和服務。協同制造商務的意義是倡導一種全新的合作理念,將對供應鏈上每個環節的管理模式從單純的合同契約管理變成共同發展伙伴之間充分實現優勢互補、利益共享和風險共擔的關系。全面集成的數字化企業不僅能響應市場變化,而且能夠主動地抓住市場變化,通過采取技術上的改進來獲取市場變化帶來的商機。
        3、制造業信息化內涵
        全面集成的數字化企業通過集成企業的所有過程、規則、信息、資源、人員、技術,使企業成為具有協作性、學習型、虛擬化、敏捷化和精良型的企業,并在各方面呈現數字化的特征。
        要實現制造企業信息化工作,   要構造一個使能平臺,將CAX、ERP、CRM、SCM等軟件集成起來,并利用網絡技術提升企業設計、管理、商務等能力,實現產品設計數字化、制造裝備數字化、生產過程數字化、管理數字化、企業數字化。
        制造業信息化的使能平臺主要由產品設計過程平臺和生產過程平臺以及數據庫和SCM、CRM等軟件組成。
        其中CAD軟件是關鍵,因為它是整個企業的數據源頭。將產品的三維實體圖作為人機界面,結合PDM可以構造出適合中國國情的人性化工作流程和工作導航器,使各類人員能方便有效地利用企業的所有資源。 

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