某种先进制造技术相关论文

先进机械制造技术在我国的应用摘要】分析了我国先进机械制造技术的特点及发展现状的同时，进一步阐述了我国先进机械制造技术的发展趋势。【关键词】先进制造技术；机械制造；应用（下转第119页）0引言机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。1先进制造技术的特点1.1是面向21世纪的技术先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新技术领域，是面向21世纪的技术。1.2是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长;目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。1.3是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。1.4是面向全球竞争的技术20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。1.5是市场竞争三要素的统一在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。2先进机械制造技术的发展现状近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。1）管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段[1]。2）设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。3）制造工艺方面。工业发达国家较广泛地采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/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。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。4）自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数（上接第116页）企业使用[3]。3我国先进机械制造技术的发展趋势1）全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。2）网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。3）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、保证产品质量、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。4）自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。5）绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、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。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。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。参考文献[1]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):23-25.[2]王世敬，温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械，2002(11):36-38.

浅谈虚拟制造技术及发展应用论文

虚拟制造技术是在 CAD／CAM／CAE技术基础上发展起来的。一方面，CAD／CAM／CAE技术为虚拟制造的实现提供了较为成熟的技术基础，如建模技术、分析优化技术、制造过程仿真技术 、分析评价技术、设计分析评价技术和产品信息集成 、转换 、共享技术等。特别是特征建模技术在虚拟制造技术中占有极为重要的地位。另一方面，虚拟制造技术超越了CAD／CAM／CAE技术，CAD／CAM／CAE技术主要考虑产品本身信息的集成与建模，而虚拟制造技术还要考虑加工过程的建模等问题。

1． 虚拟制造技术的基本概念

虚拟制造技术VMT（Virtual Manufacturing Technology）是20世纪80年代后期提出并得到迅速发展的一个新思想。它是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上对产品从设计、加工和装配、检验、使用等整个生命周期进行模拟和仿真。采用虚拟制造技术，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，使产品的开发周期和成本最小化。

2. 虚拟制造技术的主要特点：

2．1 运用信息技术对制造系统的要素进行全面仿真和高度集成

通过产品模型、过程模型和资源模型的组合与匹配来仿真特定制造系统中的设备布置、生产活动 、经营活动等行为， 优化制造系统各要素(人、技术、管理 、环境等)的整体配置．从而确保制造系统的可行性 、合理性 、经济性和高适应,为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。

2．2 人与虚拟制造环境交互的自然化

虚拟制造环境是以人为中心，使研究者能够沉浸到由模型创建的虚拟环境中去，通过多种感知渠道直接感受不同媒体映射的模型运行信息，并利用人本身的智能进行信息融合，产生综合映射，从而深刻把握事物的内在实质。人与虚拟制造环境的交互有利于加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产。也有利于对生产人员进行模拟操作训练、异常工艺的应急处理等，加快企业人才的培养速度。

3 虚拟制造技术的研究内容与关键技术

3. 1 虚拟制造技术的研究内容

由于虚拟制造涉及的技术领域极其广泛，并且许多技术并非虚拟制造所特有，有些技术在其它领域也早有研究和应用，如 CAD／CAM／CAE技术为虚拟制造的实现提供了较为成熟的技术基础，多媒体远程通讯 、网络技术、信息集成 、三维实体建模技术等计算机各项技术的发展，为虚拟制造功能的实现提供了有力支撑。近年来，虚拟制造无论在基础研究 ，还是技术开发方面都取得了很大的进步，信息集成技术在虚拟制造中也得到了广泛的应用。但是虚拟制造技术并不是已有各单项技术的简单组合，而是对制造知识进行系统化组织，对工程对象和制造活动进行全面建模，在相关理论和已积累知识的`基础上实现集成。

就目前的研究情况来看，虚拟制造技术针对产品生产与制造过程的拟实仿真、制造企业活动知识抽取、系统过程评价的中断介入等，这需要有高计算能力 、高速度、低成本的硬件和软件的支撑，而目前软件的发展远远滞后于硬件 ，虚拟制造技术要真正成为现代制造技术利器，还有许多相关技术有待研究和开发，虚拟制造技术的研究与应用有着巨大的潜力。

3．2 虚拟制造的关键技术

虚拟制造的关键技术可分为软硬两个方面。目前，这些技术仍处于发展完善之中，相比之下，软件方面的开发远远落后于硬件。

软件方面的关键技术，包括制造系统建模 、产品开发和制造过程仿真以及可制造性评价等。软件技术是创建高度交互的、实时的、逼真的虚拟环境所需的关键技术。在进行软件开发时，要考虑虚拟环境的建模以及所建环境的可交互 性、可漫游性等。

软件方面涉及的主要技术有可视化技术，即将各种信息以一种有意义 、可理解的虚拟方式显示给用户；环境构造技术开发，即一种像通用操作系统那样的环境，以便促进可视化和其它VM功能；信息描述技术，即采用不同的方法、不同的语义或语法表达不 同的信息，集成结构技术，建立硬件和软件技术；仿真技术，在计算机中设计制作实时系统模拟的过程；方法论，找出用于开发和使用VMS 的方法；制造的特征化技术。获取、测量和分析影响制造过程中材料去处的变量；VMS 的实施、测量和检验技术；在VM 环境下的人——机、人——人等关于人机工程学方面的评价和优化技术。

硬件方面涉及的主要技术有输入／输出设备，如头盔式立体显示器（HMD ) ，适用的计算机屏幕、可视化眼镜，数据手套、三维鼠标、数据衣服、虚拟音响设备；与输入／输出有关的存储信息设备；能支持各种设备、数据存储和高速运算的计算机系统，该系统应具有按用户需求实时提供高质量画面的能力；网络体系结构设备和不同站点的硬件设备（如小型机、图形工作站、PC 机等）。

通过软硬技术的结合，建立虚拟现实计算平台，在VRS 中综合处理各种输人信息并产生作用于用户的交互性输出结果的计算机系统。

4. 结束语

虚拟制造技术是一门新兴的先进制造技术，本文从虚拟制造的特点、虚拟制造的研究内容以及几个关键技术出发，对虚拟制造的研究现状、存在问题和研究方向进行了综述和评议。可以看出，尽管近年来国内外取得了一定的研究成果，但还有许多难题需要进行进一步深人的研究，特别是制造系统建模和仿真以及面向虚拟产品开发全过程的集成系统等有待研究和开发，相信通过全世界虚拟制造研究人员的努力，数字化制造的时代一定会到来。

参考文献:

[1] 黄炜．虚拟制造技术及其研究．苏州职业大学学报，2006．(11)

[2]肖田元．虚拟制造．北京：清华大学出版社，2004．

[3] 贾广飞，葛敬霞，印建平．虚拟制造技术及其在我国的发展策略

[4] 薛浩然．虚拟制造技术发展策略浅析．山西电子技术 ，2003， (3)：37—38．