先进制造技术发展前景

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先进制造技术发展前景范文第1篇

关键词：机械加工工艺；发展现状；发展前景

1 机械加工工艺

机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。

机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。

2 我国机械加工工艺的发展现状

透过中国制造看中国机械加工工艺发展现状，近年来中国制造的身影已无处不在。这折射出我国以机械、汽车等为代表的装备制造业的快速发展。没有机械等重工业的发展，生产各类消费产品的轻工业就失去了最基本的生产工具，中国也不可能成为世界工厂。以信息技术为代表的现代科学技术的发展对装备制造业提出了更高、更新的要求，更加凸现了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中不可替代的基础作用。作为国民经济增长和技术升级的原动力，机械工业将伴随高新技术和新兴产业的发展而共同进步，并充分体现先进制造技术向智能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化和全球化方向发展的总趋势和时代特征。更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，是经济高级化不可或缺的战略性产业。即使是迈进“信息化社会”的工业化国家，也无不高度重视机械制造业的发展。

近年来，我国在机械制造领域取得了新的突破，在先进制造技术的应用中获得了不错的成果，但这只是一个阶段性的胜利，相比起发达的工业大国，仍然存在明显差距。具体表现在以下几个方面：

第一，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。在我国，计算机辅助管理在少数的大型企业中得到应用，小型企业还处在靠经验管理阶段。

第二，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。

第三，制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、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。

3 我国机械加工工艺的发展前景

信息化：信息化是制造技术发展的生长点，信息技术正在以人们难以想象的速度高速发展。

精密化：现代高新技术产品需要高精度制造，社会的发展对机械产品的质量提出了越来越高的要求。这决定了发展精密加工、超精密加工技术是机械制造未来的一个重点。

集成化：现代制造业的方向并不只是计算机的集成，信息的集成，而是人、技术、组织的整体集成，包括功能集成、组织集成、信息集成、过程集成、知识集成和企业间的集成。

柔性化：柔性化不仅是指企业的制造技术柔性化，还包括生产方式柔性化，管理模式柔性化。

动态化：由于先进制造技术本身是针对一定的应用目标、不断吸收各种高薪技术逐渐形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。

虚拟化：虚拟化是指在计算机内对产品、工艺和整个企业的性能进行仿真、建模和分析，在虚拟制造环境中生成软产品原型，代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高对市场变化的响应能力。

智能化：智能制造是指综合利用各个学科、各种先进技术和方法，解决和处理制造系统中的各种问题。系统能领会设计人员的意图，能够检测失误，回答问题，提出建议方案等。

绿色化：绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源利用的一种现代制造模式。

参考文献

1.李建. 我国机械制造技术的发展趋势[J]. 中国科技信息， 2014（3）：45-46.

先进制造技术发展前景范文第2篇

关键词：焊接技术；发展现状；展望

焊接技术是以物理、化学方法通过加热、加压使金属或其他塑性材料相结合的加工工艺和联接方式。焊接技术的应用非常广泛，从基本的机械制造到航空航天，从建筑工程到微电子技术都离不开焊接技术的支撑。焊接技术的发展是人类科学文明进步和改造自然能力提高的体现，焊接技术贯穿了整个工业制造领域，对国民经济的发展意义非凡。焊接技术虽然起步时间较晚，但它的发展速度却很快，近些年，随着科技的进步和新材料的不断涌现，焊接技术更是取得了突飞猛进的发展[1-2]。下面我们就简单介绍一下焊接技术的发展情况。

1 中国焊接技术发展现状

1.1 焊接技术自动化水平较低

我国的大多数焊接仍然是采用手工焊接来完成的，长期以来焊材生产一直以手工焊的焊条为主，与国外80%的自动化焊接水平相比，我国的30%自动化水平显得如此相形见绌，这也无可厚非的拉开了我国与国外焊接技术上的距离。随着焊件复杂化得发展趋势，手工焊接必将严重影响生产发展，要想取得制造业的迅猛发展，必须发展自动化焊接，使我国成为焊接强国[3-4]。

1.2 焊接人员专业技术水平不足

人是高新技术的载体，是企业的核心力量，企业的任何发展都是以人为本的。我国的焊接技术人员对业务水平了解的太少，与行业需求存在非常大的距离，使焊接产品的质量很难得到大的提升。我国焊接技术人员具有高职称的人员太少，大多企业缺少高学历的工程师和有经验的焊接结构设计师，这已是一个不容忽视的严峻问题[5-6]。

2 中国焊接技术的发展展望

2.1 焊接材料发展趋势

焊接材料在焊接工艺中有着非常重要的作用，我国目前焊接材料产量居世界首位，但焊接材料产品结构和工业发达国家相比差距明显。焊接技术发展到一定水平后，开发新材料也逐渐进入了焊接领域工作者的视线，当下焊接材料正在从黑色金属转向有色金属，由金属材料转化为非金属材料，由结构材料转化为功能材料，由多维材料转化为低位材料，由单一材料转化为复合材料。为了解决材料高性能和可焊接性之间的矛盾，需将新型材料纳入到焊接材料中去，以提高焊接产品质量和焊接效率，进而提高焊接领域整体发展水平[7-10]。

2.2 提高焊接产品质量

焊接质量决定了焊接产品的质量，我国虽然焊接材料产量居世界首位，但焊接产品质量却相对落后。我国目前对焊接材料预处理缺少专业的体系及技术，无铅连接材料以及技术应用落后，我国应注意高端焊接产品以及特种助焊剂等方而的应用，研究更好的焊接工艺，进一步提高焊接质量，进而提高焊接产品质量[11]。

2.3 发展绿色节能焊接技术

随着科学技术的发展，经济的进步，人们越来越重视节能减排，绿色环保，焊接技术的发展也必将绿色节能放在首位，清洁生产是对焊接生产的必然要求。高效节能的焊接工艺是高焊接效率的保证。不同的焊接工艺都会对环境释放有害气体，烟尘，弧光辐射，噪声等，目前，国内外已经在研究用更为清洁且高效的焊接技术替代传统的焊接技术，使具有巨大经济效益和社会效益的绿色焊接技术真正广泛应用于不同领域，让焊接技术向简单智能的方向发展[12]。

3 结束语

焊接技术在制造业中发挥了举足轻重的作用，焊接技术的发展将不断促进制造业的发展。随着科技的进步，为了提高焊接技术水平，促进制造业发展，需要结合我国制造业实际情况，深入研究，了解焊接技术特征，制定科学有效的焊接技术发展对策，不断提高焊接技术水平，带动制造业的发展。

参考文献

[1]李文韬.我国焊接生产现状与焊接技术的发展研究[J].无线互联科技，2015：130.

[2]李明智，原孝贞.浅谈焊接技术的发展及焊接工艺的基本原理[J].应用能源技术，2008（7）：16-18.

[3]蒋伟波.我国工业焊接技术的现状及发展前景分析[J].科技创新与应用，2014（4）：84.

[4]郭新军.中国焊接技术的发展趋势[J].才智，2010（31）：205.

[5]林尚扬.我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J].船舶工程，2005，27：15-24.

[6]谢平涛.焊接技术的发展及应用现状[J].河北农机，2016（4）：51.

[7]魏娜然，刘明亮，唐文庆.我国焊接技术的发展现状及趋势[J].科技创新导报，2009（3）：2.

[8]李光东.现代焊接技术的发展现状及前景[J].中国高新技术企业，2015（21）：76-77.

[9]钟浩，石 ，黄健康.焊接技术的发展趋势初研[J].技术与市场，2014，21（10）：100.

[10]李继洪.我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J].科技企业家，2013，11：61.

先进制造技术发展前景范文第3篇

【关键词】机械自动化；技术应用；发展

机械自动化作为一种先进的技术支持，通过改进技术，提高工作效率，为企业节约了人力、物力、财力，在制造行业发挥着独特的优势，本文针对机械自动化技术在制造业中的地位及应用现状，预测其未来的发展前景和在制造业的影响力趋势，以获得制造行业的重视与应用。

1机械自动化在制造业中的地位

机械自动化为机械制造提供了便捷，通过节约时间和成本进而提高了机械制造的工作效率。随着技术的进步和普及，它不仅仅被应用在制造业，也向其他工业领域进军，创造了丰厚的社会效益和经济效益。机械自动化的技术水准不仅掌控着整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步也有很大的影响力。

形式上，运用人工智能技术对简单的生产动作进行操控和运行，它将人、机械和自动化机器综合成一个系统，系统中各部分协调合作，从而高效生产产品；涉及面上，自动化技术涉及到加工制造和产品的生命周期，操纵着整个过程；功能上看，它节约了人力资源，节省了生产时间，提高了生产速率，进而提升了企业的综合竞争力。

2我国机械自动化的发展现状与应用

我国作为一个发展中国家，存在着技术缺陷，与一些发达国家相比，机械自动化技术只是处在摸索、操作阶段，落后陈旧的设备和技术要求我们要不断的吸取新鲜技术与经验，用自动化技术取代传统的机械制造，目前我国计算机的使用还不够精熟，只停留在经验管理阶段，缺乏对计算机的实际操作，只有很少数的企业应用了激光加工技术、高精度加工技术等先进加工技术。

（1）机械自动化在农业上的应用

在农业上机械自动化技术被应用在农产品的加工、贮藏、运输等程序，实现

农业机械及装置部分自动化或无人自动操作控制，使得机器代替农民进行耕作、施肥、灌溉等田间管理工作，既节省了人力资源，又做到了精细操作的要求，农业生产上做到精耕细作，对温室产品实行智能化控制，降低成本，最终提高了农产品质量。

（2）机械自动化在工程中的应用

机械自动化在工程上的应用越来越广，主要体现在挖土机、挖掘机、焊接等方面的应用，大大提高了劳动效率和施工质量；最佳机械自动化是实现无人化控制，全程都是机器控制并执行，不仅安全而且节省资源，缩短了施工周期，也能快速竣工。

（3）机械自动化在工业方面的应用

机械自动化在食品包装方面主要体现在节省人力、提高工作效率、自动化装备以及一机多用等方面，使得包装流程高精度、高效的进行。现代包装机械自动化得到改进，将包装机械、电子信息、食品检测多方面技术融为一体，大大提高了包装质量和速度，同时也避免了人为的疏忽造成的失误。

机械自动化在太阳能中的应用主要体现在光伏发电、切片设备、全自动丝网印刷等方面。目前我国光伏设备与国际水平还存在一定差距，而PECVD设备和硅片切片技术的自动化是需要改进的，太阳能光伏发电系统包括光伏电池组件、逆变器、控制器和蓄电池组，这一系统主要涉及到高端的自动化技术，需要在现有基础上发挥更加独特的优势。

（4）机械自动化在制造业上的应用

机械设备在出厂使用之前多需要进行功能检测。因此，在机械设备生产过程中，可以利用机械自动化技术，实现制造、生产与检测的同步进行，这样可以有效提高检测效果、提高机械设备的使用效率；根据生产需求，工作人员需要对机械进行调试、检验、组合等多项工作，因为工作量大导致失误率也高。应用机械自动化技术进行机械装配，可以提高生产质量与效率，进而提高企业生产的经济效益和社会效益。

3机械自动化的发展前景展望

（1）根据实际情况发展适合我国国情的机械自动化技术

我国机械自动化技术与发达国家发展存在一定的差距，因此不能盲目地进行效仿，基于我国的资金短缺、技术欠缺，应把自动化重心放在发展生产工艺比较成熟的大批量生产自动化技术，而小批量的单件生产最好发展数控机应用和加工中心。发展机械自动化技术要以企业生产和发展的实际需要及具体条件为目标。只有采用与产品相适应的自动化方式进行生产才能收到良好的经济效益和社会经济效益，做到有的放矢，节约了时间和精力。

（2）着力发展实用型的机械自动化技术

我国机械制造业的技术发展水平还不够，以企业盈利为目的，要大力发展实用型的自动化技术，生产社会需要的产品，快速获得社会、经济效益。发展要根据实际情况，不能盲目跟从，我们目前的任务是提高生产效率、扩大经济收益，不断的扩大生产规模。

（3）发展低成本、见效快的自动化技术

我国自动化技术受经济基础、技术条件的限制，其发挥空间受阻，应该结合实际情况发展低成本、见效快的自动化技术，企业在引进自动化技术的时候，要充分的将企业现有的设备利用起来，对其进行改造，如对传统的机床设备安装数控设备，使其能够以较低的成本继续发挥作用，在原有设备改造的基础之上不断的熟悉自动化的技术，最终实现完全的机械自动化，并尽快将改进的设备和技术投入使用当中，快速获得收益。

（4）实现全盘自动化、功能多样化的自动化技术

机械自动化的最高境界是实现自动化技术的功能多样化，以此满足不同使用者的需求，要充分实现使用者和操作系统的沟通桥梁用户界面，其中还有许多需要完善和开发的新功能，进而实现以计算机技术为核心的全盘自动化，智能化和自动化将是以后各行各业发展的必经之路。

（5）打造自动化技术的绿色化发展

人类在生产过程中带来了或多或少的环境问题，而现今环境问题一直是困扰我们的一件大事，技术人员在研究和应用机械自动化技术时也应充分考虑到这一点，实现自动化技术的绿色化发展，降低机械运行过程中的能源消耗、噪声污染等影响环境质量的因素，以赢得生态效益、经济效益的双赢。

（6）注重发展配套机械自动化技术

在技术发展过程中不仅要发展主体，还要配套发展自动化元件和控制系统，自动化生产时，机械制造系统的自动控制、自动检测、伺服系统的操作等都少不了要应用微电子技术和自动控制理论；自动化生产时，信息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等也都少不了要应用计算机与信息处理技术，合理的将其配套设施结合应用，是提高自动化技术应用效率的有效途径。

4结语

科技进步对机械自动化技术的需求越来越高，它改革了机械制造的生产模式，促进机械制造生产效率的提升。我国在机械自动化技术方面也是刚刚起步，还需要技术人员的深入探索和研究，最大限度的填充发展空间，发挥潜力。

参考文献：

[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京：机械工业出版社，2003（5）.

先进制造技术发展前景范文第4篇

关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景

论文

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。

1 当前制造科学要解决的问题

当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：

（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。

（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间

(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。

（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。

（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。

这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。

2 现代机械工程的前沿科学

不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。

超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。

信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。

2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学

机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。

与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：

(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。

(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。

这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。

2．2 微机械及其制造技术研究

微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。

微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。转贴于

目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。

2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础

材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料与零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。

2．4 机械仿生制造

21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。

地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。

仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。

仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。

仿生制造的研究内容目前有两个方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。

机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势

20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。

随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。

当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：

(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。

(2) 设计技术与手段更现代化。

(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。

(4) 新型特种加工方法的形成。

(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。

(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。

(7) 实施无污染绿色制造。

先进制造技术发展前景范文第5篇

关键词：汽车 焊接技术 现状 展望

1.前言

随着汽车行业的迅速发展，汽车焊接逐渐的成为现代汽车制造业的一种不可或缺的工艺方法，在汽车制造业中得以广泛应用，汽车的车厢、车架、车桥、车身变速器以及发动机等均离不开焊接技术。在制造汽车零部件的过程当中，各类焊接方法均有着极大的应用，比如滚点焊、缝线、激光焊、氩弧焊、焊条电弧焊以及二氧化碳气体保护焊等。在制造车身中，应用最多的是电阻焊及气体保护焊。所以，研究汽车焊接技术其意义及价值是尤为重要的。

2.汽车焊接技术的发展现状

2.1中频焊接技术

国外部分大批量生产汽车的企业，近年来已经在轿车白车身焊装线中开始应用中频焊接技术。在欧洲，有着高达40%的中频点焊机器人使用量，并且不断朝着铝合金轿车车身点焊作业中扩大，比如一汽大众，目前已经对中频焊接设备加以大量使用。正是因为中频逆变焊机具备着节能高效的优势，在全球大力倡导低碳环保节能的今天，应当积极的将中频焊接技术应用在汽车制造业中。

2.2自动化焊接技术

作为先进制造技术的主要技术手段及典型代表，机器人技术在实现文明生产、稳定产品质量、提高技术水平等诸多方面，机器人技术均发挥着不容忽视的作用。机器人作为主要的现代制造业自动化装备，在汽车、家电、化工、电子信息和工程机焊等行业有着广泛应用，主要用于焊接、加工、码垛、喷涂、搬运和装配等复杂作业。弧焊和电阻焊是汽车制造业中常用的焊接方式。随着我国汽车行业的发展，虽然工业机器人被广泛应用到了汽车行业中，但是人工焊接在焊接作业中仍然占据着主导地位，在人工焊接中，操作工人极易受到恶劣焊接条件的影响，很难长时间对焊接工作的一致性与稳定性加以保持，而焊接机器人则有着稳定的工作状态。

2.3伺服技术

随着焊接机器人的广泛应用，伺服技术也随之得以发展，在气动焊钳电焊冲击工件表面防范及减小，在确保高效率的生产模式等方面，伺服技术均彰显了其自身的优越性，伺服型焊钳就是伺服技术的具体应用。电机伺服驱动的焊钳又被称作是伺服焊钳，是能够提高焊点性能、焊点质量的一种机器人焊钳，其优点主要包括：将各个焊点的焊接周期大幅度降低，能够对焊钳张开的程度加以精确控制；按照工件的实际情况，可以对焊钳的张开角度任意进行调整，焊钳开合所占的时间大大得以节省；焊钳加压闭合时，既能够调整压力大小，又可以轻轻的闭合两电极，使得碰撞噪声及碰撞变形减少。

2.4弧焊技术

弧焊是汽车行业中除了电阻焊又一种重要的焊接方法。现阶段，弧焊技术已经全面的应用到了汽车企业中，比如一汽解放汽车，基本上对二氧化碳焊接方法全面加以采用，并且在轿车领域，大量采用MIG/MAG焊接方法。随着计算机技术、电子元器件及电力的发展，弧焊技术随之得以迅速提高，历经多年的发展，弧焊技术已经从以往的旋转式直流电机朝着二极管机、晶体管、晶闸管整流焊机以及逆变式焊机发展，目前发展成为数字化逆变式焊机。

3.汽车焊接技术的发展展望

焊接自动化的应用及发展是系统性的一个发展过程，只有有效的匹配各种技术，才能够实现焊接自动化高速度且高质量的发展。自动化技术、计算机微电子信息技术以及电子技术的发展，在很大程度上带动了焊接自动化技术的迅速发展，尤其是信息处理技术、柔性制造技术和数控技术等的引入，推动了革命性的焊接自动化技术发展。

3.1智能化的焊接过程控制是焊接自动化的一个核心问题

智能化的焊接过程控制需要借助于焊接生产系统柔性化与焊接过程控制系统智能化实现。其中，柔性化的焊接生产技术发展方向是主体为弧焊机器人的多自由度柔性制造系统，通过计算机综合控制转台架和机器人，能够满足柔性的工件空间焊接要求，发展精确动态的跟踪轨迹，进而进一步研究控制技术和传感技术。而控制系统的智能化则需要人们高度重视焊接专家系统、神经网络控制及焊接过程模糊控制的发展。

3.2发展方向为自动化柔性生产系统

就当前而言，各大汽车生产厂家广泛采取的形式就是自动化柔性生产系统。由于工业机器人的灵活性与自动化被大规模应用在汽车生产中，使用的主要是弧焊机器人、六自由度点机器人，而且机器人具备着焊钳储存库，能够按照不同的焊装部位要求亦或是焊装产品进行变更，从储存库中自动抓换需要的焊钳。传输装置逐步发展成为无人驾驶且柔性化的导向感性小车。许多焊接研究机构均在致力于研究将焊接技术与电、机、光激素密切结合起来，以此切实实现焊接的柔性化及精确化，是促进焊接自动化水平提高的有效途径。各类焊接机械设备与数控技术的结合，可以提高焊接的质量控制水品及柔性化水平，是目前一个重要的研究方向。

3.3信息技术及计算机技术是必要基础

随着信息技术及计算机技术在工业领域的普遍应用，传统的焊接生产方式实现了向“精量化”制造方式的可靠转变。基于对实际建模机器人焊接过程的模拟仿真技术，提供了机器人、夹具、工件焊枪姿态的三维信息，在焊接夹具设计、工艺参数优化和焊接过程策划等环节得到大量应用，对准确获取焊接位置信息、现场测试时间缩短和加快编制焊接程序等，具备着十分重要的应用价值。另外，仿真技术在焊后及评估的变形与应力预测中，同样也得以应用。在设计新车型的阶段，可以综合性的考虑多种材料的冲击性能、疲劳性能及连接方式，通过仿真接头来进行适用性评价。

4.结束语

总而言之，汽车焊接技术的大力发展，各种新设备、新工艺、新技术及新材料的应用，必然能够促进汽车工业的进步，进而使汽车制造业取得突破性的进展。

参考文献：

[1]王治富.汽车焊接技术发展现状与展望[J].焊接，2011（9）.

[2]张晶.先进焊接技术发展现状与趋势[J].科技视界，2012（30）.