先进制造技术的提出和进展

     一、制造技术的进步和发展
     近两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“小批量一少品种大批量一多品种变批量?的方向发展。在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集—设备密集—信息密集一知识密集”的方向发展。与之相适应，制造技术的生产方式沿着“手工一机械化—单机自动化—刚性流水自动化—柔性自动化—智能自动化”的方向发展：
     自18世纪以来，制造技术的发展经历了五个发展时期。
     (1)工场式生产时期 18世纪后半叶，以蒸汽机和工具机的发明为标志的产业革命，揭开了近代工业的历史，促成了制造企业的雏形——工场式生产的出现，标志着制造业已完成从手工业作坊式生产到以机械加工和分工原则为中心的工厂生产的艰难转变。
     (2)工业化规模生产时期 19世纪电气技术得到了发展，由于电气技术与其他制造技术的融合，开辟了崭新的电气化新时代，制造业得到了飞速发展，制造技术实现了批量生产、工业化规范生产的新局面。
     (3)刚性自动化发展时期 卸世纪初，内燃机的发明，引起了制造业的革命，流水生产线和泰勒式工作制及其科学管理方法得到了应用。特别是第二次世界大战期间，以大批量生产为模式，以降低成本为目的的剐性自动化制造技术和科学管理方式得到了很大的发展。例如：福特汽车制造公司用大规模刚性生产线代替手工作业，使汽车的价格在几年内降低到原价格的1／8，促进了汽车进入家庭，奠定了美国经济发展的基础。然而，这类自动机和刚性自动线生产工序和作业周期固定不变，仅仅适用于单一品种的大批量生产的自动化。
     (4)柔性自动化发展时期 自二战之后，计算机、微电子、信息和自动化技术有了迅速的发展，推动了生产模式由大中批量生产自动化向多品种小批量柔性生产自动化转变。在此期间，形成了一系列新型的柔性制造技术，如数控技术(NC)、计算机数控(CNC)、柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)等。同时有效地应用系统论、运筹学等原理和方法的现代化生产管理模式，如及时生产(JIT)、全面质量管理(TQM)开始应用于生产，以提高企业的整体效益。
     (5)综合自动化发展时期 自20世纪80年代以来，随着计算机及其应用技术的迅速发晨，促进了制造业中包括设计、制造和管理在内的单元自动化技术逐渐成熟和完善，如计算机辅助设计与制造(CADICAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助检测(CAT)；在经营管理领域内的物料需求规划(MRP)、制造资源规划(MRPⅡ)、企业资源规划(ERP)、全面质量管理(TQM)等；在加工制造领域内的直接或分布式数控(DNC)、计算机数控(CNC)、柔性制造单元系统(FMC／FMS)、工业机器人(ROBOT)等。为了充分利用各项单元技术资源，发挥其综合效益，以计算机为中心的集成
     二、先进制造技术产生背景
     1．社会经济发展背景
     制造业的核心要素是质量、成本和生产率。面对当代社会变化迅速且无法预料的买方市场和多品种变批量成为主导生产方式。制造业应以对市场的快速响应为宗旨，满足顾客已有的和潜在的需求，主动适应市场，引导市场，从而赢得竞争，获取最大利润。
     2．科学技术发展背景
     制造技术已由技艺发展为集机械、材料、电子及信息等多门学科的交叉科学——制造工程学。科学技术和生产发展在推动制造技术进步的同时，以其高新技术成果，尤其是计算机、微电子、信息、自动化等技术的渗透、衍生和应用，极大地促进了制造技术在宏观(制造系统的建立)和微观(精密、超精密加工)两个方向上蓬勃发展，急剧地改变了现代制造业的产品结构、生产方式、生产工艺和设备及生产组织体系，使现代制造业成为发展速度快、技术创新能力强、技术密集甚至知识密集型产业。尤应指出的是：信息逐渐成为主宰制造业的决定性因素，企业内联网(Intra-net)和国际互联网(Internet)已经对制造业产生重大影响，井将产生更大影响。
     3．可持续发展战略
     日益严峻的环境问题引起国际社会的普遍关注，世界环境与发展委员会(WCED)于1987年向联合国42届大会递交的报告(我们共同的未来)正在提出了可持续发展的思路，其定义是：既满足当代人的需求，又不对子孙后代满足其需要之生存环境构成危害的发展。世界资潭研究所于1992年对可持续发展给出了更简洁明确的定义：即建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统。上述定义强调了当代人在创造和追求今世发展和消费的时候，不能以牺牲今后几代人的利益为代价；社会经济发展模式应由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变。面向可持续发展的制造业，应力求对环境的负面影响最小，资源利用效率最高。
     三、各国先进制造技术的发展概况
     1．美国的先进制造技术计划和制造技术中心计划
     先进制造技术计划 该计划是美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会于1993年制定的6大科学和开发计划之一，其目标为：
     1)为美国工人创造更多的高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。
     2)不断提高能源效益，撼少污染，创造更加清洁的环境。
     3)使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。
     4)使教育系绽对每位学生进行更具有拂战性的教育。
     5)鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为横心目标。
     2．日本的政策和智能制造技术计划
     1990年日本通产省提出了智能制造计划(Intelligent Manufacturing System,IMS)，并约请美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参加研究，形成了一个大型国际共同研究项目，由日本投资10亿美元保证计划的实施。诙计划目标为：要全面展望21世纪制造技术的发展趋势，先行开发未来的主导技术，并同时致力于全球信息、制造技术的体系化、标准化。
     3．欧共体的EBEKA计划、ESPRIT计划和BRITE计划
     欧共体各国政府与企业界共同掀起了一场旨在通过欧共体统一市场法案”的运动．并制定了·尤里卡计划(EBEKA)”、“欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT)”和“欧洲工业技术基础研究(BRITE)”等一系列发展计划。
     在尤里卡计划(EBEKA)中，1988年用5亿美元资助了涉及16个欧洲国家6印家公司的165个合作性高科技研究开发项目。
     欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT)的13个成员国向5500名研究人员提供了资助。把CIM中信息集成技术的研究列为五大重点项目之一，明确要向CIM投资620万欧洲货币单位作为研究开发费用，抓好C[M的设计原理、工厂自动化所雷的先进微电子系统以及实时显示系统进行生产过程管理的三大课题。
     欧洲工业技术基础研究计划(BRITE)，重点资助材料、运作方式等方面的研究。
     4．韩国的先进制造系统计划
     起全球竞争能力。诙项目由三部分组成：
     (1)共性的基础研究 包括集成的开放系统、标准化及性费评价。
     (2)下一代加工系境包括加工设备、加工技术、操作过程技术。
     (3)电子产品的装配和检验系统 包括下—代印刷电路板装配和检验系统、高性能装配机构和制造系统、先进装配基础技术、系统操作集成技术、智能技术。
     5．我国先进制造技术的发展战略
     在七五、八五、九五期间．国家科学技术部的“国家科技攻关计划”、“国家高新技术研究发展计划”、?国家基础研究重大项目计划”、“国家技术创新计划”都将先进制造技术作为重要内容投入了实施，其中的?计算机集成制造系统”和?智能机器人”主题经过10多年的研究和开发，取得了众多令人瞩目的成果，不少关键技术取得了重大的进展和突破。
     我国的先进制造技术发展战略应为：
     (1)提高认识，全面规划，力促先进制造技术的发展
     (2)深化科技体制改革，推动技术创新体系的建设
     (3)将引进、消化国外先进翻造技术与自主开发创新相结合
     (4)大力发展先进高新制造技术及其产业
     (5)积极培养创造性人才，努力提高制造业的全员素质