先進制造技術發展前景

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先進制造技術發展前景范文第1篇

關鍵詞：機械加工工藝；發展現狀；發展前景

1 機械加工工藝

機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝流程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統的流程。

機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。

2 我國機械加工工藝的發展現狀

透過中國制造看中國機械加工工藝發展現狀，近年來中國制造的身影已無處不在。這折射出我國以機械、汽車等為代表的裝備制造業的快速發展。沒有機械等重工業的發展，生產各類消費產品的輕工業就失去了最基本的生產工具，中國也不可能成為世界工廠。以信息技術為代表的現代科學技術的發展對裝備制造業提出了更高、更新的要求，更加凸現了機械裝備制造業作為高新技術產業化載體在推動整個社會技術進步和產業升級中不可替代的基礎作用。作為國民經濟增長和技術升級的原動力，機械工業將伴隨高新技術和新興產業的發展而共同進步，并充分體現先進制造技術向智能化、柔性化、網絡化、精密化、綠色化和全球化方向發展的總趨勢和時代特征。更在于裝備制造業為新技術、新產品的開發和生產提供重要的物質技術，是經濟高級化不可或缺的戰略性產業。即使是邁進“信息化社會”的工業化國家，也無不高度重視機械制造業的發展。

近年來，我國在機械制造領域取得了新的突破，在先進制造技術的應用中獲得了不錯的成果，但這只是一個階段性的勝利，相比起發達的工業大國，仍然存在明顯差距。具體表現在以下幾個方面：

第一，管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術。在我國，計算機輔助管理在少數的大型企業中得到應用，小型企業還處在靠經驗管理階段。

第二，設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

第三，制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。

3 我國機械加工工藝的發展前景

信息化：信息化是制造技術發展的生長點，信息技術正在以人們難以想象的速度高速發展。

精密化：現代高新技術產品需要高精度制造，社會的發展對機械產品的質量提出了越來越高的要求。這決定了發展精密加工、超精密加工技術是機械制造未來的一個重點。

集成化：現代制造業的方向并不只是計算機的集成，信息的集成，而是人、技術、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業間的集成。

柔性化：柔性化不僅是指企業的制造技術柔性化，還包括生產方式柔性化，管理模式柔性化。

動態化：由于先進制造技術本身是針對一定的應用目標、不斷吸收各種高薪技術逐漸形成、不斷發展的新技術，因而其內涵不是絕對的和一成不變的。

虛擬化：虛擬化是指在計算機內對產品、工藝和整個企業的性能進行仿真、建模和分析，在虛擬制造環境中生成軟產品原型，代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能和可制造性進行預測和評價，從而縮短產品的設計與制造周期，降低產品的開發成本，提高對市場變化的響應能力。

智能化：智能制造是指綜合利用各個學科、各種先進技術和方法，解決和處理制造系統中的各種問題。系統能領會設計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。

綠色化：綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源利用的一種現代制造模式。

參考文獻

1.李建. 我國機械制造技術的發展趨勢[J]. 中國科技信息， 2014（3）：45-46.

先進制造技術發展前景范文第2篇

關鍵詞：焊接技術；發展現狀；展望

焊接技術是以物理、化學方法通過加熱、加壓使金屬或其他塑性材料相結合的加工工藝和聯接方式。焊接技術的應用非常廣泛，從基本的機械制造到航空航天，從建筑工程到微電子技術都離不開焊接技術的支撐。焊接技術的發展是人類科學文明進步和改造自然能力提高的體現，焊接技術貫穿了整個工業制造領域，對國民經濟的發展意義非凡。焊接技術雖然起步時間較晚，但它的發展速度卻很快，近些年，隨著科技的進步和新材料的不斷涌現，焊接技術更是取得了突飛猛進的發展[1-2]。下面我們就簡單介紹一下焊接技術的發展情況。

1 中國焊接技術發展現狀

1.1 焊接技術自動化水平較低

我國的大多數焊接仍然是采用手工焊接來完成的，長期以來焊材生產一直以手工焊的焊條為主，與國外80%的自動化焊接水平相比，我國的30%自動化水平顯得如此相形見絀，這也無可厚非的拉開了我國與國外焊接技術上的距離。隨著焊件復雜化得發展趨勢，手工焊接必將嚴重影響生產發展，要想取得制造業的迅猛發展，必須發展自動化焊接，使我國成為焊接強國[3-4]。

1.2 焊接人員專業技術水平不足

人是高新技術的載體，是企業的核心力量，企業的任何發展都是以人為本的。我國的焊接技術人員對業務水平了解的太少，與行業需求存在非常大的距離，使焊接產品的質量很難得到大的提升。我國焊接技術人員具有高職稱的人員太少，大多企業缺少高學歷的工程師和有經驗的焊接結構設計師，這已是一個不容忽視的嚴峻問題[5-6]。

2 中國焊接技術的發展展望

2.1 焊接材料發展趨勢

焊接材料在焊接工藝中有著非常重要的作用，我國目前焊接材料產量居世界首位，但焊接材料產品結構和工業發達國家相比差距明顯。焊接技術發展到一定水平后，開發新材料也逐漸進入了焊接領域工作者的視線，當下焊接材料正在從黑色金屬轉向有色金屬，由金屬材料轉化為非金屬材料，由結構材料轉化為功能材料，由多維材料轉化為低位材料，由單一材料轉化為復合材料。為了解決材料高性能和可焊接性之間的矛盾，需將新型材料納入到焊接材料中去，以提高焊接產品質量和焊接效率，進而提高焊接領域整體發展水平[7-10]。

2.2 提高焊接產品質量

焊接質量決定了焊接產品的質量，我國雖然焊接材料產量居世界首位，但焊接產品質量卻相對落后。我國目前對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術，無鉛連接材料以及技術應用落后，我國應注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方而的應用，研究更好的焊接工藝，進一步提高焊接質量，進而提高焊接產品質量[11]。

2.3 發展綠色節能焊接技術

隨著科學技術的發展，經濟的進步，人們越來越重視節能減排，綠色環保，焊接技術的發展也必將綠色節能放在首位，清潔生產是對焊接生產的必然要求。高效節能的焊接工藝是高焊接效率的保證。不同的焊接工藝都會對環境釋放有害氣體，煙塵，弧光輻射，噪聲等，目前，國內外已經在研究用更為清潔且高效的焊接技術替代傳統的焊接技術，使具有巨大經濟效益和社會效益的綠色焊接技術真正廣泛應用于不同領域，讓焊接技術向簡單智能的方向發展[12]。

3 結束語

焊接技術在制造業中發揮了舉足輕重的作用，焊接技術的發展將不斷促進制造業的發展。隨著科技的進步，為了提高焊接技術水平，促進制造業發展，需要結合我國制造業實際情況，深入研究，了解焊接技術特征，制定科學有效的焊接技術發展對策，不斷提高焊接技術水平，帶動制造業的發展。

參考文獻

[1]李文韜.我國焊接生產現狀與焊接技術的發展研究[J].無線互聯科技，2015：130.

[2]李明智，原孝貞.淺談焊接技術的發展及焊接工藝的基本原理[J].應用能源技術，2008（7）：16-18.

[3]蔣偉波.我國工業焊接技術的現狀及發展前景分析[J].科技創新與應用，2014（4）：84.

[4]郭新軍.中國焊接技術的發展趨勢[J].才智，2010（31）：205.

[5]林尚揚.我國焊接生產現狀與焊接技術的發展[J].船舶工程，2005，27：15-24.

[6]謝平濤.焊接技術的發展及應用現狀[J].河北農機，2016（4）：51.

[7]魏娜然，劉明亮，唐文慶.我國焊接技術的發展現狀及趨勢[J].科技創新導報，2009（3）：2.

[8]李光東.現代焊接技術的發展現狀及前景[J].中國高新技術企業，2015（21）：76-77.

[9]鐘浩，石 ，黃健康.焊接技術的發展趨勢初研[J].技術與市場，2014，21（10）：100.

[10]李繼洪.我國焊接生產現狀與焊接技術的發展[J].科技企業家，2013，11：61.

先進制造技術發展前景范文第3篇

【關鍵詞】機械自動化；技術應用；發展

機械自動化作為一種先進的技術支持，通過改進技術，提高工作效率，為企業節約了人力、物力、財力，在制造行業發揮著獨特的優勢，本文針對機械自動化技術在制造業中的地位及應用現狀，預測其未來的發展前景和在制造業的影響力趨勢，以獲得制造行業的重視與應用。

1機械自動化在制造業中的地位

機械自動化為機械制造提供了便捷，通過節約時間和成本進而提高了機械制造的工作效率。隨著技術的進步和普及，它不僅僅被應用在制造業，也向其他工業領域進軍，創造了豐厚的社會效益和經濟效益。機械自動化的技術水準不僅掌控著整個機械制造業的發展，而且對國民經濟各部門的技術進步也有很大的影響力。

形式上，運用人工智能技術對簡單的生產動作進行操控和運行，它將人、機械和自動化機器綜合成一個系統，系統中各部分協調合作，從而高效生產產品；涉及面上，自動化技術涉及到加工制造和產品的生命周期，操縱著整個過程；功能上看，它節約了人力資源，節省了生產時間，提高了生產速率，進而提升了企業的綜合競爭力。

2我國機械自動化的發展現狀與應用

我國作為一個發展中國家，存在著技術缺陷，與一些發達國家相比，機械自動化技術只是處在摸索、操作階段，落后陳舊的設備和技術要求我們要不斷的吸取新鮮技術與經驗，用自動化技術取代傳統的機械制造，目前我國計算機的使用還不夠精熟，只停留在經驗管理階段，缺乏對計算機的實際操作，只有很少數的企業應用了激光加工技術、高精度加工技術等先進加工技術。

（1）機械自動化在農業上的應用

在農業上機械自動化技術被應用在農產品的加工、貯藏、運輸等程序，實現

農業機械及裝置部分自動化或無人自動操作控制，使得機器代替農民進行耕作、施肥、灌溉等田間管理工作，既節省了人力資源，又做到了精細操作的要求，農業生產上做到精耕細作，對溫室產品實行智能化控制，降低成本，最終提高了農產品質量。

（2）機械自動化在工程中的應用

機械自動化在工程上的應用越來越廣，主要體現在挖土機、挖掘機、焊接等方面的應用，大大提高了勞動效率和施工質量；最佳機械自動化是實現無人化控制，全程都是機器控制并執行，不僅安全而且節省資源，縮短了施工周期，也能快速竣工。

（3）機械自動化在工業方面的應用

機械自動化在食品包裝方面主要體現在節省人力、提高工作效率、自動化裝備以及一機多用等方面，使得包裝流程高精度、高效的進行。現代包裝機械自動化得到改進，將包裝機械、電子信息、食品檢測多方面技術融為一體，大大提高了包裝質量和速度，同時也避免了人為的疏忽造成的失誤。

機械自動化在太陽能中的應用主要體現在光伏發電、切片設備、全自動絲網印刷等方面。目前我國光伏設備與國際水平還存在一定差距，而PECVD設備和硅片切片技術的自動化是需要改進的，太陽能光伏發電系統包括光伏電池組件、逆變器、控制器和蓄電池組，這一系統主要涉及到高端的自動化技術，需要在現有基礎上發揮更加獨特的優勢。

（4）機械自動化在制造業上的應用

機械設備在出廠使用之前多需要進行功能檢測。因此，在機械設備生產過程中，可以利用機械自動化技術，實現制造、生產與檢測的同步進行，這樣可以有效提高檢測效果、提高機械設備的使用效率；根據生產需求，工作人員需要對機械進行調試、檢驗、組合等多項工作，因為工作量大導致失誤率也高。應用機械自動化技術進行機械裝配，可以提高生產質量與效率，進而提高企業生產的經濟效益和社會效益。

3機械自動化的發展前景展望

（1）根據實際情況發展適合我國國情的機械自動化技術

我國機械自動化技術與發達國家發展存在一定的差距，因此不能盲目地進行效仿，基于我國的資金短缺、技術欠缺，應把自動化重心放在發展生產工藝比較成熟的大批量生產自動化技術，而小批量的單件生產最好發展數控機應用和加工中心。發展機械自動化技術要以企業生產和發展的實際需要及具體條件為目標。只有采用與產品相適應的自動化方式進行生產才能收到良好的經濟效益和社會經濟效益，做到有的放矢，節約了時間和精力。

（2）著力發展實用型的機械自動化技術

我國機械制造業的技術發展水平還不夠，以企業盈利為目的，要大力發展實用型的自動化技術，生產社會需要的產品，快速獲得社會、經濟效益。發展要根據實際情況，不能盲目跟從，我們目前的任務是提高生產效率、擴大經濟收益，不斷的擴大生產規模。

（3）發展低成本、見效快的自動化技術

我國自動化技術受經濟基礎、技術條件的限制，其發揮空間受阻，應該結合實際情況發展低成本、見效快的自動化技術，企業在引進自動化技術的時候，要充分的將企業現有的設備利用起來，對其進行改造，如對傳統的機床設備安裝數控設備，使其能夠以較低的成本繼續發揮作用，在原有設備改造的基礎之上不斷的熟悉自動化的技術，最終實現完全的機械自動化，并盡快將改進的設備和技術投入使用當中，快速獲得收益。

（4）實現全盤自動化、功能多樣化的自動化技術

機械自動化的最高境界是實現自動化技術的功能多樣化，以此滿足不同使用者的需求，要充分實現使用者和操作系統的溝通橋梁用戶界面，其中還有許多需要完善和開發的新功能，進而實現以計算機技術為核心的全盤自動化，智能化和自動化將是以后各行各業發展的必經之路。

（5）打造自動化技術的綠色化發展

人類在生產過程中帶來了或多或少的環境問題，而現今環境問題一直是困擾我們的一件大事，技術人員在研究和應用機械自動化技術時也應充分考慮到這一點，實現自動化技術的綠色化發展，降低機械運行過程中的能源消耗、噪聲污染等影響環境質量的因素，以贏得生態效益、經濟效益的雙贏。

（6）注重發展配套機械自動化技術

在技術發展過程中不僅要發展主體，還要配套發展自動化元件和控制系統，自動化生產時，機械制造系統的自動控制、自動檢測、伺服系統的操作等都少不了要應用微電子技術和自動控制理論；自動化生產時，信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等也都少不了要應用計算機與信息處理技術，合理的將其配套設施結合應用，是提高自動化技術應用效率的有效途徑。

4結語

科技進步對機械自動化技術的需求越來越高，它改革了機械制造的生產模式，促進機械制造生產效率的提升。我國在機械自動化技術方面也是剛剛起步，還需要技術人員的深入探索和研究，最大限度的填充發展空間，發揮潛力。

參考文獻：

[1]馬志平.機械自動化的未來與現狀[M].北京：機械工業出版社，2003（5）.

先進制造技術發展前景范文第4篇

關鍵詞：問題；先進制造技術；前沿科學；應用前景

制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。

一、當前制造科學要解決的問題

當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵問題。例如在計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。

（4）各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應用促進了制造智能的發展。一類基于生物進化算法的計算智能工具，在包括調度問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在制造中完成組合優化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規模的制約。制造智能還表現在：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當前產品創新的關鍵理論問題，也是制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性問題。這些問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎研究體系。

二、現代機械工程的前沿科學

不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別于一般基礎科學的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術問題。

超聲電機、超高速切削、綠色設計與制造等領域，國內外已經做了大量的研究工作，但創新的關鍵是機械科學問題還不明朗。大型復雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、制造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和制造基礎、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯軸機床、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少研究，但仍有許多關鍵科學技術問題有待解決。

信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和制造科學將是改變21世紀的主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，與以上領域相交叉發展的制造系統和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。

2．1制造科學與信息科學的交叉--制造信息科學

機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應用十分重要。信息化是制造科學技術走向全球化和現代化的重要標志。人們一方面對制造技術開始探索產品設計和制造過程中的信息本質，另一方面對制造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化制造環境。隨著對制造過程和制造系統認識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。

與制造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要研究方向和內容：

(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量制造信息向知識和決策轉化。

(2)非符號信息的表達、制造信息的保真傳遞、制造信息的管理、非完整制造信息狀態下的生產決策、虛擬管理制造、基于網絡環境下的設計和制造、制造過程和制造系統中的控制科學問題。

這些內容是制造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了制造科學中的新分支--制造信息學。

2．2微機械及其制造技術研究

微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件與系統的功能密度、信息密度與互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細胞；制造出3mm大小能夠開動的小汽車；可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術的發展開辟了技術全新的領域和產業，具有許多傳統傳感器無法比擬的優點，因此在制造業、航空、航天、交通、通信、農業、生物醫學、環境監控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。

微機械是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研制出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結構并與集成電路兼容制造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。近10年來，微機械的發展令人矚目。其特點如下：相當數量的微型元器件(微型結構、微型傳感器和微型執行器等)和微系統研究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型制造技術的發展，特別是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。

目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識，還沒有形成基于一定理論基礎之上的微系統設計理論與方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行研究。微型機械系統研究中存在的關鍵科學問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的研究正處于突破的前夜，是亟待深入研究的領域。

2．3材料制備／零件制造一體化和加工新技術基礎

材料是人類進步的里程碑，是制造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功制備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的制備快速、高效并實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計與擬實仿真優化是實現材料與零件的高效優質制備／制造及二者一體化、集成化制造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料與零件的高效優質制備／制造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹系數、電磁性能等，研究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式制造技術、增加材料式覆層技術等，研究多種材料組分的復合成形工藝技術。形成材料與零件的數字化制造理論、技術和方法，如快速成形技術采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。

2．4機械仿生制造

21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品(如智能仿生結構)，開發出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產業，并為解決產品設計、制造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。

地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現象中學習組織與運行復雜系統的方法和技巧，是今后解決目前制造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結構和運行模式的一種制造系統與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那么，"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結構和進化過程。

仿生制造所涉及的科學問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統中的應用問題。所謂"自組織"是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環境適應能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產品并行設計、制造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和制造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。

仿生制造屬于制造科學和生命科學的"遠緣雜交"，它將對21世紀的制造業產生巨大的影響。

仿生制造的研究內容目前有兩個方面：

2．4．1面向生命的仿生制造

研究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；

2．4．2面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統的自組織機制與方法，例如：基于充分信息共享的仿生設計原理，基于多自律單元協同的分布式控制和基于進化機制的尋優策略；研究仿生制造的概念體系及其基礎，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關系，仿生系統及其演化過程的復雜度計量方法。

機械仿生與仿生制造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內容包括生長成形工藝、仿生設計和制造系統、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎研究的特點，如果抓住機遇研究下去，將可能產生革命性的突破。今后應關注的研究領域有生物加工技術、仿生制造系統、基于快速原型制造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關鍵技術基礎等。

三、現代制造技術的發展趨勢

20世紀90年代以來，世界各國都把制造技術的研究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，如美國的先進制造技術計劃AMTP、日本的智能制造技術（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現代技術國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著電子、信息等高新技術的不斷發展，市場需求個性化與多樣化，未來現代制造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發展。

當前現代制造技術的發展趨勢大致有以下九個方面：

(1)信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，現代制造生產模式會獲得不斷發展。

(2)設計技術與手段更現代化。

(3)成型及制造技術精密化、制造過程實現低能耗。

(4)新型特種加工方法的形成。

(5)開發新一代超精密、超高速制造裝備。

(6)加工工藝由技藝發展為工程科學。

(7)實施無污染綠色制造。

先進制造技術發展前景范文第5篇

關鍵詞：汽車 焊接技術 現狀 展望

1.前言

隨著汽車行業的迅速發展，汽車焊接逐漸的成為現代汽車制造業的一種不可或缺的工藝方法，在汽車制造業中得以廣泛應用，汽車的車廂、車架、車橋、車身變速器以及發動機等均離不開焊接技術。在制造汽車零部件的過程當中，各類焊接方法均有著極大的應用，比如滾點焊、縫線、激光焊、氬弧焊、焊條電弧焊以及二氧化碳氣體保護焊等。在制造車身中，應用最多的是電阻焊及氣體保護焊。所以，研究汽車焊接技術其意義及價值是尤為重要的。

2.汽車焊接技術的發展現狀

2.1中頻焊接技術

國外部分大批量生產汽車的企業，近年來已經在轎車白車身焊裝線中開始應用中頻焊接技術。在歐洲，有著高達40%的中頻點焊機器人使用量，并且不斷朝著鋁合金轎車車身點焊作業中擴大，比如一汽大眾，目前已經對中頻焊接設備加以大量使用。正是因為中頻逆變焊機具備著節能高效的優勢，在全球大力倡導低碳環保節能的今天，應當積極的將中頻焊接技術應用在汽車制造業中。

2.2自動化焊接技術

作為先進制造技術的主要技術手段及典型代表，機器人技術在實現文明生產、穩定產品質量、提高技術水平等諸多方面，機器人技術均發揮著不容忽視的作用。機器人作為主要的現代制造業自動化裝備，在汽車、家電、化工、電子信息和工程機焊等行業有著廣泛應用，主要用于焊接、加工、碼垛、噴涂、搬運和裝配等復雜作業。弧焊和電阻焊是汽車制造業中常用的焊接方式。隨著我國汽車行業的發展，雖然工業機器人被廣泛應用到了汽車行業中，但是人工焊接在焊接作業中仍然占據著主導地位，在人工焊接中，操作工人極易受到惡劣焊接條件的影響，很難長時間對焊接工作的一致性與穩定性加以保持，而焊接機器人則有著穩定的工作狀態。

2.3伺服技術

隨著焊接機器人的廣泛應用，伺服技術也隨之得以發展，在氣動焊鉗電焊沖擊工件表面防范及減小，在確保高效率的生產模式等方面，伺服技術均彰顯了其自身的優越性，伺服型焊鉗就是伺服技術的具體應用。電機伺服驅動的焊鉗又被稱作是伺服焊鉗，是能夠提高焊點性能、焊點質量的一種機器人焊鉗，其優點主要包括：將各個焊點的焊接周期大幅度降低，能夠對焊鉗張開的程度加以精確控制；按照工件的實際情況，可以對焊鉗的張開角度任意進行調整，焊鉗開合所占的時間大大得以節省；焊鉗加壓閉合時，既能夠調整壓力大小，又可以輕輕的閉合兩電極，使得碰撞噪聲及碰撞變形減少。

2.4弧焊技術

弧焊是汽車行業中除了電阻焊又一種重要的焊接方法。現階段，弧焊技術已經全面的應用到了汽車企業中，比如一汽解放汽車，基本上對二氧化碳焊接方法全面加以采用，并且在轎車領域，大量采用MIG/MAG焊接方法。隨著計算機技術、電子元器件及電力的發展，弧焊技術隨之得以迅速提高，歷經多年的發展，弧焊技術已經從以往的旋轉式直流電機朝著二極管機、晶體管、晶閘管整流焊機以及逆變式焊機發展，目前發展成為數字化逆變式焊機。

3.汽車焊接技術的發展展望

焊接自動化的應用及發展是系統性的一個發展過程，只有有效的匹配各種技術，才能夠實現焊接自動化高速度且高質量的發展。自動化技術、計算機微電子信息技術以及電子技術的發展，在很大程度上帶動了焊接自動化技術的迅速發展，尤其是信息處理技術、柔性制造技術和數控技術等的引入，推動了革命性的焊接自動化技術發展。

3.1智能化的焊接過程控制是焊接自動化的一個核心問題

智能化的焊接過程控制需要借助于焊接生產系統柔性化與焊接過程控制系統智能化實現。其中，柔性化的焊接生產技術發展方向是主體為弧焊機器人的多自由度柔性制造系統，通過計算機綜合控制轉臺架和機器人，能夠滿足柔性的工件空間焊接要求，發展精確動態的跟蹤軌跡，進而進一步研究控制技術和傳感技術。而控制系統的智能化則需要人們高度重視焊接專家系統、神經網絡控制及焊接過程模糊控制的發展。

3.2發展方向為自動化柔性生產系統

就當前而言，各大汽車生產廠家廣泛采取的形式就是自動化柔性生產系統。由于工業機器人的靈活性與自動化被大規模應用在汽車生產中，使用的主要是弧焊機器人、六自由度點機器人，而且機器人具備著焊鉗儲存庫，能夠按照不同的焊裝部位要求亦或是焊裝產品進行變更，從儲存庫中自動抓換需要的焊鉗。傳輸裝置逐步發展成為無人駕駛且柔性化的導向感性小車。許多焊接研究機構均在致力于研究將焊接技術與電、機、光激素密切結合起來，以此切實實現焊接的柔性化及精確化，是促進焊接自動化水平提高的有效途徑。各類焊接機械設備與數控技術的結合，可以提高焊接的質量控制水品及柔性化水平，是目前一個重要的研究方向。

3.3信息技術及計算機技術是必要基礎

隨著信息技術及計算機技術在工業領域的普遍應用，傳統的焊接生產方式實現了向“精量化”制造方式的可靠轉變。基于對實際建模機器人焊接過程的模擬仿真技術，提供了機器人、夾具、工件焊槍姿態的三維信息，在焊接夾具設計、工藝參數優化和焊接過程策劃等環節得到大量應用，對準確獲取焊接位置信息、現場測試時間縮短和加快編制焊接程序等，具備著十分重要的應用價值。另外，仿真技術在焊后及評估的變形與應力預測中，同樣也得以應用。在設計新車型的階段，可以綜合性的考慮多種材料的沖擊性能、疲勞性能及連接方式，通過仿真接頭來進行適用性評價。

4.結束語

總而言之，汽車焊接技術的大力發展，各種新設備、新工藝、新技術及新材料的應用，必然能夠促進汽車工業的進步，進而使汽車制造業取得突破性的進展。

參考文獻：

[1]王治富.汽車焊接技術發展現狀與展望[J].焊接，2011（9）.

[2]張晶.先進焊接技術發展現狀與趨勢[J].科技視界，2012（30）.