自動化技術(shù)在先進制造技術(shù)發(fā)展中的影響分析研究

魏慶濤,冀勇鋼

（1.大連交通大學(xué)，大連科技學(xué)院，遼寧大連，116000;2.大連科技學(xué)院，遼寧大連，116000）

0 前言

隨著高新技術(shù)和知識經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、航空航天等新興的科學(xué)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使得今天的制造技術(shù)已由傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)經(jīng)過改造、融合、吸收，蛻變升華為集機械技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、管理技術(shù)等其它領(lǐng)域最新成就的嶄新科學(xué)與高新科技的濃縮一體的結(jié)合產(chǎn)物。而自動化技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中占有至關(guān)重要的作用，在傳統(tǒng)制造技術(shù)中結(jié)合自動化技術(shù)后不僅可以簡化、優(yōu)化設(shè)計制造過程，而且使人類從繁重的體力勞動解放出來，使機械設(shè)備能夠自動、精確、高效完成制造過程，加快實現(xiàn)工業(yè)制造電氣化，并且可以通過通信、網(wǎng)絡(luò)等對制造過程、銷售等方面進行管理和監(jiān)控。

1 先進制造技術(shù)的特征

先進制造技術(shù)（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇，于20世紀(jì)80年代提出的。經(jīng)過對其內(nèi)涵和特征的分析研究，可以定義為：“先進制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息(計算機與通信、控制理論、人工智能等)、能源及現(xiàn)代化管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)、提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)總稱?！奔夹g(shù)、人、管理和信息為一體的先進制造技術(shù)主要特點有以下幾個方面：

1.1 全周期制造

21世紀(jì)的市場機制是以消費者為導(dǎo)向的，消費者通常在產(chǎn)品的質(zhì)量、價格、售后服務(wù)、環(huán)境保護以及個性化特色等方面提出較高要求，所以企業(yè)必須以更短的產(chǎn)品開發(fā)時間、更優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量、更低的產(chǎn)品成本、更好的服務(wù)和滿足環(huán)保要求去贏得用戶和更大的市場份額。而為了提高競爭和適應(yīng)市場提出的先進制造技術(shù)不僅僅指制造過程本身，它涵蓋了從產(chǎn)品調(diào)研、設(shè)計開發(fā)、制造、售后、維護、回收等產(chǎn)品生命周期的所有內(nèi)容。

1.2 綠色制造

隨著時代的進步，生態(tài)環(huán)境、資源開發(fā)利用、經(jīng)濟發(fā)展與社會協(xié)調(diào)發(fā)展等問題已使得綠色制造顯得越來越重要。綠色制造主要包括綠色設(shè)計技術(shù)、綠色制造技術(shù)、綠色銷售技術(shù)、綠色回收技術(shù)等，使得產(chǎn)品在其整個生命周期內(nèi)都符合能源、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的要求，其不僅保護與改善自然環(huán)境，也是保護與發(fā)展生產(chǎn)力，體現(xiàn)了物質(zhì)文明與精神文明的高度交融。

1.3 技術(shù)融合

經(jīng)濟的發(fā)展、科技的更新和社會的進步對制造科學(xué)提出了新的要求與期望，先進制造技術(shù)為計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、管理技術(shù)等提供環(huán)境、試驗、檢測、裝備等條件和支持，同時計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、管理技術(shù)等也不斷融合、應(yīng)用于先進制造技術(shù)中，形成了多學(xué)科的交叉融合在產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理、銷售、等方面的綜合性應(yīng)用。另外，先進制造技術(shù)不斷運用科技新手段和新成果，將快速成型技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、智能技術(shù)等新技術(shù)不斷應(yīng)用到產(chǎn)品生產(chǎn)全周期中，提高綜合效益。

2 自動化技術(shù)對先進制造技術(shù)的影響

先進制造技術(shù)與自動化技術(shù)的發(fā)展是相輔相成的，是提高生產(chǎn)效率和提高競爭能力的需要，也是促進經(jīng)濟增長和提高國家綜合實力的需要。由于近年來電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化得到了長足的進步和廣泛的應(yīng)用，具有了更深的內(nèi)涵。從狹隘的制造過程中的設(shè)備和生產(chǎn)的自動化，發(fā)展為廣義上的設(shè)計、管理、銷售等全方位的自動化。

2.1 制造管理的信息化

信息革命使得信息技術(shù)得到快速發(fā)展，其不僅僅與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，而且在工業(yè)制造業(yè)中也占有重要地位。市場信息化使得企業(yè)可以快速了解市場，制定適應(yīng)市場的產(chǎn)品；生產(chǎn)管理信息化，可以迅速掌握制造企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)信息，及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)模式；銷售信息化能夠節(jié)省銷售成本，拓寬銷售渠道和及時反饋銷售信息及服務(wù)信息。以靈活市場、敏捷制造、電子商務(wù)為代表的企業(yè)管理信息化的應(yīng)用促進了新型制造企業(yè)的迅速發(fā)展，使得企業(yè)的物流、資金流、管理信息流和人力資源得到更加有效的配置。

2.2 制造設(shè)計的虛擬化

隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展，以并行工程、虛擬制造為代表的信息技術(shù)的應(yīng)用大大提高了創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計制造水平。制造設(shè)計虛擬化是指設(shè)計過程和制造過程中的虛擬化，設(shè)計過程中的虛擬化是對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能進行計算機仿真，對產(chǎn)品的運動、受力、形狀、強度、剛度等進行分析計算，來優(yōu)化產(chǎn)品性能和降低設(shè)計成本；制造過程中的虛擬化是對生產(chǎn)過程、組織管理、車間調(diào)度等活動的建模和仿真，確保產(chǎn)品設(shè)計和制造、裝配的可行性，保證產(chǎn)品制造質(zhì)量，可以在很大程度上縮短產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期，降低制造成本和風(fēng)險。

2.3 制造控制的智能化

隨著人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，針對現(xiàn)實生產(chǎn)過程的復(fù)雜、不穩(wěn)定系統(tǒng)提出的智能控制已經(jīng)進入工程化和實用化階段。制造控制的智能化即可以保護工作人員的安全和健康，又具有很強的人機交互功能；即可以控制制造過程對環(huán)境的污染，又能夠合理有效地利用能源。采用智能化技術(shù)可以解決生產(chǎn)過程控制中存在的強耦合、非線性和不確定性問題，促進了制造系統(tǒng)的柔性化，使它具有更為完善的判斷與適應(yīng)能力，從而使得生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量得到大幅度的提高。

2.4 制造裝備的數(shù)字化

制造裝備是制造業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而制造裝備的數(shù)字化則是企業(yè)信息化的基礎(chǔ)。不斷融合機械、電子信息、自動化、材料、管理等方面技術(shù)的數(shù)字化裝備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人、柔性制造系統(tǒng)、集成制造技術(shù)等，其不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、集成度，而且也大大改善了產(chǎn)品的可操作性和可維護性，同時降低了成本和提高了競爭能力。發(fā)展生產(chǎn)裝備的數(shù)字化程度已經(jīng)成為制造行業(yè)贏得市場競爭的主要手段之一。

3 結(jié)論

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主要支柱，而先進制造技術(shù)則是增強新產(chǎn)品開發(fā)和企業(yè)競爭能力的重要手段。先進制造技術(shù)的內(nèi)涵已遠(yuǎn)非人們傳統(tǒng)中的概念，它已向電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)、機械制造、材料科學(xué)、自動化技術(shù)等多學(xué)科、多技術(shù)集成交叉的方向不斷發(fā)展和完善。而自動化技術(shù)是制造業(yè)技術(shù)改造、升級和進步的主要手段，大力推廣科研成果，正確堅持并鞏固自動化技術(shù)在先進制造技術(shù)中的地位，對于先進制造技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。

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