现代机械制造技术的现状及趋势
现代制造技术的涵义相当广泛.一般认为,现代制造技术是以传统制造技术与计算机技术、信息技术、自动掌握技术等现代高技术穿插融合的结果,是一个集机械,电子、信息、材料、能源与治理技术于一体的型穿插学科,它使制造技术的内涵和水平发生了质的变化。因此,但凡那些能够融合当代科技进步的最成果,最能发挥人和设备的潜力,最能表达现代制造水平并取得抱负技术经济效果的制造技术均称为现代制造技术,它给传统的机械制造业带来了勃勃生机。
现代机械制造技术的现状
国外状况
在产品设计方面,普遍承受计算机关心产品设计(CAD)、计算机关心工程分析(CAE)和计算机仿真技术;在加工技术方面,巳实现了底层(车间层)的自动化,包括广泛地承受加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等.近10余年来,兴旺国家主要从具有全制造理念的制造系统自动化方面查找出路,提出了一系列的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、灵敏制造等。
计算机集成制造系统(CIMS)
它是在自动化技术、信息技术和制造技术的根底上,通过计算机及其软件,将制造厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来,是适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。首先在功能上,它包含了一个工厂的全部生产经营活动,即从市场推测、产品设计、加工工艺、制造、治理至售后效劳以及报废处理的全部活动.因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多,是一个简单的大系统,是工厂自动化的进展方向。其次,在集成上,它涉及的自动化不是工厂各个环节自动化的简洁叠加,而是在计算机网络和分布式数据库支持下的有机集成。这种集成主要表达在以信息和功能为特征的技术集成,即信息集成和功能集成。计算机集成制造系统的核心技术是CAD/cAM技术。
智能制造系统(IMS)
是指将专家系统、模糊规律、人工神经网络等人工智能技术应用到制造系统中,以解决简单的决策问题,提高制造系统的水平和有用性。人工智能的作用是要代替娴熟工人的技艺,学习工程技术人员的实践阅历和学问,并用于解决生产中的实际问题,从而将工人、工程技术人员多年来积存起来的丰富而又贵重的实践阅历保存下来,在实际的生产中长期发挥作用。智能制造系统的核心技术是人工智能。
并行工程(CE)又称同步工程或同期工程,是针对传统的产品串行开发过程而提出的概念和方法.并行工程是集成地、并行
地设计产品及其相关各种过程的系统方法。该方法要求开发人员从设计开头就考虑产品整个生命周期中的全部因素,包括产品制造工艺、质量、本钱、进度打算和用户要求等。并行工程通过组成多学科的产品开发群组协同工作,利用各种计算机关心工具等手段,使产品开发的各个阶段,既有肯定的时序又能并行,同时承受上、下游的各种因素共同决策产品开发各阶段工作的方式,在产品开发的早期就能准时觉察产品开发全过程中的问题,从而缩短产品开发周期,提高产品质量,降低本钱,增加企业竞争力量.并行工程强调在集成环境下的并行工作,因此,它是CIMS进一步进展的方向。
灵敏制造(AM)
又称灵捷制造、快速制造和敏捷制造等,它是将柔性生产技术、娴熟把握生产技能和学问的劳动力与促进企业内部和企业之间相互合作的敏捷治理集成在一起,通过所建立的共同根底构造,对快速转变或无法预见的消费者需求和市场时机作出快速响应。灵敏制造的根本原理是承受标准化和专业化的计算机网络和信息集成根底构造,以分布式构造连接各类企业,构成虚拟制造环境,以竞争合作为原则,在虚拟制造环境内动态选择合作伙伴,并通过组成虚拟企业来适应持续多变、无法预料的市场变化.灵敏制造的核心是虚拟公司,虚拟公司映射为虚拟制造系统,虚拟制造系统是灵敏制造的关键.灵敏制造是一种战略决策,它是能使各合作伙伴既保证各自的利益,又能获得共同利益的一种全的生产组织模式和制造模式。目前,灵敏制造仍在进展争论中[1].
国内状况
近十几年来,我国大力推广应用CIMS技术,20世纪90年月初期已建成争论环境,包括有CIMS试验工程中心和7个开放试验室。在全国范围内,部署了CIMS的假设干争论工程,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统构造与进展战略、CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等专题。各项争论均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。近几年,已有一些大中型骨干企业实施了工厂CIMS工
程.如成都飞机工业公司以国家CIMS试验工程为技术依托,和清华大学、南京航空航天大学、西北工业大学等单位合作开发了计算机集成制造系统工程,在公司的计算机网络和分布式数据库支持下,由治理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和车间自动化系统有机集成,形成了一个计算机关心经营、设计、治理、