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【關(guān)鍵詞】先進制造技術(shù)；發(fā)展趨勢；關(guān)鍵技術(shù)
【中圖分類號】TH16 【文獻標識碼】A
【文章編號】1007―4309（2010）10―0086―2
先進制造技術(shù)AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統(tǒng)制造技術(shù)在不斷吸收機械、材料、電子、信息、能源和現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果上產(chǎn)生的，它被綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計、制造、檢測、管理和售后服務(wù)的全過程。它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來的，保留了過去制造技術(shù)中的有效要素，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群，先進制造技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了四個階段：
第一階段（20世紀60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數(shù)控機床、加工中心和工業(yè)機器人為代表的。
第二階段（20世紀70―80年代）：柔性制造系統(tǒng)（FMS），它是以柔性制造單元加上自動或半自動物流輸送組合而成的，但特點仍然是分布式生產(chǎn)過程。
第三階段（20世紀80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計算機集成控制為特點的。
第四階段（20世紀90年代至今）：智能集成制造系統(tǒng)階段，是以設(shè)計智能化、單元加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的。
一、先進制造技術(shù)的特點
目前，每一個國家都處于全球化市場中，先進制造技術(shù)的競爭是面向全球的。一個國家的先進制造技術(shù)對該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力發(fā)揮著非常重要和不可替代的作用。先進制造技術(shù)的目標是要提高產(chǎn)品對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力以及競爭能力，同時實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點：
（1）成形和加工技術(shù)日趨精密化。
（2）企業(yè)裝備將以制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性與可重構(gòu)性作為顯著特點。
（3）虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。
（4）機電產(chǎn)品和先進制造技術(shù)將把智能化、數(shù)字化作為發(fā)展方向。
（5）以提高對市場快速反應(yīng)能力為目標的制造技術(shù)將超速發(fā)展。
（6）先進制造技術(shù)的發(fā)展越來越離不開信息技術(shù)，信息技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。
（7）21世紀的企業(yè)面臨著要在管理方面進行創(chuàng)新的新課題。
（8）現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將成為21世紀制造業(yè)的重要特征。（現(xiàn)代技術(shù)的內(nèi)涵即為：綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、優(yōu)良性能設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)、競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計技術(shù)。）
二、當前先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
市場需求的個性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）信息化
近幾年，信息技術(shù)和制造技術(shù)的不斷融合，使得數(shù)字化成為制造業(yè)日益發(fā)展的趨勢。數(shù)字化制造技術(shù)具有較多的優(yōu)點，如使市場多樣化和個性化的需求得到滿足；能夠?qū)κ袌鲎鞒隹焖俚捻憫?yīng)，使生產(chǎn)成本得以降低；能夠提高產(chǎn)品精度和可靠性；等等。數(shù)字化產(chǎn)品既方便、直觀，又便于通過計算機控制產(chǎn)品，對信息進行處理和傳遞。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來越離不開Internet技術(shù)，Internet技術(shù)是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)，是其重要的支撐平臺?；赪eb技術(shù)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等成為產(chǎn)品的主流。據(jù)專家預測，在未來生產(chǎn)中占主導地位的將是基于網(wǎng)絡(luò)制造的分布式網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，先進制造技術(shù)將把以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)為核心，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息化制造技術(shù)作為重要的發(fā)展方向。
（二）智能化
智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計、制造、發(fā)貨、支持等）各個環(huán)節(jié)的智能化，如生產(chǎn)設(shè)備的智能化，人與制造系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮等。智能化能夠使制造系統(tǒng)的自動化和柔性化水平得到進一步的提高，使生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)與判斷能力更加完善。
（三）精密化
超高速切削、超精密加工技術(shù)以及發(fā)展新一代制造裝備成為了加工制造技術(shù)的發(fā)展方向。
1.超精密加工技術(shù)
目前已進入納米級加工時代，加工精度和表面粗糙度分別達到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。
2.超高速切削
目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工上。
3.新一代制造裝備的發(fā)展
市場競爭和新的產(chǎn)品、技術(shù)和材料的發(fā)展對新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)起著推動作用，如“并聯(lián)桁架式結(jié)構(gòu)數(shù)控機床”的發(fā)展就是一個典型的例子。它采用六個軸長短的變化，以實現(xiàn)刀具相對于工件的加工位姿的變化，是對傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)方案的突破。
（四）綠色化
由于資源與環(huán)境的約束日益嚴格，21世紀的制造業(yè)要以綠色制造為重要特征。與此相適應(yīng)的，綠色制造技術(shù)的發(fā)展也將是快速的。主要表現(xiàn)為：
1.綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)，既能夠保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)環(huán)保和對人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。
2.綠色制造技術(shù)，使整個制造的過程對環(huán)境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放量最少，資源利用效率最高。
3.產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造，它主要包括以設(shè)計產(chǎn)品和處理材料為主的生產(chǎn)系統(tǒng)工廠和以處理循環(huán)產(chǎn)品生命周期結(jié)束時的材料為主的恢復系統(tǒng)工廠。如汽車等產(chǎn)品的拆卸、回收技術(shù)和生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。
（五）虛擬化
在制造業(yè)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應(yīng)用，它主要包括兩部分，即虛擬企業(yè)和虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是在產(chǎn)品真正制出之前，先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型進行試驗，并且預測和評價其性能和可制造性。
三、未來先進制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)
（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）
VM技術(shù)的發(fā)展是以仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實VR（virtual reality）技術(shù)為基礎(chǔ)的。VM技術(shù)是在虛擬條件下模擬產(chǎn)品的設(shè)計、制造、測試、營銷的全過程，并預測和評價有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和性能指標，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期得以縮短，使制造過程得以優(yōu)化。VM技術(shù)是工程設(shè)計的一次革命性的進步，它的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，如快速設(shè)計與快速原型、面向裝配或制造的設(shè)計、產(chǎn)品維護、產(chǎn)品設(shè)計進入市場的并行處理和人員培訓等領(lǐng)域。
（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）
智能制造技術(shù)是一門綜合技術(shù)。之所以這么說，是因為它是通過自動化技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等學科互相交織和滲透形成的一門技術(shù)。智能設(shè)計、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術(shù)的范疇。對于制造系統(tǒng)集成自動化和柔性自動化來說智能制造是其新發(fā)展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點。
（三）納米制造
20世紀出現(xiàn)了一種高新技術(shù)，即納米技術(shù)。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術(shù)與制造技術(shù)相融合而產(chǎn)生的，精密加工、超精加工、微細加工和超微細加工都屬于納米制造。常用的制造技術(shù)有聚焦離子束工藝等。
（四）綠色制造GM（green manufacturing）
綠色制造是一種現(xiàn)代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環(huán)境影響，其目的是使產(chǎn)品在整個生命周期中（包括從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理）做到對資源利用率最高，對環(huán)境的不利影響最小，并優(yōu)化協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。目前綠色制造受到了全球制造業(yè)的關(guān)注，因為未來制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進制造技術(shù)的主要內(nèi)容，也是各國支持和優(yōu)先發(fā)展的研究項目。
四、結(jié)論
我國將先進制造技術(shù)列入“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中。21世紀的今天，經(jīng)濟全球化進程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業(yè)領(lǐng)域的競爭，實際上是以先進制造技術(shù)為競爭核心的。在這樣的大環(huán)境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰(zhàn)，而且要抓住機遇，要不斷地對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，發(fā)展先進制造技術(shù)，要在技術(shù)、機制、管理以及人才等方面進行創(chuàng)新，只有這樣我國才能實現(xiàn)躋身世界制造強國的目標。
【參考文獻】
[1]王隆太等.先進制造技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.
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[3]馮.先進制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京大學出版社，2009.
【關(guān)鍵詞】機械制造；自動化；發(fā)展趨勢
近些年，機械自動化技術(shù)得到了快速發(fā)展，自動化技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在當代的機械制造行業(yè)，該技術(shù)涉及的范圍較大、綜合性強，是機械制造在激烈的市場競爭環(huán)境下提升自身競爭力的重要措施。我國高度重視機械制造業(yè)的自動化程度，并制定相關(guān)的措施拓展自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍。通過了解掌握新階段機械制造自動化的特征，能夠有效推進我國機械制造行業(yè)的自動化進程。
1 機械制造自動化的特征
自動化的提出最早提出是20世紀30年代，起初的意思是通過特殊的方式使機器部件的轉(zhuǎn)移無需人力搬運。目前，機械制造企業(yè)通過自動化技術(shù)，使生產(chǎn)對象能夠順利自動生產(chǎn)，促進生產(chǎn)過程的改善?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)主要有以下幾點特征。首先，機械制造自動化是基本特征是取代人力。生產(chǎn)活動通過自動化技術(shù)代替了繁瑣的體力勞動，運用科學的智能系統(tǒng)實現(xiàn)工作的自動化，依據(jù)不同的指令來完成簡易的操作。操作人員和機械以及自動化設(shè)備形成一個整體系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以得到協(xié)調(diào)的運行和調(diào)控，并促進各環(huán)節(jié)之間工作的優(yōu)化。其次，機械制造自動化不僅包含具體的加工制造，還對產(chǎn)品的生命周期造成影響。機械制造自動化技術(shù)圍繞著產(chǎn)品的整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，很大程度上有效降低了人力資源和物質(zhì)資源的使用，促進機械制造企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟利益。最后，機械制造自動化不但取代了工作人員的體力勞動和腦力勞動，還使整個生產(chǎn)過程安全系數(shù)提高。機械自動化產(chǎn)品自身存在保護系統(tǒng)，如果在運行過程中出現(xiàn)問題，能夠自行分析解決。這就提升了生產(chǎn)產(chǎn)品的安全性。
2 機械制造自動化的發(fā)展趨勢
隨著我國改革開放的不斷深入，制造業(yè)的自動化進程也在不斷推進。綜合以上對機械制造自動化特征的了解，我國機械制造自動化將會朝著更好的方向發(fā)展。
2.1 機械制造自動化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化
在過去的很長一段時期內(nèi)，全球范圍內(nèi)的機械制造企業(yè)在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，都是先利用圖紙構(gòu)思，然后根據(jù)圖紙上的方案進行試驗性生產(chǎn)，用這樣的方式來完成產(chǎn)品的設(shè)計過程。這樣做的方法存在一定的不足。例如一定程度上浪費了人力、物力、時間和大量的資金。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，電腦信息技術(shù)和軟件技術(shù)也日益進步，信息網(wǎng)絡(luò)對人們的生活方式產(chǎn)生了深遠的影響。通過計算機軟件，工作人員可以模擬在生產(chǎn)過程中的操作任務(wù)，憑借互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，可以在有效的時間內(nèi)對信息資料采取及時的傳達，使遠隔千里的雙方可以進行有效的交流、協(xié)作，給機械制造企業(yè)的生產(chǎn)帶來了極大的便利。因此機械自動化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢的是必然。
2.2 機械制造自動化技術(shù)的數(shù)字化
機械制造自動化技術(shù)的數(shù)字化是貫穿整個自動化過程中的關(guān)鍵部分。數(shù)字化主要表現(xiàn)在機械制造生產(chǎn)的過程中，各類信息包括圖像、文字、技術(shù)等都將通過數(shù)字的形式傳輸，利用廣大的網(wǎng)絡(luò)平臺，使企業(yè)內(nèi)部的信息可以有效傳達。企業(yè)依據(jù)市場信息，采集相關(guān)的資料，利用網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫和多媒體等各種數(shù)字化技術(shù)，分析產(chǎn)品的基本信息，模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)，完成對原型的制作，促使生產(chǎn)產(chǎn)品和消費市場能夠有效響應(yīng)，以達到客戶的需求。世界各地的機械制造企業(yè)通過信息網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)自身的需求，利用電子商務(wù)平臺，對信息采用有效的傳遞，為不同企業(yè)共同設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品提供可能。因此機械制造信息技術(shù)的數(shù)字化也是勢在必行。
2.3 機械制造自動化技術(shù)的節(jié)能化
機械制造的自動化過程，一定程度上取代了人類的體力勞動和智力勞動，還有效地減少了不必要的物質(zhì)資源，避免了資源的浪費，充分體現(xiàn)了機械制造的節(jié)能化。隨著世界范圍內(nèi)的資源不斷縮減，世界各國都在號召節(jié)能、保護環(huán)境。人類社會的發(fā)展必然得與自然和諧相處，人類應(yīng)該從各領(lǐng)域促進人和自然的和諧，制造技術(shù)的自動化也應(yīng)做到這一點。制造業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計、制造、銷售、應(yīng)用都應(yīng)考慮到節(jié)能問題。生產(chǎn)的產(chǎn)品從某種角度上來講，又是一件藝術(shù)品，當一種新的科學技術(shù)被運用時，應(yīng)該考慮到它能否實現(xiàn)綠色節(jié)能，促進生產(chǎn)效率的提高的同時，有沒有造成資源的浪費，從而實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
2.4 機械制造自動化技術(shù)的智能化
隨著科學技術(shù)的進步，很多領(lǐng)域都實現(xiàn)了智能化。實現(xiàn)機械制造自動化技術(shù)的智能化會給機械制造企業(yè)帶來巨大的競爭優(yōu)勢。機械制造過程中采用的大多是智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要依靠智能設(shè)備和專業(yè)的操作人員共同完成，此系統(tǒng)能夠有效解決生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種問題，具有自我調(diào)控能力。智能制造技術(shù)依靠人和設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，拓展了操作人員在機械制造過程中的腦力活動，對整個制造過程進行優(yōu)化處理，促進企業(yè)生產(chǎn)效率的提高和避免了不必要資源的浪費。隨著社會生產(chǎn)力的不斷提升，人類的思想將會往更深層次發(fā)展，智能化的技術(shù)是人類拓展思維的重要手段。機械制造自動化的智能化發(fā)展趨勢需要依靠人類在思想領(lǐng)域的不斷探究，進而促進智能化在機械制造行業(yè)的進一步發(fā)展。
3 結(jié)束語
綜上所述，機械制造自動化技術(shù)是機械生產(chǎn)過程中的重要技術(shù)手段，對機械制造行業(yè)的起著積極的作用，極大程度促進了機械制造的進步，提升了機械制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。在以后的實踐過程中，企業(yè)應(yīng)該加大對自動化技術(shù)的探索，順應(yīng)機械制造自動化的發(fā)展趨勢，增加機械制造行業(yè)的技術(shù)含量，促使自動化在機械制造行業(yè)發(fā)揮更大的積極作用。
【參考文獻】
[1]葉德軍.淺析自動化技術(shù)在機械制造的發(fā)展趨勢[J].工業(yè)設(shè)計，2011（12）.
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關(guān)鍵詞： 計算機輔助工藝設(shè)計；單元；特征技術(shù)；三維
中圖分類號：TB4文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）07-0028-01
0引言
計算機輔助工藝過程設(shè)計（簡稱CAPP）是指借助于計算機軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計算機進行數(shù)值計算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機械加工工藝過程。當前科學技術(shù)飛速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，多品種、小批量的生產(chǎn)模式已占主導地位，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法已不能適應(yīng)造業(yè)的需要?；谌S模型的產(chǎn)品建模與分析技術(shù)越來越引起企業(yè)重視，針對系列產(chǎn)品或新產(chǎn)品的基于3D的參數(shù)化工藝設(shè)計模型，可以對零部件進行快速準確的工藝設(shè)計，如定位、裝夾規(guī)劃、工序圖生成、NC程序生成、工裝設(shè)計等，是柔性制造環(huán)境下CAPP的發(fā)展趨勢。
1技術(shù)現(xiàn)狀
在設(shè)計方法上，CAPP經(jīng)歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式以及混合式系統(tǒng)，相比較而言，混合式CAPP系統(tǒng)較為實用。20世紀50年代人工智能AI的發(fā)展促進了智能式CAPP的發(fā)展。圍繞知識庫和推理機組織的專家系統(tǒng)是智能式CAPP的核心[1]。隨著先進制造技術(shù)的發(fā)展，人們對CAPP系統(tǒng)也有了新的認識，其發(fā)展呈現(xiàn)出集成化、系統(tǒng)化、智能化、標準化等特點。
2柔性參數(shù)化三維CAPP系統(tǒng)功能與建模
柔性制造模式下參數(shù)化三維CAPP所包括的四個功能：裝夾規(guī)劃；工序規(guī)劃；尺寸鏈計算和工藝模型評價[2]，與傳統(tǒng)CAPP相比柔性參數(shù)化三維CAPP在功能上具有以下特點：
2.1 工序規(guī)劃功能日益突出強大產(chǎn)品的拓撲結(jié)構(gòu)確定后，改變幾何參數(shù)時，相對應(yīng)的裝夾方案變化較小，而工序規(guī)劃中的內(nèi)容則變化較大。工序規(guī)劃中的數(shù)控編程技術(shù)（刀具選擇、路徑規(guī)劃、切削參數(shù)的選取）成為主要工作內(nèi)容，編程質(zhì)量直接影響著制造周期和成本。
2.2 特征技術(shù)成為柔性制造模式下實現(xiàn)CAPP的重要途徑多品種小批量制造環(huán)境下，使得傳統(tǒng)CAPP技術(shù)難以實現(xiàn)快捷統(tǒng)一的裝夾規(guī)劃，而傳統(tǒng)的CAPP技術(shù)又著重于檢索和派生技術(shù)，內(nèi)容集中在工序圖的生成，無法為企業(yè)提供實用的推理和決策功能，成為制造過程中的瓶頸。特征技術(shù)的出現(xiàn)為實現(xiàn)CAPP技術(shù)的柔性化提供可能，特征被分為總體特征、制造特征、主特征和載體特征，通過特征分類與設(shè)計特征自動識別技術(shù)，以及設(shè)計特征到工藝特征的映射技術(shù)[3]，實現(xiàn)基于特征的柔性CAPP技術(shù)。
3柔性參數(shù)化三維CAPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特點
柔性制造模式下CAPP系統(tǒng)以商品化CAD/CAM環(huán)境為開發(fā)平臺，建立了集成的零件工藝信息模型和豐富的制造特征庫，綜合利用各種工藝設(shè)計方法。采用XML技術(shù)實現(xiàn)對制造資源、工藝數(shù)據(jù)和工藝知識的描述，并采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計數(shù)據(jù)庫以方便管理,完善地實現(xiàn)數(shù)據(jù)、知識的動態(tài)更新。
3.1 基于特征技術(shù)的信息集成在三維CAD平臺上提供三維標準件庫、設(shè)計特征庫，在產(chǎn)品的幾何層與零件層增加特征層，將幾何形狀特征和設(shè)計約束特征通過特征映射成工藝特征，基于特征加工知識進行輔助工藝決策，再經(jīng)過基于特征的數(shù)控編程技術(shù)實現(xiàn)快速制造。同時建立三維的工藝裝備庫，并生成三維工序簡圖，不僅實現(xiàn)可視化裝夾規(guī)劃，而且實現(xiàn)自動化工序規(guī)劃。
3.2 基于知識描述的智能工藝設(shè)計在知識表達上可采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ旌鲜街R表達模型，以及各種模糊知識的表示。在推理方面，人工智能中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對于知識自學習和聯(lián)想記憶有很大進展，不精確推理也有所應(yīng)用。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，出現(xiàn)知識系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)，多層次系統(tǒng)等。在決策方法上，基于Agent的智能決策技術(shù)，分級規(guī)劃的決策方法等，從強調(diào)工藝決策的自動化轉(zhuǎn)變到注重工藝基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及基本設(shè)計功能，開發(fā)重點從注重工藝過程的自動生成，轉(zhuǎn)向整個產(chǎn)品工藝設(shè)計的輔助工具。
3.3 工藝設(shè)計過程管理標準化每個制造企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品類型是不同的，在應(yīng)用CAPP的過程會產(chǎn)生各自特點的制造資源、流程控制、工藝數(shù)據(jù)和報表，但是其工藝設(shè)計過程則是相似的，可分為任務(wù)分配、工藝設(shè)計、工藝簽審和工藝歸檔四個階段[4]，用戶類型也可分為工藝設(shè)計員、工藝組長、譯審員、質(zhì)保員、車間主任和系統(tǒng)管理員等，簽審路線也是明確的，便于在PDM中實施角色和流程的規(guī)范管理。
4總結(jié)
隨著國際市場的開放和一體化，先進制造模式是制造企業(yè)創(chuàng)造效益的新途徑，在多品種小批量的制造環(huán)境下，柔性參數(shù)化三維CAPP系統(tǒng)是適應(yīng)產(chǎn)品多樣化的新技術(shù)途徑，有助于制造業(yè)發(fā)揮先進制造模式的技術(shù)優(yōu)勢，也代表了CAPP系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：機械制造；工藝；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
制造業(yè)體現(xiàn)的是一個國家的綜合實力，是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)。世界發(fā)生著巨大的變化，機械制造工藝對人們的生活和生產(chǎn)影響深遠。目前，我國的機械制造工藝處于發(fā)展階段，在機械制造過程中已經(jīng)有些先進的工藝得到了推廣和應(yīng)用。下面將對機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進行詳細地闡述。
1、機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 機械制造工藝中激光技術(shù)的應(yīng)用
激光具備單色性較好、亮度高以及方向好等顯著特征，因此，激光在社會許多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，激光技術(shù)是一項重要的技術(shù)，其在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具體體現(xiàn)在以下兩個方面：一是快速切割成型。激光技術(shù)在制造工藝中的一個重要應(yīng)用為快速切割，該技術(shù)主要是充分利用激光技術(shù)中的CAD模塊的準確定型以及快速切割，從而快速地完成對材料的切割成型?？焖偾懈畛尚偷膶ο笾饕◤碗s的零件以及零件的模型，由于快速切割成型具備獨特的優(yōu)勢， 所以其在制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用；二是激光熱處理技術(shù)。激光熱處理技術(shù)主要運用在零件加工過程中， 采用激光熱處理技術(shù)有助于減少零件的磨損，提高機器的使用性能，也有助于延長零件的使用壽命。一般在零件的表面涂抹耐磨材料能夠有效地提高零件的耐磨性能。零件在加工的過程中使用激光技術(shù)時，會產(chǎn)生大量的熱能，因此，采用激光技術(shù)能夠修復模具，提高零件的使用壽命。
1.2 在機械制造工藝中應(yīng)用自動化控制技術(shù)
第一，自動化制造工廠。自動化制造工廠的技術(shù)含量較高，能夠?qū)崿F(xiàn)從材料到產(chǎn)品的自動化完成，其屬于一種綜合性非常高的自動化技術(shù)。自動化制造工廠是由自動化制造系統(tǒng)構(gòu)成的，在高自動化物料運輸系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)結(jié)合的條件下， 由于自動化制造工廠具備生產(chǎn)成本較高、科技含量高等特征，因此自動化制造工廠還沒有在制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。第二，自動化制造生產(chǎn)線。自動化控制系統(tǒng)是指自動化加工流水線， 目前自動化控制技術(shù)在機械制造業(yè)中應(yīng)用比較廣泛。這種自動化系統(tǒng)在較少的人工直接或者是間接的干預下，將原材料加工成零件或者是將零件組裝成產(chǎn)品，在產(chǎn)品加工的過程中實現(xiàn)了工藝過程或者是管理過程的自動化。計算機通?？刂浦嗯_加工設(shè)備，這些加工設(shè)備就是自動化系統(tǒng)的重要組成部分。第三，自動化制造單元。自動化制造單元屬于一種小型的自動化控制系統(tǒng)，采用這種自動化系統(tǒng)能夠有效地提高生產(chǎn)效率，大大地降低了生產(chǎn)成本。自動化制造單元能夠獨立地完成各項任務(wù)，并且其體型較小，因此在機械制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。自動化制造單元能夠是多臺設(shè)備或者是一臺設(shè)備，在組合加工設(shè)備時可以根據(jù)具體的加工產(chǎn)品來決定，比如，數(shù)控機床、物料輸送機等。
1.3 高精度技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用
精密加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展方向， 精密加工主要涉及到復合加工技術(shù)、研磨加工技術(shù)、超精密切削技術(shù)以及微型機械等方面?，F(xiàn)階段，納米技術(shù)在納米材料以及納米電子等方面得到了推廣與應(yīng)用，納米技術(shù)的發(fā)展直接推動著機械科學、光科學等先進技術(shù)的發(fā)展。因此，微型機械以及納米技術(shù)的發(fā)展一定會發(fā)展成為未來的關(guān)鍵技術(shù)，一些智能技術(shù)在機械制造工藝中也正朝著高精度、高速率的方向發(fā)展。
2、機械制造工藝的發(fā)展趨勢
2.1 集成化
集成化是微機設(shè)備升級的一個重要標志，也代表著現(xiàn)代微機技術(shù)的進步與發(fā)展，同時代表著計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各種不同功能由以往的分割狀態(tài)逐漸向融合狀態(tài)轉(zhuǎn)變，集成化的工作原理是將各個獨立的部件與功能，經(jīng)過一定的整個之后形成的整體性作業(yè)功效高于零散的、部分的作業(yè)功效的總和，這一特征也是促使集成化能夠徹底改善人們生活與生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。由于新時代的信息交流與處理比較復雜，促使廣大人民群眾在對待計算機的功能時需要同時進行，這一因素是保證集成化存在和使用的關(guān)鍵。因此，在改革制造機械化運用時，需要充分地考慮該技術(shù)的獨特優(yōu)勢。
2.2 智能化
目前，智能化技術(shù)已經(jīng)滲透到社會各個行業(yè)、各個領(lǐng)域中，智能化技術(shù)的一個顯著特征是非簡單化機械的程序運行，智能化技術(shù)能夠較好地模擬人類大腦的一些思維方式與邏輯性運行方式。這種機械性技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給人工帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時這也是機械化今后需要努力的目標之一。在沒有運用智能化技術(shù)之前，在使用機械設(shè)備時，人們經(jīng)常會抱怨機械設(shè)備的速度以及精度達不到預期的要求，并且對機械的邏輯性能力以及分析綜合性的能力沒有抱有任何的期望，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是人們清楚地認識到機械只是根據(jù)一個固定的程序發(fā)揮作用的，是無法與人們的操作產(chǎn)生任何的互動，機械所能做到的是被動地接受指令，但是智能化技術(shù)卻改變了這一現(xiàn)象，人們對智能化技術(shù)感到驚奇與欣喜。同時人們把智能化技術(shù)廣泛地應(yīng)用在社會各個不同領(lǐng)域以及各個不同行業(yè)中去，用智能化技術(shù)替代一部分人工作用。目前，我國對智能化技術(shù)的運用已經(jīng)進入了一個比較成熟、比較完善的階段，許多具備智能化人工效能的機械設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各種不同行業(yè)以及各種不同領(lǐng)域中，并且正在慢慢地改變著廣大人民群眾的生活方式以及工作方式，促使人們逐漸體驗到了智能化機械技術(shù)運用的人性化，以及“以人為本”的設(shè)置理念。
3、小結(jié)
綜上所述，機械設(shè)備是人類生活與生產(chǎn)中的重要工具，其扮演著新時代工作中的重要身份，通過機械設(shè)備所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品直接影響著人們生活和工作的各個方面，機械制造對人類的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，尤其是生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因此，需要不斷創(chuàng)新機械制造的工藝技術(shù)，提高機械設(shè)備的質(zhì)量與效率，促使機械能夠更好地為人類的經(jīng)濟生活服務(wù)。
參考文獻：
[1] 高偉，殷國富，成爾京. 機械制造工藝序列中的知識發(fā)現(xiàn)方法研究[J].機械工程學報，2011.12（22）：110-111.
關(guān)鍵詞：智能設(shè)計技術(shù)；農(nóng)業(yè)機械研發(fā)；應(yīng)用探討
1智能設(shè)計技術(shù)概述
智能設(shè)計技術(shù)是近年來逐漸興起的技術(shù)類型，它在傳統(tǒng)研發(fā)設(shè)計的基礎(chǔ)上，融入了大數(shù)據(jù)、智能制造、虛擬現(xiàn)實、智能建模、知識工程等技術(shù)形態(tài)，并根據(jù)行業(yè)設(shè)計研發(fā)的需求，形成適配于行業(yè)產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的一種全新技術(shù)形態(tài)[1]。換句話說，智能設(shè)計技術(shù)雖然基于智能制造、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)范疇，但在不同行業(yè)的應(yīng)用中卻體現(xiàn)出了差異性。本文主要探討農(nóng)業(yè)機械研發(fā)制造中智能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合農(nóng)業(yè)機械研發(fā)制造行業(yè)的具體情況，重點探討了CAD智能建模技術(shù)、知識工程智能技術(shù)和虛擬現(xiàn)實智能驗證技術(shù)三種智能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用。
2農(nóng)業(yè)機械研發(fā)制造中智能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用
2.1CAD智能建模技術(shù)及應(yīng)用
傳統(tǒng)的CAD設(shè)計技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機械制造領(lǐng)域，能夠輔助農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)和三維仿真等設(shè)計工作，但在產(chǎn)品設(shè)計知識的高效利用領(lǐng)域體現(xiàn)了諸多問題，例如：傳統(tǒng)CAD技術(shù)能夠解決農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品研發(fā)的結(jié)構(gòu)性問題，但在建模設(shè)計知識與建模生成的融合上，存在靈活性、適應(yīng)性和移植性不強的弊端。基于知識的CAD智能建模技術(shù)能夠較好地攻克這一難題，該技術(shù)以智能化設(shè)計為基礎(chǔ)，涵蓋CAD建模標準規(guī)范、材料特性、裝配語義、建模融合等新的技術(shù)形態(tài)，在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)制造中的應(yīng)用體現(xiàn)出了新的價值。國內(nèi)山東農(nóng)業(yè)大學最新研發(fā)了一種基于CAD智能建模技術(shù)的農(nóng)機產(chǎn)品制造模型特征提取方法，該方法將三維小波變換和CAD智能建模技術(shù)融合在一起，構(gòu)建了農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計ESB通用智能模型庫，技術(shù)人員在設(shè)計農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品時，可以從智能模型庫中直接調(diào)取通用的設(shè)備模型，并運用三維小波變換進行智能分析，得到匹配性能最佳的產(chǎn)品模型，大大提升了大型復雜農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品研發(fā)制造的效率和建模仿真的準確性[2]。
2.2知識工程智能技術(shù)及應(yīng)用
知識工程智能技術(shù)源于專家系統(tǒng)的研究分支，貫穿于整個智能設(shè)計和制造領(lǐng)域，它以知識設(shè)計內(nèi)容為基礎(chǔ)，通過科學的表示、獲取和推理過程，獲得制造產(chǎn)品的最佳研發(fā)方案。以知識推理智能技術(shù)為例，它根據(jù)待制造產(chǎn)品的設(shè)計需求，從已知的知識判斷得出新的設(shè)計思維方案，通過基于規(guī)則、實例和模型的推理過程，完成制造產(chǎn)品的智能設(shè)計過程。近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品功能和性能的多元化發(fā)展，設(shè)計一款農(nóng)機產(chǎn)品所需的知識系統(tǒng)越來越復雜，傳統(tǒng)單一的設(shè)計推理模式難以滿足產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)需求，采用集成的多推理知識工程智能技術(shù)能夠更好地解決現(xiàn)代農(nóng)機產(chǎn)品研發(fā)面臨的這一問題。例如：中國農(nóng)業(yè)大學研究了一種基于知識工程的快速設(shè)計推理方法，該方法以相似度匹配算法為核心，能夠?qū)β膸绞斋@機傳動系的機械構(gòu)件進行快速推理，有效地縮短了產(chǎn)品設(shè)計周期，提升了產(chǎn)品的設(shè)計智能性[3]。
2.3虛擬現(xiàn)實智能驗證技術(shù)及應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)復雜且設(shè)計困難的大型農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品研發(fā)起到很好的輔助作用，研發(fā)人員運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、外觀和進行的仿真建模，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中構(gòu)建真實感很強的運作場景，完成對研發(fā)農(nóng)機產(chǎn)品的仿真運行。近年來，在傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，一種新的虛擬現(xiàn)實智能驗證技術(shù)被逐漸應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)制造中，該技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的所有功能，還能夠?qū)Ψ抡娴男ЧM行智能驗證，驗證的效果與產(chǎn)品開發(fā)出的實際使用效果無限接近。例如：中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院采用虛擬現(xiàn)實智能驗證技術(shù)，開發(fā)了基于視景仿真的聯(lián)合收獲機虛擬研發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在虛擬現(xiàn)實情境下建立聯(lián)合收獲機輪胎模型，并對聯(lián)合收獲機作業(yè)過程進行虛擬受力分析，進一步通過對收獲機運行時周邊環(huán)境如農(nóng)田、樹木、草地等地表環(huán)境的虛擬建模和仿真，在VegaPrime中設(shè)計運動路徑，實現(xiàn)了聯(lián)合收獲機作業(yè)的3D視景仿真和作業(yè)效果測定，結(jié)果表明：虛擬環(huán)境下的仿真測定結(jié)果與后期開發(fā)的聯(lián)合收獲機運行效果誤差率小于1%[4]。
【關(guān)鍵詞】3C電裝 智能制造 現(xiàn)代CAPP系統(tǒng)
CAPP是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（圖形）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。CAPP的支撐技術(shù)是信息建模技術(shù)、工藝設(shè)計自動化和產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準。隨著MID產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的發(fā)展及多品種小批量生產(chǎn)的要求，特別是CAD/CAM系統(tǒng)向集成化、智能化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法已遠遠不能滿足要求，基于于這種背景下，本文通過對現(xiàn)代CAPP技術(shù)體系的探討，構(gòu)建智能工藝設(shè)計模型。
1 CAPP發(fā)展歷程
從20世紀80年代以來，國內(nèi)外在CAPP技術(shù)的研究與系統(tǒng)的開發(fā)上已投入大量的資金與力量，在智能化決策及與其它應(yīng)用系統(tǒng)的集成化方面提出了許多技術(shù)方案，并已開發(fā)出為數(shù)眾多的CAPP系統(tǒng)。當前CAPP發(fā)展和應(yīng)用的主流是采用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，工藝管理易于實現(xiàn)，能夠保證產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)準確性、一致性和進行工藝信息集成，實現(xiàn)了工藝設(shè)計與工藝管理一體化、工藝信息的數(shù)字化和集成化，體現(xiàn)了企業(yè)信息化技術(shù)及現(xiàn)代先進制思想。
2 CAPP功能模塊
基于魍CAPP系統(tǒng)，本文定義工藝智能開發(fā)模型基本功能體系為：
（1）工藝智能設(shè)計與管理，基礎(chǔ)產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)管理及開發(fā)；
（2）工藝協(xié)同設(shè)計，實現(xiàn)基于知識的跨平臺的多工藝部門/人員的協(xié)同工藝設(shè)計；
（3）工藝智能管理功能，與企業(yè)信息化系統(tǒng)深度集成，對工藝過程各項數(shù)據(jù)進行針對性挖掘；
（4）工藝知識庫工程，建立工藝知識大數(shù)據(jù)庫，運用先進算法進行設(shè)計智能優(yōu)化與調(diào)整；
（5）制造資源管理功能；
（6）智慧決策，提供可視化決策分析系統(tǒng)，便于管理層統(tǒng)部署協(xié)調(diào)；
（7）系統(tǒng)管理功能，基本權(quán)限分配。
3 系統(tǒng)技術(shù)路線
3.1 智能傳感技術(shù)
智能無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有快速部署、自組織成網(wǎng)、較強的抗毀和協(xié)同工作能力等優(yōu)點，能夠?qū)崟r地感知和采集網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的環(huán)境或監(jiān)測對象的相關(guān)信息，并對信息進行協(xié)作處理和網(wǎng)絡(luò)傳送。
3.2 云計算技術(shù)
由云端系統(tǒng)實現(xiàn)軟硬件資源和信息共享，利用互聯(lián)技術(shù)提升信息存儲、加工、共享和分配的效率。
3.3 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)
基于智能傳感系統(tǒng)，將工廠所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、生命價值數(shù)據(jù)、以及工藝數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化深度挖掘，以此指導智能生產(chǎn)經(jīng)營活動。
3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，智能制造系統(tǒng)的設(shè)計可以更加開放地考慮智能制造系統(tǒng)內(nèi)部之間及其與外部環(huán)境的溝通和協(xié)作。
4 工藝編碼信息系統(tǒng)
編碼信息系統(tǒng)作為智能工藝設(shè)計模型一個非常重要的環(huán)節(jié)，為工藝人員提供交互式的特征庫，基本設(shè)計原理是通過建立“工藝模型”，快速實現(xiàn)工藝產(chǎn)品的幾何設(shè)計制圖。“工藝模型”具備三層架構(gòu)分別是：
（1）加工面特征庫，定義加工面的基本特征信息；
（2）非加工面特征庫，定義非加工面的輪廓信息；
（3）零件總體特征庫，涵蓋了知識庫累積的共性基本特性。
本模型采用了多個子模型相互引用的方式，將零件的形狀信息和加工要求信息完整而有機地結(jié)合起來。形成零件編碼系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
5 智能工藝設(shè)計模型系統(tǒng)分析
5.1 工具化和工程化
智能工藝設(shè)計系統(tǒng)強調(diào)工具化和工程化，以此提高企業(yè)的通用性。將整體系統(tǒng)分解為多個相對獨立的工具進行開發(fā)，面向制造和管理環(huán)境做系統(tǒng)二次開發(fā)，并將各專項子系統(tǒng)集成在一個統(tǒng)一平臺上。
5.2 集成化和網(wǎng)絡(luò)化
智能工藝設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的全面集成，設(shè)計數(shù)據(jù)雙向信息交換與傳送；實現(xiàn)與生產(chǎn)計劃、調(diào)度系統(tǒng)的有效集成；建立與質(zhì)量控制系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系。
5.3 知識化和智能化
基于復合智能系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模糊推理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，智能設(shè)計系統(tǒng)可以進行各種層次的自學習和自適應(yīng)，具有一定的智能性。
5.4 柔性化和規(guī)范化
現(xiàn)代CAPP系統(tǒng)以交互式設(shè)計為基礎(chǔ)，體現(xiàn)柔性設(shè)計；以工藝知識庫為核心，向產(chǎn)品實現(xiàn)工藝設(shè)計與管理的柔性化。
5.5 交互式和漸進式
現(xiàn)代CAPP智能工藝設(shè)計面向工藝設(shè)計人員提供基于工藝知識和判斷的交互式輸入輸出界面，同時為企業(yè)管理層提供可視化管理平臺，本系統(tǒng)是漸進式地推進智能制造的發(fā)展進程。
6 結(jié)束語
本文回顧CAPP的發(fā)展歷程，提出基于傳統(tǒng)系統(tǒng)的7大功能模塊體系。分析了編碼信息系統(tǒng)的重要作用，同時指出現(xiàn)代CAPP智能工藝設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)朝工具化、工程化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、知識化、智能化、柔性化、規(guī)范化、交互式和漸進式等方面進一步發(fā)展，以使企業(yè)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)打得更堅實、更牢靠。
參考文獻
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摘 要：隨著科學技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行闡述，并對其發(fā)展進行探究。
關(guān)鍵詞：機電一體化應(yīng)用發(fā)展
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)容將不斷更新。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、光學技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)等群體技術(shù)，合理配置各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)，它使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
1.1 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應(yīng)用 傳統(tǒng)機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的，它強調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業(yè)是以信息為主導，采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計算機技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如計算機數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。
1.2 在飲料行業(yè)中的應(yīng)用 機電一體化技術(shù)是當今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機械的開發(fā)、設(shè)計和制造過程中的應(yīng)用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設(shè)備?？梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國內(nèi)、國際競爭能力。
1.3 在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
1.3.1 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS) 鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。
1.3.2 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT) 現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。
1.3.3 交流傳動技術(shù) 隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。
1.3.4 開放式控制系統(tǒng) “開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。
1.3.5 分布式控制系統(tǒng)(DCS) 分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
2.1 智能化 智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
2.2 數(shù)字化 微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復。
2.3 自源化 自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。
2.4 人性化 人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說更自然，更接近生活習慣。
2.5 微型化 微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
2.6 綠色化 工業(yè)發(fā)達給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。
3結(jié)束語
隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：智能制造技術(shù)；智能制造系統(tǒng)；機電一體化技術(shù)
1概述
改革開發(fā)以來，我國的各項事業(yè)也都得到了快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)水平尤其是機械制造水平更是進步顯著，正逐漸呈現(xiàn)出從制造自動化向著制造智能化的方向邁進的趨勢。與傳統(tǒng)制造模式不同，智能制造模式中融入了電子、計算機信息等先進科技，是一種具有自適應(yīng)加工和綜合自動化控制等特征的先進生產(chǎn)方式，它的一個顯著特點就是將機械技術(shù)和信息電子技術(shù)進行了結(jié)合使用，從而構(gòu)建出了能夠大幅度提升生產(chǎn)能力和效率的先進制造系統(tǒng)，而這就說明了智能制造的實現(xiàn)過程中就必然離不開機電一體化技術(shù)。筆者結(jié)合自己的工作實踐經(jīng)驗，就機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進行了一些有意義的探討，希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。
2智能制造的概念及其發(fā)展
在當前市場競爭日趨激烈的形勢下，機械制造企業(yè)都在努力革新自己的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，探尋新的生產(chǎn)方式，而智能制造作為一種更加先進的生產(chǎn)方式，自然就引起了越來越多人的重視?，F(xiàn)實中，智能制造一般包含兩層含義，一層是實現(xiàn)智能制造過程中所需要用到的各種先進技術(shù)，另一層就是指代智能制造系統(tǒng)（如圖1所示）。智能制造技術(shù)的提出和應(yīng)用目的就是為了實現(xiàn)智能生產(chǎn)方式，構(gòu)建智能化的制造系統(tǒng)。可以這么說，在機械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能化制造也是機械制造發(fā)展的必然趨勢，對提高生產(chǎn)管理能力、生產(chǎn)效率以及企業(yè)效益等均具有極其重要的現(xiàn)實意義。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)不同，智能制造技術(shù)融合電子、機械以及計算機信息等技術(shù)，即智能制造的實現(xiàn)高度依賴于機電一體化技術(shù)。智能制造技術(shù)的一個最顯著的特點就是可以對制造狀態(tài)實現(xiàn)智能感知，并對感知到的信息進行自動分析和處理，最后還可以生成決策指令來對整個制造加工和管理環(huán)節(jié)進行自動控制。顯而易見，智能制造技術(shù)的功能就是對機械產(chǎn)品的加工制造環(huán)節(jié)進行自動控制，通過對人工決策過程加以模仿來自動生產(chǎn)控制指令。這樣做的一個顯著好處就是降低了人為因素可能造成的干擾。如采用智能制造技術(shù)來生產(chǎn)機械零件產(chǎn)品就消除了因人工操作失誤而造成的廢品損失，在解放了大量生產(chǎn)勞動力的同時，也極大幅度地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，對于一些勞動強度特別大或者生產(chǎn)過程存在潛在安全隱患的領(lǐng)域，采用智能制造技術(shù)來替代人工生產(chǎn)也是實現(xiàn)安全和高效生產(chǎn)的一種最佳選擇。總之，智能制造技術(shù)不僅可以大幅度提升生產(chǎn)效率，而且可以在很大程度上杜絕人為失誤的影響，是當前機械制造技術(shù)發(fā)展的一種主流趨勢。智能制造系統(tǒng)就是通過運用智能制造技術(shù)來構(gòu)建的一種先進生產(chǎn)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，智能制造系統(tǒng)中融入了大量的制造加工狀態(tài)信息，并通過對這些信息進行智能處理來及時發(fā)現(xiàn)當前制造環(huán)節(jié)中可能存在的問題，這就為生產(chǎn)加工過程的自動化調(diào)節(jié)和控制提供了依據(jù)。此外，智能制造系統(tǒng)還擁有組織、學習以及優(yōu)化等眾多功能，如可以對生產(chǎn)加工過程中用到的各類資源進行靈活配置，對加工制造過程進行合理優(yōu)化，對加工過程進行模擬仿真以及可視化展示等，而這些也都迎合了制造業(yè)的發(fā)展潮流。
3機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用
當前，機電一體化技術(shù)正在逐漸和智能制造技術(shù)進行融合，同時兩種技術(shù)的有機結(jié)合也為兩者的發(fā)展提供了更為廣闊的空間。可以這樣說，機電一體化技術(shù)已經(jīng)逐漸成為了實現(xiàn)智能制造過程時的一種不可或缺的核心技術(shù)。例如當前智能制造系統(tǒng)中所廣泛采用的傳感器技術(shù)就是二者結(jié)合使用的典范。在智能制造系統(tǒng)中，需要加裝多種型號的智能傳感器來對加工制造狀態(tài)信息進行監(jiān)測和收集，而這就需要用到機電一體化技術(shù)來對信號進行采集。此外，傳感器監(jiān)測到的信息還需要通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制系統(tǒng)進行分析，而這也需要用到電子信息技術(shù)來構(gòu)建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。總之，在構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的過程中，必不可少地就需要用到機電一體化技術(shù)來達到各種信號檢測和傳輸?shù)哪康摹Ｊ聦嵣希悄苤圃焓窃谥圃熳詣踊叨劝l(fā)展的基礎(chǔ)上所誕生的一種新型制造理論，而數(shù)控技術(shù)就是實現(xiàn)制造自動化的一種關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知，數(shù)控技術(shù)的實現(xiàn)就離不開機電一體化技術(shù)，它對數(shù)控系統(tǒng)的要求非常高，不僅涉及到模擬、信息處理等多種技術(shù)，還包括對所有數(shù)字加工環(huán)節(jié)的自動優(yōu)化和管理。目前絕大多數(shù)制造企業(yè)都應(yīng)用了數(shù)控機床，其數(shù)控系統(tǒng)主要采用的是“CPU+總主線”的結(jié)構(gòu)形式，通過在線診斷和模糊智能控制的方式來對整個生產(chǎn)過程進行多通道的管控。除此之外，一些國內(nèi)外先進企業(yè)構(gòu)建的無人化生產(chǎn)線和無人工廠也是機電一體化技術(shù)和智能制造技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的典范。在這些生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，工業(yè)機器人被大量使用，它們和數(shù)控機床之間可以通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)互連互通，并通過構(gòu)建基于人工智能的智能控制系統(tǒng)來對所有制造過程進行控制。
4結(jié)束語
總而言之，機電一體化技術(shù)作為實現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關(guān)鍵技術(shù)，將其與智能制造技術(shù)進行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義，必須引起我們高度的重視。此外，智能制造技術(shù)和機電一體化技術(shù)的結(jié)合還會推動二者各自擁有各大的發(fā)展空間，這對機械行業(yè)的未來發(fā)展也將產(chǎn)生巨大的積極作用。
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