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現代制造技術范文1
中圖分類號:TG76 文獻標識碼:A
在經歷了工業化大生產之后,世界經濟的發展模式已經發生了重大的變化。尤其是在現代科學技術的沖擊下,產品之間的競爭變得日趨激烈,在這種情況下,企業之間的競爭已經超越了產品本身,而是要能夠通過快速響應的方式及時的滿足市場與用戶的需求[1]。因此,傳統的產品生產模式逐漸的受到了威脅,大批量的生產過程逐漸的向具有靈活和易變性的柔性生產方向轉變,能夠進行快速反應能力的中、小批量的生產方式開始更受歡迎。而為了實現這一點,就需要企業尋求更加快速的模具制造技術。在經過了近多年的努力之后,快速模具新技術應運而生,根據模具的用途不同,快速制模可以分為以下幾種類型:金屬鑄造模的快速制造、塑料注射模的快速制造、鈑金成型模的快速制造、電火花成型電極的快速制造等??焖僦颇5闹圃熘芷谙鄬^短、成本更為低廉、經濟效益也就更高,并且在精度與使用壽命方面能夠滿足更為嚴格的生產要求。因此,在二十世紀后半期,快速成形與制造技術被看做是制造領域中最為重大的進展之一,這種融合了激光技術、材料科學和信息控制技術的新型技術模式,經過多年的發展之后已經在汽車、家電、航空、醫療等多個不同的領域得到了廣泛的應用,并成功的實現了面向市場的產品造型設計敏捷化控制,這為高效、低成本和優質的批量生產工作奠定了堅實的基礎。本文以此為視角,對現代快速模具制造技術及其應用問題進行了系統的研究,得出了一些結論,希望這些結論能夠在一定程度上指導實踐。
1 直接快速模具和間接快速模具技術及其比較
對直接快速模具制造來說,指的是通過對不同類型快速原型技術的應用,直接制造出模具本身,接下來再進行一些必要的后續處理工作,比如機加工等,目的在于獲得模具所規定的機械性能與尺寸精度以及表面粗糙度等[2]。在目前情況下,可以直接制造金屬模具的工藝較多,主要涉及到激光選區燒結、三維打印以及形狀沉積制造與三維焊接等。但是,即便這種直接快速模具的制造技術具有其獨特的特征,比如制造過程相對簡單,能夠更加充分的發揮制造技術的優勢,尤其在和計算機技術相結合之后,能夠更加快速的完成對模具的制造。可是,不容懷疑的是,這種新的模具制造技術在模具精度與性能控制方面卻顯得較為困難,加之其需要特殊的后處理設備和工藝,這就使得制造成本相對較大,而模具的尺寸也會受到一定的限制。而與此相對應,通過間接的方式進行快速模具制造就顯得更具優勢,在這種制造技術之中,使快速原型技術和傳統的模具翻制技術結合在了一起,在模具的制造過程中能夠將已經成熟的翻制技術應用其中,模具的多樣性能夠得到全方位的體現,比如能夠依照不同的制造要求在不同復雜程度與成本的工藝的要求下,對模具的精度和表面質量以及機械性能和使用壽命等進行有效的控制,此外,這一工藝或者技術還能夠最大限度的滿足經濟性的要求,制造成本更低,在目前的工業界,間接快速模具制造技術得到了更為廣泛的應用。
2 快速模具制造技術的應用領域
2.1 在軍事領域中的應用
對于快速成型和制造技術來說,其優點是十分明顯的,不但適用面廣而且制造柔性較高。在軍事領域中,能夠在經過一段時間的加工之后,其經濟性與加工設備方面的優越性能夠體現出來。比如,依照瓦片的快速原型能夠翻制出石墨電極研磨研具用砂輪,還可以通過砂輪在石墨電極研磨機上研磨出瓦片的石墨電極,或者通過瓦片石墨電極加工瓦片精鑄模具等[3]。因此,從整個瓦片的快速制造過程來講,研具用砂輪制造、石墨電極成型以及研磨等是能夠達到基本的要求的。
2.2 在汽車工業領域的應用
在汽車工業領域,汽車覆蓋件的材料較薄,尺寸較大,而且形狀特殊,對表面質量的要求相對較高。將快速模具制造技術應用其中,可以對覆蓋件進行特別的設計,傳統的通過數控銑進行的機加工制造不但投資較大、風險更高,并且其生產周期相對較長。而基于快速模具制造的熔射高熔點合金的快速制造模具技術,不但制模的精度更高,表面質量更好,所生產出來的產品還可以形成批量生產的能力,對于占領市場是具有較強的競爭力的。
2.3 在航空航天領域中的應用
在航空航天領域中,快速模具制造技術得到了充分的運用。比如在新型火箭發動機泵殼原型件的制造過程中,通過傳統機加工的方法是難以完成加工工作的,而通過快速模具成型技術之后,能夠按照要求制作相關的塑料樣件,而模具母??梢酝ㄟ^翻制硅膠模定型,在把母模固定在鋁標準??蛑兄螅贊踩胧孪扰浜玫墓柘鹉z,通過12-20h的靜置之后,再把母模取出。經過兩個月的制造之后,一件合格的泵殼鑄件就會產生并進行裝機運行[4]。
3 快速模具制造技術的發展瓶頸與發展趨勢
3.1 快速模具制造的發展瓶頸
(1)直接法進行比較之后發現,以快速原型與鑄造、噴涂等工藝相結合的間接模具快速制造方法在實用方面具有明顯的優勢,可是由于工序的增加,精度就變得十分難以控制,這就使得快速模具制造的優勢無法得到充分的體現;(2)在采用電鑄和噴涂法等方法進行原型表面殼型制造工藝的過程中,導熱性與界面相結合的問題會對模具的壽命與生產過程造成負面的影響;(3)對直接快速模具制造方法來說,具有一定的發展瓶頸,比如在表面和尺寸精度方面,或者在力學性能、模具種類和模具成本以及模具大小等方面,無法全面的滿足模具的工藝要求。
3.2 快速模具制造的發展趨勢
(1)金屬殼體與樹脂或者陶瓷背襯等相結合的間接快速模具的使用范圍與性能在使用的過程中往往會受到一定的限制,因此,可以選擇材質靈活度較高的鑄造方法,通過制造全金屬材質的注射和沖壓以及壓鑄等主導模具的方式,使其得到迅速的發展;(2)對直接快速模具制造來說,因為不需要一些中間工序,因此在表面與尺寸精度以及力學性能與模具種類等方面,會得到一定的改善,其成本也會因此得到一定程度的降低[5];(3)對快速模具制造而言,其主要目的在于能夠對產品進行快速的開發和制作,而為了將傳統制造工藝得到進一步的發展,應該進一步的擴大快速模具的使用范圍,這樣能夠進一步的降低快速模具的制造成本;(4)在目前情況下,快速模具制造一般都通過傳統模具材料進行,因為快速制模是作為一種新工藝出現的,因此,針對其特征能夠開發出更加新型的模具材料與成型工藝,這會成為今后的一個重點研究方向。
4 結束語
在當今社會,多品種、小批量生產的時代已經來臨,企業的生產過程也被要求在模具使用方面能夠使生產的產品快速的占領市場,獲得更加及時的競爭優勢。在這一過程中,快速模具制造技術得到了越來越多人們的廣泛關注,其中的原因是十分簡單的,那就是這種新的技術或者制造工藝更為簡單,并且生產周期短,成本較低,這種新的模具制造技術將會得到越來越廣泛的應用。
參考文獻
[1]李慶,吳亞蘭. 快速模具技術在現代制造技術中的應用[J]. 機械工程師,2009(11):47-48.
[2]劉洪軍,李亞敏,曹馳. 快速模具制造技術分析與發展趨勢[J]. 模具工業,2010(3):63-66.
[3]張海鷗. 快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢[J]. 模具技術,2000(6):84-89.
現代制造技術范文2
隨著經濟的全球化和社會的信息化,市場競爭日益激烈,顧客需求日趨多樣化。由于制造業產品價值鏈上的產品設計開發和銷售服務環節變得相對重要,現代的制造企業產品的上市速度、產品質量、生產成本和售后服務成為決定企業經營成敗的關鍵,為此產生了許多新的制造技術和制造系統,如柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)等。今天的制造業已經成為同時對物質、信息和知識進行處理的產業。然而,這些系統仍然存在著一些問題,如:系統投資較大、周期較長,系統的效益和風險有效的評估可操作性差;不能確實有效地協調設計與制造各階段的關系,以尋求企業整體全局最優效益。隨著計算機網絡和虛擬現實等先進技術的出現,虛擬制造技術應運而生,它的誕生是現代科學技術和生產技術發展的必然結果,是各種現代制造技術與系統發展的必然趨勢。
二、虛擬制造的內涵
1.虛擬制造的定義。虛擬制造是實際制造過程在計算機的本質實現,即采用計算機仿真與虛擬現實技術,在計算機上實現產品開發、制造以及管理與控制等制造的本質過程,以增強制造過程各級的決策與控制能力。也就是說虛擬制造是對實際制造進行抽象、分析、綜合、得到實際產品的全數字化模型,其最終目標是反作用于實際制造過程,用來指導生產實踐。
虛擬制造技術可以分為三大類:一是以設計為中心的虛擬制造技術;二是以生產為中心的虛擬制造技術;三是以控制為中心的虛擬制造技術。
2.虛擬制造的技術特征。虛擬制造與實際制造相比,它具有如下主要特征:
(1)高度集成。虛擬制造中產品設計與制造過程是在虛擬的產品數字化模型中進行產品設計、制造、測試等過程,并且在虛擬的制造環境中檢驗其設計、加工、裝配和操作。因此,易于綜合運用系統工程知識、并行工程和人―機工程等多學科先進技術,實現信息集成、知識集成、串并行交錯工作機制集成和人―機集成。
(2)敏捷靈活。開發的產品(部件)可存放在計算機里,既節省倉儲費用,利于產品再次快速改型設計,從而大幅度縮短了生產準備周期,降低了成本,提高了產品從設計、制造到銷售全過程的整體性和敏捷性。
(3)分布合作。虛擬制造通過Internet可使分布在不同地點、不同部門的不同專業人員在同一產品模型上同時工作,相互交流,實現資源共享,發揮各自特長,實現異地設計、制造,從而使產品開發以快捷、優質、低耗響應市場變化,將制造業信息化與知識化融為一體。
三、虛擬制造技術對發展我制造業的作用
1.減少資源浪費,實現綠色制造。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,其目標是使產品在從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢的整個產品生命周期中,對環境的影響(負作用)最小,資源的使用效率最高。而虛擬制造技術的應用對整個制造工藝來說減少了廢棄物,這要比處理工廠已經排放的廢棄物大大節省開支,它將成為綠色制造的一部分。
2.規避生產要素缺乏、生產成本過高的局面。在實際生產前,在不消耗資源和能量的情況下驗證產品方案。在虛擬制造環境下,工程設計人員可以直接對設計出的產品進行各項實驗,檢查產品各方面的技術性能等,還可以對生產的組織和進度安排進行實驗,確立合理的進度表等。這樣就可大大降低生產成本,減少新產品開發的投資。
3.敏捷轉換產品生產,快速滿足市場需求。虛擬制造是“核心”企業按市場需求決定委托加工的任務單,將設計、生產、組裝的全部或部分任務外包給其他企業來完戎,而虛擬企業中的成員企業均擁有各自的優勢資源、核心技術,是專業程度很高的企業,容易對產品的某一零部件進行改進和創新,能敏捷地轉換不同類型產品的生產,從而快速滿足市場需求。
4.增強企業柔性和抗市場風險能力?!疤摂M制造”能按市場需求決定委托加工的任務單,當產品的市場需求減少時,可以迅速降低委托加工量,而不用承擔生產過剩的風險。顯然,這部分風險分散轉嫁給了委托加工企業。但由于受委托方往往是專業化的加工企業,對分散轉嫁的風險具有較強的應變能力,常能在短時間內改變生產加工產品內容。
5.突破中小企業的規模瓶頸。虛擬企業內部交易是一種“準市場交易”,它比純市場交易穩定,又比一體化企業內部交易靈活,集合了市場和企業的雙重優勢。企業通過虛擬制造有效避免或降低了在純市場、信息不對稱條件下尋求生產要素、進行交易的高成本,從而提升了產品在市場中的競爭力。企業突破傳統發展模式、擴大規模、跳躍發展成為可能。
6.通過分析設計的可制造性,虛擬制造可以提高產品設計質量、減少設計缺陷、優化產品性能。
四、結論
虛擬制造技術是虛擬現實技術和計算機仿真技術在制造領域的綜合發展及應用,它為制造業帶來全新的概念。它既是一項先進制造技術又是一種先進制造理念,這項新興的制造技術為制造業的發展指明了方向,減少了資源浪費,實現了綠色制造,使制造業達到了前所未有的高度集成化與優化,為先進制造技術的進一步發展提供了更廣闊的空間,是現代制造業信息化過程中不可逾越的階段。
參考文獻:
[1]長城企業戰略研究所課題組,制造業模式的歷史演變與虛擬制造模式產生的歷史背景[J]. 經濟研究參考, 2001
[2]曹巖:虛擬制造的實施研究[J].制造業自動化,1999,6
現代制造技術范文3
關鍵詞:造型設計 現代制造技術
Abstract: China in recent years the rapid economic development, national rich, so people in the choose and buy when the product, not just for the use of the product performance, the more important is a product of the form can represent the cultural connotation. Therefore, the product of the shape of the modern manufacturing technology put forward higher request, make modern manufacturing technology is the general trend of development to precision, flexibility, intelligence, and green integration, the direction of globalization.
Keywords: modelling design modern manufacturing technology
中圖分類號: TB47 文獻標識碼:A文章編號:
前言
制造業代表了國家的國力,其中,制造精度決定了制造業的水平。而隨著社會進步和人類審美能力的提高,冷漠的機械產品已經不能滿足人們的需求,而具有情感因素的機械產品越來越受到關注。而現代制造技術的發展又離不開產品的造型設計,可以說產品造型設計推動該著現代制造技術前進。
工業設計簡介
工業設計是一門綜合性的學科,涉及的領域非常廣泛,它以產品設計為核心,同科學、藝術和經濟有著密切的聯系。
簡單說來,工業設計不是簡單的紙面效果設計,也不是單純的產品外觀設計,更不是不著邊際、脫離實際的空洞設計。它必須以市場為契機、以企業為主導、以效益為基礎,是源于生活、引導生活的前瞻性、挑戰性的設計;因此,設計者要放眼于世界設計的流行趨向,著眼于激烈的市場環境,以滿足多種消費者的需求,并以此推動企業和經濟的發展。
工業設計在以人為本的人性化設計的基礎上,還應提倡以大自然為本的綠色環保設計。人類要在不破壞大自然環境的前提下,充分利用現有資源,做到物盡其用,變廢為寶,保護環境,減少污染,使廢棄物品得到再生,造福于人類。以可持續發展的戰略,將人性化設計和綠色設計的理念,應用于工業設計之中。這是工業設計工作者新的使命和不可推卸的責任。
同時,工業設計還應該是一種藝術性很強的設計方式。所設計的產品既方便應用,又要能給人以美的享受,無論從視覺、觸覺還是從工藝、材質、結構等方面,都賦予產品藝術的屬性,體現出盡善盡美的藝術特征。由于社會的進步、科技的發展、生活水平的提高,人們對物質的需求也隨之提升,由往日的滿足基本需求發展到追求新意、時尚和個性化,這就要求工業設計注入更大的科技和藝術含量,來滿足社會的需求和目標群體的需要。
現代工業設計就產品設計而言,不再是單一的機械化大批量生產的概念,而是在此基礎上將半機械化、手工操作、小批量生產、突出個性的單件產品囊括其中。但是任何產品的問世,都是按照一定的規范標準,經過嚴格的程序和要求實施完成的,是要受到現有的技術條件、工藝流程、材料、成本核算等諸多方面因素制約的,只有在此范圍內進行產品的研制、改進、創新和開發,在最大程度上發揮創造力,使之成為易于生產、低成本、高利潤、新穎獨特、受到消費者喜愛并有一定市場份額的產品,才算得上是優秀的設計。
工業設計的重要性
工業設計是以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行的設計,其理念是“在符合各方面需求的基礎上兼具特色”。工業設計在企業的發展中起著重要的作用。
25年前,美國哈佛商學院羅博特?海斯教授曾經預言:“現在企業靠價格競爭,明天將靠質最競爭,未來靠設計競爭”。實踐證明:企業只有通過工業設計,將科學技術轉變為受市場歡迎的商品才能贏得競爭優勢。據國外權威機構測算,工業品外觀每投入1美元,可帶來1500美元的收益。日本日立公司的數據則更具說服力,該公司每增加l000億日元的銷售收入,工業設計所占的作用占51%,而設備改造的作用只占12%。
可以說,設計是企業與市場的橋梁,一方面將生產和技術轉化為適合市場需求的產品,一方面將市場信息反饋到企業促進企業的發展。企業通過提高產品的科技含量與設計附加值來提高產品的利潤空間,使得企業更具有活力,成為企業發展的不竭動力。
造型設計理念對現代制造技術發展所起的作用
說到造型設計,通常把外觀形式、色彩與之聯系在一起,認為產品的造型設計就是外觀形式設計,外觀形式是產品造型設計所要思考解決的主要問題,甚至于認為,只要產品的外觀形式美了,產品就什么都好了。這是一種單純的“形式美”的設計理念。在產品的造型美設計中,形式美(外觀美)占據了重要的組成部分,但形式美指的是產品的外觀、指的是形式,它與產品造型美是不同的。造型美不僅包括了形式美,而且把形式美的感覺因素、心理因素建立在功能、構造、材料、及其加工、生產技術等物質基礎上。造型的設計理念有:
實用性:實用性是指產品具備先進和完善的多種功能,并且使這些物質功能得到最大限度的發揮。
美觀性:美觀即造型美,是產品整體體現出來的全部美感的綜合。它主要包括產品的形式美、結構美、材質美及產品體現出的強烈的時代感和濃郁的民族風格。
經濟性:好的產品造型離不了好設計,任何一個產品造型的實現都離不開材料和加工工藝,材料和加工工藝決定了產品的成本,也直接影響了產品的造型性格。
但是,隨著社會的不斷進步和向前發展,人們的生活水平得到提高,生存所需要的物質條件得到滿足后,對精神需要的追求就顯得突出了。人們對工業產品造型“美”的追求也是如此產生了。工業產品一般都具有物質和精神兩個方面的功能,物質功能的要求是使產品具有良好的實用性和科學性。工業產品的藝術造型設計,側重于精神方面的功能。功能、物質技術條件、藝術形象是工業產品造型的三大要素。正是由于造型設計方法中的這些設計理念,我們才能通過現代技術生產出人們需要的產品。在生產出的產品中將設計理念體現的淋漓盡致。
四、造型設計技術要求對現代制造技術的作用
隨著技術的不斷發展,對造型設計技術的要求也越來越高。這就要求制造技術必須得到保證才能滿足造型設計技術的要求。
數控加工技術
隨著科學技術的發展,產品改型頻繁,在一般的機械加工中,單件和中小批量產品占得比重越來越大。為了保證產品質量、提高生產率和降低成本,要求機床具有較好的通用性和靈活性,而且在加工的過程中要具有較高的自動化程度。它已經成為現代制造技術的基礎,它的廣泛應用使普通機械被數控機械所代替,使全球制造業發生了根本變化。數控技術的水準、擁有和普及程度已經成為衡量一個國家綜合國力和工業現代化水平的重要標志之一。
微細制造與納米技術
隨著人們對許多工業產品的功能集成化和外形小型化的需求,是零部件的尺寸日趨微小化。例如便攜式的錄音機的機械和電路僅為20世紀60年代的產品的1%。納米技術的應用促生了納米材料的一些科技,其中主要包括兩個人方面:一是發展和完善納米材料的科學體系;而是發展新型納米材料,開拓應用領域并實現產業化。其中納米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。納米科學與技術主要包括:納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學等 。這七個相對獨立又相互滲透的學科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這三個研究領域。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎。其中,納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎,而納米電子學是納米技術最重要的內容。
新型特種加工方法的形成
特種加工技術是直接利用電能、熱能、聲能、光能、電化學能、化學能及特殊機械能等多種能量或其復合能量以實現材料切除的加工方法。其研究范圍是電加工、高能束流(激光束、電子束、離子束、高壓水束)加工、超聲波加工及多能源復合加工。其特點是:①以柔克鋼②以簡運動可加工復雜型面,許多特種加工技術只需簡單運動即可加工出三維復雜型面;③不受材料硬度限制。④可以獲得良好的表面質量。特種加工過程中,工具表面不產生強烈的彈、塑性變形,故有些特種加工方法可以獲得良好的表面質量和表面粗糙度。
結語
產品的造型設計的要求也越來越高,這是通過現代造型設計方法實現的。造型設計方法對現代制造技術發展起著促進作用,造型設計技術給產品提供外觀的設計,以反映產品的性能與技術含量,而制造技術設計產品的核心技術以及造型設計中的不同技術要求。產品的造型設計促進著現代制造技術的發展,反過來現代制造技術又影響著產品的造型設計,即兩者是相輔相成,互相作用,不可分離的一個整體。
參考文獻
【1】吳國榮,楊明朗,吳江,蔡克中.產品造型設計.武漢;武漢理工大學出版社.2010
現代制造技術范文4
【關鍵詞】機械;技術;制造;
一、當前現代機械制造技術的實際情況
1虛擬制造技術
虛擬制造技術是以虛擬現實和仿真技術為基礎,對產品的設計、生產過程統一建模,在計算機上實現產品從設計、加工和裝配、檢驗、使用整個生命周期的模擬和仿真。虛擬制造技術的應用可以實時地以用戶的需求作為切入點,對機械制造產品進行必要的修改,通過這種方式來保證設計制造具有較強的針對性。
2柔性制造技術
柔性制造技術指的是基于成組技術,以常規數控機床(不限類型和臺數)以及數控柔性機床指導單位作為中心。柔性制造技術與應用系統當中,連接相關裝置設備應當盡可能的通過應用自動化物流系統的方式體現出來。雖然說柔性制造技術同屬自動化制造系統的其中一種,但其在生產方式上的變批量特點是其他制造系統所不具備的。有關機械制造相關產品在更新現階段的實際工作過程與滿足市場動態性發展需求,都要在一定程度上依賴柔性制造技術的有效應用方可實現。根據以往實際經驗來分析,柔性制造技術能夠結合成組對象,并合理選取與數控相互關聯的加工機械及設備裝置,從而達到對工件成批性生產的目的。另一方面,在應用柔性制造技術的過程中,能夠在同一時間完成加工制造和生產管理,將其作用于切削加工、焊接、沖壓過程中,這樣可以最大限度的提高生產效益。
3敏捷技術
敏捷技術指的是基于精神創新、管理人員創新、結構管理創新所實現的全新機械設計制造技術。如果應用合理的話能夠構建一個真實體現機械設計制造市場發展的基礎結構(共同的),從而動態且準確地反映出市場變動情況。從以往的實踐經驗來看,如果引入敏捷性機械設計制造技術科學合理的話,可以大大提高機械產品的生產速度,大幅度地降低生產成本,并且可以優化生產效率。
二、現代機械制造技術未來的發展趨勢
1虛擬化
在將虛擬化技術應用于機械制造的過程中,衡量應用質量高低的關鍵之處就在于合理應用計算機仿真技術。通過對虛擬技術、擬實技術的可靠應用,不僅可以提升相關機械產品的開發速度,而且也在很大程度上提高了機械設計制造過程中的能源利用率。
2綠色化
機械制造技術的應用過程中,我們需要從節約資源能源的角度入手,從保護生態環境的角度進行分析。這樣不僅可以有效降低對環境發展的不利影響,還可以提高能源的利用效率。
3一體化
在信息化技術快速發展的過程中,各大企業參與市場競爭的綜合實力得到了質的飛躍。企業更加關注產品的個性化和多樣化發展,傳統意義上的大批量生產已經不能滿足企業的發展需求,取而代之的是小批量和個性化生產。事實證明,這種方式可以控制機械產品制造中的生產周期,很大程度上降低了原材料的消耗,節省了資源,確保提升生產質量和控制生產成本的前提下,企業的經濟效益得到實現。
綜上所述,隨著科學技術和信息技術的日新月異,現代機械制造技術也得到了質的飛躍。因此我們在分析這項技術及其發展趨勢相關問題的時候,應當首先了解它的發展歷程以及當前現狀,這樣就可以在應用過程中從內心對其產生足夠的重視,以及盡可能地避免出現低級失誤,從而在保證產品質量、節省成本的前提下,最大限度地確保現代機械制造技術的應用價值能夠得到充分體現。與此同時,機械制造技術對測量技術的發展也起到了至關重要的作用。就目前而言出現了很多關于測量方面的新問題,我們都可以通過在機械制造領域中的研究加以解決。與之對應的,新型的測量技術也可以為機械制造專業創造更加可靠的技術支持,二者是相輔相成的。
參考文獻:
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現代制造技術范文5
【關鍵詞】信息化;虛擬制造;虛擬企業
為把我國建成不僅是新的世界制造中心,而且是廣泛應用先進技術的制造強國,國家對制造企業提出了宏偉目標,即要求國內骨干企業盡快著手信息化工作, 2010年到2015年大中型企業要達到國際先進的信息化制造水平。實際上,信息化不僅是政策的約束,更是市場的驅使,隨著市場經濟全球化的進程,信息化制造將成為現代制造企業追求的重要目標之一。
一、信息化制造與虛擬技術
什么才是信息化制造?信息化制造是以虛擬制造和大規模定制生產為標準的,只有基本上實現了從產品設計、開發、生產制造和流通以至產品全生命周期的信息化,才算真正完成信息化工作,在此基礎上的先進制造模式和信息化內容才能叫做信息化制造。
隨著計算機、自動化及網絡技術在制造系統中的應用,信息技術對制造技術發展的作用目前已占到第一位。產品制造過程中的信息投入,己成為決定產品成本的主要因素。信息技術使現代制造的技術含量提高,使傳統制造技術發生質的變化。信息技術也促進著設計技術的現代化,加工制造的精密化、快速化,自動化技術的柔性化、智能化,整個制造過程的網絡化、全球化。
制造業要在競爭激烈的全球市場求得生存與發展,必須能夠更好地滿足市場所提出的TQCS要求,即要以最短的產品開發周期(Time)、最優質的產品質量(Quality)、最低廉的制造成本(Cost)和最好的技術支持與售后服務(Service)來贏得市場與用戶。為了提高競爭能力,企業應當能夠對市場需求的變化做出快速敏捷的反應,并及時地對自身的生產做出合理的調整與重新規劃。面對不可預測、持續發展、快速多變的市場需求,企業的生產活動必須具有高度的柔性。計算機軟硬件技術及網絡技術的迅速發展為實現這一目標提供了強有力的支持。
基于這些因素,概念設計、并行工程、智能制造、敏捷制造等多種有關先進制造技術的新思想、新概念相繼誕生。虛擬制造(VirtualManufacture)就是其中之一,它代表了一種全新的制造體系和模式。在虛擬制造中,產品開發是基于數字化的虛擬產品開發VPD方式(VirtualProductDevelopment),以用戶的需求為第一驅動,并將用戶需求轉化為最終產品的各種功能特征。VPD保證了產品開發的效率和質量,提高了企業的快速響應和市場開拓能力。
虛擬技術在先進制造技術中的應用主要包括虛擬制造和虛擬企業兩個部分。
1.虛擬制造(VM)是在產品設計階段實時地、并行地模擬產品未來制造全過程及其對產品設計的影響,預測產品性能、產品的可制造性、產品的成本等,從而更有效地、柔性靈活地組織生產,并使新產品開發一次獲得成功,目的是盡量降低產品的成本,縮短產品的開發周期,提高產品的質量和壽命,快速有效地響應瞬息萬變的市場。
虛擬制造實際上是一種計算機科學技術,以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支柱,在產品設計或制造系統的物理實現之前,就能使人體會到或感覺到未來產品的性能或者制造系統的狀態,從而可以做出前瞻性的決策與優化實施方案。從本質上講虛擬制造技術是對真實制造過程的動態模擬、仿真,是在計算機上制造數字化產品,經過模擬仿真對產品外形設計、布局設計、加工及裝配過程達到優化產品的設計及工藝過程、優化制造環境配置和生產供給計劃、優化制造過程并改進制造系統的目的,用來改善各個層次的決策和控制。虛擬制造從根本上改變了設計、試制、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正制出之前,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,提高系統快速響應市場變化的能力。
2.虛擬企業是為了快速響應某一市場需求,將產品涉及到的不同企業臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網絡聯系、統一協調的合作經濟實體。虛擬企業的特點是企業的功能上不完整、地域上分散和組織結構上非永久性,它是實現敏捷制造的有效手段。由于市場的全球化,企業必須不斷創新產品及優化制造過程,快速響應客戶要求,才能取得競爭上的優勢。同時,企業不可能也不必做每一件事、每一個部件和每一個制造過程,而必須尋找合適的合作伙伴。其最終目標是利用不同地區的現有生產資源,把它們迅速組合成一種沒有界限的、靠電子手段聯系的經營實體,以便快速推出高質量、低成本的新產品。
由于國內外市場競爭日益加劇,科學技術發展迅速,產品更新換代速度加快及人們對產品多樣化的需求增加,使得機械制造業向多品種小批量生產方式發展。因此,縮短產品開發周期成為決定制造業競爭力的首要因素。而虛擬制造技術被認為是加速新產品開發的有效手段,它能很好地解決制造業的TQCS難題,虛擬制造技術對制造業將是一次新的革命,它的廣泛應用意義是深遠的。
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二、市場化與虛擬制造技術應用
制造業是我國國民經濟的支柱產業,它一方面創造價值,生產物質財富和新的知識,另一方面為國民經濟各個部門包括國防和科學技術的進步與發展提供先進的手段和裝備。在我國的經濟騰飛中,制造業功不可沒。但是,隨著計劃經濟體制向市場經濟體制轉變,我國制造企業的弊端日益顯露出來。
我國制造業目前存在的五大難題:
1.產品質量不穩定,水平低下,主要機械產品中達到當代世界先進水平的不到10%;
2.生產集中度低,分散、重復嚴重,缺乏協作;
3.科技基礎薄弱,自主研發創新能力差;
4.企業裝備陳舊,生產工藝落后,精密、高效、數控設備不足10%;
5.人才培養后繼乏力;加之企業基礎管理薄弱,缺乏現代生產管理意識,在市場經濟新形勢下顯得十分被動。
虛擬制造在工業發達國家,如美國、德國、日本等已得到了不同程度的研究和應用。在這一領域,美國處于國際研究的前沿。福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司在新型汽車的開發中已經大量應用虛擬制造技術,大大縮短了產品的時間;波音公司設計的777型大型客機是世界上首架以三維無紙化方式設計出的飛機,它的設計成功已經成為虛擬制造從理論研究轉向實用化的一個里程碑。
虛擬制造(VM)作為一種哲理、一種制造策略為制造業的發展指明了方向。它可以全面改進企業的組織管理工作,提高企業整體運作及全面最優決策的效能和市場競爭力。實施虛擬制造可以打破傳統的地域、時域的限制,通過Internet實現資源共享,變分散為集中,可實現異地設計、異地制造,從而使產品開發能以快速、優質、低耗響應市場變化。通過分析設計的可制造性,利用有效的工具和加工方法來支持生產,可以大大提高產品的質量和穩定性。企業不再需要投入大量的設備和儀器,從而避免了不必要的設備閑置,可充分利用其他企業的先進設備和儀器進行生產,能很好地解決一些中小企業資金短缺的難題。
但在實施虛擬制造技術過程中,雖然國家對制造業十分重視,但由于我國當前正處于體制改革過程中,多種機制并行,在資金使用時較難協調,國家也難以投入重金支持虛擬制造技術研究。應用人才短缺,企業的整體認識不統一,就是現有的科研成果都難以推廣應用,因此實現企業信息化制造任重而道遠,但這些并不能阻擋它的向前發展。
三、實施虛擬制造應采取的措施
1.高度重視和全面規劃。虛擬制造技術與其它的先進制造技術是相互關聯、彼此交叉的,其涉及面廣、技術難度大,研究及推廣應用需要投入大量人力、物力及資金,政府部門應從宏觀上加強對虛擬制造技術的指導,同時要使虛擬制造技術與各種先進制造技術相互銜接、協調發展。
2.加強人才培養和培訓工作。人是先進制造的主體,沒有高素質的人的參與,再好的技術也發揮不了應有的作用。因此,企業領導應有人本思維,采用人機一體的技術路線。企業在培養和引進高層次、高質量研究型、管理型和開發應用型人才的同時,大力普及CAD/CAM技術,及時推行精益生產、并行工程等思想和技術,全面提高企業員工的技術素質。企業與高校應探索人才的聯合培養新模式,不斷增強科技創新能力。
3.加強關鍵技術的研究、開發和應用。虛擬制造技術包括軟件技術和硬件技術,其中建模技術、計算機仿真技術和虛擬現實技術等是實施虛擬制造的關鍵技術。我國科研力量分散,建立分布式網絡化研究中心,以企業為主體,產學研相結合,重點投資與自身發展有關的關鍵技術的研究,進行研發和推廣是一條值得深入探索的道路。
4.從企業實際出發,分階段實施。企業要實現虛擬制造,應分階段逐步實行,要做好全面扎實的基礎工作,應加強CAD/CAPP/CAM/NC/FMC/CAE技術的研究和推廣應用,在全面實施并行工程的基礎上實施虛擬制造。
現代制造技術范文6
【關鍵詞】技能競賽 概況 促進 思考
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)08-0006-02
技能競賽作為我國教育部對職業教育的一項重大制度,對應的技能教學更是職業教育的重要部分。技能競賽也是檢驗職業學校教育教學質量,展示其教學成果,體現學校教學實力的重要方式。
一、福建省現代制造技術技能競賽的概況
現代制造技術技能競賽作為加工制造類的專業實操技能競賽,福建省從第一屆中等職業學校數控技能競賽開始,競賽的名稱從數控技能競賽到機械加工技術技能競賽再到現代制造技術技能競賽,參賽學校也涵蓋職業學校和技工院校。名稱和參賽范圍的變化體現了競賽內容、含義和規模的提升。經過這些年的發展,從以下幾個方面綜述技能競賽的發展概況。
1.競賽項目
從2008年開始,現代制造技術技能競賽的項目設置主要是數控加工類,隨著國家競賽項目的增加,競賽項目的設置上也與全國技能大賽內容相一致。具體項目設置變化如表所示。
從表中可以看出,中職校學生組競賽的項目一直增加,從2008年的三個項目,增加到2012年的八個項目。其中,加工中心數控車團隊在2010年以前以加工中心單項進行競賽,就連競賽題目也和數控銑工相同。從2010年開始,為了和國家競賽規程接軌,將加工中心和數控車兩個工種結合作為新的團體賽競賽項目——加工中心/數控車團隊。
2.參賽人數
隨著競賽項目的增加,參賽人數也相應的增加。加工中心/數控車團隊競賽是各參賽?,F代制造技術綜合水平的表現,該項目還是各地市各學校辦學實力的體現。對比歷年參賽人數和加工中心/數控車團隊項目參賽人數的變化如圖所示。
從圖中可以看出,現代制造技術技能競賽的參賽人數逐年增加,參賽規模也不斷擴大。其中,加工中心數控車團隊項目參賽人數增加最多。這也反映了中職校在加工制造業方面的辦學能力和教學水平有著較大的進步和提高。
3.競賽政策
為了促進職業院校技能大賽的發展,鼓勵中職校學生參與技能競賽,福建省教育廳聯合多個相關部門,對獲得全省大賽部分個人競賽項目的選手,前十名由勞動保障部門核發相應職業的職業資格證書;前五名的選手在相同職業原有技能等級基礎上晉升一級職業資格。
對獲得全省大賽第一名的學生選手,可按程序向省教育廳申報“福建省優秀學生”或“福建省三好學生”榮譽稱號;其中是團員的,可按隸屬關系申報“福建省優秀共青團員”榮譽稱號。
現在,除了在職業資格證書方面的晉升和榮譽稱號的申報外,對獲得全省大賽三等獎以上(含三等獎)的中等職業學校應屆畢業生,報考當年的“高職單招”,分別享受直接錄取或者加分的照顧政策。
二、現代制造技術技能競賽的促進作用
1.技能競賽對學校發展的促進作用
技能競賽促進學校的實訓基地建設和發展,促進校企合作。由于技能大賽是按企業生產一線的裝備確定比賽設備,制造類的技能大賽對參賽學校和承辦競賽學校的設備具有較高的要求,各學校參加技能競賽,必須配備具有實際加工條件的加工設備,并按大賽選定設備組織訓練。
2.技能競賽對教師成長的提升作用
技能競賽促進學校教師在職業生涯的成長。雖然各參賽教師或選手的指導教師在本工種領域具有一定的專業基礎和實操能力,但是專業技能比賽的要求強調解決實際問題、立足實用,比賽的內容也緊跟企業生產的需要不斷發展,這使得相關教師無論是作為新舊教練還是新舊選手,自身必須不斷的學習,強化專業技能的熟練程度。從2011年開始,福建省設立普通車工教師組技能競賽,對獲得第一名的教師選手可以直接晉升為高級技師,同時可以申請福建省技能能手。這些政策,在很大程度上促進了從事技能教學教師的成長,提升了教師榮譽感。
3.技能競賽對學生技能的激勵作用
技能競賽促進了學生技能水平跨越式的提升。從學生的角度看來,最初參加競賽僅僅是從學校的興趣班開始,起初的初級工技能水平只能做簡單造型的工件加工,隨著學校對其強化訓練,通過從校級、市級、省級選拔賽到全國大賽,學生的技能水平、心理素質得到跨越式的提升。
三、對制造類競賽的思考
技能大賽能夠迅速地擴大學校的知名度,從而提高學校的社會地位,在招生宣傳上較為容易吸引更多更優秀的生源。因此各職業院校在全力應付競賽的同時,產生兩種極端辦學模式。
1.應賽教學模式
由于技能大賽受到了空前的重視和追捧,個別學校和地方,只看獎牌和名次,給學校和老師下指標、定任務,舉全校之力投入大賽。但各級各類比賽時間跨度和選手的訓練是一個漫長的過程,參賽的老師、學生和指導老師幾乎全身心地投入到備賽訓練中,對正常教學工作的沖擊不言而喻,而對本專業的教學模式也成了精英教學模式。
2.實訓基地的應賽建設模式