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先進的制造技術范文1
[關鍵詞]科學技術;制造技術;應用
中圖分類號:R362文獻標識碼:A文章編號:1009-914X(2017)29-0074-01
現階段,先進的抽油機制造技術在我國實現了迅速的發展,但是,不同的學者對抽油機的先進制造技術有著不同的看法與觀點,并對應提出了不同的抽油機技術更新方法。
一.先進制造技術理論的介紹語相關特點
先進制造技術主要是指不斷融合機械電子,產品設計等內容的一種較為科學的制造技術,先進制造技術被廣泛的利用于制造,管理,等的產品產出全過程,并能達到較好的經濟效果。
與傳統的制造技術相比,先進的制造技術有著較為顯著的特點,首先,先進制造技術可以實現優質高效的生產并可以有效的提高產品的競爭力,先進制造技術并非緊緊地局限在制造工業,產品設計,等,而是具有一定的廣泛性,在一定程度上,先進的制造技術涵蓋了市場工藝流程的全過程,另外,先進的制造技術講究信息的集成,并且重視制造過程的更新,聯合了各種的組織,集合形成相應的體系。
二.抽油機行業的發展現狀
隨著我國科學技術的不斷發展,我國也已經成為世界上第二大能源消耗國,另外,根據相關的統計預測,未來我國對石油的依賴程度將不斷增加,按照我國現階段的抽油機設施水平,已經完全無法滿足原油的需求,如果大量依賴進口,首先不符合我國的國情,另外有損我國的國際地位,因此,我國的經濟增長面臨著重大的挑戰與風險,必須采取相應的手段有效的處理和面對相關風險,一方面,我們需要提高本國的石油產量,另一方面就是提高能源的利用效率,特點是對相關的設施進行更新與選擇。[1]
根據權威數據和科學實驗的相關分析,我國的油田運行工作中的抽油機耗電量已經達到了總耗電量的40%,這是一個較大的數字,表明了我國的抽油機系統能耗相當大,因此,必須創新性的采取相關的措施,有效的減少抽油機的能耗,同時有效的提高原油的產出效率,達到較高的節能指標。
現階段,大量的科技工作者正在努力的實現節能降耗的目標,并采取了較多的措施,首先,對抽油機的結構進行了有效的更新,有效的降低了抽油機的工號,減少了抽油機電動機的功率表,另外,近年來使用了較多新類型的抽油機,主要有雙驢頭型抽油機等,有效的提高了抽油機的使用效率。
三.在抽油機的治臟行業中使用先進技術的必要性
現階段,許多石油生產部門已經使用了先進的制造技術,可以看出,使用先進制造技術之前與使用先進制造技術之后的差距相對較大,有些公司使用了先進的制造技術,首先,從根本上改進了相關的抽油機設計,并完善了實驗的相關步驟,有效的充實了設計技術方案,使得抽油機運行效率明顯提高,成本卻相應降低。
鋼材的價格在不斷地上漲,許多的抽油機生產單位對抽油機的先進生產技術進行了認真的探索,首先,從抽油機的結構方面對抽油機進行了革新處理,另外,針對抽油機的控制結構,進行了相關地探索,例如下片杠鈴型的抽油機已經實現了有效的推廣,但是我國的設計水平相對來說較低,抽油機的制造能力相對較為落后,另外,缺乏一套完整的設計理論,很多抽油機設計還處在探索和試驗階段,抽油的更新面臨著一定的阻力,為了有效的突破抽油機設計的平靜,實現抽油機的節能降耗,必須引進先進制造技術這一概念,充分的體現出技術的制造作用,有效的應用于抽油機制造的全過程。
綜合虛擬樣機技術等的先進生產技術已經在我國的抽油機領域進行了有效的推廣與應用,有效的縮短了我國的抽油機設計與外國的差距,從而有效的提升了抽油機的效率,并逐漸獲得了同行業的支持與好評。
四.先進抽油機技術的應用分析
1、符合抽油機行業特點的設計技術應用
現階段,根據我國的特殊國情,只能仿照國外的技術進行抽油機行業的改革,首先,積極的運用先進的制造技術,有效的提高我國抽油機制造業的水平,另外,優先發展抽油機設計技術,并仿照我國的機床業,產品設計行業的相關工作特點,大力的引進先進技術人才,充分發揮設備制造的優勢,另外,可以優先的發展虛擬產品的設計,通過抽油機設施的體驗充分的提高抽油機制造行業的質量與技術層次。
2、先進制造技術在抽油機行業的應用重點
現階段國內的抽油機行業都有自己的抽油機研發體系,許多的行業綜合運用了計算機輔助設計和計算機工藝輔助設計的相關方法,通過對抽油機的精密設計,使得抽油機的質量更加過硬,另外,抽油機生產單位大多已經掌握了AMT技術,該技術主要是構建抽油機的虛擬樣機,并通過對國外抽油機使用情況的有效分析,通過虛擬分析技術,對國外先進的抽油機技術進行詳細研究,最終對抽油機的整體性能達到全面的掌握,從而構建有效的抽油機研發體系。
總結
隨著我國抽油機市場的不斷發展,我國的抽油機行業正在面臨則重大的機遇,我國的抽油機行業必須充分發揮自身的優勢,刻苦鉆研,提高自主研發與設計能力,在抽機油行業的國際市場競爭中,始終立于不敗之地。
參考文獻
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關鍵詞:機械制造 特點 發展現狀 趨勢
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1 先進制造技術的特點
1.1 是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
1.2 是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
1.3 是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
1.4 是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
1.5 是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
2 先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)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。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(2)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。
(3)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。
(4)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
3 我國先進機械制造技術的發展趨勢
(1)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
(2)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(3)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(4)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
4 結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻
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先進的制造技術范文3
關鍵詞:先進制造技術;現代管理技術;智能制造
1.先進制造技術的概念
先進制造技術是在上個世紀八十年代提出來的。是美國為提升機械電子產業的競爭能力,重樹機械電子產業重要地位而做出的重要舉措,曾經美國一些學者認為“美國已進入后工業時代,機械電子產業已經成為夕陽工業”,主張經濟中心由機械電子產業轉移向高科技產業和服務業,其結果是“美國發明,日本發財”。政府不重視使其機械電子產業的衰退,以及以前占優勢的汽車機械電子產業、家用電器機械電子產業、機床、半導體等產業在全球市場競爭中出現大滑坡。于是美國吃一塹,長一智,巨資投入研究和發展機械電子產業。上世紀八十年代末美國政府制定并實施了“先進制造技術計劃和制造技術中心計劃”。隨后,歐洲、亞洲等新興工業化國家也開展了各自的先進制造技術的理論和應用研究,如日本的智能制造系統、歐共體的尤里卡計劃等。由五部委召開了“先進制造技術發展戰略研討會”,拉開了我國先進制造技術研究的帷幕。
2.先進制造技術的發展
2.1先進制造技術的應用與實施
先進制造技術作為二十一世紀的高科技技術之一,無論在機械制造,汽車制造,電子電器產品制造等行業中都有廣泛的應用前景。要把先進制造的理念,方法在各個制造行業中應用并實施,需要從以下幾方面著手:產品的開發設計上,大力推廣計算機輔助設計技術,并行設計技術,反求工程技術以及綠色產品設計技術,充分考慮產品的全生命周期。在產品的制造過程中,優先應用各項先進制造工藝技術,比如采用精密成型技術,充分有效利用材料,節約能用,做到低耗,低碳,綠色的生產。在設備的引進和購置方面,盡量采用高效制造自動化設備,大力運用計算機控制的數控機床,加工中心及工業機器人,構建柔性制造系統,計算機集成制造系統乃至智能制造系統,提升機械電子產業的整體水平。此外還要應用現代企業的生產和先進的管理技術。
2.2信息化在先進制造技術中的應用
21世紀是信息化的時代,計算機技術和網絡通信技術飛速發展,在生產領域里已得到廣泛應用。機械電子產業管理信息化是建設領域信息化的重要組成部分,將在機械電子產業管理活動中發揮重要作用,并主導機械電子產業管理未來發展方向,信息化成為機械電子產業管理的必然趨勢?!笆晃濉睓C械電子產業管理改革發展規劃指出,將加快建設機械電子產業信息系統的規劃、建設,建立符合現行管理體制和市場機制的機械電子產業信息管理工作機制,完善全國機械電子產業信息系統,使全國機械電子產業信息做到互聯互通,為政府提高造價管理決策水平和完善公共信息服務創造條件。因此,機械電子產業管理信息化建設也是機械電子產業管理改革發展規劃的總體部署和要求。
2.3綠色制造技術的發展
進入21世紀以來,人類社會所面臨的資源短缺和環境污染等問題日趨嚴重,人類要實現可持續發展必須促使人與自然界和諧一致。為此,工業發達國家正積極倡導“低碳經濟”、“循環經濟”、“綠色制造”和“清潔生產”,大力研究開發生態安全型、資源節約型制造技術。“綠色制造”正在成為未來制造業的發展方向,綠色制造技術將貫穿于制造業各環節,主要表現在以下三個方面:一是綠色產品設計技術。在設計階段就將環境因素和預防污染的措施納入產品設計之中,將環境性能作為產品的設計目標和出發點,力求使產品對環境的影響為最?。欢蔷G色制造技術。它從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化,符合環境保護要求,在整個制造過程中綜合考慮環境影響和資源效率,在保證產品的功能、質量、成本的前提下,使產品制造過程對生態環境無害或危害極少,節約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低;三是產品的回收和循環再制造。它是“資源產品廢棄物再生資源或再生產品”的反饋式循環模式。“再制造”是一種先進的制造邏輯與工業理念,它要求工業設計不僅要面向材料與功能,更要面向可回收再制造。再制造是通過新材料、新技術、新工藝、新裝備與新方法等一系列高新技術與手段的集成運用,因此可以保證再制造產品的性能和質量不低于新產品,甚至在某種情形下可以使其質量高于新產品。
3.結論
先進制造技術是使一個國家制造業強盛的關鍵所在,是企業興旺發達的重要途徑,也是企業贏得市場的有力武器。先進制造技術已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志,成為一個國家在戰場對抗和市場競爭中的重要支柱,它在國防建設和國民經濟發展中占有影響全局、決定全局的戰略地位。知識就是財富,人類當前社會正在由工業經濟時代步入知識經濟時代。高科技的發展促使機械電子產業發生了革命性的變化??傊?,21世紀的機械電子產業是信息化、智能化、網絡化、不斷創新的綠色制造業,是人類智慧的結晶。
參考文獻:
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先進的制造技術范文4
[關鍵詞]:先進制造技術 軍事 航天產品
1 引言
近年來,高科技產業的發展,迫使先進制造技術快速發展,在信息化快速發展的今天,信息技術、微電子技術、光電子技術的發展在計算機、微電子產品中的作用非常明顯,電子技術產品更新換代的速度前所未有。在國際形勢復雜變化的今天,國家將先進制造業的發展列為國防建設的首位。現代化的軍事作戰將以快速化和準確性為特點,那么地面控制將依賴先進的全方位信息控制系統,這些控制系統構建,則依靠先進的制造技術,生產制造出的高精度,低功耗、高可靠的衛星、飛機、坦克、火箭等等。以上這些技術以航天應用技術為紐帶,將推動先進制造業的快速發展,所以先進制造業不是“夕陽產業”,它以強健的市場競爭力迅猛發展。
2 先進制造技術的發展特點
先進制造技術(AMT)是一個全新的概念,被稱為21世紀的高新技術。先進制造技術以強調實用性為主要特征,通過提高企業競爭能力為主要手段,以達到提高綜合經濟效益的目的,所以成為發展現代高科技民用產業和國防重要設備建設的主要技術支柱,從而大大促進了整個國民經濟的發展。先進制造技術以“轉”、“合”、“新”、“潔”為主要特點:
2.1“轉”是將設計快速轉變成為產品
AMT以動態技術實現快速的發展,將各種高新技術成果應用到產品的設計、制造、生產管理及市場營銷的所有領域及其全過程,以人性化的管理模式、高效的生產效率、較少的運作成本、優良的產品質量,實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產模式,從而滿足可持續發展的要求。
2.2“合”就是指產品從設計到售后服務的一個統一的有機整體
AMT是面向工業應用的技術。AMT不僅包括加工制造過程本身,而且還涉及市場調研、產品設計、材料分析、工藝設計、加工制造、售前售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。
2.3“新”是產品要不斷地創新
AMT將創新設計快速轉變為企業的發展資源。因為先進制造本身是針對一定的應用目標,不斷地吸取各種高新技術,它是一個系統工程,將先進的計算機技術、信息技術和現代管理技術快速的應用到產品設計、制造和生產組織管理等方面。
2.4 “潔”是指產品為綠色商品。AMT追求環境保護
它要求產品是綠色商品的基礎上,同時要求產品的生產過程是環境型的。這說明普通的制造技術已經不能適應環境。AMT運用先進的工藝技術,以消耗最少的資源制造出對環境無污染、對人體無危害、對空間占有面積最小的優良產品,甚至廢品便于回收利用。
3先進制造技術的發展應用
3.1 軍事領域的應用概況
先進制造技術的突破是武器裝備更新換代的動力,它是國防工業生產和軍隊武器裝備現代化不可缺少的關鍵技術,是武器和軍事尖端技術的發展基礎。
在現代化戰爭中,精確打擊是新型武器發展的重要技術。洲際導彈的造價成本高昂,發度成了導彈能否精準的命中打擊目標的關鍵技術,但打擊精度主要由慣性器件的精度決定;而精密導引部件是米級精度的精確打擊武器的關鍵技術。因此先進制造技術成為慣性器件、導引部件及伺服機構等關鍵部件制造的關鍵技術。
3.2航天領域的應用概況
航天技術作為高科技領域的前沿,對先進制造技術有著更大的需求和依賴性,新型航天系統和武器的發展應用是與先進制造技術的突破分不開的?,F代化的戰爭離不開高分辨率的軍事衛星,衛星不但要有機動性而且要有較高的分辨率,國外軍事高分衛星的分辨率達十幾厘米,其核心技術是攝像機光學零件的精密加工,此外在激光核聚變、高能武器等新型武器中,先進加工也成為關鍵核心技術。
應用陀螺氣浮軸承和浮子高精度金剛石切削加工技術,制造除了航天氣浮平臺;靜壓液浮陀螺平臺的成功研制,主要得益于形狀位置精度達0.1-0.3μm的動壓馬達制造技術;平面度0.03μm,表面粗糙度0.5nm以內的超光滑表面研拋技術的應用,使得激光陀螺精度達到0.01°/h數量級,從而進入高精度武器系統應用領域。
超精密偶件以慣性器件和伺服機構為典型代表。其中一維偶合,如陀螺的浮子及支架、陀螺馬達軸承等,零件的尺寸精度、圓度和圓柱度要求都達到亞微米級精度;人造衛星儀器軸承是真空無軸承,其孔和軸的表面粗糙度達到1nm,圓度和圓柱度均為納米級;多維偶合,如動壓馬達孔、軸、軸向與錐平面副復合偶合,伺服閥方孔偶件;多層次二維偶合,如精密伺服閥。超精密異形零件,如高速多瓣防滑軸承的內滾道、激光陀螺微晶玻璃腔體,慣性制導平臺的框架、臺體、基座、六面體等的加工精度在0.5μm以內,舵機殼體、雷達探測、光電探測,瞄準、捷聯慣導的復雜殼體、框架等,空間幾何精度很高且形狀復雜的系統。
電場測量儀主要用于地球地震監測,通過測量地球電磁場的變化來預測地殼內部的活動情況,從而達到預報地震的目的。其核心部件球體的加工精度影響此項技術的成敗,面輪廓度達0.003μm,表面粗糙度0.3nm,此零件的技術指標要求依賴于先進加工技術。
4結束語
先進制造技術是軍事及航天產品乃至整個制造技術的核心,將推動航天技術更快的發展,國內制造業需要引起足夠的重視,國家應該作為一項長遠發展戰略,投入足夠人力、物力、財力和精力,開展深入系統性地研究。利用世界先進科學技術的發展,大量掌握和利用信息,進行創新性研究。
參考文獻:
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[2]楊輝.超精密加工設備的發展與展望[J].航空制造技術,2008.
先進的制造技術范文5
關鍵詞:CIMS;并行工程;敏捷制造;虛擬制造
0 前言
計算機輔助設計(CAD)技術是近幾十年來迅速發展起來的一門新興的綜合計算機應用技術,它的應用和發展已經成為衡量一個企業工業現代化水平的重要標志。特別是在當今市場競爭日趨激烈的條件下,要想贏得競爭,企業必須以最快的上市速度、最好的質量、最低的成本、最優的服務、最利于環境的產品滿足用戶的不同需求。在各種先進的制造模式中,CAD技術得到了廣泛的應用。無論是并行設計、協同設計、虛擬設計,還是環保設計都離不開現代CAD技術的應用。應用現代CAD技術能使設計工作實現網絡化、集成化和智能化,以求達到產品設計周期短、成本低和高質量的目標。
1 CAD技術在并行工程中的應用
并行工程和協同工作是一種新型的設計模式,通過把先進的企業管理和先進的自動化技術結合在一起,采用并行化的產品設計理念及其相關過程,在產品的設計早期全面考慮產品的制造過程和生命周期。并行工程的設計方法強調功能和過程的集成。在對產品設計過程進行集成的前提下,優化和重組產品的開發過程,實現多學科專家群體協同工作的工作方式。
(1)將企業實施的各種串行過程轉變為并行工程,要求在進行上游工作環節設計的同時,盡可能多的考慮下游工作環節的工作。在產品設計的初始階段,應全面考慮后續制造的相關問題,對產品的可靠性、可制造性、可測試性、規范性和成本可計算性進行設計,盡早考慮產品整個生命周期中的所有設計因素,以求達到各項設計工作的協調一致,力爭設計工作一次完成。
(2)并行工程的實施需要建立多學科協作的組織形式,運用可制造性設計DFM方法開發新產品。當采用這種設計方法時,由于需要集體合作,所以個體的設計結果應該信息共享,設計規范統一,應用集體的智慧和經驗,產生高質量、低成本的產品。
(3)在進行產品的并行設計時,要選擇合適的軟件工具和方法,選定的軟件能對產品的設計、制造周期進行全程服務。在設計、制造周期中的數據交換應符合STEP標準,便于實現產品數據管理PDM。通過這些CAD技術的應用使產品的開發集體所有成員都組合在同一個信息環境中,保證所有成員得到最新、最準確的產品信息,協同一致的完成設計任務。在產品的設計早期全面地考慮產品的制造周期。
2 CAD技術在敏捷制造中的應用
精良(Lean Production,LP)生產是一種新的生產模式,這種生產方式在日本企業中得到了推廣應用,并且取得了成功,促進了日本經濟的快速發展。在精良生產方式中,從生產操作、組織管理、經營方式等各方面,找出一切不能為產品增值的活動和人員,加以改革,進而杜絕浪費,提高經濟效益。精良生產方式實現了精良管理、精良設計、協同配套、用戶至上、高素質人員的集成。在此基礎上,美國的制造業界提出了敏捷制造(Agile Manufacturing, AM)的先進制造模式,為了實現企業生產制造的敏捷性,采取現代通訊手段,通過快速配置各種資源,以有效和協調的方式響應用戶需求的一種新的企業發展戰略。這種生產模式正在發展之中,其基本思想是將靈活的動態聯盟組織、先進的柔性生產技術和高素質的人員全面集成,使企業能夠應付迅速變化和不可預測的市場需求,以求得長期穩定的經濟效益。CAD技術在產品設計、生產全過程的動態聯盟組織中的應用有如下特點:
(1)實現產品的敏捷設計和管理。
應用CAD技術可實現設計資源共享、信息服務、合作建模、數據管理和設計過程管理,達到敏捷設計的目的。在敏捷設計中,產品的開發是利用數字方式確定工作任務,用數字方式在各部門、各地點的合作者之間進行聯絡。產品開發環境中的產品實際上是一種數字模型,在同一個數字模型上工作,通過PDM系統管理和集成,PDM是管理產品信息的重要技術措施。
(2)實現網上協同設計。
在網絡環境下,從事CAD技術工作的人員組成跨專業學科的設計團隊,分散在不同的企業中,實現企業間的動態集成。隨著產品結構的日益復雜化以及新技術更替的加快,對某些產品一個企業已不可能快速、經濟的獨立開發和制造,必須尋求企業的動態聯盟形式,把具有各種特點和優勢的企業以產品為紐帶聯合在一起,共享一個產品數據庫和統一的產品數據管理系統,最大限度的保證設計者和制造者以優化的形式在網上進行新產品的協同設計和制造。
3 CAD技術在CIMS集成系統中的應用
早期的CAD系統是致力于提高繪圖的工作效率,數控機床的出現,發展成了計算機輔助制造CAM,進而促進了CAD技術的發展。在CIMS系統中,要求產品的信息實現CAD、CAPP和CAM的集成,實現產品設計到制造各環節中資源共享和信息傳遞,提高設計效率。CAD技術在CIMS系統中的應用有如下特點:
(1)CAD建模技術的應用。
特征建模技術是CIMS的關鍵技術之一。它是在CAD/CAPP/CAM范圍內建立相對統一的、基于特征的產品定義模型,包括了從產品設計到制造各階段所需要的產品定義信息,通過產品的幾何形狀信息和工程信息的描述,體現設計意圖,并將產品的設計意圖反映到各個后續環節。特征建模技術是CAD/CAPP/CAM集成的重要前提。
(2)數據交換技術的應用。
對于以單元自動化為目標的CAD/CAPP/CAM應用系統,各子系統數據的邏輯和物理結構差異很大,這給各子系統間的數據傳遞帶來了一定的困難。因此,需要設計專用的數據格式文件交換產品信息。為了提高產品數據格式的標準化程度,可通過標準數據格式文件交換產品信息,這需要在各個子系統中設計前/后置數據處理程序,實現系統數據格式與標準格式的轉換,常用IGES圖形數據交換格式作為各子系統數據轉換的標準格式。也可以通過統一的產品模型交換設計信息,使各子系統間直接進行信息交換,采用STEP標準以通用的數據格式描述一個產品在生產周期內完整的產品模型。這樣做可以大大提高系統的集成性。
(3)產品數據管理(PDM)技術的應用。
為了提高數據傳輸效率和系統的集成化程度,保證各子系統間設計數據的一致性、可靠性和數據共享??刹捎卯a品數據管理系統(PDM)統一管理與生產有關的全部信息。CAD/CAPP/CAM之間不需要傳遞信息。各子系統從PDM系統中提取和存放各自需要的信息,從而真正實現CAD/CAPP/CAM的集成。通過PDM實現產品設計、分析、制造、工藝規劃和質量管理等方面的信息集成,確保CAD/CAPP/CAM設計出最新、最好、性能最優的產品。
先進的制造技術范文6
關鍵詞: 機械制造 發展現狀 特點 發展趨勢
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1.先進機械制造技術的發展現狀
1.1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。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
1.2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。
1.3制造工藝方面。工業發達國家較廣泛地采用高精密加工、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。
近年來,機械工業企業自主開發創新能力有所增強,1997年科技人員總數達48萬人,技術開發經費支出達85億元,占全行業銷售收入的0.62%,有57家大型企業建立了國家級技術中心,有9%的企業建立了專門技術開發機構,行業整體技術水平有了明顯進步,主要表現在:為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高;產品結構正向合理化方向發展。
盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高,但與工業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要問題在于:
1.3.1科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%,先進國家高達70%以上。
1.3.2產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后,是制約機械產品水平的主要因素。
1.3.3機械產品技術水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%,達到80年代中期國際水平的占27%,其余產品均在80年代以前的水平線上。
從總體上看,機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱,發展后勁不足,技術來源主要依靠引進國外技術,對國外技術的依存度較高,對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上,沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。
1.3.4自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
2.先進制造技術的特點
2.1是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
2.2是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長,目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
2.3是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.4是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
2.5是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到統一。
3.我國先進機械制造技術的發展趨勢
3.1全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場。另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
3.2網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
3.3虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
3.4自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
3.5綠色化。綠色制造通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
4.結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻: