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現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)精選(九篇)

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現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)

第1篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

[摘要]目前,我國制造的多是高消耗、低附加值產(chǎn)品,處于技術(shù)鏈和價值鏈的低端;為此,必須用科學發(fā)展觀指導制造業(yè)運行,轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式,著重發(fā)展處于技術(shù)鏈高端的微型系統(tǒng)制造技術(shù)、超精密加工技術(shù)和省耗綠色制造技術(shù)等現(xiàn)代制造技術(shù),促使制造業(yè)向技術(shù)鏈高端延伸。

[關(guān)鍵詞]制造業(yè);增長方式;發(fā)展戰(zhàn)略;思路

一、轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式的緊迫性

目前,我國制造業(yè)已有較好基礎(chǔ),并已成為世界制造大國,工業(yè)增加值居世界第四位,約為美國的1/4、日本的1/2,與德國接近。產(chǎn)量居世界第—的有80多種產(chǎn)品。然而,我國制造的多是高消耗、低附加值產(chǎn)品,大量產(chǎn)品處于技術(shù)鏈和價值鏈的低端。在代表制造業(yè)發(fā)展方向和技術(shù)水平的裝備制造業(yè),我國的落后狀況尤其明顯,大多數(shù)裝備生產(chǎn)企業(yè)沒有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)。同時,我國制造業(yè)勞動生產(chǎn)率水平偏低,許多部門的勞動生產(chǎn)率僅及美國、日本和德國的1/10,甚至低于馬來西亞和印度尼西亞。這一差距,尤其明顯地表現(xiàn)在資本密集型和知識密集型產(chǎn)業(yè)上。在此條件—卜,我國制造業(yè)不能繼續(xù)在技術(shù)鏈低端延伸,不能依靠高消耗獲得更多低附加值產(chǎn)品,必須用科學發(fā)展觀指導制造業(yè)運行,轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式。

二、轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式必須發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)

產(chǎn)品技術(shù)鏈,沒有一個固化的定式,但總是由低端向高端發(fā)展。近年,它正伴隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的進步不斷向高端延伸。目前,制造業(yè)技術(shù)鏈高端幾乎被現(xiàn)代技術(shù)壟斷,處于技術(shù)鏈高端的產(chǎn)品幾乎都是由現(xiàn)代技術(shù)制造出來的。所以,要轉(zhuǎn)變我國制造業(yè)增長方式,必須抓緊發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù),通過現(xiàn)代技術(shù)促使制造業(yè)及其產(chǎn)品向技術(shù)鏈高端延伸,以便降低技術(shù)鏈低端產(chǎn)品的比重,相應(yīng)提高技術(shù)鏈高端產(chǎn)品的比重。

在知識經(jīng)濟時代到來之際,微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、生物技術(shù)、高分子化學工程技術(shù)、新型材料技術(shù)、原子能利用技術(shù)、航空航天技術(shù)和海洋開發(fā)工程技術(shù)等高新技術(shù)迅猛發(fā)展。以計算機廣泛應(yīng)用為基礎(chǔ)的自動化技術(shù)和信息技術(shù),與高新技術(shù)及傳統(tǒng)制造方法結(jié)合起來,便產(chǎn)生了現(xiàn)代制造技術(shù)。

現(xiàn)代制造技術(shù),保留和繼承了傳統(tǒng)制造技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新要求,如增加現(xiàn)有產(chǎn)品的功能,擴大現(xiàn)行產(chǎn)品的效用:增多現(xiàn)有產(chǎn)品的品種、款式和規(guī)格:縮小原產(chǎn)品的體積,減輕原產(chǎn)品的重量:簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品零部件標準化、系列化、通用化:提高現(xiàn)有產(chǎn)品的功效,使之節(jié)能省耗等。但是,現(xiàn)代制造技術(shù),在制造范疇的內(nèi)涵與外延、制造工藝、制造系統(tǒng)和制造模式等方面,與傳統(tǒng)制造技術(shù)均有重人差別。

在現(xiàn)代制造技術(shù)視野中,制造不是單純把原料加工為成品的生產(chǎn)過程,它包括產(chǎn)品從構(gòu)思設(shè)計到最終退出市場的整個生命周期,涉及產(chǎn)品的構(gòu)思、構(gòu)思方案篩選、確定產(chǎn)品概念、效益分析、設(shè)計制造和鑒定樣品、市場試銷、正式投產(chǎn),以及產(chǎn)品的售前和售后服務(wù)等環(huán)節(jié)。

在現(xiàn)代制造技術(shù)視野中,制造不是單純使用機械加工方法的生產(chǎn)過程,它除了機械加工方法外,還運用光電子加工方法、電子束加工方法、離子束加I:方法、硅微加工方法、電化學加工方法等,往往形成光、機、電一體化的工藝流程和加工系統(tǒng)。

三、發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)的重點方向

現(xiàn)代制造技術(shù)正在朝著自動化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清潔化、藝術(shù)化、個性化、高效化方向發(fā)展。為了轉(zhuǎn)變制造業(yè)增長方式,促使制造業(yè)向技術(shù)鏈高端延伸,我國宜著重發(fā)展以下現(xiàn)代制造技術(shù)。

(一)以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的微型系統(tǒng)制造技術(shù)

“納米”是英文nan。meter的譯名,是一種度量單位,是十億分之一米,約相當于45個原子串起來那么長。納米技術(shù),表現(xiàn)為在納米尺度(0.1nm到100nm之間)內(nèi)研究物質(zhì)的相互作用和運動規(guī)律,以及把它應(yīng)用于實際的技術(shù)。其基本含義是在納米尺寸范圍認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子創(chuàng)造新的物質(zhì)。納米技術(shù)以混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學等現(xiàn)代科學為理論基礎(chǔ),以計算機技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)為操作手段,是現(xiàn)代科學與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

納米技術(shù)主要包括:納米材料學(nanomaterials)、納米動力學(nanodynamics)、納內(nèi)米電子學(nanoclectronics)、納米生物學(nanobi010gy)和納米藥物學(nan。pharmics)。就制造技術(shù)角度來說,它主要含有納米設(shè)計技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)、納米測量技術(shù)、納米材料技術(shù)、納米機械技術(shù)等。以納米技術(shù)為基礎(chǔ),在納米尺度上把機械技術(shù)與電子技術(shù)有機融合起來,便產(chǎn)生了微型系統(tǒng)制造技術(shù)。

自從硅微型壓力傳感器,作為第一個微型系統(tǒng)制造產(chǎn)品問世以來,相繼研制成功微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯(lián)接件、硅微型靜電電機、微型加速度計等一系列這方面的產(chǎn)品。美國航空航天局運用微型系統(tǒng)制造技術(shù),推出的一款微型衛(wèi)星,其體積只相當于一枚25美分的硬幣。

微型系統(tǒng)制造技術(shù),對制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響,已在航天航空、國防安全、醫(yī)療、生物等領(lǐng)域嶄露頭角,并在不斷擴大應(yīng)用范圍。

(二)以電子束和離子束等加工為特色的超精密加工技術(shù)

超精密加工技術(shù),一般表現(xiàn)為被加工對象的尺寸和形位精度達到零點幾微米,表面粗糙度優(yōu)于百分之幾微米的加工技術(shù)。

這項技術(shù)包括超精密切削、超精密磨削、研磨和拋光、超精密微細加工等內(nèi)容,主要用于超精密光學零件、超精密異形零件、超精密偶件和微機電產(chǎn)品等加工。

電廣束、離子束、激光束等加工技術(shù),通常出現(xiàn)在超精密微細加上領(lǐng)域,用來制造為集成電路配套的微小型傳感器、執(zhí)行器等新興微機電產(chǎn)品,以及硅光刻技術(shù)和其他微細加工技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備、檢測設(shè)備等。20世紀80年代以來,超精密加工技術(shù),在超精密加工機床等設(shè)備、超精密加工刀具與加工工藝、超精密加工測量和控制,以及超精密加工所需要的恒溫、隔熱、潔凈之類環(huán)境控制等方面,取得了一系列突破性進展。超精密加工技術(shù)投資大、風險高,但增值額和回報率也高得驚人。近來,發(fā)達國家把它作為提升國力的尖端技術(shù)競相發(fā)展,前景非常好。

(三)以節(jié)約資源和保護環(huán)境為前提的省耗綠色制造技術(shù)

第2篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

Abstract: Aiming at profound changes in manufacturing industry made by the rapid development of the human science and technology, on the goal to improve the disposition of the students of the Mechanical Manufacturing and Automation,the paper firstly discuses the way to cultivate the modern manufacturing concept with the core concept of Information Manufacturing,then research the teaching ideal and methods based on the course of Advanced Manufacturing Technology.

關(guān)鍵詞: 先進制造技術(shù);信息制造;制造觀;教學方法

Key words: Advanced Manufacturing Technology;Information Manufacturing;Manufacturing Concept;Teaching Methods

中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)18-0176-02

0引言

上世紀末以來,伴隨以信息技術(shù)、自動化技術(shù)等為代表的人類科技的快速發(fā)展,制造已由傳統(tǒng)機械制造升華為集機械、液壓、光電、信息、材料、檢測、通訊、自控等領(lǐng)域最新知識成果為一體的嶄新學科,并對應(yīng)演化形成了“精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、綠色制造”等一系列以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔生產(chǎn)為原則,以取得理想經(jīng)濟、社會效益為目標的系列先進制造技術(shù)。這在有力推動人類社會經(jīng)濟發(fā)展同時,也對制造領(lǐng)域人才素質(zhì)的培養(yǎng)提出更高要求。為此,在機械制造及其自動化等專業(yè)的教學中如何依據(jù)人類制造技術(shù)的發(fā)展歷程和演變規(guī)律實現(xiàn)對學生現(xiàn)代制造觀的培養(yǎng)顯然意義明顯,這對于目前正處于工業(yè)化發(fā)展轉(zhuǎn)型關(guān)鍵階段的中國民族工業(yè)更加意義重大。

1現(xiàn)代制造觀的培養(yǎng)思路和入手點

自人類以造物區(qū)別于其他生物開始,制造作為人類所從事的一項基本活動便伴隨著人類科技的發(fā)展和社會進步也處于不斷發(fā)展之中。人類在通過自身制造活動有目的地提高改善自身生產(chǎn)、生活方式的同時,其對自身制造活動的認識也伴隨科技的發(fā)展逐步深入,與之對應(yīng)形成了制造觀。雖然,目前對于制造觀在概念上仍然沒有形成明確一致的定義,但從人類認知外部客觀世界的基本規(guī)律出發(fā)可明顯看出:制造觀顯然是人類在自身制造活動的不斷實踐中,基于所認知形成的核心制造要素、屬性來刻畫制造活動規(guī)律而形成的。人類關(guān)于自身制造活動基本屬性、規(guī)律的認知顯然是制造觀的基本內(nèi)涵。因此,對于現(xiàn)代制造觀的培養(yǎng)應(yīng)在產(chǎn)品零部件的加工、裝配這一傳統(tǒng)制造認知的基礎(chǔ)上,進一步從現(xiàn)代制造的概念、屬性特征以及基本規(guī)律三個層次入手,自上而下地逐步開展。首先應(yīng)在概念層次上,從制造是什么和做什么的角度為學生明確現(xiàn)代制造的概念和內(nèi)涵,使學生建立對于現(xiàn)代制造的基本認知。其次,可進一步結(jié)合當前主流先進制造技術(shù)特點及其應(yīng)用情況,通過對現(xiàn)代制造所共同遵循目標、原則和方法的分析,從制造如何實現(xiàn)角度培養(yǎng)學生關(guān)于現(xiàn)代制造屬性、特征的基本認知。最后可依據(jù)所分析的現(xiàn)代制造基本屬性、特征,進一步通過對現(xiàn)代制造核心要素和實施開展本質(zhì)規(guī)律的總結(jié),從現(xiàn)代制造的過程、組織、控制管理和人的作用等層次進一步明確關(guān)于現(xiàn)代制造的基本認知。根據(jù)上面所分析的現(xiàn)代制造觀的培養(yǎng)思路及入手點,下面就針對所提出的三個層次具體討論現(xiàn)代制造觀的培養(yǎng)問題。

2現(xiàn)代制造的大制造概念

針對制造的概念,在依據(jù)國際生產(chǎn)工程學會(CIRP)的定義闡明制造是一個涉及“產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)”的一系列相關(guān)活動和工作的總稱的同時,還應(yīng)結(jié)合制造業(yè)當前發(fā)展現(xiàn)狀,進一步從如下所述的“寬領(lǐng)域、多學科、全過程、多目標”等幾個層面深入解釋現(xiàn)代制造的內(nèi)涵。

2.1 現(xiàn)代制造的行業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)代制造已不再僅僅是機械制造,在人類不斷提高自身的生產(chǎn)、生活水平這一目標的作用下,制造已演變?yōu)槿祟愃鶑氖碌囊豁椈旧鐣?jīng)濟活動,它涵蓋了機械、電子、化工、輕紡、食品等國民經(jīng)濟的廣闊行業(yè)領(lǐng)域。

2.2 現(xiàn)代制造的學科領(lǐng)域現(xiàn)代制造在涵蓋國民經(jīng)濟廣闊行業(yè)領(lǐng)域同時,通過對各學科知識、方法的綜合應(yīng)用,必然會打破傳統(tǒng)的行業(yè)、學科領(lǐng)域界線,轉(zhuǎn)變?yōu)榧瘷C械、電子、材料、能源、信息、管理、生命科學、材料科學等為一體的綜合學科。

2.3 現(xiàn)代制造的基本過程現(xiàn)代制造已不再僅僅是單一的機械加工、裝配過程,其在內(nèi)容上涵蓋了“市場需求分析、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、加工裝配、銷售服務(wù)及報廢產(chǎn)品回收處理”等產(chǎn)品生命周期全過程中的所有環(huán)節(jié)和活動。

2.4 現(xiàn)代制造的目標現(xiàn)代制造打破了傳統(tǒng)機械制造以經(jīng)濟效益為最終目標的束縛,在創(chuàng)造良好社會、經(jīng)濟效益促進人類社會可持續(xù)發(fā)展的宏觀原則下,現(xiàn)代制造以產(chǎn)品的功能全面、造得快、造得好、造得省、造得準等作為制造活動實施開展所共同遵循基本目標。實際中,制造的優(yōu)劣就是基于這些目標,從技術(shù)、經(jīng)濟和社會學角度綜合開展評價做出的。

針對上述內(nèi)容,如果可以同時結(jié)合以汽車為代表的某機電產(chǎn)品的制造發(fā)展歷程對其加以解釋說明和驗證,就可以更生動地從概念上深化學生對于現(xiàn)代制造的基本認知,幫助他們樹立現(xiàn)代制造的大制造概念[1][2]。

3現(xiàn)代制造的屬性特征

毋庸置疑,現(xiàn)代制造的屬性、特征與制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。實際中,制造的特征和屬性是制造活動實施開展所共同遵循的目標、原則、策略和方式的體現(xiàn)。它們是伴隨人類社會和經(jīng)濟的發(fā)展,科技的進步以及人類對其自身制造活動的不斷深入認知而逐步積累形成的[3]。制造的屬性特征和制造技術(shù)之間存在緊密聯(lián)系,一方面人類制造活動可以基于制造技術(shù)的發(fā)展不斷形成新的屬性特征,另一方面,新屬性、特征為制造活動所帶來的變化也為制造技術(shù)的進一步改進發(fā)展提供契機。鑒于此,實際教學中,在講述先進制造技術(shù)各自優(yōu)勢特點和機理的基礎(chǔ)上,可進一步針對所講述的各項先進制造技術(shù),通過對表1中對應(yīng)內(nèi)容的講述說明人類制造活動因制造技術(shù),特別是先進制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用所發(fā)生的改變,從而可闡明現(xiàn)代制造屬性和特征的技術(shù)誘因。

如表1所示,伴隨先進制造技術(shù)的實施發(fā)展,現(xiàn)代制造在產(chǎn)品研發(fā)周期、質(zhì)量、加工手段、組織方式等方面發(fā)生了顯著的提升轉(zhuǎn)變。這在提高人類生產(chǎn)能力的同時也必然會引發(fā)人類制造活動開展方式、方法的改變,形成如表2所示的全新屬性和特征[5][6]。

第3篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

(1)為支持快速敏捷制造,幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代機械技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。機械制造過程中物理和力學現(xiàn)象的幾何化研究形成了機械制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題,其理論有待進一步突破,當前一門新學科——計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

(2)在現(xiàn)代機械制造過程中,信息不僅已成為主宰機械制造行業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高機械制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學發(fā)展的一個重點。由于機械制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海景數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面,都還有待進一步突破。

(3)各種人工智能工具和計算智能方法在機械制造中的廣泛應(yīng)用促進了機械制造智能的發(fā)展。一類基于生物進化算法的計算智能工具,在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來越普遍的關(guān)注,有望在機械制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。機械制造智能還表現(xiàn)在;智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。這些問題是當前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題,也是機械制造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

2現(xiàn)代機械工程的前沿科學

2.1機械制造信息科學

機電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此機械制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是機械制造科學技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標志。人們一方面對機械制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和機械制造過程中的信息本質(zhì),另一方面對機械制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化機械制造環(huán)境。隨著對機械制造過程和機械制造系統(tǒng)認識的加深,研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達,以進一步達到實現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

2.2微機械及其制造技術(shù)研究

微型電子機械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統(tǒng)。微型機電系統(tǒng)的研究需要多學科交叉的研究隊伍,微型機電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學科交叉的前沿研究領(lǐng)域,涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫(yī)學等多種工程技術(shù)和科學。目前對微觀條件下的機械系統(tǒng)的運動規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識,還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗和試探的方法進行研究。微型機械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜,是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2.3材料制備、零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類進步的里程碑,是機械制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會推進物質(zhì)文明,促進國家經(jīng)濟實力和軍事實力的增強。21世紀中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟向知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計實現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實仿真優(yōu)化是實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化機械制造的關(guān)鍵。一方面,通過計算機完成擬實仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,研究材料和零件的設(shè)計形式。進而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機械加工的許多限制,加工過程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。

2.4機械仿生制造

21世紀將是生命科學的世紀,機械科學和生命科學的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長的進化中所積累的優(yōu)良品性為僻決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學習組織與運行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結(jié)構(gòu)和運行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力,智能化延伸了人類的智力,那么,“仿生制造”則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進化過程。

仿生制造所涉及的科學問題是生物的“自組織”機制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂“自組織”是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機制的驅(qū)動下,在組織結(jié)構(gòu)和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的“自組織”機制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學和生命科學的“遠緣雜交”,它將對21世紀的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

3現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個性化與多樣化,未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。當前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下幾個方面:

(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合,現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。

(2)設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3)成型及制造技術(shù)精密化、機械制造過程實現(xiàn)低能耗。

(4)新型特種加工方法的形成。

(5)開發(fā)新一代超精密、超高速機械制造裝備。

第4篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

【關(guān)鍵詞】多媒體技術(shù),機械制造基礎(chǔ),教學效果

機械是人類生產(chǎn)和生活的基本工具之一,是人類物質(zhì)文明最重要的一個組成部分。機械工業(yè)擔負著向國民經(jīng)濟各部門,包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會各個方面提供的各種性能先進、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù),在國家現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位[1]。而機械制造基礎(chǔ)課程的學習是實現(xiàn)這一過程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),作為工科學生,畢業(yè)后無論從事機械設(shè)計與制造,還是進行機械設(shè)備的使用與維護,只要與機械設(shè)備打交道都需要具備機械制造方面的基礎(chǔ)知識和基本技能[2]。

一、機械類課程采用多媒體互動教學,是教學改革的重要內(nèi)容和必然趨勢。

機械制造基礎(chǔ)是高等院校機械類及近機類專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,是學習機械零件及設(shè)計等課程和機械類相關(guān)各專業(yè)課程必不可少的先修課程之一。該課程內(nèi)容主要分為兩大塊,第一大塊是工程材料部分,該部分內(nèi)容的特點是,知識點多,概念多且較抽象,難以理解,某些規(guī)律也難以用語言形容。對該部分的學習特別強調(diào)對問題的理解及在理解基礎(chǔ)上強化記憶一些主要東西。因此,機械制造基礎(chǔ)課程的信息量也在逐漸加大,這就要求教師在教學手段上尋找好的途徑較好的完成此類課程的教學。

多媒體教學是指在教學過程中,根據(jù)教學目標和教學對象的特點,通過教學設(shè)計,合理選擇和運用現(xiàn)代教學媒體,并與傳統(tǒng)教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結(jié)構(gòu),達到優(yōu)化的教學效果。

作為取代傳統(tǒng)教學方式的現(xiàn)代化教學技術(shù)—多媒體技術(shù)教學,可以綜合處理文字、圖形、圖像、聲音等多種信息,并使它們建立起邏輯連接,從而集成為一個完整的系統(tǒng)。教師可以利用多媒體技術(shù)“翻動”教科書,而用鼠標輕輕點擊則可生成生動有趣的動畫情節(jié);如果對觀看影視、動畫時的某些劇情不滿,甚至可以改變劇情,按學生的意思演出……這些都是傳統(tǒng)教學中無法想象與無法實現(xiàn)的夢想。因此,隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,多媒體教學已成為教學改革的基本方向。機械類課程采用多媒體互動教學,是教學改革的重要內(nèi)容和必然趨勢.不僅極大提升了教學的效率與質(zhì)量,也有效的利用了我們現(xiàn)有可利用的教育資源,對于教師和學生來講真是受益頗多。

二、采用多媒體技術(shù),拉近了理論教學與生產(chǎn)實踐的距離,促進了我校優(yōu)質(zhì)教學資源的應(yīng)用,補充了我校實踐教學設(shè)備暫時短缺的現(xiàn)狀。

如前所述,機械制造基礎(chǔ)課程是一門實踐性和綜合性很強的技術(shù)科學,通過學習,學生能夠熟悉并掌握常用工程材料的化學成分、組織結(jié)構(gòu)、強化手段或方法、使用性能及實際應(yīng)用之間的相互關(guān)系與內(nèi)在規(guī)律,為工程結(jié)構(gòu)、機械零件的設(shè)計、制造加工和正確使用提供有關(guān)合理選材、用材的必要理論指導和實際幫助??色@得相應(yīng)的焊工、鉗工及機械 加工等職業(yè)資格證書。畢業(yè)后無論從事機械設(shè)計 與制造,設(shè)備安裝及維護、材料性能測試等工作 是至關(guān)重要的。因此機械制造基礎(chǔ)課程的教學,要求學生學會運用理論觀點解釋生產(chǎn)實際中的現(xiàn)象。例如加工硬化在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用實例,具體某種工業(yè)用鋼經(jīng)過熱處理后的組織,零件材料、結(jié)構(gòu)、批量的多樣化決定了其成形技術(shù)的多樣化等,都要求將所學到的理論觀點活學活用,具體分析生產(chǎn)中的實際問題。

三、采用多媒體技術(shù), 增加了課堂教學信息量,極大的提高了課堂教學效率。

當代社會是一個快節(jié)奏、高效率的社會,在當代社會中,追求高質(zhì)量、高效率是各行各業(yè)的共同目標。教育事業(yè)是一項高尚的育人事業(yè),教學是學校教育活動的一種最基本的實踐活動,是完成教育任務(wù)、實現(xiàn)教育目的、促進學生全面發(fā)展的基本途徑。課堂教學是教師完成其“傳道、授業(yè)、解惑”任務(wù)的主要場所,是學生完成學業(yè)、發(fā)展智力、豐富情感、形成高尚審美情操的主要陣地。早在300多年前,捷克教育家夸美紐斯就指出:“尋求并找出一種教學方法,使教師可以少教,但是學生可以多學?!边@種以“少教”達到“多學”的愿望,是歷代教育工作者所孜孜追求的目標,這種目標的追求實際上就是我們今天所說的教學效率[3]。

四、將多媒體技術(shù)互動教學應(yīng)用于機械制造基礎(chǔ)課堂教學的效果。1、原來4學時的內(nèi)容縮減為2學時,大大提高了課堂教學效率。教學方式改革后,我們采用了多媒體技術(shù)進行教學,它的快捷性使得 教師上課時點擊鼠標后,所需要的文本、圖形、音頻、視頻等即刻呈現(xiàn)出來.這兩大特征使得課堂教學速度成倍的提高.大大提高了課堂的教學效率。

2、將文字語言轉(zhuǎn)化成了動畫和影視資料,較好的調(diào)動了學生學習的積極性,較好的提高了學生的學習效果。采用多媒體技術(shù)教學,通過較好的教學流程設(shè)計,教師可以合理安排、組織多種教學媒體,激發(fā)了學生的學習興趣,從而提高課堂教學質(zhì)量和效率。如在機械制造類課程中,如講授車床的構(gòu)造時,用實物圖片和三維動畫相結(jié)合演示,就可以將車床的各部分零件的作用和相對位置說明得清清楚楚。實踐證明,采用媒體教學方式極大地吸引了學生的注意力,較好的調(diào)動了學生學習的積極性。

多媒體教學是一種很好的、有效的教學方式,是實現(xiàn)教學手段現(xiàn)代化的重要途徑。本課程注重運用現(xiàn)代教育技術(shù),將模型、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)動畫和視頻等現(xiàn)代化教學手段相結(jié)合,變抽象為具體,變復(fù)雜為簡單,激發(fā)了學生的學習興趣,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維能力。因此在機械制造基礎(chǔ)中應(yīng)用多媒體教學不僅可以實現(xiàn)教學資源信息化、教學信息化、學習信息化。今后我們將繼續(xù)挖掘并用活用好多媒體技術(shù),提高機械類課程的課堂教學效果。

參考文獻:

[1]侯書林, 朱海等. 工程材料及熱加工工藝基礎(chǔ). 北京: 中國林業(yè)出版社. 2006.8

第5篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代集成制造系統(tǒng),并行工程,虛擬制造,分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心

引言

信息技術(shù)的發(fā)展引起的革命使我們進入了信息時代。信息革命不僅引起人們的思想觀念、生活方式的變化,而且導致了生產(chǎn)方式和制造哲理的巨大變化,可以說近十年來提出的新的制造哲理都離不開信息技術(shù)提供的支撐,以信息化制造技術(shù)為代表的先進制造技術(shù)正使制造業(yè)處于重要的歷史性變革時期。多年來,我國的綜合國力不斷增強,入關(guān)在即,市場競爭十分激烈,國內(nèi)市場已從賣方市場轉(zhuǎn)化為買方市場,而且正在迅速成為國際市場的一部分,許多大中型企業(yè)在競爭中處于不利地位,甚至破產(chǎn)、倒閉。本文結(jié)合我國國情,通過分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進制造技術(shù)的關(guān)系,論述了我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展策略及途徑,希望為我國制造業(yè)的發(fā)展做些有益的探索。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(ContemporaryIntegratedManufacturingSystem)是計算機集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段,在繼承計算機集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,它不斷吸收先進制造技術(shù)中的相關(guān)思想的精華,從信息集成、過程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展,在先進制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說,它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進行有機的結(jié)合,通過計算機技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營、管理和技術(shù)有機集成和優(yōu)化運行,在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化,達到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)、成本低的目的,進而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性,使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。從集成的角度看,早期的計算機集成制造系統(tǒng)側(cè)重于信息集成,而現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴展,除了信息集成外還實現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中的各種業(yè)務(wù)過程的整體優(yōu)化,即過程集成,并發(fā)展到企業(yè)優(yōu)勢互補的企業(yè)之間的集成階段。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究范圍應(yīng)該介于國家攀登計劃和國家攻關(guān)計劃之間。與攀登計劃研究項目相比較,它更注重成果的應(yīng)用性,盡可能將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,并推動我國制造業(yè)的現(xiàn)代化進程;與國家攻關(guān)計劃相比較,它更注重解決我國制造業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵的共性問題、前瞻性問題和示范性問題【1】。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

圖1現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

先進制造技術(shù)(AMT-AdvancedManufacturingTechnology)作為一個專有名詞至今還沒有一個明確的、一致公認的定義。通過對其內(nèi)涵和特征的研究,目前共同的認識是:先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,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)的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱【3】。它具有如下一些特點:

從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要;從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮;從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,減少層次和中間環(huán)節(jié);從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變,縮短工作周期,提高工作質(zhì)量;從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。通過對先進制造技術(shù)的定義和特點的分析我們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進制造技術(shù)的絕大部分特點,只不過先進制造技術(shù)所涉及的的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大,因此通過對先進制造技術(shù)的綜合考察,我們提出了一個現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成模式。如圖1所示,即在先進制造技術(shù)中,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,繼續(xù)推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟的研究工作深入進行,并不斷吸收先進制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗和先進思想,將它們進行推廣應(yīng)用,由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進制造技術(shù)的核心,具體說明如下:

1、并行工程(CE-ConcurrentEngineering):

并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進度計劃和用戶要求。為了達到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過它來實現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作;為了達到產(chǎn)品的一次設(shè)計成功,減少反復(fù),它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù);主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中,可以說并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件,虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的,并行工程的進一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時,并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下,將原來分別進行的工作在時間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術(shù),并吸收了當前迅速發(fā)展的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果,使其成為先進制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。

雖然并行工程在我國進行的研究工作中屬于熱點,也取得了一些成果,但是目前還存在以下一些問題:

(1)研究的廣度和深度不夠:雖然并行工程的研究工作已經(jīng)廣泛開展,但是無論從研究的內(nèi)容上看,還是從研究的水平上說都明顯存在差距。如:并行工程在成本和質(zhì)量上的應(yīng)用才剛剛起步,與供應(yīng)商的集成問題還沒有提上日程。

(2)與并行工程有關(guān)的技術(shù)實用化不夠:在實用技術(shù)研究方面,目前還沒有商品化軟件誕生,而國外公司已經(jīng)推出商品化軟件(如:PTC的Pro-Engineering、CV的CADDS5)。

(3)并行工程的實施隊伍不夠:由于科研力量薄弱,在研究上還不能全面開花,并行工程的實施就更是難上加難了。而且,當前國內(nèi)機械行業(yè)在激烈的市場競爭中經(jīng)濟效益不好,CAD/CAM技術(shù)還有待普及,全面實施并行工程還缺乏基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。

由于并行工程所處的基礎(chǔ)性地位及我國研究工作的不足,就決定了必須將它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究工作不斷深入地進行。

2、虛擬制造(VM-VirtualManufacturing):

虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施,從而達到產(chǎn)品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強產(chǎn)品競爭力的目的【4】。

目前,虛擬制造技術(shù)已經(jīng)在國外有所應(yīng)用,例如:美國Boneing公司設(shè)計的一架VS-X虛擬飛機,可用頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套進行觀察與控制,使飛機設(shè)計人員身臨其境地觀察飛機設(shè)計的結(jié)果,并對其外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用性能進行考察;日本Matsushita公司開發(fā)的虛擬廚房設(shè)備制造系統(tǒng),允許消費者在購買商品前,在虛擬的廚房環(huán)境中體驗不同設(shè)備的功能,按自己的喜好評價、選擇和重組這些設(shè)備,他們的選擇將被存儲并通過網(wǎng)絡(luò)送至生產(chǎn)部門進行生產(chǎn);美國CoventrySchoolofArtandDesign開發(fā)的虛擬原型制作系統(tǒng),設(shè)計者在設(shè)計的初始階段能夠在計算機中構(gòu)造虛擬原型并對此原型進行評價【6】。

國內(nèi)的研究剛剛起步,主要集中在三個方面【7】:

(1)產(chǎn)品虛擬設(shè)計技術(shù):

主要包括虛擬產(chǎn)品開發(fā)平臺、虛擬測試、虛擬裝配以及機床、模具的虛擬設(shè)計實現(xiàn)等。其中清華大學利用美國國家儀器公司的Labview開發(fā)平臺實現(xiàn)了鎖相電路的虛擬,機械科學研究院采用C語言和OpenGL進行編程初步實現(xiàn)了立體停車庫的虛擬現(xiàn)實下的參數(shù)化設(shè)計,可以直觀地進行車庫的布局、設(shè)計、分析和運動模擬。

(2)產(chǎn)品虛擬制造技術(shù)

主要包括材料熱加工工藝模擬、加工過程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。北航與一汽用OPTRIS開發(fā)的板料成型軟件已經(jīng)基本能夠模擬類似車門的中等復(fù)雜程度的汽車覆蓋件和其他沖壓成型件的沖壓成型過程;沈陽鑄造研究所開發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件包ESRD3D已經(jīng)應(yīng)用于水輪發(fā)電機變曲面過流部件生產(chǎn)中,其產(chǎn)品在劉家峽、李家峽、天生橋、太平役等7個電站中使用;合肥工業(yè)大學研制的雙刀架數(shù)控車床加工過程模擬軟件已經(jīng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司車輪輪箍廠應(yīng)用,使數(shù)控程序現(xiàn)場調(diào)試時間由幾個班縮短到幾小時,并保證一次試切成功;北京機床研究所、機械科學研究院、東北大學、上海交大和長沙鐵道學院等單位也研制出一些這方面的仿真軟件。

(3)虛擬制造系統(tǒng)

主要包括虛擬制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)支持、開發(fā)策略等。其中提出了比較成熟的思想并可能實現(xiàn)的是由上海同濟大學教授提出的分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)和西安交通大學謝友柏院士組建的異地網(wǎng)絡(luò)化研究中心。

從以上的論述中可以看到國內(nèi)外研究水平差距是很大的,而且由于虛擬制造技術(shù)既是并行工程的發(fā)展方向又是敏捷制造的核心,這就決定我們必須以它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的中心技術(shù),以帶動相關(guān)技術(shù)的研究工作的進行,并使它們協(xié)同一致順利地發(fā)展。

3、敏捷制造(AM-AgileManufacturing):

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ),選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求作出快速反應(yīng),以滿足用戶的需要。為了達到快速應(yīng)變能力,虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù),其核心是虛擬制造技術(shù),即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路,它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平,是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

自從1991年美國提出敏捷制造的思想后,美國政府就贊助許多研究單位開發(fā)實現(xiàn)敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工具,并鼓勵在不同行業(yè)進行示范應(yīng)用,目前已經(jīng)取得了一定進展。例如:在遙測裝置生產(chǎn)的敏捷制造示范項目中,它聯(lián)合了加利福尼亞的圣地亞國家實驗室、聯(lián)合信號公司堪薩斯城分部和新墨西哥的圣地亞國家實驗室以及機械主箱、印刷電路板供應(yīng)商。通過聯(lián)合彌補了單一企業(yè)資源不足的弱點,這一聯(lián)盟的生產(chǎn)時間比單一企業(yè)的生產(chǎn)時間減少了50%,生產(chǎn)率提高顯著。現(xiàn)在美國的很多大公司都參加了這一研究計劃,在歐洲和日本等發(fā)達國家也紛紛成立了相應(yīng)的機構(gòu),進行相應(yīng)的研究和實施工作。我國專家從1993年就開始對敏捷制造進行跟蹤研究,主要包括:實施敏捷制造的技術(shù)基礎(chǔ);虛擬公司的建立步驟及其體系結(jié)構(gòu)和運行模式;虛擬公司的組織與應(yīng)用等。與國外相比,這些研究工作只能算原則性的研究工作,距離實用還需要走很長的一段路。因此,在我國企業(yè)目前還不可能實現(xiàn)敏捷制造,但是從科學研究的角度看,我們認為需要在合適的條件下建立一個研究性的虛擬企業(yè),加深我們對虛擬企業(yè)在實際應(yīng)用中所遇難題的理解,即在實踐中吸取有益的經(jīng)驗,為今后的發(fā)展作一定的技術(shù)儲備。

4、綠色制造(GM-GreenManufacturing):

綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,其目標是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢的整個產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境的影響(負作用)最小,資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護的必然選擇,發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價,國際制造業(yè)的實踐表明,通過改進整個制造工藝來減少廢棄物,要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開支。綠色制造的實現(xiàn)可以通過計算機仿真來達到目的,即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點看,綠色制造是必然選擇,它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個重要的組成部分。

從以上的分析中我們可以看到:各種先進制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的,在先進制造技術(shù)這一大廈下,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心,并隨著先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展,即現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該是一個動態(tài)的概念。

我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略

在市場競爭的推動下,先進制造技術(shù)發(fā)展十分迅速,新思想、新概念層出不窮,通過對現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進制造技術(shù)關(guān)系的分析,我們認為在制定我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時,應(yīng)該注重以人為本的思想,運用并行工程的哲理,使各種先進制造技術(shù)相互銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展,并不斷吸收先進制造技術(shù)的成熟成果,為先進制造技術(shù)在我國的廣泛應(yīng)用起到促進的作用。

目前,在美國并行工程已到了推廣應(yīng)用階段,在虛擬制造方面也有商品化軟件投入市場,在這方面我們存在巨大的差距,主要表現(xiàn)在:從研究工作方面看,科研經(jīng)費緊缺,科研力量分散,科研成果難以推廣應(yīng)用,人才流失嚴重;從企業(yè)方面看,企業(yè)的整體素質(zhì)不高,管理工作落后,科研能力薄弱,當面臨國際競爭時大多難以為繼,很難在現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)方面花費過多,而且受企業(yè)人員素質(zhì)的制約,一些先進的技術(shù)還不易取得立竿見影的實際效果,這些都影響了企業(yè)應(yīng)用先進制造技術(shù)的熱情;從國家政策方面看,雖然國家對制造業(yè)十分重視,但是,由于我國當前正處在改革過程中,多種機制同時運行,多方利益難以協(xié)調(diào),在資金使用上往往顧此失彼,而且國家財政困難,也難以使用重金支持現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究。針對上述實際情況,我們提出下列解決方案:

(1)以企業(yè)需求為出發(fā)點,以“甩圖板”工程為契機,大力普及CAD技術(shù),幫助企業(yè)進行人員培訓,提高企業(yè)人員的素質(zhì)(其中包括技術(shù)水平、勞動態(tài)度、道德水平等),不斷提高企業(yè)的管理水平,在計算機集成制造系統(tǒng)成功示范企業(yè)中及時推廣并行工程,并適當宣傳虛擬制造、敏捷制造等思想和技術(shù),為企業(yè)的進一步發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)。

(2)在政府方面,應(yīng)發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)職能,組織企業(yè)和科研部門進行多方面、多層次的合作,加強科研成果的應(yīng)用推廣,而且應(yīng)組織多學科、跨地區(qū)的科研力量共同攻關(guān);從宏觀上加強對現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的指導,集中大家的智慧制定出符合我國國情的發(fā)展計劃,并將計劃的執(zhí)行落到實處。

(3)在技術(shù)的先進性方面,不要過度追求世界領(lǐng)先,應(yīng)該根據(jù)企業(yè)實際要求,解決實際問題,力爭盡快創(chuàng)造效益,以此取得企業(yè)的支持并獲得資金上的幫助,以便形成良性循環(huán),促進研究工作的進一步開展。同時,應(yīng)該參與國際合作,跟蹤國際研究動態(tài),當然,也可以適當引進一些關(guān)鍵的、有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù),進行消化和創(chuàng)新,縮短我國與世界先進水平的差距,保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性。

(4)針對我國科研力量分散的弱點,仿照分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的思想,利用計算機網(wǎng)絡(luò),開展合作研究,建立分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心,協(xié)調(diào)一致進行科技攻關(guān)。所謂分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心就是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)對現(xiàn)實研究活動中的人、物、信息及研究過程進行全面的集成,在一定時期內(nèi)為了共同的目標以最佳的人員和單位組合來開展科學研究工作,調(diào)動各方面的積極性通過協(xié)同工作達到研究工作的廣泛開展和深入進行,縮短科研周期,增強科技成果的競爭力,也可以說分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心是將現(xiàn)實的研究機構(gòu)的職能在網(wǎng)絡(luò)中的映射,是一種“虛擬”的工作模式【9】。

綜上所述,發(fā)展我國的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該以企業(yè)的需求為動力,通過政府的政策和計劃的協(xié)調(diào),繼續(xù)深入開展并行工程、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造的研究與應(yīng)用,并利用分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心,組織各地區(qū)的科研力量集中突破與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)密切相關(guān)的如STEP標準的應(yīng)用、CORBA規(guī)范的推廣、企業(yè)過程重構(gòu)理論的研究等具有重大戰(zhàn)略意義的理論研究工作,逐步使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為我國制造業(yè)的靈魂。

參考文獻

李伯虎等,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展與863/CIMS主題的實施策略,CIMS,1998,10:7~15吳澄,李伯虎,從計算機集成制造系統(tǒng)到現(xiàn)代集成制造系統(tǒng),CIMS,1998,10:1~6李敏賢,面向21世紀的先進制造技術(shù),機械工業(yè)自動化,1998,20(4):1~3虛擬制造技術(shù)研討與演示會論文集,機械科學研究院,1998,9WiensG.J.:OverviewofVirtualManufacturing,Proceedingsof2ndAgileManufacturingConference:Albuquerque,NewMexico,USA,March16~17,1995王宏典、張友良,虛擬制造技術(shù)及其應(yīng)用,機械科學與技術(shù),1998,17(3):477~479陳曉川、張暴暴、劉曉冰、馮辛安,虛擬制造技術(shù)研究概況綜述,機械制造,1998,12:8~10IKimuraF.:ProductandProcessModelingasaKernelforVirtualManufacturingEnvironment.AnnalsoftheCIRP,1993,42(1):147~150陳曉川、劉曉冰、馮辛安,分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心及其體系結(jié)構(gòu),計算機輔助設(shè)計與制造,1998,12TheStrategyandFrameofContemporaryIntegratedManufacturingSystem

ChenXiao-Chuan,LiuXiao-Bing

(DalianUniversityofTechnology,CIMSCentre,Dalian,116023)

第6篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

關(guān)鍵詞:船舶建造;數(shù)字化;信息技術(shù)

中圖分類號:U673 文獻標識碼:A

1.什么是船舶建造數(shù)字化

船舶建造數(shù)字化是以數(shù)據(jù)處理、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字控制等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ),將數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程,使船舶產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)向著自動化、精細化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。通過數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)代管理思想和先進工程方法的融合,形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系,實現(xiàn)對造船業(yè)的信息化改造,使得造船企業(yè)全面提升產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力,降低生產(chǎn)成本,縮短設(shè)計、生產(chǎn)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的內(nèi)涵

船舶建造數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在如下3個方面:

2.1 CAX(計算機輔助技術(shù))

CAX(計算機輔助技術(shù))是CAD(計算機輔助設(shè)計)、CAE(計算機輔助工程)、CAM(計算機輔助制造)和CAPP(計算機輔助工藝計劃)的統(tǒng)稱。

(1)CAD(計算機輔助設(shè)計)指在計算機及可視化設(shè)備為基礎(chǔ)的專業(yè)化計算機系統(tǒng)的支持下,幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。可以在CAD系統(tǒng)的輔助下完成從合同設(shè)計開始的一系列設(shè)計工作,建立產(chǎn)品數(shù)字模型,進行工程計算和分析,生成和繪制工程圖,生成物料清單等。

(2)CAE(計算機輔助工程)是用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。

(3)CAM(計算機輔助制造)是將計算機應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過程或系統(tǒng),其核心是計算機數(shù)值控制(簡稱數(shù)控NC)。有狹義和廣義兩個概念。CAM的狹義概念指的是數(shù)控,包括數(shù)控機床、數(shù)控加工中心、數(shù)控生產(chǎn)流水線、數(shù)控火焰或等離子切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊機、機器人等;廣義概念還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程(加工、裝配、檢驗、存貯、輸送)的監(jiān)視、控制和管理。

(4)CAPP(計算機輔助工藝計劃)是通過計算機進行產(chǎn)品加工的工藝路線制定、工序設(shè)計、加工方法選擇、工時定額計算,包括工裝、夾具設(shè)計、刀具和切削用量選擇等,生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產(chǎn)品設(shè)計CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁,是生成各種加工制造,管理信息的重要環(huán)節(jié)。

2.2 企業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)過程與信息管理

通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、企業(yè)資源計劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS等。它們通過信息技術(shù)與現(xiàn)代管理理念的融合,使人、資源、技術(shù)、管理等要素有機地結(jié)合起來,從而實現(xiàn)設(shè)計及生產(chǎn)過程管理的精細化和企業(yè)資源利用的優(yōu)化。

2.3 數(shù)字化裝備

軟硬件相結(jié)合的數(shù)字化裝備,如NC(數(shù)控設(shè)備)、FMS(柔性制造系統(tǒng))、Robot(機器人)等通過數(shù)字控制形成的生產(chǎn)自動化裝備。這些設(shè)備通過離散的數(shù)字信息控制設(shè)備或傳動裝置的運行,實現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動化。

3.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展歷程

3.1 單項技術(shù)的企業(yè)部門級應(yīng)用階段

該階段主要是單項技術(shù),如數(shù)值計算技術(shù)、CAD/CAE/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及各種部門級的管理信息系統(tǒng),如財務(wù)、人事、OA、物資等管理系統(tǒng)在企業(yè)部門的局部范圍內(nèi)的應(yīng)用。部門級數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用作為一種技術(shù)手段對提高設(shè)計和生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。

3.2 企業(yè)內(nèi)綜合應(yīng)用集成階段

這一階段是由企業(yè)內(nèi)的信息集成、過程集成到應(yīng)用集成。通過信息集成保證了系統(tǒng)間信息的一致性,通過應(yīng)用集成使企業(yè)內(nèi)部的各種信息系統(tǒng)組成了一個有機的整體,大幅提高了數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的整體效益,使得企業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的各種業(yè)務(wù)活動得以協(xié)調(diào)運行,大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力。

3.3 企業(yè)間的應(yīng)用集成階段

由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,促使電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理、協(xié)同設(shè)計、敏捷制造等一些基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型管理思想和管理方法得以實施,使得船舶這種具有大量配套設(shè)施的高度復(fù)雜產(chǎn)品的制造能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域的專業(yè)化企業(yè)間的協(xié)同運作,使產(chǎn)品能夠快速地、柔性地應(yīng)對用戶的需求。

自20世紀60年代末將計算機用于船舶線型放樣開始,我國船舶行業(yè)信息化已歷經(jīng)40多年,國內(nèi)造船業(yè)經(jīng)過不懈的努力,使得造船數(shù)字化技術(shù)已逐步滲透到造船業(yè)價值鏈的每一個環(huán)節(jié),引進或自主開發(fā)了各種各樣的信息系統(tǒng),已廣泛應(yīng)用于船舶設(shè)計、建造和管理過程中。國內(nèi)一些骨干造船企業(yè)和研究院所已開始引進虛擬仿真技術(shù),開展船舶和海洋工程的產(chǎn)品虛擬設(shè)計和建造過程模擬等研究。

4.船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系

制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)是以現(xiàn)代設(shè)計制造的工程方法和先進制造理論為依據(jù),以數(shù)字化技術(shù)為手段,面向產(chǎn)品全生命周期,理論方法與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的一個復(fù)雜的技術(shù)體系。

4.1 現(xiàn)代制造理論與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)

主要有計算機集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、大批量定制等現(xiàn)代制造理論,以及建模技術(shù)、仿真技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、集成技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合,形成了其技術(shù)理論基礎(chǔ)。

4.2 數(shù)字化基礎(chǔ)環(huán)境

主要包括計算機系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、信息安全體系、信息標準化體系等。

4.3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)

主要包括產(chǎn)品需求分析、設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造等各個階段中,為分析和解決產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的各種問題而提供的數(shù)字化的技術(shù)方法和應(yīng)用工具,如單項應(yīng)用技術(shù)CAD、CAE、CAM、VR等,過程管理和集成平臺PDM、仿真及優(yōu)化應(yīng)用等。

4.4 數(shù)字化制造技術(shù)

主要有數(shù)字化生產(chǎn)計劃與制造執(zhí)行控制、數(shù)字化工藝過程、數(shù)字化裝備、數(shù)字化制造單元、基于數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)綜合集成等。

4.5 數(shù)字化管理技術(shù)

主要包括現(xiàn)代企業(yè)管理模式、集成化管理與決策信息系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項目管理系統(tǒng)、企業(yè)間協(xié)作的供應(yīng)鏈管理與電子商務(wù)技術(shù)、企業(yè)質(zhì)量管理的相關(guān)技術(shù)及企業(yè)管理系統(tǒng)的應(yīng)用實施過程及方法等。

船舶建造數(shù)字化技術(shù)是制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)針對船舶制造的特點和具體要求的實際應(yīng)用。船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系包括現(xiàn)代制造與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)、船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)和一體化集成技術(shù),此外,還有數(shù)字化基礎(chǔ)支撐環(huán)境與相關(guān)技術(shù)等。

(1)船舶產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計技術(shù)以三維建模技術(shù)、數(shù)值計算技術(shù)、CAD、PDM、并行協(xié)同技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ),按照船舶設(shè)計不同階段及不同專業(yè)的規(guī)范和技術(shù)要求,形成船舶各設(shè)計階段的數(shù)字化技術(shù)。

(2)船舶產(chǎn)品數(shù)字化制造技術(shù)以MES、CAPP、NC、過程仿真等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)現(xiàn)代造船模式的要求,形成制造執(zhí)行層面的船舶數(shù)字化制造技術(shù)。

(3)船舶產(chǎn)品數(shù)字化管理技術(shù)則是將制造業(yè)先進的管理理念和方法與數(shù)字化技術(shù)相融合,按照船舶生產(chǎn)管理特點,形成船舶制造數(shù)字化管理技術(shù)。

(4)一體化集成技術(shù)則是進一步在設(shè)計、制造、管理等數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)信息的集成和應(yīng)用的集成,達到工程的并行和協(xié)同。

上述數(shù)字化技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用需具備相應(yīng)的基礎(chǔ)環(huán)境,需要解決一些相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),如信息標準化、編碼體系、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫、集成平臺、信息安全體系等。

5.船舶建造集成系統(tǒng)

船舶建造集成系統(tǒng)涵蓋船舶建造企業(yè)的設(shè)計、制造、管理的主要業(yè)務(wù)過程:

(1)設(shè)計方面主要包含船、機、電、舾裝、涂裝等專業(yè)門類的設(shè)計CAD系統(tǒng)、船舶設(shè)計虛擬仿真系統(tǒng),以及結(jié)合生產(chǎn)工藝要求的各個專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計系統(tǒng)。設(shè)計系統(tǒng)生成的設(shè)計數(shù)據(jù)通過PDM(船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))存放并管理,以PDM作為平臺,為船舶制造系統(tǒng)和管理系統(tǒng)提供有關(guān)產(chǎn)品信息的共享。

(2)船舶建造和管理系統(tǒng)通常包含工程計劃管理、物資與物流管理、成本管理、財務(wù)管理、質(zhì)量管理、企業(yè)資源(設(shè)備與人力資源)管理,以及MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))等。

(3)制造執(zhí)行系統(tǒng)控制車間級的生產(chǎn)制造執(zhí)行過程,如造船精度管理、資源日程計劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實績反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計的要求制訂工程計劃、采購計劃、生產(chǎn)計劃和其他生產(chǎn)準備工作,通過制造執(zhí)行系統(tǒng)貫徹實施生產(chǎn)作業(yè)過程。

結(jié)語

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,制造業(yè)的新思想、新方法、新技術(shù)層出不窮、日新月異,船舶建造業(yè)應(yīng)該緊跟現(xiàn)代科技潮流,不斷創(chuàng)新,以實現(xiàn)船舶建造技術(shù)的跨越式發(fā)展。

參考文獻

[1]姜波.船舶制造企業(yè)項目成本管理問題及優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代商業(yè),2009(26):178-178.

第7篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

一、培養(yǎng)目標的確定

我校于2006年開設(shè)了機制專業(yè),從而結(jié)束了我校沒有機械學科的歷史。然而,由于一切都是從頭開始,在專業(yè)建設(shè)方面必將面臨著培養(yǎng)目標的確定、課程體系的建立、實驗室建設(shè)以及師資力量的培養(yǎng)等諸多問題。社會需求決定了培養(yǎng)目標,培養(yǎng)目標決定了課程體系的建立。當然,每個學校依據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平、學科優(yōu)勢的不同,所確定的研究方向也不同。對我校來說,首先,培養(yǎng)目標的確定要體現(xiàn)教育部“機械設(shè)計、制造與自動化,以力學、機械為主”專業(yè)的教改及發(fā)展方向;其次,機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)在定位于“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的同時還應(yīng)該體現(xiàn)我校自己的特色,從而使得學生既具有較強的通用性,又要有獨特領(lǐng)域的適應(yīng)性;另外,由于我校之前沒有機械專業(yè),不存在專業(yè)調(diào)頭的問題,全新的專業(yè)建設(shè)沒有什么后顧之憂,卻給實驗室的建設(shè)帶來了巨大的資金壓力。如何依據(jù)我校的學科優(yōu)勢、充分利用現(xiàn)有的實驗設(shè)備從而減少這一壓力,也是我們確定課程體系要考慮的問題。與此同時,桂林位于廣西北部,處于珠三角邊遠地區(qū),專業(yè)方向設(shè)置既要考慮到桂林及廣西本地的發(fā)展需求,又要面向珠三角發(fā)達地區(qū)的人才需求,使學生的知識儲備具有一定的前沿性。綜上所述,我校機械設(shè)計制造與自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標可確定為:以數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)為核心,兼顧微電子技術(shù)、信息技術(shù)、管理學科在機械行業(yè)中的應(yīng)用,以計算機輔助技術(shù)為支撐,加強基礎(chǔ)教育,注重實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及多學科的結(jié)合,從而打造一個特色突出、技術(shù)前沿、知識領(lǐng)先的工科專業(yè)。同時還要能夠充分利用我校的現(xiàn)有資源,重點進行專業(yè)實驗室建設(shè),以提高我校新專業(yè)本科生的綜合素質(zhì),使其具備“機械設(shè)計制造基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力,能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級人才”。

二、課程體系的建立

1.研究方向的確定。機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的研究方向包含了機械設(shè)計、機械制造及其自動化三個寬泛的方向。我校的學生大部分都來自于廣西本地,他們畢業(yè)后很多人也將會回到自己的家鄉(xiāng),服務(wù)于本地的經(jīng)濟建設(shè)。從本地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說,桂林的機床產(chǎn)業(yè)在全國占有一席之地,而在廣西的幾所高校的機制專業(yè)中,有關(guān)機床設(shè)計方面的方向并沒有涉獵到;同時,廣西的汽車制造已經(jīng)被列為其重要的支柱產(chǎn)業(yè),與之相關(guān)的模具產(chǎn)業(yè),包括沖壓模具和塑料模具,也將越來越成為重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。由此,我校機制專業(yè)的研究方向設(shè)置為模具設(shè)計、機械制造裝備設(shè)計兩個方向,為產(chǎn)、學、研的緊密結(jié)合奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2.理論課程體系的建立。盡管分了兩個方向,然而專業(yè)基礎(chǔ)課程卻是兩個方向課程的交叉與融合。專業(yè)課的設(shè)置可以兩個方向平行展開,由學生根據(jù)自己的狀況進行選擇;也可以確定一個作為主要方向,其他作為選修課安排。根據(jù)課程的性質(zhì),兼顧專業(yè)的“寬口徑、厚基礎(chǔ)”,理論課程可以分為人文、社會、自然基礎(chǔ)課群,包括思想理論課、數(shù)理課、體育課等;學科基礎(chǔ)課群,包括工程圖學、力學,測量與控制系列課——自動控制原理、電子測量與儀器、傳感器與自動檢測技術(shù)等;專業(yè)課群包括模具設(shè)計方向——聚合物反應(yīng)工程、塑性成型與模具設(shè)計、沖壓工藝與模具設(shè)計、塑料模具設(shè)計等,機械制造裝備設(shè)計方向——人工智能、智能控制、運動控制系統(tǒng)、機械制造裝備設(shè)計等。

第8篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

1.“現(xiàn)代制造”工程中心建設(shè)的意義和必要性

隨著我國高校教育和制造技術(shù)的不斷發(fā)展,教育工作者對教學模式的研究日漸加強。同時,針對社會對高校工科學生的動手能力、實際應(yīng)用能力的重視,高校也越來越重視對學生的培養(yǎng)。加上效率高、低消耗、低污染或無污染的現(xiàn)代制造技術(shù)的快速發(fā)展,而現(xiàn)代制造技術(shù)的一個重要特征是多種學科間的內(nèi)容不斷滲透、交叉、融合,要求學生需要掌握的知識面也越來越多?,F(xiàn)代制造技術(shù)是社會發(fā)展與進步的必然結(jié)果,而現(xiàn)代制造技術(shù)又離不開傳統(tǒng)的制造技術(shù),兩者相輔相成,因此,有必要使學生不僅能滿足傳統(tǒng)制造業(yè)的需求,也能跟上先進技術(shù)發(fā)展的趨勢。為了適應(yīng)教學的要求,大力發(fā)展校內(nèi)教學的同時,應(yīng)充分與企業(yè)合作,實現(xiàn)高校教學和研發(fā)資源的優(yōu)化,實現(xiàn)學校教學資源、研發(fā)能力和企業(yè)生產(chǎn)及創(chuàng)新設(shè)計緊密結(jié)合的培養(yǎng)機制,對于培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才具有重要的意義。

在高等教育中,工。因此,這種校企合作培養(yǎng)模式可以成為全面貫徹落實學校素質(zhì)教育,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、科研能力強、素質(zhì)高和具有創(chuàng)造性的復(fù)合應(yīng)用型工程技術(shù)人才的教學模式。所以,建立“現(xiàn)代制造工程訓練中心”是優(yōu)化整合學校資源、提高現(xiàn)代制造技術(shù)專業(yè)水平、培養(yǎng)現(xiàn)代工程技術(shù)人才的需要。

2.“現(xiàn)代制造”工程中心建設(shè)的目標和思路

以現(xiàn)代制造工程中心擁有的高水平教師隊伍和現(xiàn)代化儀器設(shè)備為基礎(chǔ),以“大德育、大工程、大實踐”教育理念 [2 ]為指導思想,注重培養(yǎng)學生的德育、工程意識、實踐能力和創(chuàng)新能力,為國家培養(yǎng)高水平的合格工程技術(shù)人才,將“現(xiàn)代制造工程中心”建設(shè)成為校企合作模式下的工程教學示范基地和教學、科研服務(wù)的創(chuàng)新基地。

以提高學校整體教學質(zhì)量、培養(yǎng)實用型工程技術(shù)人才為目標,充實、加強教學師資隊伍的工程科研能力。通過讓教師參與校內(nèi)外教學,增強教學隊伍的建設(shè),尤其讓科研能力和工程實踐能力強的高水平教師及企業(yè)高級工程師投入到教學和教改中,增強教學改革和開發(fā),帶動學校教育教學的發(fā)展。以加強教學的實效性為目標,在現(xiàn)有基礎(chǔ)類課程教學體系的基礎(chǔ)上研究與現(xiàn)代制造技術(shù)相適應(yīng)的課程體系、教學內(nèi)容、教學條件、教學方式。

加強與企事業(yè)單位的交流合作,建立校企合作模式下的教學實踐基地,努力創(chuàng)造校企合作模式下的重點實驗基地,使現(xiàn)代制造工程中心的教學水平整體提高,從而帶動學校教學水平的整體提高。

思路如下:

在現(xiàn)有課堂教學體系建設(shè)上,組織、引導并鼓勵學生利用學校資源進行課外技能、創(chuàng)新活動,組織參加各種相關(guān)技能、創(chuàng)新設(shè)計比賽。通過比賽,開闊學生的眼界,激勵學生的學習興趣,培養(yǎng)獨立思考能力、合作能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

結(jié)合學校的教學任務(wù),展開“四個層次”:工程文化教育與基本技能訓練、專業(yè)技能訓練、綜合創(chuàng)新訓練、校企合作。即由感性認識到學習掌握再到科研創(chuàng)新,最終培養(yǎng)成為合格的工程技術(shù)人才。

3.“現(xiàn)代制造”工程中心建設(shè)的主要內(nèi)容

構(gòu)建現(xiàn)代制造工程課程體系,分層次模塊化設(shè)置教學任務(wù),以提高學生德育、工程、實踐能力為主線,逐步展開“四個層次”的教學任務(wù),由淺入深,由簡單到綜合,使學生從意識上和實踐動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力上逐步加強,將中心建設(shè)成為以培養(yǎng)學生德育、工程能力、動手能力、創(chuàng)新能力為主線,具備基礎(chǔ)性、綜合型、專業(yè)型、技術(shù)型的現(xiàn)代制造工程教學體系。

重視因材施教,實施分層培養(yǎng),通過必修課與選修課的結(jié)合,課堂學習和課外實踐、創(chuàng)新相結(jié)合,創(chuàng)建豐富有效的培養(yǎng)模式。充分利用現(xiàn)代化技術(shù)及先進的實驗教學理念、手段,為學生自主學習提供和創(chuàng)造條件。組織、引導并鼓勵學生利用學?,F(xiàn)有的資源進行自主學習、擴寬知識面,參加各種相關(guān)技能、創(chuàng)新設(shè)計比賽,開闊眼界,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,從而培養(yǎng)出高級工程技術(shù)人才。

不斷完善教學管理的基礎(chǔ)化建設(shè),修訂教學實習教材。積極探索教學方法、手段,創(chuàng)建先進有效的教學體系,不斷總結(jié)教學中的經(jīng)驗,形成有一定影響力的優(yōu)秀教學成果;通過現(xiàn)代制造工程中心教學基地的逐步完善,為學生提供可靠的實驗環(huán)境和條件,使學生的自我學習能力、合作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力得到穩(wěn)步提高。

注重現(xiàn)代制造工程中心教師隊伍的建設(shè),通過“與校內(nèi)外全面合作,引進高級人才”的政策,采取學歷提高、在崗培訓、實踐鍛煉、盯課等措施提升教師的業(yè)務(wù)能力和水平。

4.“現(xiàn)代制造”工程中心建設(shè)的成果

隨著“現(xiàn)代制造”工程中心的建立,作為基本的技術(shù)技能培訓和培養(yǎng)學生工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的基地,發(fā)揮了巨大作用。其具體表現(xiàn)在:

(1)滿足了學生進行工程訓練所需要的軟硬件條件。隨著現(xiàn)代制造工程中心的建成、軟硬件的不斷完善,基本上滿足了本校學生的實習要求,同時也接待了許多其他學校學生的實習,除滿足正常的學校教學任務(wù)外,還提供了相關(guān)專業(yè)的認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習和課外創(chuàng)新設(shè)計的平臺,進一步提高了學生畢業(yè)設(shè)計的水平和質(zhì)量。

(2)從知名企業(yè)和高校分別引進了一批高技術(shù)和科研能力很強的教師,增強了學校的教學、科研和現(xiàn)場加工能力。另外,學校也投入 大量的財力,購買了許多先進的儀器設(shè)備,為科研、對外服務(wù)提供了基本的保障條件。

(3)按照社會對學生的實際需求,實行校企合作模式,實現(xiàn)了由以前的校內(nèi)學習為主的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式,逐步走向校企合作、共同培養(yǎng)工程技術(shù)人才的模式。學校本科生就業(yè)率連續(xù)12年居黑龍江高校前三名。每年有20%左右的畢業(yè)生考取國內(nèi)外著名高校讀研究生、就業(yè)于世界500強企業(yè),畢業(yè)生以扎實的基礎(chǔ)知識、優(yōu)良的思想作風、較強的工程應(yīng)用能力受到了用人單位的歡迎。

(4)現(xiàn)代制造工程中心的科研與對外服務(wù)能力不斷增強,現(xiàn)代制造工程中心重視人才的引進與培養(yǎng),著力推進科技轉(zhuǎn)型,促進科技成果的轉(zhuǎn)化,提升對外服務(wù)能力,與許多知名高校、企業(yè)合作,在科研與技術(shù)對外服務(wù)上取得了巨大成績。其中“煤礦裝備智能結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)應(yīng)用”方向為本校東部煤電化建設(shè)項目提供服務(wù);“高速精密切削與檢測”深入開展了“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家重大專項的研究;“金屬粉末快速成形”方向研發(fā)了金屬粉末打印機;“逆向工程技術(shù)及裝備”方向開發(fā)了三維測量系統(tǒng)。

參考文獻:

第9篇:現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)范文

【關(guān)鍵詞】機械制造技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;未來展望

機械制造技術(shù)作為經(jīng)濟發(fā)展中的核心產(chǎn)業(yè),一直是各國競爭的重點,這是由于它不僅代表著一個國建生產(chǎn)力的先進度,同時亦是民族科技水平的衡量標準。機械制造技術(shù)主要是對機械產(chǎn)品自設(shè)計至銷售、使用、維修、回收等系列的過程進行觀察研究的學科,目前被廣泛應(yīng)用于各類機電產(chǎn)品的加工中。近年來,電子計算機科學、傳感器技術(shù)、機器人技術(shù)、氣動及液壓技術(shù)等迅速發(fā)展,制造技術(shù)呈現(xiàn)出新的特點,已經(jīng)發(fā)展為綜合多方面的技術(shù)。我國機械制造技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)取得了巨大進步,然而相較發(fā)達國家仍然存在著顯著差異。

一、現(xiàn)代機械制造技術(shù)的特點

現(xiàn)代機械制造技術(shù)與先進科技相結(jié)合,對生產(chǎn)管理機制、原料最大化使用等方面具有鮮明技術(shù)范疇的領(lǐng)域更加關(guān)注,面向全世界?,F(xiàn)代機械制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為繼生產(chǎn)加工、方案設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、市場調(diào)查及后車間處理等系統(tǒng),現(xiàn)代機械制造技術(shù)的改善發(fā)展已經(jīng)成為企業(yè)提高整體競爭力的有效手段。現(xiàn)代生產(chǎn)中,現(xiàn)代機械制造已經(jīng)成為整個生產(chǎn)過程的核心技術(shù),已經(jīng)成為能夠系統(tǒng)管理生產(chǎn)轉(zhuǎn)換、信息資源及原料物質(zhì)的完美工程。機械制造技術(shù)的上述特點使它注定成為競爭激烈的技術(shù),隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展,國外先進技術(shù)涌入,對傳統(tǒng)技術(shù)造成了巨大的壓力及沖擊,而在市場經(jīng)濟的推動下,機械制造技術(shù)已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展。目前機械制造技術(shù)的競爭核心已經(jīng)成為時間、質(zhì)量及成本的統(tǒng)一。

二、國內(nèi)機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀

國內(nèi)機器制造業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)發(fā)展成為大規(guī)模、科技化的模式,然而國內(nèi)機械制造技術(shù)仍然存在著眾多問題,嚴重影響國內(nèi)機械制造業(yè)的發(fā)展。1.創(chuàng)新性不強,隨著國家對科技創(chuàng)新的認識,國內(nèi)航天技術(shù)、軌道交通、煉油等技術(shù)已經(jīng)將自主創(chuàng)新作為主要的方式,然而與發(fā)達國家相比仍然存在著明顯的差距。隨著發(fā)電設(shè)備、鋼鐵、軍用飛機及發(fā)電設(shè)備等技術(shù)的引進,國內(nèi)的自主開發(fā)及創(chuàng)新能力明顯提高,然而在大型乙烯成套設(shè)備、轎車及計算機系統(tǒng)軟件等先進技術(shù)的運用上尚不熟練,依然屬于消化階段,而在光纖制造設(shè)備、大型醫(yī)療設(shè)備、集成電路和半導體專用設(shè)備、大型飛機等技術(shù)上明顯缺乏不足,依然通過購買國外產(chǎn)品來實現(xiàn)國內(nèi)應(yīng)用。2.一些機械的制造技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱,電子元器件、工藝流程、設(shè)計技術(shù)、基礎(chǔ)機械零部件、儀器儀表、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)制造裝備及標準體系等發(fā)展均明顯滯后與國外發(fā)達國家,嚴重阻礙了制造業(yè)的發(fā)展。3.機械制造技術(shù)尚未形成有創(chuàng)新體系,國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力薄弱,不能促進國家技術(shù)創(chuàng)新的形成,未成為技術(shù)能力創(chuàng)新的主體,目前國內(nèi)專業(yè)、經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員比較少,無穩(wěn)定、精干的科研力量從事技術(shù)能力創(chuàng)新的人員開發(fā)及研究產(chǎn)業(yè)共性技術(shù),一些國內(nèi)出現(xiàn)的科技中介服務(wù)體系尚且處于發(fā)展階段,作用不能得到充分的發(fā)揮。

三、機械制造技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向

機械制造是在傳統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,繼承了傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點的基礎(chǔ)上同時吸收了高科技成果,且在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工中滲入使用。隨著航空、激光、電子等工業(yè)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代機械制造技術(shù)的要求亦越來越高,而機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展中CIMS及精密制造將作為主體地位而存在。另一方面,精密制造技術(shù)得到迅速發(fā)展,其中細微加工、納米技術(shù)及超精密加工的前沿等作為代表,而微型機器人及微型電子技術(shù)也會得到快速發(fā)展。具體有幾下方向:精密制造技術(shù),主要包括精密加工及超精密加工兩種,均以精密磨削及精密切削為主,產(chǎn)品的精度能夠達到納米級,目前納米技術(shù)是世界最為先進的制造技術(shù),將會成為21世紀最為先進的制造技術(shù),而微型制造機械作為納米技術(shù)的產(chǎn)物及電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合,將成為21世紀的核心。2.特殊材料的迅速發(fā)展,隨著社會的發(fā)展,眾多特殊材料如淬火鋼、硅鍺合金、金剛石、硬質(zhì)合金等,同時一些常規(guī)方法無法加工的零件如型孔、深孔、小縫、彎孔等可以用特殊加工辦法加工。特種加工去除材料主要采用化學能、熱能、電化學能、聲能、電能等進行加工,有時也與機械能對工件進行加工。3.隨著網(wǎng)絡(luò)化與信息化的發(fā)展,機械制造系統(tǒng)朝信息化的方向發(fā)展,開拓市場、原料選擇、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品銷售等均可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)跨國交易,同時信息交流使得發(fā)展及競爭,信息化必將成為全球的重要產(chǎn)業(yè)。4.智能化與自動化,智能化下柔性化迅速發(fā)展,生產(chǎn)系統(tǒng)也具有了完善的適應(yīng)及判斷能力,智能生產(chǎn)也必將成為一種新型的模式的發(fā)展。5.綠色環(huán)保,工業(yè)革命長期發(fā)展,環(huán)境污染嚴重,人們對機械制造的要求更高,機械制造行業(yè)也需要做到綠色環(huán)保的要求,從生產(chǎn)材料、加工設(shè)備、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品回收等環(huán)節(jié)均需做到綠色無公害。

結(jié)束語

我國經(jīng)濟迅速發(fā)展進程中,機械制造行業(yè)這個核心產(chǎn)業(yè)作為突出的薄弱環(huán)節(jié),嚴重影響了我國經(jīng)濟的發(fā)展,因此相關(guān)企業(yè)及研究人員要不斷鉆研,刻苦奮斗,堅持自主創(chuàng)新,從而縮小與發(fā)達國家的差距,實現(xiàn)民族富強。

參考文獻

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