摘要⏏️：文章概括了我國製造技術的發展裏程，提出數字化🫲🏼、精密化、極端化、自動化、集成化🍬、網絡化、智能化和綠色製造等8個方面將成為未來先進製造技術（AMT）的發展新趨勢。並從串行製造的弊端🔜、傳統技術與高新技術的矛盾👲、環境保護與治理不夠⌚️➛、單元技術與行業結合的矛盾🐆、人才缺乏5個角度分析了我國製造技術發展所遇到的瓶頸問題🫃🏿♜。

 

  　  關鍵詞：製造業☄️🐹；先進製造技術；AMT🌉；數字化🧑🏿‍✈️；創新

  　  改革開放以來，隨著我國製造業的迅速發展👨‍🔬🫵🏻，製造技術水平也進入世界前列。盡管🌍🫲🏻，目前我國製造業的科技創新能力有了不同程度的提高🥋，但是平均水準還比較低👨🏼‍🎤，基本上都是漸進性創造和產品創新為主🤘🏼，突破性創新和工藝創新還很少，生產產品品種少🧑🏻‍🤝‍🧑🏻，附加值和技術含量低👱🏻‍♂️。另一方面🚵🏼，隨著社會需求個性化、多樣化的發展🧚🏼‍♀️，生產規模沿小批量——大批量——多品種變批量的方向發展🤵‍♂️，以及以計算機為代表的高技術和現代化管理技術的引入、滲透和融化，不斷改變著傳統製造技術的面貌和內涵🧎‍♂️。因此🍉，有必要重新審視我國先進製造技術（AMT）在新時期面臨的機遇與挑戰。

  　  1  製造技術的發展裏程

  　  我國製造技術的發展可以分為三個階段：

  　  1.1手工生產階段　

  　  這一階段🧍🏻‍♂️，製造的手段和水平都比較低🥃，為個體和小作坊生產，體現了體腦結合，設計與製造一體，技術水平取決於經驗，多為單件、小批量生產方式，基本上適應了當時人類發展的需求🕵🏼‍♀️。

   　 1.2大工業生產階段　

   　 在市場經濟的驅動下，市場需求量有了很大的提高，此外👩🏿‍🚀，科學技術水平的提高以及國外技術的引入使製造手段和水平有了很大的提高🚵🏻‍♂️，形成了大工業生產方式👩‍🦼。嚴格的分工和生產進度形成了自動化流水生產線🧑🏿‍🔬，單一品種的大批量生產是這個階段最大的特點，但同時也帶來了設計與製造分家🏊🏻‍♀️、體腦分離的局面。隨著我國經濟的不斷發展🦋、人民對物質文化需求的不斷提升以及全世界科學技術日新月異的發展👩‍🌾，產品更新換代的速度不斷加快，快速響應多品種單件小批生產產品的市場需求就成了一個突出的矛盾。
 
  　  1.3虛擬現實工業生產階段　

   　 從製造技術及製造業的發展過程來看，我國在21世紀將長期把信息技術、計算機技術、網絡技術融入AMT的理念中，大規模地采用集成製造♘、並行工程、計算機仿真⇒、虛擬製造🕵️‍♂️、動態聯盟和電子商務等舉措👋🏻，將設計與製造高度結合⭐️，用虛擬現實的方法，將產品的設計階段和製造階段融為一體🧑🏻‍🔬，在設計中就能發現製造中的問題。此外，這一階段的另一個特點就是可聚集全世界的製造資源來進行全世界範圍的合作生產，縮短上市時間，提高產品質量。

  　  2  AMT對我國製造業提出新要求

  　  2.1數字化製造——AMT的核心

   　 數字化技術和製造技術的融合形成數字化製造技術🍔，其主要內涵是🏊‍♀️：
 
    　（1）以QFD/CADD/DFX/VM/RP/CAM/CAE以及成型和加工工藝仿真等為主體的上遊骨幹技術群。
 
   　 （2）由NC/NGC/CNC/DNC/FMC/PFMC/FMS/PFMS/Web-based製造🙇🏻‍♀️、無圖紙製造和機器人、物流系統等組成的下遊數字控製技術群。

   　 （3）以IGES/STEP/MRP II/ERP/MIS/PDM/TDM，工程數據庫和因特網等為主題的製造信息支持技術群🦶🏼🚵‍♀️。
 
    　2.2精密化——AMT發展的關鍵

   　 精密化一方面指對產品👳🏼‍♂️、零件的精度要求越來越高🫲🏽；另一方面指對產品🙂‍↔️、零件的加工精度要求越來越高。加工精度及其發展可分為精密加工👱🏻、細微加工、納米加工等等🙇🏿📪。20世紀初🧑🏿‍🔬，超精密加工的誤差是10μm，至今達到0.00lμm，即lnm。微電子芯片的製造有所謂的“三超”：（1）超凈，加工車間塵埃顆粒直徑小於lμm，顆粒數＜0.1個／0.028m3🍶；（2）超純，芯片材料有害雜質🧔🏽‍♂️🧎‍♀️，其含量小於十億分之一👰‍♂️；（3）超精😒，加工精度達納米級。顯然，沒有先進製造技術🛢💆‍♂️，就沒有先進電子技術裝備。

  　  2.3極端化——AMT發展的焦點

    　極端化是指在極端條件下工作的或有極端要求的產品❎，從而也是指這類產品的製造技術有“極”的要求。在高溫💉、高壓、高濕、強磁場👿、強腐蝕等條件下工作的🧎🏻‍♂️，或有高硬度💑、大彈性等要求的🖥🧏🏿‍♀️，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。如工業發達國家高度關註的一項前沿科技“微機電系統（MEMS）”🧕🏻💇，其運用於信息領域中的分子存儲器、芯片加工設備；生命領域中的克隆技術、基因操作系統；軍事武器中的精確製導技術🧙🏿‍♀️，精確打擊技術；航空航天領域中的微型飛機👷🏼‍♀️，微型衛星𓀗，“納米”衛星（0.1kg以內）；以及醫用微型機器人等等。

  　  2.4 自動化——AMT發展的條件

   　 從自動控製🉐、自動調節、自動補償和自動辨識發展到自學習、自組織、自維護和自修復等，自動控製的內涵與水平是今非昔比🙌。在控製理論（Agent系統的理論與方法🙍🏼、基於網絡的控製理論、復雜系統的控製理論等）、控製技術（智能化檢測、多媒體信息檢測等）🗓、系統（網絡控製系統😣、復雜系統等）、控製元件（具有生物特征的傳感元件等）的依托下，自動化技術是AMT發展的前提條件🗿。
 
  　  2.5 集成化——AMT發展的方法

  　  AMT的集成化包括以下幾個方面：

  　  （1）現代技術的集成（例如機📉🤹🏽‍♀️、電、液👩🏽‍⚖️、氣一體化技術）。現代技術的集成往往涉及檢測傳感技術、信息處理技術、自動控製技術、伺服傳動技術🤭、精密機械技術、系統總體技術、液壓/氣壓傳動等多學科的交叉▪️。
 
   　 （2）加工技術的集成（例如特種加工技術及其裝備）🧝。

    　（3）企業集成（例如並行工程🤴🏿🧑🏿‍💼、敏捷製造🍎、精益生產、CIMS等）👱🏼‍♀️。包括生產信息、功能🧑‍🎓、過程的集成；包括生產過程的集成🕘、全壽命周期過程的集成；也包括企業內部的集成，企業外部的集成🏊🏼。

 　   2.6 網絡化——AMT的發展道路

  　  製造技術的網絡化是先進製造技術發展的必由之路。它主要體現在兩個方面，一是利用網絡在產品設計、製造與生產管理等活動乃至企業整個業務流程中充分享用有關資源，即快速調集有機整合與高效利用有關製造資源；二是製造過程與組織的分散化👥、網絡化，使企業把力量集中在自己最有競爭力的核心業務上。

  　  2.7 智能化——AMT的發展前景

   　 智能化製造模式的基礎是智能製造系統🫅🏽，智能製造系統既是智能和技術的集成而形成的應用環境🙏🏼，也是智能製造模式的載體。與傳統的製造相比，智能製造系統具有以下特點🧏🏻：（1）人機一體化；（2）自律能力；（3）自組織和超柔性；（4）學習能力和自我維護能力；（5）在未來👨🏻‍🍼，具有更高級的類人思維的能力。
 
    　2.8 綠色——AMT發展的必然

    　在製造過程中🎉，除了綜合考慮產品的TQCS（Time，Quality，Cost💅🏿🎳，Service）屬性，還要註重產品的E（Environment）屬性，即產品使用的綠色度，在國際環保標準ISO14000於1996年1月份正式頒布和實施以後，這將越來越成為衡量產品性能的一個重要因素。製造業的產品從構思開始🎊，到設計階段👮🏻‍♂️、製造階段、銷售階段、使用與維修階段，直到回收階段、再製造各階段🙆🏻，都必須充分涉及環境保護，製造必然要走向“綠色”製造👑。成形製造技術向凈成形方向的發展、幹式加工的應用、工藝模擬技術的發展👩🏼‍🎓👩🏽‍🌾、RPM/LOM/FDM等新型製造技術的湧現都是綠色製造技術應用的重要表現。

   　 3  製約我國製造業發展的瓶頸問題

    　3.1 串行製造的弊端
 
   　 目前🍚，企業製造缺乏可相互操作的系統應用軟件，設計數據的交換受到限製；工藝數據交換標準也因工藝個性化和集成化的困難而受到阻礙🧝🏻；企業在資源規劃及其設計功能的集成方面遇到很大困難；產品的製造和生命周期的優化仍然難以實現。

   　 3.2 傳統技術與高新技術的矛盾

   　 我國在20世紀60和70年代建成了一個比較完整的製造業體系，但水平還很低，而且未能加快信息技術等高新技術的發展。因此，改革開放以後我國的製造技術在體製和技術上均不能適應市場經濟的需求。此外🦶🏼，在引進國際先進技術的同時，未能處理好引進與自力更生的關系。自力更生是基本國策，引進應該是通過消化、吸收、能達到跟蹤、創新🧑🏼‍💼🪼、自行生產的目的。
 
   　 3.3 環境保護與治理不夠

   　 隨著環境保護問題社會關註度的提高🔢，政府在鼓勵增強環境保護意識、從嚴治理環境、落實管理責任製等決策方面，還應加大力度🎡。如何更有效地應用資源、增加對回收材料的使用、把廢棄物生成無公害物質或製品等方面，仍有很大潛力可挖。

   　 3.4 單元技術與行業結合的矛盾

   　 在當前市場形勢的驅動下，結合行業產品來發展製造技術才是最有效的🤛🏻🧔🏽‍♀️，但我國在高、大⏩、精、尖、熱、基等行業的整體水平和科技成果的轉化方面還遠遠不夠。例如，我國的數控機床經過數十年的攻關，但成效始終不夠理想，值得深思，這有技術的問題，也有組織問題和戰略問題。單元技術是基礎✊🏼，但行業整體水平卻是將科技成果實現產業化的保證🧗🏿。

  　  3.5 人才缺乏

    　在我國✍️，國有大中企業專業技術人員長期缺乏的局面🎅🏽，大大削弱了新產品新技術的開發能力。一方面，高等院校大批量的優秀人才選擇出國，即使留在國內的也更願意去外資企業和中外合資企業工作；另一方面，正規的技術培訓機構往往受到輕視，這使得我國的技術工人大量流失，導致製造業的總體水平不高🌼。
 
    　4  總  結

   　 近二三十年來，計算機輔助設計／計算機輔助製造／計算機輔助工程（CAD/CAM/CAE）🫱🏽、計算機輔助工藝規劃（CAPP）、成組技術（GT）🛰、計算機集成製造（CIM）、柔性製造（FM）、面向“X”的設計（DFX）🙋🏼‍♀️🥫、精良生產（LP）🧑‍🚀、最優生產技術（OPT）🍁、並行工程（CE）、企業過程重組（BPR）、產品數據管理（PDM）🏨、製造資源計劃（MRP II）、企業資源計劃（ERP）、供應鏈管理（SCM）🦹🏿‍♀️、管理信息系統（MIS）、全面質量管理（TQM）、全面生產維護（TPM）🍓、敏捷製造（AM）♞、智能製造（IM）、虛擬產品開發（VPD）🧑🏼‍🎄👃🏽、虛擬製造（VM）🚔、協同製造（CM）、遙遠控製（RM）、快速原型（RP）、綠色製造（GM）🧔🏻‍♀️、生物型製造（BM）、現代集成製造（CIM）等AMT技術開始逐步在我國工業生產上應用🤳🏽，日益顯示出AMT在工業上的巨大潛力。盡管有些技術才剛剛起步，但它們在企業目標👩‍👦🙅、管理模式、運行機製、關鍵技術及生產過程方面有著許多共同之處，這些共同點構成了AMT的發展方向。

   　 曾有學者預言：根據人類歷史上工業革命的發生規律，21世紀50年代將會出現一次新的工業革命。對中國來說，這將是挑戰，同時也是契機。我國應加快以企業為中心的技術創新體系的建立，實現技術創新🏊🏽‍♀️、組織創新、管理創新和人才創新，為製造技術的發展營造一個健康積極的環境🏋🏽‍♂️，從數、精🕚🧏🏽‍♀️、極、自、集✊🏼☢️、網🤤、智、綠等多個方面去努力，那麽新的工業革命在中國發生的目標將不會是夢想。 

    參考文獻
    [1]宋健.製造業與現代化.北京：製造技術與機床𓀌，2002（12）
    [2]朱高峰.新世紀如何提高和發展我國製造業.北京：機電產品開發與創新，2003（2）
    [3]楊叔子🐁，吳波.先進製造技術及其發展趨勢.機械工程學報🥳，2003年10月
    [4]王先逵.製造技術的歷史回顧與面臨的機遇和挑戰.機械工程學報，2002N5
    [5]曹來發，殷瑞芝.中國的工業化與製造業.科技情報開發與經濟，2003N5
    [6] ZHANG B P.et al.Some fundamental issues in manufacturing science[A]. Proc.of MST'94[C]➙， Beijing: International Academic Pub，1994.

 

　　[作者:恒达平台機械工程學院 ]