先进制造业

    制 造业一直是国民经济发展的重要基础，发达国家的经济起 　　　　　　飞就起源于工业革命之后。世界制造业的发展由劳动密 集型、资源密集型到资源资本要素投入型，　再发展到技术资本密 集型和知识技术创新型；由传统制造业到高新技术产业、先进 制造业，并将进一步到先进制造业与现代服务业互动共融发展； 由传统生产方式到先进制造模式，并最终实现循环经济发展模 式。
    而先进制造业的发展正适应了制造业全球化，即生产全球 化、销售全球化、融资全球化、服务全球化和研发全球化的趋势。 　　　　２０世纪９０年代，信息化浪潮带动制造业升级，发达国家纷 纷制定各种计划促进传统制造业向先进制造业转变，以提高产 业国际竞争力。
  如美国１９９０年发起的“先进技术计划（ＡＴＰ）”、 １９９３ 年推出的“先进制造技术计划（ＡＭＴ）”和 １９９７年公布的 “下一代制造行动纲要”，德国的“２０００年生产技术计划”，日本 的“智能制造系统计划”、“新兴工业创新型技术研究开发促进 计划”和２００４年５月发布的“新产业创造战略”等等。
     　　　　从世界制造业发展态势看，在美国“下一代制造计划”及 其行动纲要中做出的人、技术与管理是未来制造业成功三要素 的判断；和在　“集成制造技术路线图计划”中提出的未来制造 业的六大时代特征，即：全球化市场竞争，制造技术变革，制 造业信息化，产品技术知识密集，用户需求个性化，资源环境 条件约束强化，必将进一步促进先进制造业的发展。
    当前，为 提高制造业的国际竞争力，发达国家、新兴工业化国家和地区 以及部分发展中国家正在努力发展先进制造业。 先进制造业的内涵和特点 　　　　先进制造业的内涵是相对于传统制造业而言，指制造业不 断地吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等 方面的高新技术成果，并将这些先进制造技术综合应用于制造 业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销、服务和管理 的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，即实现信 息化、自动化、智能化、柔性化、生态化生产，取得很好经济社 会和市场效果的制造业的总称。
     16 保等高新技术产业广泛应用先进制造工艺，包括先进常规工艺 与装备、精密与超精密加工技术、纳米加工技术、特种加工技 术、成形工艺和材料改性等先进制造技术和工艺。
   　　　　——机械装备工业、汽车工业、造船工业、化工、轻纺等传 统产业广泛采用先进制造技术，特别是用信息技术进行改造，给 传统制造业带来了重大变革，生产技术不断更新，设计方法、加 工工艺、加工装备、测量监控、质量保证和企业经营管理等生产 全过程都渗透着高新技术，ＣＡＤ、ＮＣ和柔性制造技术在制造业 中已得到了广泛的应用，使其发生质的飞跃，产生了一批新的制 　　　　先进制造业的主要特点有： 造技术和制造生产模式。
     　　　　一是广泛应用先进制造技术，信息技术与其它先进制造技 　　　　——在高新技术的带动与冲击下，装备工业走向机电一体 术相融合，驾驭生产过程中的物质流、能量流和信息流，实现 化、人机一体化、一机多能、检测集成一体化，出现机器人化机 制造过程的系统化、集成化和信息化。
     床、虚拟轴车床、高速模块化机床等新型加工机床，数控机床走 　　　　二是采用先进制造模式，制造模式是制造业为提高产品质 向智能化、智能化加工单元。 量、市场竞争力、生产规模和速度，以完成特定生产任务而采 　　　　——制造技术不断向高加工化和高技术化方向发展，给制 取的一种有效的生产方式和生产组织形式。
    目标是实现数字化 造业带来深刻的变革，未来的制造业将进入融柔性化、智能化、 设计、自动化制造、信息化管理、网络化经营。 敏捷化、精益化、全球化和人性化于一体的崭新时代。
   先进制造技术的发展和应用 先进制造模式和制造系统 　　　　先进制造技术是推进先进制造业发展的助推器。  先进制造 　　　　在传统制造技术逐步向现代高新技术发展、渗透、交汇和演 技术是制造业不断地吸收机械、电子、信息、材料以及现代管 变的过程中，形成了先进制造技术的同时，出现了先进制造模 理技术等方面的成果，并将其综合应用于制造业产品设计、制 式。
   造、检测、管理、销售、使用、服务的全过程，实现优质、高 　　　　制造模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规 效、低耗、清洁、灵活生产，取得很好经济效果的制造技术的 模和生产速度，以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生 总称。
     产方式和一定的生产组织形式，这就是制造模式。现代先进制造 　　　　先进制造技术主要是制造新技术系统集成。与传统制造技 生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的 术相比，它具有四方面特点： 过程而来。
   　　　　——先进制造技术的基础是优质、高效、低耗、无污染或 　　　　制造生产模式具有鲜明的时代性。  工业化时代的福特大批 少污染工艺，并在此基础上实现优化及与新技术的结合，形成 量生产模式以提供廉价的产品为主要目的；信息化时代的柔性 新的工艺与技术。
   生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等以快速满足顾客的多 　　　　——传统制造技术一般单指加工制造过程的工艺办法，而 样化需求为主要目的；未来发展趋势是知识化时代的绿色制造 先进制造技术覆盖了从产品设计、加工制造到产品销售、使用、 生产模式，它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少 维修整个过程。
     能源消耗为主要目的。 　　　　——传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能 　　　　根据国际生产工程学会（ＣＩＲＰ）近１０年的统计，发达国家所 量流，随着信息技术的列入，使先进制造技术成为能驾驭生产 涌现的先进制造系统和先进制造生产模式就多达３３种。
    发达国 过程中的物质流、能量流和信息流的系统工程。 家制造业企业，特别是跨国公司和创新性中小企业已广泛采用 　　　　——传统制造技术的学科、专业单一，界限分明，而先进 一些新的制造模式，如：柔性制造系统（ＦＭＳ）；计算机集成制造 制造技术的各专业、学科、技术之间的不断交叉、融合，形成 系统（ＣＩＭＳ）；精益生产模式（ＬＰ）；清洁生产模式（ＣＰ）；高效快 了综合、集成的新技术。
     速重组生产系统；虚拟制造模式（ＶＭ）等。目前，正在开发下一 　　　　先进制造技术的发展应用具体表现在： 代制造和生产模式，如：并行工程和协同制造（ＨＭ）、生物制造 　　　　——微电子、计算机、信息、生物、新材料、航空航天、环 （ＢＭ）、远程网络制造（ＲＭ）、全球制造（ＧＭ）和下一代制造系统 17 开卷广角 Ju Jiao Xin Jing Ji “上海制造”制造新上海 聚焦新经济 （ＮＧＭＳ）等。
     　　　　——柔性生产模式。 由英国莫林斯（Ｍｏｌｉｎｓ）公司首次提出 的柔性生产模式，在２０世纪７０年代末得到推广应用。该模式主 要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现 多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，缩 短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进 产品质量。
     　　　　——智能制造模式。该模式是在制造生产的各个环节中，应 用智能制造技术和系统，以一种高度柔性和高度集成的方式，通 有效集成。 过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和 　　　　——虚拟制造生产模式。
   虚拟制造生产模式是利用制造过 决策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人 程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计 类专家的制造智能进行了完善、继承和发展。
    因智能制造可实 算机中实现的制造技术。它从根本上改变传统的产品设计与制 现决策自动化，实现“制造智能”和制造技术的“智能化”，进 造模式，在产品制造出来之前，应在虚拟制造环境中完成软产 而实现制造生产的信息化和自动化。
   品原型，代替系统硬件进行试验，对其性能进行了预测和评估， 　　　　——精益生产模式。   该生产模式是由１９９０年美国麻省理工 从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高 学院在总结第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工 其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更 业的经验时提出的。
  这种模式以改革企业生产管理为特点，其 经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优 基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好 的制造生产模式。   的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特 　　　　此外，美国麻省理工学院的“敏捷论坛”和“制造先驱”两 点。
  它可消除制造企业因采用大量生产方式所造成的过于臃肿 个机构还于１９９５年共同策划提出“下一代制造生产模式”。其中 和浪费的缺点，实施“精简、消肿”的对策，以及“精益求精” 心思想是：经济全球化是推动制造业未来发展的原动力，明确 的管理思想。
    该模式要求产品优质，且充分考虑人的因素，采 在下一代竞争环境中获得成功应采取的制造方法。认为在制造 用灵活的小组工作方式和强调合作的并行工作方式；在生产技 过程中的管理技术有着统率生产过程、决定产品质量和市场竞 术上是采用适度的自动化技术，使制造企业的资源能够得到合 争力的独特作用。
    该模式对２１世纪制造业的发展具有深远的影 理的配置、充分的利用。 响。 　　　　——敏捷制造模式。 产生于２０世纪８０年代后期的敏捷制造 模式与虚拟制造生产模式一起被美国政府作为具有划时代意义 影响先进制造业发展的未来技术 的“２１世纪制造企业的发展战略”。
    该模式是将柔性制造的先进 　　　　据预测，进入２１世纪，影响先进制造业发展的技术领域主 技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业 要有：纳米制造技术、仿生制造技术、制造信息技术和信息管 内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对 理技术等；而生态型绿色制造将成为未来发展的重要趋势。
     千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要 　　　　纳米制造技术泛指纳米级尺度的微型材料制备、零件和系 求。这种模式促进了传统的制造业发生根本性变化，以因特网 统的设计、生产、测量和控制等技术，是人类从宏观进入微观 为代表的信息技术导致制造企业的管理体制和生产模式发生根 制造领域的前沿技术；仿生制造技术是由制造技术和生物技术 本变化。
    敏捷制造生产模式的新概念和新理论不断出现，推动 交叉衍生而出，具有高度的自组织性、自适应性、协调性、应 着制造科学发展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制 变性、智能性和柔性；制造信息技术是制造技术走向全球化、智 造和智能制造等新概念的问世。
   能化、网络化、虚拟化、绿色化、自动化和现代化的关键技术； 　　　　——高效快速重组生产系统模式。   该模式是我国学者在对 制造信息管理技术在发展先进制造业、增强产品市场竞争力中 柔性生产、精益生产和敏捷制造这三种制造生产模式的优点进 将发挥越来越重要的作用；而生态型绿色制造则是综合运用生 行比较、综合和创新之后，于１９９５年提出的。
  高效快速重组生 物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使 产系统模式是上述三种模式的理论和实践在更高层次上的有机 制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的 集成生产系统，其特征是对市场的灵活快速反应的制造资源的 综合集成技术。
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