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【關(guān)鍵詞】數(shù)字化;先進(jìn)制造;機(jī)械;信息化
【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.
【Keywords】Digital technology; Advanced Manufactories Technology; Mechanical Manufacture; Informatization
1 先進(jìn)制造技術(shù)的含義
先進(jìn)制造技術(shù)AMT(Advanced Manufactories Technology)是指以提高制造企業(yè)綜合效益為目的,綜合利用信息、能源、環(huán)保等高新技術(shù)以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù),對傳統(tǒng)制造過程中及產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期中的使用、維護(hù)、回收、利用等有關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究并發(fā)行的所有適用技術(shù)的總稱[1-2]。
相對傳統(tǒng)制造技術(shù),數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù),且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新,是先進(jìn)制造技術(shù)的核心。數(shù)字化先進(jìn)制造是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。它是對制造過程進(jìn)行數(shù)字化的描述,將制造信息采用數(shù)字化的表征、存儲、處理、傳遞和加工,從而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程[3-6]。
2 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)
2.1 先進(jìn)制造技術(shù)的基本特征
先進(jìn)制造技術(shù)包括以下五個(gè)基本特征。
(1)先進(jìn)性。制造工藝作為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ),必須是經(jīng)過優(yōu)化的先進(jìn)工藝。先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝,它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來,并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。
(2)通用性。先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨(dú)分割在制造過程的某一環(huán)節(jié),它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù),甚至回收整個(gè)過程。
(3)系統(tǒng)性。隨著微電子、信息技術(shù)的引入,先進(jìn)制造技術(shù)的駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動過程。先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。
(4)集成性。先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合,界限逐漸淡化甚至消失,技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化,已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。
(5)技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合。對市場變化做出更敏捷的反應(yīng)及對最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的追求,使先進(jìn)制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過程組織管理體制的合理化和最佳化。
2.2 基于數(shù)字化的先進(jìn)制造技術(shù)
數(shù)字化制造技術(shù)符合先進(jìn)制造技術(shù)的上述五個(gè)基本特征。先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)代是數(shù)字化信息的時(shí)代,數(shù)字化技術(shù)是數(shù)字的生產(chǎn)、采集、存貯、變換、傳遞、處理及廣泛利用的新興科技領(lǐng)域。制造業(yè)從50年代數(shù)控機(jī)床的發(fā)明,標(biāo)志著機(jī)械制造業(yè)向著數(shù)字化走出了第一步,隨后制造信息化沿著三個(gè)方面推進(jìn),一是現(xiàn)場生產(chǎn)方面,如:NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等;二是產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)方面,如APT/CAD/CAM/CAE等;三是生產(chǎn)管理和集成方面,如MRP/PDM/ERP/CIMS等??梢哉f信息技術(shù)改變了當(dāng)代制造業(yè)的面貌。
3 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心
3.1 數(shù)字化先進(jìn)制造的核心技術(shù)
數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的核心,它是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。數(shù)字化先進(jìn)制造主要包括以下幾個(gè)核心技術(shù)[4,6]:
(1)制造過程的建模與仿真。制造過程的建模與仿真是在一臺計(jì)算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程,建模通常基于制造工藝本身的物理和化學(xué)知識,并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。
(2)網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造。利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),改善企業(yè)對市場的響應(yīng)性。我國企業(yè)向國際接軌就必須在此領(lǐng)域開展研究,盡快掌握并趕上國外先進(jìn)水平。
(3)虛擬產(chǎn)品開發(fā)。虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個(gè)核心要素:數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計(jì)算與通訊和組織、管理的改變。
3.2 數(shù)字化對先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
(1)數(shù)字制造的全球?qū)崿F(xiàn)―網(wǎng)絡(luò)制造。隨著數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展,這些企業(yè)可利用協(xié)同工作技術(shù),在一定的時(shí)間、一定的空間內(nèi),利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),小組成員共享通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部傳遞的知識與信息。
(2)數(shù)字制造的動態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造。為實(shí)現(xiàn)高增值、高產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù),只有借助于高性能計(jì)算機(jī)和高速網(wǎng)絡(luò),在數(shù)字化環(huán)境中,充分利用其他企業(yè)制造過程的信息流和數(shù)據(jù)庫等有用的數(shù)字化資源,才能對變化市場做出快速的響應(yīng)。對于某些產(chǎn)品一個(gè)企業(yè)不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨(dú)立開發(fā)和制造其全部,必須根據(jù)任務(wù),由一個(gè)公司的某些部門或不同公司按資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置。于是,一種以數(shù)字制造為平臺的先進(jìn)制造技術(shù)即數(shù)字制造的動態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造嶄露頭角。
(3)數(shù)字制造的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)―虛擬制造。數(shù)字化表征與傳遞、建模與仿真是數(shù)字制造的核心科學(xué)問題。這種能實(shí)現(xiàn)制造形狀與過程的數(shù)字化表征、非符號化制造知識的表征、制造信息的可靠獲取及其傳遞的、由整個(gè)制造信息形成的數(shù)字空間,為計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了用武之地。
(4)數(shù)字制造的快速實(shí)現(xiàn)―快速原型制造。制造業(yè)面臨兩個(gè)重要的挑戰(zhàn):一是要大大減少開發(fā)時(shí)間,二是產(chǎn)品的個(gè)性化。雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD和CAM)已在很大程度上改善了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方法,但在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造集成實(shí)踐過程中仍有許多障礙。
虛擬制造技術(shù)在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品實(shí)際的制造過程,對縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期、減少開發(fā)費(fèi)用、提高市場競爭能力做出了重大貢獻(xiàn)。通過長期的探索與實(shí)踐,催生了制造技術(shù)上的又一次新的變革―快速成型制造技術(shù)。
(5)數(shù)字制造的環(huán)?;瘜?shí)現(xiàn)―綠色設(shè)計(jì)與制造。制造業(yè)為人類的繁榮昌盛做出了巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),每年產(chǎn)生了近55億噸的無害廢品和7億噸的有害廢品。因此,為了有效地保護(hù)環(huán)境,一定要在制造的各個(gè)階段進(jìn)行污染控制。有必要使用能在各個(gè)階段評估環(huán)境被影響的后果的工具和方法學(xué)來支持設(shè)計(jì)和制造,一種具有意識的先進(jìn)制造技術(shù)―綠色設(shè)計(jì)與制造ECD&M (EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing )。
4 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的未來
目前,計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已成為制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)境和重要手段,目前世界500強(qiáng)企業(yè)無一例外地建立了內(nèi)部網(wǎng)。制造業(yè)在知識經(jīng)濟(jì)到來時(shí)呈現(xiàn)明顯的信息化趨勢,可以說信息技術(shù)在促進(jìn)當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展過程中的作用是第一位的,信息技術(shù)將在更深層次上滲透和改造傳統(tǒng)制造業(yè)。
當(dāng)前,數(shù)字化制造正在深入發(fā)展,其主要趨勢呈以下四點(diǎn):
(1)由二維向三維的轉(zhuǎn)變―形成以MBD/MBI(Model Based Definition,MBD 基于模型的定義/Model-BasedInstructions,MBI基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書)為核心的設(shè)計(jì)與制造。MBD是用集成的三維實(shí)體模型來完整的表達(dá)產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品定義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為設(shè)計(jì)人員服務(wù),解決的是要制造什么的問題;MBI是以三維模型表達(dá)的車間工作規(guī)范和方法,為加工、裝配、檢測人員服務(wù),解決的是怎么制造的問題。MBD/MBI技術(shù)將使工程技術(shù)人員從繁瑣的二維圖紙和表格文化中解放出來,可將更多精力轉(zhuǎn)移到需求分析和產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)上。
(2)真正并行和協(xié)同的實(shí)現(xiàn)-數(shù)字化制造中的直觀可視化工作環(huán)境以及建模和仿真技術(shù),為并行和協(xié)同工作提供了友好的協(xié)同工作環(huán)境及有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段和評估優(yōu)化工具。數(shù)字化制造是制造業(yè)信息化發(fā)展的新階段,也是目前制造業(yè)的重要發(fā)展方向,如精密化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化等,無一不與數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
(3)數(shù)字化裝配與維修的應(yīng)用―裝配是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR, Virtual Reality)的發(fā)展為解決裝配序列規(guī)劃和裝配性能仿真提供新的思路和方法,虛擬裝配技術(shù)可在無物理樣機(jī)的情況下對產(chǎn)品可裝配性、可拆卸性、可維修性和裝配過程中的裝配精度、裝配性能等進(jìn)行分析、預(yù)測和驗(yàn)證,并支持面向生產(chǎn)現(xiàn)場的裝配工藝過程的動態(tài)仿真、規(guī)劃與優(yōu)化。目前虛擬裝配技術(shù)已從簡單的幾何裝配正朝著考慮精度、物性、過程、環(huán)境等多方面因素的裝配技術(shù)方向發(fā)展,這是推進(jìn)虛擬裝配技術(shù)實(shí)用化發(fā)展的重要一步。
(4)數(shù)字化車間與數(shù)字化工廠―數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造技術(shù)在車間和和工廠集成應(yīng)用和高效運(yùn)營的全新生產(chǎn)模式。它在三維工藝過程、工藝裝備、生產(chǎn)線布局和生產(chǎn)管理綜合優(yōu)化和集成的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在工廠、車間和生產(chǎn)線上由設(shè)計(jì)到制造的數(shù)字化執(zhí)行、管理和控制問題,是實(shí)現(xiàn)企業(yè)挖潛和增效的最有效形式。目前,生產(chǎn)線建模仿真技術(shù)和車間布局規(guī)劃已日益受到重視,它為高效物流實(shí)施以及精益生產(chǎn)、可重構(gòu)制造、單元化制造等先進(jìn)制造模式提供科學(xué)分析工具,尤其對多品種、變批量和混線生產(chǎn)等復(fù)雜生產(chǎn)模式具有重要指導(dǎo)意義。
5 結(jié)束語
先進(jìn)制造技術(shù)是改造傳統(tǒng)制造業(yè)的有效手段,為了有效地在我國利用先進(jìn)制造技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè),需要明確研究、開發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的重點(diǎn)。綜觀以上先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展,可以看出數(shù)字制造實(shí)為先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù),是實(shí)施其他先進(jìn)制造技術(shù)的平臺。
數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)是席卷全球的數(shù)字化浪潮中的重要一環(huán),其本質(zhì)是支持?jǐn)?shù)字化或信息化制造業(yè)的技術(shù)。充分運(yùn)用當(dāng)代數(shù)字化技術(shù),大力發(fā)展數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)符合本世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢。
【參考文獻(xiàn)】
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[關(guān)鍵詞] 先進(jìn)制造技術(shù) 信息 競爭 產(chǎn)品 發(fā)展趨勢
一、引言
世界各國間的經(jīng)濟(jì)競爭,主要體現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)為代表的競爭上。面對激烈的市場變化和技術(shù)競爭,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家都把制造業(yè)作為本國的經(jīng)濟(jì)支柱,不斷調(diào)整其發(fā)展戰(zhàn)略和政策方針。先進(jìn)制造技術(shù)正是制造業(yè)適應(yīng)時(shí)代要求提高競爭力,對制造技術(shù)不斷優(yōu)化推陳出新形成的。
二、先進(jìn)制造技術(shù)及其內(nèi)涵
先進(jìn)制造技術(shù)(ATM)這一概念是美國上世紀(jì)80年代末期提出來的,很快日本、西歐各國及亞洲新興工業(yè)國家就相繼做出響應(yīng),紛紛將先進(jìn)制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的高新技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目。
1.先進(jìn)制造技術(shù)定義
先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸取機(jī)械、電子、信息、材料、能源,以及現(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(jì)、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)等生產(chǎn)制造的全過程,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),以及取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。
在不同的國家、不同的發(fā)展階段,先進(jìn)制造技術(shù)有不同的內(nèi)容及組成。我國目前屬于先進(jìn)制造技術(shù)范疇的技術(shù)是一個(gè)三層次的技術(shù)群(見下圖),三層次都是先進(jìn)制造技術(shù)組成部分,但其中每一個(gè)層次都不等于先進(jìn)制造技術(shù)全部。
2.先進(jìn)制造技術(shù)的分類
根據(jù)先進(jìn)制造技術(shù)的功能和研究對象,可將其技術(shù)歸納為以下五個(gè)大類。
(1)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)
現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)包含:①現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。包括有模塊化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、價(jià)值工程、模糊設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、反求工程、并行設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等。②產(chǎn)品可信性設(shè)計(jì)??尚判栽O(shè)計(jì)包括可靠性設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)、動態(tài)分析與設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、防疲勞設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、健壯設(shè)計(jì)、維修設(shè)計(jì)和維修保障設(shè)計(jì)等。③設(shè)計(jì)自動化技術(shù)。包括產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工程圖生成、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。
(2)先進(jìn)制造工藝
先進(jìn)制造工藝是先進(jìn)制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ),是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程。先進(jìn)制造工藝包括高效精密成形技術(shù)、高精度切削加工工藝、特種加工,以及表面改性技術(shù)等內(nèi)容。
(3)加工自動化技術(shù)
加工自動化是用機(jī)電設(shè)備工具取代或放大人的體力,甚至取代和延伸人的部分智力,自動完成特定的作業(yè),包括物料的存儲、運(yùn)輸、加工、裝配和檢驗(yàn)等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化。加工過程自動化技術(shù)涉及到數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、柔性制造技術(shù)、傳感技術(shù)、自動檢測技術(shù)、信號處理和識別技術(shù)等內(nèi)容。
(4)現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)
現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)是指制造型企業(yè)在從市場開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制到銷售服務(wù)等一系列的生產(chǎn)經(jīng)營活動中,為了使制造資源得到總體配置優(yōu)化和充分利用,使企業(yè)的綜合效益得到提高而采取的各種計(jì)劃、組織、控制及協(xié)調(diào)的方法和技術(shù)的總稱。包括現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)、物流系統(tǒng)管理、工作流管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量保障體系等。
(5)先進(jìn)制造生產(chǎn)模式及系統(tǒng)
先進(jìn)制造生產(chǎn)模式及系統(tǒng)是面向企業(yè)生產(chǎn)全過程,將先進(jìn)的信息技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的一種新思想和新哲理,其功能覆蓋企業(yè)的生產(chǎn)預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、加工裝配、信息與資源管理直至產(chǎn)品營銷和售后服務(wù)的各項(xiàng)生產(chǎn)活動,是制造業(yè)的綜合自動化的新模式。它包括計(jì)算機(jī)集成制造(CIM )、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、智能制造(IM)、精良生產(chǎn)(LP)等先進(jìn)的生產(chǎn)組織管理模式和控制方法。
三、先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)的不斷發(fā)展和市場需求的個(gè)性化與多樣化,未來制造業(yè)發(fā)展的重要特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化,未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、敏捷化、清潔化、集成化及管理創(chuàng)新的方向發(fā)展。當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下幾個(gè)方面:
第一,信息技術(shù)對先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展起著越來越重要的作用。信息技術(shù)促進(jìn)著設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化,成形與加工制造的精密化、快速化、數(shù)字化,自動化技術(shù)的柔性化、集成化、智能化,整個(gè)制造過程的虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化。
第二,設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化。一是設(shè)計(jì)方法和手段的現(xiàn)代化。二是新的設(shè)計(jì)思想和方法不斷出現(xiàn)。如并行設(shè)計(jì),面向 “X” 的設(shè)計(jì) DFX,健壯設(shè)計(jì),反求工程技術(shù)等。三是向全壽命周期設(shè)計(jì)發(fā)展。四是設(shè)計(jì)過程、快速造型和設(shè)計(jì)驗(yàn)證,由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會因素。
第三,成形技術(shù)向精密成形的方向發(fā)展。制造工件的毛坯正在從接近零件形狀向直接制成工件即精密成形的方向發(fā)展。精密鑄造技術(shù)、精密塑性成形技術(shù)、精密連接技術(shù)等精密成形技術(shù)將獲飛速發(fā)展。
第四,加工技術(shù)向著超精密、超高速,以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展。目前,超精加工已實(shí)現(xiàn)亞微米級加工,并正在向納米加工時(shí)代邁進(jìn),加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬;超高速切削用于鋁合金的切削速度已超過1600m/min,鑄鐵為1500m /min等。
第五,為滿足個(gè)性化需求,制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性和可重構(gòu)性將成為企業(yè)裝備的顯著特點(diǎn)。先進(jìn)的制造工藝、智能化的軟件和柔性的自動化設(shè)備、企業(yè)的柔性發(fā)展戰(zhàn)略,構(gòu)成未來企業(yè)競爭的軟、硬件資源。
第六,虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將廣泛應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)以計(jì)算機(jī)支持的仿真技術(shù)為前提,形成虛擬的環(huán)境、虛擬的制造過程、虛擬的產(chǎn)品、虛擬的企業(yè),從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高一次成功率。在國際互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)上,企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對世界上任何一地的用戶訂單而組建動態(tài)聯(lián)盟企業(yè),進(jìn)行異地設(shè)計(jì)、異地制造,然后在最接近用戶的生產(chǎn)基地制造成產(chǎn)品。
第七,智能化、數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展方向。將智能技術(shù)注入先進(jìn)制造技術(shù)和產(chǎn)品,可使之具有 “智慧”,能部分代替人的腦力勞動。將數(shù)字技術(shù)用于制造過程,可大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性,從而提高制造過程的質(zhì)量和效率,增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。
第八,以提高市場快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的制造技術(shù)將得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。瞬息萬變的市場促使交貨期成為競爭力諸因素中的首要因素。為此,許多與此有關(guān)的新觀念、新技術(shù)在21世紀(jì)將得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用。其中有代表性的是:并行工程技術(shù)、模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)、快速原型成形技術(shù)、快速資源重組技術(shù)、客戶化生產(chǎn)方式。
第九,綠色制造已成為 21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束,使綠色制造越來越被重視。中國的制造業(yè)不僅要解決自身生產(chǎn)過程中的污染和資源浪費(fèi)問題,更重要的是要為社會提供全壽命周期內(nèi)沒有污染,節(jié)約資源的各類產(chǎn)品及環(huán)保裝備。
第十,21世紀(jì)的企業(yè)面臨管理創(chuàng)新。面對高速發(fā)展的信息化和經(jīng)濟(jì)全球化及激烈的市場競爭環(huán)境,改變制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式,加速了現(xiàn)代管理理論的發(fā)展和創(chuàng)新。因此,全球正在興起 “管理革命”。
參考文獻(xiàn):
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(jìn)制造技術(shù);信息制造;制造觀;教學(xué)方法
Key words: Advanced Manufacturing Technology;Information Manufacturing;Manufacturing Concept;Teaching Methods
中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2011)18-0176-02
0引言
上世紀(jì)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(jī)械制造升華為集機(jī)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(xué)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(jì)、社會效益為目標(biāo)的系列先進(jìn)制造技術(shù)。這在有力推動人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展同時(shí),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(jī)械制造及其自動化等專業(yè)的教學(xué)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(shí)現(xiàn)對學(xué)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(diǎn)
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(xiàng)基本活動便伴隨著人類科技的發(fā)展和社會進(jìn)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(shí),其對自身制造活動的認(rèn)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(rèn)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(shí)踐中,基于所認(rèn)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(rèn)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(rèn)知的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步從現(xiàn)代制造的概念、屬性特征以及基本規(guī)律三個(gè)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(xué)生明確現(xiàn)代制造的概念和內(nèi)涵,使學(xué)生建立對于現(xiàn)代制造的基本認(rèn)知。其次,可進(jìn)一步結(jié)合當(dāng)前主流先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用情況,通過對現(xiàn)代制造所共同遵循目標(biāo)、原則和方法的分析,從制造如何實(shí)現(xiàn)角度培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于現(xiàn)代制造屬性、特征的基本認(rèn)知。最后可依據(jù)所分析的現(xiàn)代制造基本屬性、特征,進(jìn)一步通過對現(xiàn)代制造核心要素和實(shí)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(jìn)一步明確關(guān)于現(xiàn)代制造的基本認(rèn)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(diǎn),下面就針對所提出的三個(gè)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(xué)會(CIRP)的定義闡明制造是一個(gè)涉及“產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)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(shí),還應(yīng)結(jié)合制造業(yè)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)一步從如下所述的“寬領(lǐng)域、多學(xué)科、全過程、多目標(biāo)”等幾個(gè)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(jī)械制造,在人類不斷提高自身的生產(chǎn)、生活水平這一目標(biāo)的作用下,制造已演變?yōu)槿祟愃鶑氖碌囊豁?xiàng)基本社會經(jīng)濟(jì)活動,它涵蓋了機(jī)械、電子、化工、輕紡、食品等國民經(jīng)濟(jì)的廣闊行業(yè)領(lǐng)域。
2.2 現(xiàn)代制造的學(xué)科領(lǐng)域現(xiàn)代制造在涵蓋國民經(jīng)濟(jì)廣闊行業(yè)領(lǐng)域同時(shí),通過對各學(xué)科知識、方法的綜合應(yīng)用,必然會打破傳統(tǒng)的行業(yè)、學(xué)科領(lǐng)域界線,轉(zhuǎn)變?yōu)榧瘷C(jī)械、電子、材料、能源、信息、管理、生命科學(xué)、材料科學(xué)等為一體的綜合學(xué)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(jī)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(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工裝配、銷售服務(wù)及報(bào)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(biāo)現(xiàn)代制造打破了傳統(tǒng)機(jī)械制造以經(jīng)濟(jì)效益為最終目標(biāo)的束縛,在創(chuàng)造良好社會、經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)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(zhǔn)等作為制造活動實(shí)施開展所共同遵循基本目標(biāo)。實(shí)際中,制造的優(yōu)劣就是基于這些目標(biāo),從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會學(xué)角度綜合開展評價(jià)做出的。
針對上述內(nèi)容,如果可以同時(shí)結(jié)合以汽車為代表的某機(jī)電產(chǎn)品的制造發(fā)展歷程對其加以解釋說明和驗(yàn)證,就可以更生動地從概念上深化學(xué)生對于現(xiàn)代制造的基本認(rèn)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(shí)際中,制造的特征和屬性是制造活動實(shí)施開展所共同遵循的目標(biāo)、原則、策略和方式的體現(xiàn)。它們是伴隨人類社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步以及人類對其自身制造活動的不斷深入認(rèn)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(jìn)一步改進(jìn)發(fā)展提供契機(jī)。鑒于此,實(shí)際教學(xué)中,在講述先進(jìn)制造技術(shù)各自優(yōu)勢特點(diǎn)和機(jī)理的基礎(chǔ)上,可進(jìn)一步針對所講述的各項(xiàng)先進(jìn)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(jìn)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(jìn)制造技術(shù)的實(shí)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(shí)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]。
本科教育培養(yǎng)過程中的教學(xué)改革與創(chuàng)新,是高等教育的原動力和生命力。教育部早在2001年4 號文件《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中,就要求本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進(jìn)行公共課和專業(yè)課的教學(xué)。自此以后,雙語教學(xué)(bilingual education)成為了引人矚目的教學(xué)改革的熱點(diǎn)[1-3]。
先進(jìn)制造技術(shù)最早源于美國,各種具體的先進(jìn)制造技術(shù)如計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)等也都是是由美國、英國等西方國家提出的,因此,要教好、學(xué)好先進(jìn)制造技術(shù)這門課程,及時(shí)跟蹤各種先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展動態(tài),有必要在“先進(jìn)制造技術(shù)”課程教學(xué)中采用雙語教學(xué)方法。
本文分析了“先進(jìn)制造技術(shù)”課程的特點(diǎn),對本課程采用雙語教學(xué)的可行性進(jìn)行了分析。
一、“先進(jìn)制造技術(shù)”課程的特點(diǎn)
幾年來,眾多高校都將“先進(jìn)制造技術(shù)”課程列為機(jī)械類及機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)選修課或者必學(xué)課。中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院將本課程作為機(jī)械類專業(yè)的選修課,供全院機(jī)械專業(yè)16個(gè)班選修,每年選修該課程的學(xué)生均在110人以上,在大三第二學(xué)期開設(shè)。作為一門全面講授先進(jìn)制造技術(shù)的課程,與其他專業(yè)課相比較,其特點(diǎn)如下:
(一)課程的內(nèi)容多,覆蓋面廣
“先進(jìn)制造技術(shù)”課程的內(nèi)容十分繁雜,覆蓋面廣,包括柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、快速成型技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)管理技術(shù)、特種加工技術(shù)、超精加工技術(shù)、納米加工技術(shù)、生物加工技術(shù)和綠色制造等各種先進(jìn)的技術(shù),還包括許多其他學(xué)科的知識,如管理科學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等。
(二)課程內(nèi)容上既繼承又發(fā)展,具有動態(tài)性
“先進(jìn)制造技術(shù)”課程所講授的內(nèi)容中有很多的先進(jìn)技術(shù)是既繼承又發(fā)展的,如在閉環(huán)物料需求計(jì)劃的基礎(chǔ)上,將企業(yè)的經(jīng)營、銷售、財(cái)務(wù)、成本管理納入,則發(fā)展為制造資源計(jì)劃,而制造資源計(jì)劃經(jīng)過擴(kuò)充和進(jìn)一步完善則發(fā)展成為企業(yè)資源計(jì)劃。
同時(shí),隨著時(shí)間的推移,各種先進(jìn)制造技術(shù)不斷吸收各種最新技術(shù)成果,并不斷發(fā)展和創(chuàng)新。故本課程的內(nèi)容也具有動態(tài)性,需要不斷地更新。
(三)教材內(nèi)容的滯后性
先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展迅速,而教材的內(nèi)容大多是已經(jīng)成熟或即將成熟的知識,與相關(guān)學(xué)科的最新進(jìn)展相比存在一定的滯后性。因此,授課教師必須及時(shí)檢索、查閱相關(guān)技術(shù)的最新研究成果,并補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生能夠掌握制造技術(shù)的最新知識。
(四)教材內(nèi)容的概述性
由于該課程涉及的內(nèi)容多、課時(shí)少(我校為32課時(shí)),對于每一種先進(jìn)制造技術(shù),本課程都不進(jìn)行深入、詳細(xì)的研究,而只介紹其基本原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和發(fā)展趨勢等。其中的某些內(nèi)容與專業(yè)課的相關(guān)內(nèi)容重疊,如本課程中的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)與我校的專業(yè)選修課“計(jì)算機(jī)集成制造”重疊。
二、“先進(jìn)制造技術(shù)”課程采用雙語教學(xué)的可行性分析
(一)“先進(jìn)制造技術(shù)”課程的特點(diǎn)適合采用雙語教學(xué)
由于各種先進(jìn)制造技術(shù)都是起源于美國、英國等西方國家,“先進(jìn)制造技術(shù)”課程中專業(yè)術(shù)語多,且專業(yè)詞匯既偏又新,大都是從英文翻譯過來的,在傳統(tǒng)的教學(xué)中,都需要在黑板或課件上給出各專業(yè)術(shù)語對應(yīng)的英文,而采用雙語教學(xué),則更利于學(xué)生理解和掌握各種專業(yè)術(shù)語。
基于“先進(jìn)制造技術(shù)”課程內(nèi)容多和概述性等特點(diǎn),學(xué)生不需要接受非常深奧的理論知識,所以相對其他的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課來說,更適合采用雙語教學(xué)。
基于“先進(jìn)制造技術(shù)”課程的動態(tài)性和滯后性的特點(diǎn),需要及時(shí)更新和增加各種新技術(shù)、新理念方面的內(nèi)容,采用雙語教學(xué)能夠直接采用最新的文獻(xiàn)資料,使學(xué)生能夠了解國內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。
所以,與其他基礎(chǔ)課和專業(yè)課相比較,“先進(jìn)制造技術(shù)”課程更適合于采用雙語教學(xué)。
(二)當(dāng)代大學(xué)生的英語水平適應(yīng)本課程的雙語教學(xué)
我校的“先進(jìn)制造技術(shù)”課程是針對所有機(jī)械類專業(yè)在第六學(xué)期開設(shè)的一門選修課,大部分同學(xué)在選修該課程時(shí),通過了大學(xué)英語四級甚至六級考試,有較好的英語讀、寫、聽的能力,并且有部分同學(xué)已經(jīng)進(jìn)行過雙語課的學(xué)習(xí),對雙語教學(xué)不再陌生。這部分英語水平較高的同學(xué)選修本課程后,其英語水平是完全能夠適應(yīng)雙語教學(xué)的。
“先進(jìn)制造技術(shù)”課程采用雙語教學(xué),在教學(xué)中逐步使英語成為教與學(xué)的載體,使學(xué)生不僅能掌握課程涉及的專業(yè)知識,而且可以逐步聽懂英語授課,掌握專用術(shù)語的英文表述,能用英語就該課程的問題進(jìn)行口頭交流與書面交流。
(三)雙語教學(xué)有利于提高學(xué)生的科技英語水平
在選修“先進(jìn)制造技術(shù)”課程時(shí),學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過了持續(xù)十多年的英語學(xué)習(xí),在英語的學(xué)習(xí)中花費(fèi)了大量的時(shí)間和經(jīng)歷,但是學(xué)習(xí)的都是基礎(chǔ)英語?;A(chǔ)英語的教學(xué)在于培養(yǎng)學(xué)生英語交流的基本技能,包括聽、說、讀、寫等,大都是在應(yīng)付永無休止的考試,而臨到畢業(yè)面對社會緊缺的懂專業(yè)技術(shù)又能熟練使用英語的崗位時(shí),卻發(fā)現(xiàn)自己連面試的勇氣都沒有。另外,基礎(chǔ)英語教學(xué)不可能偏向某個(gè)專業(yè),不能考慮學(xué)生在專業(yè)方面的需求。因此,在進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)階段的后英語學(xué)習(xí)時(shí)代,英語應(yīng)該成為一種應(yīng)用工具,掌握這個(gè)工具并體現(xiàn)其價(jià)值的唯一途徑就是應(yīng)用。
因此,通過“先進(jìn)制造技術(shù)”雙語教學(xué),在教學(xué)中保證英語的使用比例,真正進(jìn)行“雙語”教學(xué),在教學(xué)過程中使用原版教材、制作雙語教學(xué)課件,在講授課程內(nèi)容的同時(shí)介紹科技英文特點(diǎn)(清晰、準(zhǔn)確、精練、嚴(yán)密等)和特有的表達(dá)方式、英漢互譯的技巧,盡量運(yùn)用整段英語講述和解釋,促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成用英文思考、獲取專業(yè)知識的習(xí)慣,強(qiáng)化英語聽讀能力。這樣的雙語教學(xué),將激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科技英語的興趣,全面提高學(xué)生科技英語水平。
(四)課程有合適的雙語教材可供選用
根據(jù)Longman 應(yīng)用語言學(xué)詞典對雙語教學(xué)的定義:“The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects”,即在學(xué)校里使用第二語言或外語進(jìn)行學(xué)科教學(xué)。因此,雙語教學(xué)既可以采用國外原版英文教材,也可以采用自編或者國內(nèi)學(xué)者編寫的英文教材。
目前,與“先進(jìn)制造技術(shù)”相關(guān)的原版教材主要有“21st Century Manufacturing”和“Manufacturing Technology:Foundry,Forming and Welding”這兩本,這些原版英文教材語言背景地道、學(xué)科優(yōu)勢明顯、注重實(shí)踐性和實(shí)用性、內(nèi)容淺顯易懂。但也存在教與學(xué)方面的問題,如課程體系的設(shè)置與國內(nèi)高校存在差異、知識點(diǎn)多而分散、重點(diǎn)不突出,如果直接選用這些原版教材,無法滿足本課程的教學(xué)要求,故只適合推薦為課外參考書。
國內(nèi)學(xué)者編寫的教材有《先進(jìn)制造技術(shù)》(英文版)教材。該書由西安交通大學(xué)唐一平教授主編,該書的第一版被編者稱為:“國內(nèi)首本制造技術(shù)英文版教材”,現(xiàn)在已由科學(xué)出版社出版了第二版。該新版教材滿足我?!跋冗M(jìn)制造技術(shù)”課程雙語教學(xué)大綱要求,教材中的文章都是從20 世紀(jì)90 年代以后出版的書刊中選取的,內(nèi)容新穎,體現(xiàn)了本學(xué)科的前沿性和先進(jìn)性,而且注重了知識的系統(tǒng)性。該教材內(nèi)容取舍得當(dāng),英文較為地道,詞匯和語法淺顯易懂,每一章后面有難點(diǎn)、重點(diǎn)語句及詞匯的注釋,書末還有全部詞匯表和相應(yīng)參考書列表。目前,國內(nèi)已有多所高校的“先進(jìn)制造技術(shù)”課程采用該教材。
使用英文教材授課的教學(xué)準(zhǔn)備工作量很大,是一般教學(xué)準(zhǔn)備工作量的三至四倍。我校于2006年出臺的《中南大學(xué)雙語教學(xué)管理辦法》第六條規(guī)定了對雙語教學(xué)的激勵措施:(1)同等條件下,在崗位津貼、校內(nèi)教改立項(xiàng)、本科教學(xué)質(zhì)量優(yōu)秀獎評選等方面進(jìn)行傾斜。(2)雙語教學(xué)課程教學(xué)工作量的計(jì)算在一般標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,再乘以1.5至2.5的系數(shù)。其他高校對雙語教學(xué)也有相應(yīng)的激勵政策。
三、結(jié)束語
“先進(jìn)制造技術(shù)”具有課程內(nèi)容多、教材內(nèi)容具有滯后性和動態(tài)性等特點(diǎn),授課教師應(yīng)及時(shí)跟蹤國內(nèi)外制造技術(shù)的最新成果,雙語教學(xué)非常適合該課程教學(xué)的特點(diǎn)。本課程有合適的雙語教材,各高校對雙語教學(xué)有政策支持,通過本課程的雙語教學(xué)能夠極大地提高學(xué)生的科技英語水平,了解世界先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展動態(tài),是完全可行的。
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關(guān)鍵詞:集成;系統(tǒng);技術(shù)構(gòu)成
一、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)(Contemporary Integrated Manufacutring System)是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段,在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中相關(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(jìn)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(jìn)行有機(jī)地結(jié)合,通過計(jì)算機(jī)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(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行。在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化,達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)、成本低的目的,進(jìn)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。
二、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成
先進(jìn)制造技術(shù)(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個(gè)專有名詞目前還沒有準(zhǔn)確的定義。通過對其內(nèi)涵和特征的研究,目前共同的認(rèn)識是:先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)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(jì)、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程,以實(shí)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(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。其具有如下一些特點(diǎn):
1、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;
2、從強(qiáng)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;
3、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);
4、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;
5、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(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn),只不過先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)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,并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想,將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用,由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。
(1)并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)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(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過它來實(shí)現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作;為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)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(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí),并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下,將原來分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術(shù),并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果,使其成為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。
(2)虛擬制造(VM Virtual Manufacturing)虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實(shí)制造活動中的人、物、信息及制造過程進(jìn)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(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施,從而使產(chǎn)品一次性制造成功,達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。
(3)敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以競爭力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)的,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)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(dá)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。
(4)綠色制造(GM Green Manufacturing)綠色制造是一個(gè)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(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境的影響(負(fù)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(hù)的必然選擇,發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià)。國際制造業(yè)的實(shí)踐表明,通過改進(jìn)整個(gè)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(shí)現(xiàn)可以通過計(jì)算機(jī)仿真來達(dá)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(diǎn)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(gè)重要的組成部分。
從以上的分析中我們可以看到:各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的,在先進(jìn)制造技術(shù)的含義下,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心,并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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先進(jìn)文化論文 先進(jìn)制造技術(shù)及發(fā)展 先進(jìn)醫(yī)學(xué)技術(shù) 先進(jìn)建造技術(shù) 先進(jìn)集體論文 先進(jìn)制作技術(shù) 先進(jìn)個(gè)人事跡 先進(jìn)制造技術(shù) 先進(jìn)教育論文 先進(jìn)技術(shù) 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀