第一篇：3D打印技術(shù)的目前現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

3D打印技術(shù)的目前現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

物聯(lián)網(wǎng)1501 張河鈺 0919150108

3D打印技術(shù)（3D printing），是快速成形技術(shù)的一種，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。

一、3D打印技術(shù)簡介

3D打印技術(shù)是指通過連續(xù)的物理層疊加，逐層增加材料來生成三維實(shí)體的技術(shù)，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)不同，因此又稱為添加制造（AM，Additive Manufacturing）。作為一種綜合性應(yīng)用技術(shù)，3D打印綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多方面的前沿技術(shù)知識(shí)，具有很高的科技含量。3D打印機(jī)是3D打印的核心裝備。它是集機(jī)械、控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體的復(fù)雜機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由高精度機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和成型環(huán)境等子系統(tǒng)組成。此外，新型打印材料、打印工藝、設(shè)計(jì)與控制軟件等也是3D打印技術(shù)體系的重要組成部分。

目前，3D打印技術(shù)主要被應(yīng)用于產(chǎn)品原型、模具制造以及藝術(shù)創(chuàng)作、珠寶制作等領(lǐng)域，替代這些領(lǐng)域傳統(tǒng)依賴的精細(xì)加工工藝。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程與醫(yī)學(xué)、建筑、服裝等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)的引入也為創(chuàng)新開拓了廣闊的空間。如2010年澳大利亞Invetech公司和美國Organovo公司合作，嘗試以活體細(xì)胞為“墨水”打印人體的組織和器官，是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重大意義的創(chuàng)新。

二、3D打印技術(shù)及產(chǎn)業(yè)國際國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）國際情況

經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長足的進(jìn)步，目前已經(jīng)能夠在0.01mm的單層厚度上實(shí)現(xiàn)600dpi的精細(xì)分辨率。目前國際上較先進(jìn)的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)25mm厚度的垂直速率，并可實(shí)現(xiàn)24位色彩的彩色打印。

目前，在全球3D打印機(jī)行業(yè)，美國3D Systems和Stratasys兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)了絕大多數(shù)市場份額。此外，在此領(lǐng)域具有較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力和特色的企業(yè)/研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有美國的Fab@Home和Shapeways、英國的Reprap等。

3D Systems公司是全世界最大的快速成型設(shè)備開發(fā)公司。于2011年11月收購了3D打印技術(shù)的最早發(fā)明者和最初專利擁有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印領(lǐng)域的龍頭地位。Stratasys公司2010年與傳統(tǒng)打印行業(yè)巨頭惠普公司簽訂了OEM合作協(xié)議，生產(chǎn)HP品牌的3D打印機(jī)。繼2011年5月收購Solidscape公司之后，Stratasys又于2012年4月與以色列著名3D打印系統(tǒng)提供商Objet宣布合并。當(dāng)前，國際3D打印機(jī)制造業(yè)正處于迅速的兼并與整合過程中，行業(yè)巨頭正在加速崛起。

目前在歐美發(fā)達(dá)國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)初步形成了成功的商用模式。如在消費(fèi)電子業(yè)、航空業(yè)和汽車制造業(yè)等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以以較低的成本、較高的效率生產(chǎn)小批量的定制部件，完成復(fù)雜而精細(xì)的造型。另外，3D打印技術(shù)獲得應(yīng)用的領(lǐng)域是個(gè)性化消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)。如紐約一家創(chuàng)意消費(fèi)品公司Quirky通過在線征集用戶的設(shè)計(jì)方案，以3D打印技術(shù)制成實(shí)物產(chǎn)品并通過電子市場銷售，每年能夠推出60種創(chuàng)新產(chǎn)品，年收入達(dá)到100萬美元。

（2）國內(nèi)情況

自20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)多所高校開展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。清華大學(xué)在現(xiàn)代成型學(xué)理論、分層實(shí)體制造、FDM工藝等方面都有一定的科研優(yōu)勢；華中科技大學(xué)在分層實(shí)體制造工藝方面有優(yōu)勢，并已推出了HRP系列成型機(jī)和成型材料；西安交通大學(xué)自主研制了三維打印機(jī)噴頭，并開發(fā)了光固化成型系統(tǒng)及相應(yīng)成型材料，成型精度達(dá)到0.2mm；中國科技大學(xué)自行研制了八噴頭組合噴射裝置，有望在微制造、光電器件領(lǐng)域得到應(yīng)用。但總體而言，國內(nèi)3D打印技術(shù)研發(fā)水平與國外相比還有較大差距。

近年來，國內(nèi)如深圳維示泰克、南京紫金立德、北京殷華、江蘇敦超等企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了3D打印機(jī)的整機(jī)生產(chǎn)和銷售，這些企業(yè)共同的特點(diǎn)是由海外歸國團(tuán)隊(duì)建立，規(guī)模較小，產(chǎn)品技術(shù)與國外廠商同類產(chǎn)品相比尚處于低端。目前，國產(chǎn)3D打印機(jī)在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面還難以滿足商用的需求，技術(shù)水平有待進(jìn)一步提升。在服務(wù)領(lǐng)域，我國東部發(fā)達(dá)城市已普遍有企業(yè)應(yīng)用進(jìn)口3D打印設(shè)備開展了商業(yè)化的快速成型服務(wù)，其服務(wù)范圍涉及到模具制作、樣品制作、輔助設(shè)計(jì)、文物復(fù)原等多個(gè)領(lǐng)域。與內(nèi)地相比，我國港臺(tái)地區(qū)3D打印技術(shù)引入起步較早，應(yīng)用更為廣泛，但港臺(tái)主要著重于技術(shù)應(yīng)用，而非自主研發(fā)。

（3）3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景

根據(jù)國際快速制造行業(yè)權(quán)威報(bào)告《Wohlers Report 2011》發(fā)布的調(diào)查結(jié)果，全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增長速度。報(bào)告預(yù)期，3D打印產(chǎn)業(yè)未來仍將持續(xù)較快地增長，到2016年，包含設(shè)備制造和服務(wù)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到31億美元，2020年將達(dá)到52億美元。

但3D打印技術(shù)要進(jìn)一步擴(kuò)展其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用空間，目前仍面臨著多方面的瓶頸和挑戰(zhàn)：一是成本方面，現(xiàn)有3D打印機(jī)造價(jià)仍普遍較為昂貴，給其進(jìn)一步普及應(yīng)用帶來了困難。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化學(xué)聚合物，選擇的局限性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在一定隱患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度還不盡人意，打印效率還遠(yuǎn)不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需求，而且受打印機(jī)工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴(yán)重沖突。四是產(chǎn)業(yè)環(huán)境方面，3D打印技術(shù)的普及將使產(chǎn)品更容易被復(fù)制和擴(kuò)散，制造業(yè)面對(duì)的盜版風(fēng)險(xiǎn)大增，現(xiàn)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制難以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的需求。

Gartner公司2011年發(fā)布的最新技術(shù)發(fā)展展望報(bào)告判斷：3D打印技術(shù)目前正在進(jìn)入概念炒作的高峰階段，其技術(shù)還有待充分成熟，主流市場也有待進(jìn)一步培育。Gartner公司研究人員認(rèn)為，3D打印技術(shù)成熟到適應(yīng)市場需求還將需要5～10年的時(shí)間。在這一較為漫長的發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)可能會(huì)面臨增長期望落空、技術(shù)遭遇瓶頸以及投資撤離等風(fēng)險(xiǎn)。

總之，從中長期看來3D打印產(chǎn)業(yè)具有較為廣闊的發(fā)展前景，但目前產(chǎn)業(yè)距離成熟階段尚有較大距離，對(duì)于3D打印市場規(guī)模的短期發(fā)展不宜過分高估。因此，現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界對(duì)3D打印領(lǐng)域的投入應(yīng)以加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)引進(jìn)和儲(chǔ)備為主，尤其要重視自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建設(shè)和維護(hù)，爭取在未來的市場競爭中占據(jù)有利地位。如受到概念炒作影響，在技術(shù)尚未充分完善的現(xiàn)階段大規(guī)模投入產(chǎn)能擴(kuò)張，則投資回報(bào)將面臨著較大的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）3D打印技術(shù)未來發(fā)展的主要趨勢

隨著智能制造的進(jìn)一步發(fā)展成熟，新的信息技術(shù)、控制技術(shù)、材料技術(shù)等不斷被廣泛應(yīng)用到制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。

提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，以實(shí)現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開發(fā)更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及復(fù)合材料等，特別是金屬材料直接成型技術(shù)有可能成為今后研究與應(yīng)用的又一個(gè)熱點(diǎn)；3D打印機(jī)的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與制造一體化的需求以及家庭日常應(yīng)用的需求；軟件集成化，實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計(jì)軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠(yuǎn)程在線制造；拓展3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、建筑、車輛、服裝等更多行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性應(yīng)用。

第二篇：先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

摘要

近年來, 制造業(yè)出現(xiàn)了世界范圍的研究并采用“先進(jìn)制造技術(shù)”的浪潮，先進(jìn)制造技術(shù)已成為當(dāng)代國際間的科技競爭的重點(diǎn)。本文論述了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，指出：信息化、精密化、集成化、柔性化、動(dòng)態(tài)化、虛擬化、智能化、綠色化將是未來制造技術(shù)的必然發(fā)展方向。

1.先進(jìn)制造技術(shù)簡介

1.1先進(jìn)制造技術(shù)的定義

先進(jìn)制造技術(shù)AMT(advanced manufacturing technology)是制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、電子、信息(計(jì)算機(jī)與通信、控制理論、人工智能等)、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)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)乃至回收的全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。它集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的成果，充分利用了信息技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度。先進(jìn)制造技術(shù)是不斷利用新技術(shù)逐步發(fā)展和完善的技術(shù)，因而它具有動(dòng)態(tài)性和相對(duì)性。先進(jìn)制造技術(shù)以提高企業(yè)競爭能力為目標(biāo),應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工制造、使用維修、甚至回收再生的整個(gè)制造過程，強(qiáng)調(diào)優(yōu)質(zhì)、高效、清潔、靈活生產(chǎn)，體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展和制造的柔性化。

1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和技術(shù)構(gòu)成

先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成可以分為以提高生產(chǎn)效率和快速響應(yīng)市場需求為目的的技術(shù)構(gòu)成和以滿足特種需求為目的的技術(shù)構(gòu)成。

以提高生產(chǎn)效率和快速響應(yīng)市場需求為目的的技術(shù)構(gòu)成強(qiáng)調(diào)制造系統(tǒng)與制造過程的柔性化、集成化和智能化。包括：

(1)系統(tǒng)理論與技術(shù)(著重制造系統(tǒng)組織優(yōu)化與運(yùn)行優(yōu)化,以提高制造系統(tǒng)的整體柔性與效率)。

(2)制造過程的單元技術(shù)(著重制造過程的優(yōu)化,以提高單元的效率與精度)。系統(tǒng)理論與技術(shù)涉及范圍包括：CIMS、敏捷制造、精益生產(chǎn)、智能制造等。制造過程單元技術(shù)涉及的范圍包括：設(shè)計(jì)理論與方法、并行工程、系統(tǒng)優(yōu)化、運(yùn)行、控制、管理、決策與自組織技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、制造過程智能檢測、信息處理、狀態(tài)檢測、補(bǔ)償與控制、制造設(shè)備的自診斷與自修復(fù)、智能機(jī)器人技術(shù)、智能數(shù)控技術(shù)、精密成型技術(shù)等。

以滿足特種需求為目的的技術(shù)構(gòu)成使傳統(tǒng)制造工業(yè)與加工方法發(fā)生根本變化，其技術(shù)構(gòu)成包括：

(1)精密與超精密加工、細(xì)微與超細(xì)微加工技術(shù)等。

(2)快速成型制造(RPM)；激光加工；電子加工；離子加工；化學(xué)加工技術(shù)等。

先進(jìn)制造技術(shù)在不同發(fā)展水平的國家和同一國家所處的不同階段，先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵和技術(shù)構(gòu)成是不同的。

1.3先進(jìn)制造技術(shù)的分類

(1)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是根據(jù)產(chǎn)品功能要求，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)知識(shí)，制定方案并使方案付諸實(shí)施的技術(shù)。它是一門多學(xué)科、多專業(yè)相互交叉的綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)。

(2)先進(jìn)制造工藝：現(xiàn)代制造工藝技術(shù)主要包括精密和超精密加工技術(shù)、精密成型技術(shù)、特種加工技術(shù)、表面改性、制模和涂層技術(shù)。

(3)自動(dòng)化技術(shù)：自動(dòng)化技術(shù)包括數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、柔性制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)檢測及信號(hào)識(shí)別技術(shù)和過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制技術(shù)等。

(4)系統(tǒng)管理技術(shù)：系統(tǒng)管理技術(shù)包括工程管理、質(zhì)量管理、管理信息系統(tǒng)等，以及現(xiàn)代制造模式(如精益生產(chǎn)、CIMS、敏捷制造、智能制造等)、集成化的管理技術(shù)、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)與虛擬公司等生產(chǎn)組織方法。

2.我國先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

(1)在設(shè)計(jì)方面，計(jì)算機(jī)助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)普及化。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)，是電子信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，是促進(jìn)科研成果的開發(fā)和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和學(xué)科的更新和改造，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，增強(qiáng)企業(yè)及其產(chǎn)品在市場上競爭能力，加速國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防現(xiàn)代化的一項(xiàng)關(guān)鍵性高新技術(shù)，也是進(jìn)一步向計(jì)算機(jī)集成制造(CIMS)發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)。CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高了我國企業(yè)整體的設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品開發(fā)能力。以二維CAD和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為重點(diǎn)，在軟件市場和企業(yè)應(yīng)用方面得到充分的發(fā)揮。

(2)在應(yīng)用方面，各種高新技術(shù)發(fā)展迅速，并取得了顯著的成效。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：快速原型制造技術(shù)由起步邁向成熟，應(yīng)用初具規(guī)模；精密成形與加工技術(shù)水平顯著提高，在汽車零部件、重大裝配制造中獲得廣泛應(yīng)用；熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)取得重要進(jìn)展，使材料熱加工由“技藝”走向“科學(xué)”；激光加工在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用獲得經(jīng)濟(jì)效益；數(shù)控技術(shù)取得重要進(jìn)展，國內(nèi)市場占有率有所提高；現(xiàn)場總線智能儀表研究開發(fā)獲重要進(jìn)展，應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)；現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用取得突破，在國際上已占有一席之地。

(3)在管理方面，新生產(chǎn)模式的研究和實(shí)踐具有特色，推動(dòng)了我國制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和管理現(xiàn)代化。通過學(xué)習(xí)和引進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)，采用計(jì)算機(jī)管理，重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JIT)，敏捷制造(AM)，精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)，通過精簡機(jī)構(gòu)、減少管理層次和消除各種浪費(fèi)現(xiàn)象，顯著提高了企業(yè)的經(jīng)營效益。

3.先進(jìn)制造技術(shù)的前沿

3.1無余量精密成形技術(shù)

目前，某些中小零件經(jīng)過精密成形制成的，可以做到不經(jīng)切削加工或極少余量加工即可裝配，因此國外某些學(xué)者提出成形的工件應(yīng)該由“接近零件形狀(Near Net Shape Products)”向“完全成零件形狀(Net Shape Products)”發(fā)展, 即所謂的“凈成形技術(shù)(Net Shape Technique)”。

3.2毫微米技術(shù)與微型機(jī)械

“毫微米技術(shù)”又稱之為“超精密工程”，是高精度加工的技術(shù)前沿，據(jù)預(yù)測到2000年，普通加工、精密加工和超精密加工的精度可分別達(dá)到1um，0.01um和0.001um(毫微來一一納米)，而且“超精密工程”正在向原子級(jí)加工精度逼近。毫微米技術(shù)的發(fā)展還引發(fā)了微型機(jī)械的出現(xiàn)。微型機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在毫微米水平上相融合的產(chǎn)物。國外有人將毫微米技術(shù)與微型機(jī)械稱為“21世紀(jì)的核心技術(shù)”。

3.3自由造型制造與快速零件制造技術(shù)

近年來國外正在發(fā)展一種嶄新的稱為快速零件制造一的新技術(shù)，它是將 與各種自由造型制造等新的制造技術(shù)直接結(jié)合起來，從而使直接生產(chǎn)出零件的實(shí)體物理模型、樣件、鑄?；驔_模。的出現(xiàn)將是制造技術(shù)的一場新的變革，它將使傳統(tǒng)的金屬切削加工技術(shù)面臨被部分或逐步替代的挑戰(zhàn)。

3.4新型材料的成型、加工技術(shù)

隨著材料使用結(jié)構(gòu)的不斷變化, 新型材料的成形、加工技術(shù)的重要性越來越突出，未來的重點(diǎn)是超硬材料、功能梯度材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、非晶微晶合金及各種功能材料的某些嶄新的成形，加工技術(shù)將不斷出現(xiàn)并得到應(yīng)用，如未來的超導(dǎo)材料成形加工技術(shù)等。

3.5極限條件下的成形加工技術(shù)

下個(gè)世紀(jì)人類的活動(dòng)區(qū)間將從陸地?cái)U(kuò)展到空間和海洋。宇航工程及海洋工程提出了極限條件下真空、失空、水下高壓等的成形加工技術(shù)要求，其中最重要的是空間焊接及水下切割、焊接技術(shù)。

4.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1信息化

信息化是制造技術(shù)發(fā)展的生長點(diǎn)，信息技術(shù)正在以人們難以想象的速度高速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是Internet/Intranet/Extranet技術(shù)的迅速發(fā)展，正在給制造業(yè)帶來新的變化和重大影響，制造網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢之一?；诰W(wǎng)絡(luò)的制造技術(shù)（NMT）是指網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合的有關(guān)技術(shù)和研究領(lǐng)域。NMT的技術(shù)內(nèi)容框架由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)及其支撐下的基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)管理和營銷技術(shù)群、基于網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)群、基于網(wǎng)絡(luò)的制造過程技術(shù)群、基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)集成技術(shù)群構(gòu)成。NMT具有一系列的創(chuàng)新功能特點(diǎn)，如時(shí)域特點(diǎn)、空間特點(diǎn)、生產(chǎn)方式特點(diǎn)、組織模式特點(diǎn)等。4.2精密化

現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)品需要高精度制造，社會(huì)的發(fā)展對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來越高的要求。這決定了發(fā)展精密加工、超精密加工技術(shù)是機(jī)械制造未來的一個(gè)重點(diǎn)。目前，加工制造技術(shù)向著超精密、超高速、創(chuàng)新裝備的方向發(fā)展。

4.3集成化

計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和響應(yīng)能力。因此，企業(yè)的所有功能信息和組織管理都是一個(gè)集成起來的整體的各個(gè)部分。其通俗含義就是用計(jì)算機(jī)通過信息集成實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，求的企業(yè)的總體效益。SIM的實(shí)現(xiàn)方法就是CIMS。

理想的CIMS能夠?qū)崿F(xiàn)5個(gè)R：在正確的時(shí)間(Right time)將正確的信息(Right information)送到正確的地點(diǎn)(Right place)的正確的人(Right person)，從而幫助他做出正確的決策(Right decision)他通過管理、生產(chǎn)控制、工程設(shè)計(jì)等子系統(tǒng)的集成，使企業(yè)具有快速響應(yīng)市場的能力(T)、較好的產(chǎn)品質(zhì)量(Q)、較低的生產(chǎn)成本(C)和較好的服務(wù)(S)。

現(xiàn)代制造業(yè)的方向并不只是計(jì)算機(jī)的集成，信息的集成，而是人、技術(shù)、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識(shí)集成和企業(yè)間的集成。

4.4柔性化

柔性制造系統(tǒng)(FMS)集高效、高質(zhì)量、高柔性三者于一體，它既是CIMS的重要組成部分，也是當(dāng)前和未來制造業(yè)的一個(gè)主要生產(chǎn)系統(tǒng)，故發(fā)達(dá)國家都把FMS當(dāng)作是制造業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。目前，F(xiàn)MS在發(fā)達(dá)國家已發(fā)展成熟，并正向規(guī)模大型化、功能復(fù)雜化(柔性制造車間)及小型化、簡單化(FMC)這兩極方向發(fā)展。

80年代中期以來，國外的柔性制造設(shè)備開始與CAD/ CAPP/ CAM 等自動(dòng)化技術(shù)和生產(chǎn)管理中的MIS等進(jìn)行集成，借助計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將企業(yè)所有的技術(shù)、信息、管理功能和人員、財(cái)務(wù)、設(shè)備等資源與制造活動(dòng)有機(jī)結(jié)合在一起，向CIMS發(fā)展，構(gòu)成一個(gè)覆蓋企業(yè)制造全過程(產(chǎn)品訂貨、設(shè)計(jì)、制造、管理營銷)，能對(duì)全廠物質(zhì)流、能量流、信息流進(jìn)行有效控制和集成管理的完整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)綜合優(yōu)化、協(xié)調(diào)運(yùn)作和整體高柔性、高質(zhì)量、高效率，從而創(chuàng)造出巨大生產(chǎn)力。

現(xiàn)在柔性化不僅是指企業(yè)的制造技術(shù)柔性化，還包括生產(chǎn)方式柔性化，管理模式柔性化。

4.5動(dòng)態(tài)化

由于先進(jìn)制造技術(shù)本身是針對(duì)一定的應(yīng)用目標(biāo)、不斷吸收各種高薪技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù)，因而其內(nèi)涵不是絕對(duì)的和一成不變的。

4.6虛擬化

虛擬制造系統(tǒng)(VMS)是指在虛擬環(huán)境下，以圖形虛擬和仿真技術(shù)為前提，通過不消耗實(shí)際資源和能量的生產(chǎn)活動(dòng)，生產(chǎn)可視的虛擬產(chǎn)品，并具有現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)所具有的一切特征、功能及運(yùn)行機(jī)制從而做出可制造性和可裝配性評(píng)價(jià)及產(chǎn)品性能預(yù)測，做出收益和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并發(fā)現(xiàn)潛在的問題。

VMS是集CAD/CAM技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、可視技術(shù)、并行工程、快速原型虛擬逼真設(shè)計(jì)等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用。其關(guān)鍵技術(shù)中最核心的是：虛擬環(huán)境下服務(wù)于產(chǎn)品全生命周期的建模、分布式并行協(xié)同求解技術(shù)、全局最優(yōu)化決策理論與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬制造系統(tǒng)對(duì)實(shí)際制造系統(tǒng)映射的虛擬設(shè)備、虛擬傳感器、虛擬車間和工廠的建立基于真實(shí)動(dòng)畫感的產(chǎn)品制造、裝配、生產(chǎn)調(diào)度過程仿真等。

VMS的應(yīng)用可以縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高對(duì)市場變化的響應(yīng)能力。

4.7智能化

智能制造是指綜合利用各個(gè)學(xué)科、各種先進(jìn)技術(shù)和方法，解決和處理制造系統(tǒng)中的各種問題。系統(tǒng)能領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。

智能制造技術(shù)旨在將人工智能融進(jìn)制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過模擬專家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造環(huán)境中的部分腦力勞動(dòng)，從而在制造過程中，系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界或內(nèi)部激勵(lì)時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整其參數(shù)，以期達(dá)到最佳狀態(tài)，具有自組織能力。

4.8綠色化

綠色制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源利用的一種現(xiàn)代制造模式。其主要技術(shù)是：

(1)綠色設(shè)計(jì)技術(shù)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就考慮在其生命周期全過程的無污染、資源低耗和回收。

(2)清潔生產(chǎn)技術(shù)。清潔生產(chǎn)(Clean Production)或稱清潔工藝(Clean Technology)技術(shù)，是近年來，根據(jù)社會(huì)、環(huán)境要求而發(fā)展的一種新型生產(chǎn)技術(shù)。它與一般的環(huán)保技術(shù)的區(qū)別在于要求將加工過程產(chǎn)生的廢物減量化、資源化、無害化，使污染盡量消滅在生產(chǎn)過程之中，以達(dá)到末端排放最小的目的。

(3)拆卸回收技術(shù)。

(4)生態(tài)工廠的循環(huán)制造技術(shù)。

(5)ISO140000環(huán)保管理標(biāo)準(zhǔn)。

4.9快速化

快速化是指對(duì)市場的快速響應(yīng)，對(duì)生產(chǎn)的快速重組。它要求生產(chǎn)模式有高度的柔性與高度敏捷性?？焖倩軓?qiáng)有力地推動(dòng)著制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，它是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的“動(dòng)力”。

4.10全球化

新世紀(jì)制造業(yè)將從單一企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)為主的競爭模式發(fā)展成為完全調(diào)和、多企業(yè)共同合作的全球化生產(chǎn)體系的競爭，全球化的制造系統(tǒng)將成為21世紀(jì)的主要制造模式。面向全球制造環(huán)境(GME)的制造技術(shù)主要有：面GME企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟；面向GME的并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)；面向GME的異地設(shè)計(jì)與制造技術(shù)；面向GME的產(chǎn)品信息集成技術(shù)；面向GME的并行產(chǎn)品集成開發(fā)系統(tǒng)等。

先進(jìn)制造技術(shù)的競爭正在導(dǎo)致制造業(yè)在全球范圍內(nèi)的重組，新的制造模式不斷出現(xiàn)，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、清潔、靈活的生產(chǎn)。

5．結(jié)束語

近幾十年來，以微電子、信息、新材料、控制論、系統(tǒng)科學(xué)等為代表的科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展及其在制造領(lǐng)域的廣泛滲透、應(yīng)用、融合與衍生，極大地拓展了制造活動(dòng)的深度和廣度，急劇地改變了現(xiàn)代制造業(yè)的設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了一大批新的先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式。新世紀(jì)的制造業(yè)將成為發(fā)展速度快、技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)的技術(shù)密集乃至知識(shí)密集的產(chǎn)業(yè)部門。

工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把先進(jìn)制造技術(shù)作為國家級(jí)關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，我國的制造工業(yè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。但和先進(jìn)國家相比還存在很大差距。主要表現(xiàn)在：技術(shù)投入相對(duì)不足，原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開發(fā)能力薄弱，制造業(yè)產(chǎn)品落后，技術(shù)水平低，信息含量少，更新?lián)Q代慢，以及市場營銷、經(jīng)營管理、人才素質(zhì)相對(duì)落后，缺乏國際競爭能力等方面。面對(duì)這樣形勢，我們必須注重科技人才的培養(yǎng)，大力發(fā)展對(duì)高新技術(shù)的研究，加強(qiáng)政策與法規(guī)建設(shè)，建立與發(fā)展我國自主的NC，CAD/CAM，F(xiàn)MS，CIMS，IMS等制造自動(dòng)化單元技術(shù)，提高制造業(yè)現(xiàn)代化管理水平，發(fā)展適應(yīng)我國國情的生產(chǎn)模式。努力縮小我國與先進(jìn)國家之間的差距，使我國的制造業(yè)站在世界先進(jìn)行列。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：塑性成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

塑性成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘要：本文敘述了塑性成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀，介紹了現(xiàn)代塑性成形技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出了當(dāng)代塑性成形技術(shù)的研究方向。關(guān)鍵詞：塑性成形模具技術(shù)研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

1引言

塑性成形技術(shù)具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗等顯著特點(diǎn)，已成為當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測，21世紀(jì)，機(jī)械制造工業(yè)零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式實(shí)現(xiàn)。工業(yè)部門的廣泛需求為塑性成形新工藝新設(shè)備的發(fā)展提供了強(qiáng)大的原動(dòng)力和空前的機(jī)遇。金屬及非金屬材料的塑性成形過程都是在模具型腔中來完成的。因此，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)。

新世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)面臨著巨大的變革。通過與計(jì)算機(jī)的緊密結(jié)合，數(shù)控加工、激光成型、人工智能、材料科學(xué)和集成制造等一系列與塑性成形相關(guān)聯(lián)的技術(shù)發(fā)展速度之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣泛是過去任何時(shí)代無法比擬的，塑性成形新工藝和新設(shè)備不斷地涌現(xiàn)，掌握塑性成形技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，有助于及時(shí)研究、推廣和應(yīng)用高新技術(shù)，推動(dòng)塑性成形技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

實(shí)施塑性成形技術(shù)的最終形式就是模具產(chǎn)品，而模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)進(jìn)步，模具技術(shù)又涉及到多學(xué)科的交叉。模具作為一種高附加值產(chǎn)品和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。

2塑性成形的現(xiàn)狀

精密成形技術(shù)對(duì)于提高產(chǎn)品精度、縮短產(chǎn)品交貨期、減少切削加工和降低生產(chǎn)成本均有著重要意義。近10年來，精密成形技術(shù)都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

精沖技術(shù)、冷擠壓技術(shù)、無飛邊熱模鍛技術(shù)、溫鍛技術(shù)、超塑性成形技術(shù)、成形軋制、液態(tài)模鍛、多向模鍛技術(shù)發(fā)展很快。例如電機(jī)定轉(zhuǎn)子雙回轉(zhuǎn)疊片硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模的步距精度可達(dá)2μm，壽命達(dá)到1億次以上。集成電路引線框架的20~30工位的級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)。自動(dòng)沖切、疊壓、鉚合、計(jì)數(shù)、分組、轉(zhuǎn)子鐵芯扭斜和安全保護(hù)等功能的鐵芯精密自動(dòng)疊片多功能模具。新型轎車的大尺寸覆蓋件成形、大功率汽車的六拐曲軸成形。700mm輪機(jī)葉片精密輥鍛和精整復(fù)合工藝，楔橫軋汽車、拖拉機(jī)精密軸類鍛件。除傳統(tǒng)的鍛造工藝外，近年來半固態(tài)金屬成形技術(shù)也日趨成熟，引起工業(yè)界的普遍關(guān)注。所謂半固態(tài)成形，是指對(duì)液態(tài)金屬合金在凝固過程中經(jīng)攪拌等特殊處理后得到的具有非枝晶組織結(jié)構(gòu)，固液相共存的半固態(tài)坯料進(jìn)行各種成形加工。它具有節(jié)省材料、降低能耗、提高模具壽命、改善制件性能等一系列優(yōu)點(diǎn)，并可成形復(fù)合材料的產(chǎn)品，被

譽(yù)為21新興金屬塑性加工的關(guān)鍵技術(shù)。此外，在粉末冶金和塑料加工方面，金屬粉末鍛造成形，金屬粉末超塑性成形，粉末注射成形、粉末噴射和噴涂成形以及塑料注射成形中熱流道技術(shù)，氣體輔助技術(shù)和高壓注射的成功應(yīng)用，大大擴(kuò)充了現(xiàn)代精密塑性成形的應(yīng)用范圍。

3現(xiàn)代模具的發(fā)展趨勢

模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。本文詳細(xì)介紹了國內(nèi)模具技術(shù)的現(xiàn)狀，探討了我國模具技術(shù)今后的發(fā)展趨勢。還比較了我國和國外模具技術(shù)的差距及產(chǎn)生差距的原因。因此，我國要想提高技術(shù)，必須做出相應(yīng)的調(diào)整，要向大型、精密、復(fù)雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。只有模具技術(shù)向著更高方向的發(fā)展，才能提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量和效率。

3.1我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀

我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具又上了新臺(tái)階。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于對(duì)模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，模具水平得以提高，模具國產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來進(jìn)口模具不斷增長的勢頭有所控制，模具出口穩(wěn)步增長。

20世紀(jì)80年代以來，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時(shí)為模具的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識(shí)。目前，中國有17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。

中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48in大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量

和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。

進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。

3.2我國模具技術(shù)與國外的差距

? 產(chǎn)需矛盾

工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，目前滿足率只能達(dá)到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應(yīng)市場要求。二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長?？傊峭狭藱C(jī)電、輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。

? 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面

模具按國家標(biāo)準(zhǔn)分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)，我國目前沖壓占50%-60%，塑料模占25-30。國外先進(jìn)國家對(duì)發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。國內(nèi)模具中，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具比較低，約占20%左右，國外為50%以上。我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具能力集中在各主機(jī)廠的模具分廠(或車間)內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達(dá)70%以上。國外，70%以上是商品化的。? 產(chǎn)品水平

衡量模具產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復(fù)雜程度、模具的使用壽命和制造周期等。

4現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢

具制造技術(shù)，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，用仿型加工，成形磨削以及電火花加工方法來制造模具。而現(xiàn)代模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用先進(jìn)制造技術(shù)，才能達(dá)到它的技術(shù)要求。當(dāng)前，整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭劇烈。為了適應(yīng)市場對(duì)模具制造的短交貨期，高精度、低成本的迫切要求，模具將有如下發(fā)展趨勢：

? 愈來愈高的模具精度；

? 日趨大型化模具：一方面是由于用模具成形的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求的一模多腔所致。

? 擴(kuò)大應(yīng)用熱流道技術(shù)：由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展較快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具50%以上采用了熱流道技術(shù)，甚至達(dá)到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在國內(nèi)也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。

? 進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具：一副多功能模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能復(fù)合模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件，可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)及裝配周期，對(duì)模具材料的性能要求也越來越高。? 日益增多高擋次模具;? 進(jìn)一步增多氣輔模具及高壓注射成型模具：隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)和發(fā)展，為了提高注塑件質(zhì)量，氣輔模具及高壓注射成型模具將隨之發(fā)展。? 增大塑料模具比例：隨著塑料原材料的性能不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代鋼，以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，使塑料模具的比例日趨增大。同時(shí)，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的逐漸提高，對(duì)塑料模具的制造要求也越來越高。

? 增多擠壓模及粉末鍛模：由于汽車、車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新型材料的采用，不僅改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能而且使生產(chǎn)工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模。對(duì)這些模具的制造精度要求是高的。? 日漸推廣應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)化； ? 大力發(fā)展快速制造模具。

上述的目標(biāo)其實(shí)也是正是我國要努力發(fā)展的目標(biāo)，是我國模具行業(yè)要改進(jìn)與學(xué)習(xí)的地方，是不斷縮小與國外水平的最好途徑。

5塑性成形的新技術(shù)

5.1高速高能成形

一種在極短時(shí)間內(nèi)釋放高能量而使金屬變形的成形方法。包括： ? 電液成形 ? 電磁成形 ? 少無切削成形

5.2精密模鍛

在模鍛設(shè)備上鍛造出形狀復(fù)雜、鍛件精度高的模鍛工藝。

5.3粉末鍛造

該方法是粉末冶金成形和鍛造相結(jié)合的一種加工方法。普通的粉末冶金件，其尺寸精度高，而塑性、韌度差。鍛件的力學(xué)性能雖好，但精度低。將二者取長補(bǔ)短，便產(chǎn)生了粉末鍛造方法。

5.4液態(tài)模鍛

實(shí)質(zhì)是把液態(tài)金屬直接澆入金屬型內(nèi)，以一定壓力作用于液態(tài)(或半液態(tài))金屬并保壓，金屬在壓力下結(jié)晶并產(chǎn)生局部塑性變形。液態(tài)模鍛實(shí)際上是鑄造加鍛造的組合工藝。它兼有鑄造工藝簡單、成本低，又有鍛造產(chǎn)品性能好、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的工件，且在性能上又有一定要求時(shí)，液態(tài)模鍛更能發(fā)揮其優(yōu)越性。

5.5超塑性成形

超塑性成形指金屬或合金在特定條件下。即低的變形速率(=10-2～10-4s-1)一定的變形溫度(約為熔點(diǎn)的一半)和均勻的細(xì)晶粒度(平均直徑為0.2～5μm)，其相對(duì)伸長率δ超過100％以上的特性。例如鋼可超過500％、純鈦超過300％、鋅鋁合金超過1000％。

超塑性狀態(tài)下的金屬在拉伸變形過程中不產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，金屬的變形應(yīng)力可比常態(tài)下降低幾倍至幾十倍。因此，超塑性金屬極易成形，可采用多種工藝方法制出復(fù)雜零件。

5.6微成形

微成形指以塑性加工的方式生產(chǎn)至少在二維方向上尺寸處于亞毫米量級(jí)的零件或結(jié)構(gòu)的工藝技術(shù)。

5.7內(nèi)高壓成形

內(nèi)高壓成形是近10 多年來迅速發(fā)展起來的一種成形方法，它是結(jié)構(gòu)輕量化的一種成形方法，是利用液體壓力使工件成形的一種塑性加工工藝。作為生產(chǎn)支叉管等管路配件的一種方法，可追溯到30年前，但成形壓力一般小于30MPa。近年來，由于超高壓液壓技術(shù)的成熟，德國和美國已將該成形技術(shù)用于機(jī)器零件的制造，其成形壓力一般大于400MPa，有時(shí)超過1000MPa。目前，已用于汽車等機(jī)器制造領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)。

5.8可變輪廓模具成形

對(duì)于小批量多品種板料件成形，例如艦艇側(cè)面的弧形板、航空風(fēng)洞收縮體板、飛機(jī)的蒙皮都是三維曲面，但批量很小甚至是單件生產(chǎn)，由于工件尺寸大，這樣模具成本很高，何況即使模具加工完成，也有一個(gè)需要修模與調(diào)節(jié)的過程，因此

用可變輪廓模具成形一直是塑性加工界及模具界的研究方向之一。

5.9半固態(tài)成形

半固態(tài)成形是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的金屬成形新技術(shù)，指對(duì)經(jīng)過特殊處理的固體坯料加熱，或在液態(tài)金屬凝固過程中加以攪拌等處理而得到的具有非枝晶結(jié)構(gòu)的固相、液相組織共存的半固態(tài)坯料進(jìn)行成形加工，得到所需形狀和性能的制品的加工方法。它主要包括半固態(tài)鍛造、半固態(tài)擠壓、半固態(tài)軋制、半固態(tài)壓鑄等工藝類型，在汽車、通訊、航空、航天、國防等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，被稱為21世紀(jì)新興的金屬制造關(guān)鍵技術(shù)之一。

6當(dāng)代塑性成形技術(shù)的研究方向

國內(nèi)塑性成形技術(shù)與國外從上文可以看出還是有不小的差距，為了塑性成形技術(shù)逐步達(dá)到國際水平，不僅僅從理論分析，模具的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)材料以及環(huán)保等方面來提升塑性成形技術(shù)的水平，隨著現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展，以上可以提升的方面在不久的將來就是拼的數(shù)字化的競爭力，所以我著重從數(shù)字化方面說一下數(shù)字化塑性成形的未來研究方向。

6.1設(shè)計(jì)數(shù)字化技術(shù)

為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，近年來，學(xué)術(shù)界提出了并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、大批量定制設(shè)計(jì)等新的設(shè)計(jì)理論與方法，其核心思想是：借助專家知識(shí)，采用并行工程方法和產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以便能夠有效地滿足客戶需求。實(shí)施這些設(shè)計(jì)理論與方法的基礎(chǔ)是數(shù)字化技術(shù)，其中基于知識(shí)的工程技術(shù)（KBE）和反向設(shè)計(jì)技術(shù)是兩項(xiàng)重要支撐技術(shù)。6.1.1反向設(shè)計(jì)

以實(shí)物模型為依據(jù)來生成數(shù)字化幾何模型的設(shè)計(jì)方法即為反向設(shè)計(jì)。反向設(shè)計(jì)并不是一種創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)思路，但是通過對(duì)多種方案的篩選和評(píng)估，有可能使其設(shè)計(jì)方案優(yōu)于現(xiàn)有方案，并且縮短方案的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)方案的可靠性。反向設(shè)計(jì)是產(chǎn)品數(shù)字化的重要手段之一，作為21世紀(jì)數(shù)字化塑性成形技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，反向設(shè)計(jì)這種思想對(duì)于消化吸收國外模具設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，提高我國的模具設(shè)計(jì)水平具有重要的意義。6.1.2基于知識(shí)的工程設(shè)計(jì)

眾所周知，模具設(shè)計(jì)是一個(gè)知識(shí)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)造性過程，它包含了對(duì)知識(shí)的繼承、集成、創(chuàng)新和管理。隨著世界制造業(yè)競爭的加劇，創(chuàng)新產(chǎn)品的開發(fā)已成為競爭的關(guān)鍵，而創(chuàng)新產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢在于其所擁有的知識(shí)含量。隨著智能技術(shù)的發(fā)展與完善，如何將人類知識(shí)作為改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的原動(dòng)力已成為重要的研究課題。

6.2分析數(shù)字化技術(shù)

6.2.1數(shù)字化模擬

金屬塑性成形過程的機(jī)理非常復(fù)雜，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)也是基于經(jīng)驗(yàn)的多反復(fù)性過程，從而導(dǎo)致了模具的開發(fā)周期長，開發(fā)成本高。面對(duì)激烈的市場競爭壓力，模具行業(yè)迫切需要新技術(shù)來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，縮短模具的開發(fā)時(shí)間，從而更有效地支持相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。塑性加工過程的數(shù)值模擬技術(shù)正是在這一背景下產(chǎn)生和發(fā)展的。6.2.2虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是實(shí)際制造過程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，即采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，以及企業(yè)各級(jí)過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強(qiáng)制造過程各級(jí)的決策與控制能力。

6.3制造數(shù)字化技術(shù)

6.3.1高速制造

高速加工技術(shù)是自上個(gè)世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，其研究應(yīng)用的一個(gè)重要目標(biāo)是縮短加工時(shí)的切削與非切削時(shí)間，對(duì)于復(fù)雜形狀和難加工材料及高硬度材料減少加工工序，最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精度和高質(zhì)量。由于不同加工工藝和工件材料有不同的切削速度范圍，因而很難就高速加工給出一個(gè)確切的定義。6.3.2快速原型

現(xiàn)代意義上的快速成型技術(shù)始于70 年代末期出現(xiàn)的立體光刻技術(shù)（SLA），它是洶涌而來的數(shù)字化浪潮在加工領(lǐng)域中不可避免的延拓：連續(xù)的曲面被離散成用STL文件表達(dá)的三角面片，零件在加工方向上被離散成若干層。這種離散化使得任意復(fù)雜的零件原型都可以加工出來，加工過程也大大簡化了。

進(jìn)入新世紀(jì)后，制造技術(shù)的發(fā)展將隨著市場的全球化、競爭的激烈化、需求的個(gè)性化、生產(chǎn)的人性化而體現(xiàn)出制造技術(shù)的信息化、科學(xué)化和服務(wù)化的趨勢。數(shù)字化以其柔性好、響應(yīng)快、質(zhì)量高、成本低，正在成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。特別是近些年來研究提出和發(fā)展的很多先進(jìn)制造理論和方法，如計(jì)算機(jī)集成制造、智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)化制造等等，無一不是受益于數(shù)字化計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。因此，我們必須從戰(zhàn)略的高度大力開展數(shù)字化制造技術(shù)的研究開發(fā)和加速用數(shù)字化制造技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。

7總結(jié)

經(jīng)過將近一個(gè)世紀(jì)的衍生與發(fā)展，塑性成形技術(shù)與科學(xué)這一古老而年輕的領(lǐng)域中已經(jīng)結(jié)出茂盛的果實(shí)，但同時(shí)，我們更應(yīng)感到新世紀(jì)所賦予在肩的重任。為了保持和促進(jìn)學(xué)科旺盛的生命力，為了塑性成形技術(shù)與科學(xué)的嶄新輝煌，我們責(zé)

無旁貸，我們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)！

參考文獻(xiàn)

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第四篇：冶金自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

冶金自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

來源: 發(fā)表時(shí)間:2008-9-9 15:49:36

我國已連續(xù)4年成為世界鋼材產(chǎn)量的第一大國，同時(shí)鋼材品種、結(jié)構(gòu)調(diào)整正在卓有成效地加速進(jìn)行，冶金自動(dòng)化也發(fā)揮著越來越重要的作用?；仡櫸覈苯鹱詣?dòng)化取得巨大成就的同時(shí)，應(yīng)清楚地看到我們的差距和問題，按照我國走新型工業(yè)化道路的要求，結(jié)合我國冶金工業(yè)發(fā)展需求，制訂我國冶金自動(dòng)化技術(shù)的戰(zhàn)略規(guī)劃。

冶金自動(dòng)化技術(shù)作為自動(dòng)化在冶金行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)，其發(fā)展軌跡既遵從自動(dòng)化學(xué)科自身的發(fā)展規(guī)律，也與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，包括工藝路線演化、制造裝備的更迭、生產(chǎn)流程和組織方式、企業(yè)運(yùn)營模式的改革和進(jìn)步等密切關(guān)聯(lián)。

一、冶金自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀和差距

按照目前流行的自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)，典型的冶金自動(dòng)化系統(tǒng)按功能層次可分為過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)、企業(yè)信息化系統(tǒng)3個(gè)層面。

（一）過程控制系統(tǒng)

在基礎(chǔ)控制方面，以PLC、DCS、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為代表的計(jì)算機(jī)控制取代了常規(guī)模擬控制，已在冶金企業(yè)全面普及。據(jù)最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查結(jié)果，按冶金工序劃分，計(jì)算機(jī)控制的采用率分別為高爐100%，轉(zhuǎn)爐95.43%，電爐95.9%，連鑄99.42%，軋機(jī)99.68%。近年發(fā)展起來的現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)逐步在冶金自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用，分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)替代集中控制成為主流。在控制算法上，回路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進(jìn)控制技術(shù)在電爐電極升降控制、連鑄結(jié)晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機(jī)軋制力控制等方面有了初步應(yīng)用，取得了一定成果。在檢測方面，與回路控制、安全生產(chǎn)、能源計(jì)量等相關(guān)的流量、壓力、溫度、重量等信號(hào)的檢測儀表的配備比較齊全；高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續(xù)鑄鋼過程的結(jié)晶器鋼坯拉漏預(yù)報(bào)、鋼材質(zhì)量和機(jī)械性能預(yù)報(bào)等軟測量技術(shù)取得了初步成果。在電氣傳動(dòng)方面，用于節(jié)能的交流變頻技術(shù)普遍采用；國產(chǎn)大功率交、直流傳動(dòng)裝置在軋線上得到成功應(yīng)用。

在過程建模和優(yōu)化方面，計(jì)算機(jī)配置率有較大幅度提高，根據(jù)最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查結(jié)果，按冶金工序劃分，計(jì)算機(jī)配置率分別為高爐57.54%，轉(zhuǎn)爐56.39%，電爐58.56%，連鑄60.08%，軋

機(jī)74.5%。但是，應(yīng)當(dāng)清醒地看到，過程計(jì)算機(jī)更多地起到了數(shù)據(jù)匯總、過程監(jiān)視和打印綜合報(bào)表的作用，由于冶金過程的復(fù)雜性，數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性很差，過程優(yōu)化方面的功能大打折扣，即使高價(jià)從國外引進(jìn)的過程控制系統(tǒng)充分發(fā)揮作用的也不多。近年來，把工藝知識(shí)、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)和智能技術(shù)結(jié)合起來，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優(yōu)化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過程優(yōu)化與智能控制系統(tǒng)、有副槍轉(zhuǎn)爐動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、電爐供電曲線優(yōu)化、智能鋼包精煉爐控制系統(tǒng)、連鑄二冷水優(yōu)化設(shè)定、軋機(jī)智能過程參數(shù)設(shè)定等等，但如何保證其長期穩(wěn)定運(yùn)行并推廣普及還需進(jìn)一步做工作。

（二）生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)

根據(jù)最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查結(jié)果，按冶金工序劃分，生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)配置率分別為高爐5.97%，轉(zhuǎn)爐23.03%，電爐26.12%，連鑄20.64%，軋機(jī)41.68%。從功能上來講，信息集成和事務(wù)處理的層面多一些，決策支持和動(dòng)態(tài)管理控制作用沒有發(fā)揮出來。近年來，冶金企業(yè)逐步認(rèn)識(shí)到MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的重要性，在綜合應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)、專家系統(tǒng)和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)線各工序作業(yè)，進(jìn)行全線物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線控制、設(shè)備預(yù)測維護(hù)等方面取得了初步成果，但如何真正在冶金企業(yè)發(fā)揮作用并結(jié)合各企業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行推廣還需做大量細(xì)致務(wù)實(shí)的工作。

（三）企業(yè)信息化系統(tǒng)

隨著企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”在冶金企業(yè)成為共識(shí)，企業(yè)信息化方興未艾，受到企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高度重視，各企業(yè)紛紛開始信息化規(guī)劃和建設(shè)，很多企業(yè)已經(jīng)構(gòu)造了企業(yè)信息網(wǎng)，為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎(chǔ)。漆永新在“解讀鋼鐵企業(yè)信息化”的報(bào)告中指出:“我國鋼年產(chǎn)量500萬t以上的8家企業(yè)100%上了信息化的項(xiàng)目，鋼年產(chǎn)量50萬ｔ以上的58家企業(yè)中有45家上了企業(yè)信息化的項(xiàng)目，占77.6%”。從功能角度講，企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）成為熱點(diǎn)，以德國SAP為代表的ERP通用產(chǎn)品和韓國浦項(xiàng)、臺(tái)灣中鋼為代表的定制系統(tǒng)都在冶金企業(yè)找到了落腳點(diǎn)。此外，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）、客戶關(guān)系管理（CRM）、企業(yè)流程重組（BPR）等概念也被冶金企業(yè)所熟悉。企業(yè)信息化工作是企業(yè)管理的一場革命，不可能畢其功于一役，需要對(duì)其本質(zhì)意義的深刻理解和方方面面條件的支撐，從觀念轉(zhuǎn)變、管理機(jī)制變革到信息的上通下達(dá)，還有相當(dāng)長的路要走，才能真正發(fā)揮效益，避免掉入信息化投入的“黑洞”。

二、鋼鐵行業(yè)未來發(fā)展對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)的需求

（一）鋼鐵行業(yè)未來發(fā)展及制約因素

黨的十六大提出了全面建設(shè)小康社會(huì)的宏偉目標(biāo)，2020年國民生產(chǎn)總值比2000年翻兩番。要實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的目標(biāo)，離不開鋼鐵工業(yè)強(qiáng)有力的支持，中國鋼鐵工業(yè)將繼續(xù)保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)2003年組織的市場調(diào)查結(jié)果，預(yù)計(jì)2005年國內(nèi)實(shí)際鋼材消耗量達(dá)到2.5億ｔ，2010年達(dá)

到3.1億ｔ，要求國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能有較大幅度的提高。目前我國仍有近2/3的優(yōu)質(zhì)鋼材需要進(jìn)口，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在品種質(zhì)量方面還需要做艱苦的努力。鋼鐵行業(yè)未來在數(shù)量和質(zhì)量兩方面的發(fā)展都存在著很多制約因素。在產(chǎn)能增加方面，首先是資源缺乏的矛盾日益突出，例如按目前的消耗水平，現(xiàn)有冶金礦產(chǎn)資源將很難保證本世紀(jì)內(nèi)生產(chǎn)的需求；其次，能源結(jié)構(gòu)不合理，二次能源利用還很不充分，能耗高；第三，推行高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、污染少的綠色清潔生產(chǎn)雖已有了初步成效，但從總體上看還處于初始階段。在品種質(zhì)量方面，首先是淘汰落后工藝裝備的任務(wù)還未完成，流程的全面優(yōu)化和工藝裝備的進(jìn)一步優(yōu)化還受各種條件的制約，大型設(shè)備依賴進(jìn)口，特別是薄板連鑄連軋生產(chǎn)線等基本全套引進(jìn)；其次，在新品種開發(fā)方面，原創(chuàng)性自主創(chuàng)新不多，產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)保障體系尚需完善。

（二）冶金行業(yè)技術(shù)進(jìn)步以及對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)的需求

以上問題的解決，最終必須依靠冶金行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，同時(shí)，對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

煉鐵系統(tǒng)（鐵、焦、燒）是高爐-轉(zhuǎn)爐流程降低成本和提高環(huán)境質(zhì)量的瓶頸，目前現(xiàn)狀和國際煉鐵發(fā)展目標(biāo)有相當(dāng)?shù)牟罹?，要向渣?50～300kg/t、焦比240～300kg/t、噴煤250～300kg/t、風(fēng)溫1250～1300℃、壽命大于20年的21世紀(jì)國際先進(jìn)目標(biāo)努力。對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的需求主要有:（1）開發(fā)更多的專用儀表，特別是直接在線檢測質(zhì)量的儀表，采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)；（2）針對(duì)高爐冶煉大滯后系統(tǒng)特點(diǎn)，前饋控制和反饋控制相結(jié)合，采用預(yù)測控制等先進(jìn)控制技術(shù)；（3）數(shù)學(xué)模型、專家系統(tǒng)和可視化技術(shù)相結(jié)合，保證冶煉過程順行；（4）信息技術(shù)與系統(tǒng)工程技術(shù)相結(jié)合，不斷優(yōu)化操作工藝，提高技術(shù)性能指標(biāo)；（5）應(yīng)當(dāng)關(guān)注直接還原和熔融還原（HISmelt、Corex、Finex技術(shù)）等新一代煉鐵生產(chǎn)流程對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的新需求。

煉鋼是鋼鐵生產(chǎn)的重要工序，對(duì)降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大產(chǎn)品范圍，具有決定性影響：（1）目前，國內(nèi)絕大多數(shù)鋼鐵廠（轉(zhuǎn)爐或電爐）均采用人工經(jīng)驗(yàn)控制煉鋼終點(diǎn)，效率低，穩(wěn)定性差，無法滿足潔凈鋼或高品質(zhì)鋼生產(chǎn)的質(zhì)量要求，需要完善動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并與爐氣分析等技術(shù)結(jié)合，提高煉鋼終點(diǎn)的自動(dòng)控制水平。（2）煉鋼采取了很多綜合節(jié)能工藝技術(shù)，要求針對(duì)工藝的變化，建立能量/物料綜合優(yōu)化模型，確定合理化學(xué)能輸入比例、頂?shù)妆壤?、?yōu)化電功率曲線和廢鋼/鐵水比例，以提高冶煉強(qiáng)度，縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。（3）鐵水預(yù)處理和爐外精煉的發(fā)展要求建立化學(xué)成分、純凈度、鋼水溫度全線高精度預(yù)報(bào)模型，并對(duì)合金化、造渣、成分調(diào)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化控制。（4）繼續(xù)優(yōu)化高效連鑄和近終型連鑄技術(shù)，要求提升電磁連鑄自動(dòng)控制技術(shù)；開發(fā)接近凝固溫度、高均質(zhì)、高等軸晶化的優(yōu)化澆鑄技術(shù)和鑄坯質(zhì)量保障系統(tǒng)；同時(shí)考慮薄板坯連鑄、薄帶連鑄（StripCasting）等新工藝的自動(dòng)化需求。

20世紀(jì)軋鋼技術(shù)取得重大技術(shù)進(jìn)步的主要特征是自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，如計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制在連軋機(jī)上首先應(yīng)用，使板帶材的尺寸精度控制得到了飛躍，AGC的廣泛推廣應(yīng)用就是例證，以后的板形自動(dòng)控制、中厚板的平面形狀自動(dòng)控制、自由規(guī)程軋制等，無一不是以計(jì)算機(jī)為核心的高新技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果。今后，軋鋼生產(chǎn)工藝流程將更加緊湊，趨于鑄軋一體化生產(chǎn)和柔性化生產(chǎn)，對(duì)自動(dòng)化提出新的要求:（1）要求先進(jìn)的高精度、多參數(shù)在線綜合測試技術(shù)與高響應(yīng)速度的控制系統(tǒng)相結(jié)合，保證軋鋼生產(chǎn)的高精度、高速度以及產(chǎn)品的高質(zhì)量。（2）數(shù)學(xué)模型和人工智能相結(jié)合，軋鋼工藝控制和管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和高品質(zhì)化。（3）計(jì)算力學(xué)與數(shù)值模擬相結(jié)合，由軋制尺寸形狀預(yù)報(bào)和力學(xué)模擬轉(zhuǎn)到金屬組織性能預(yù)報(bào)和控制。（4）擴(kuò)展控軋控冷技術(shù)與“超級(jí)鋼”技術(shù)相結(jié)合，在自由規(guī)程軋制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)真正的柔性化生產(chǎn)，即用同一化學(xué)成分的鋼坯，在軋機(jī)上通過工藝過程參數(shù)的控制，生產(chǎn)出不同級(jí)別性能的鋼材，大大提高軋制效率。

現(xiàn)代化鋼鐵廠，無論是以高爐-轉(zhuǎn)爐為代表的聯(lián)合企業(yè)還是以廢鋼為原料的電爐短流程鋼廠，都具有一個(gè)明顯的特征，即以產(chǎn)品為目標(biāo)，以生產(chǎn)物流、能量流和信息流為紐帶，將幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)單元有機(jī)地結(jié)合起來，形成高效化生產(chǎn)線。由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)效率高，物資、能源消耗、運(yùn)輸、供應(yīng)與銷售量大，使企業(yè)與外部市場、社會(huì)和環(huán)境建立起錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系。因此，對(duì)鋼鐵廠的生產(chǎn)與管理進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制，要求適應(yīng)以下發(fā)展趨勢:

（1）生產(chǎn)過程隨著鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)特別是連鑄與熱軋熱送的發(fā)展日趨連續(xù)化，高效化的連續(xù)生產(chǎn)，要求鋼廠計(jì)劃控制和管理系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程中的各工序間的物流、能流和生產(chǎn)時(shí)序進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)快速信息反饋，及時(shí)準(zhǔn)確和靈活地調(diào)整生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品方案。

（2）目前，產(chǎn)品萬能化的傳統(tǒng)鋼鐵廠正在消亡，代之而起的是產(chǎn)品專業(yè)化、生產(chǎn)集成化的新型鋼鐵廠。集成化鋼廠的基本特征是生產(chǎn)工序少，生產(chǎn)設(shè)備單機(jī)匹配，生產(chǎn)中的各種緩沖能力或緩沖容量逐漸減少，產(chǎn)品生產(chǎn)周期大幅度縮短，這要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對(duì)整個(gè)復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一的生產(chǎn)管理、信息追蹤和決策調(diào)整。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量是鋼鐵企業(yè)的生命線。和傳統(tǒng)鋼鐵廠相比，現(xiàn)代化鋼鐵廠的主要特點(diǎn)是不再單純依賴某一單一的生產(chǎn)工序控制產(chǎn)品質(zhì)量，而必須從原料開始對(duì)每一工序都實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的質(zhì)量控制與管理，才能保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。這就要求鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量預(yù)報(bào)、在線監(jiān)測和智能控制的功能。

三、冶金自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢

冶金自動(dòng)化技術(shù)在自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)和冶金行業(yè)技術(shù)需求的拉動(dòng)的雙重機(jī)制作用下，必將取得更大進(jìn)展。

（一）過程控制系統(tǒng)

冶金流程在線連續(xù)檢測和監(jiān)控系統(tǒng)。采用新型傳感器技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)、軟測量技術(shù)、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)處理技術(shù)、冶金環(huán)境下可靠性技術(shù)，以關(guān)鍵工藝參數(shù)閉環(huán)控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環(huán)境排放實(shí)時(shí)控制和產(chǎn)品質(zhì)量全面過程控制為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)冶金流程在線檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，包括鐵水、鋼水、熔渣成分和溫度的檢測和預(yù)報(bào)，鋼水純凈度檢測和預(yù)報(bào)，鋼坯和鋼材的溫度、尺寸、組織、缺陷等參數(shù)檢測和判斷，全線廢氣和煙塵的監(jiān)測等。

冶金過程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制?；跈C(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測控制、專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、支撐矢量機(jī)（SVM）等技術(shù)，以過程穩(wěn)定、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目標(biāo)，在上述關(guān)鍵工藝參數(shù)在線連續(xù)檢測基礎(chǔ)上，建立綜合模型，采用自適應(yīng)智能控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)冶金過程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制，包括高爐順行閉環(huán)專家系統(tǒng)、鋼水成分和溫度閉環(huán)控制、鑄坯和鋼材尺寸及組織性能閉環(huán)控制等。

（二）生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)

冶金流程的全息集成。實(shí)現(xiàn)鐵-鋼-軋橫向數(shù)據(jù)集成和相互傳遞，實(shí)現(xiàn)管理-計(jì)劃-生產(chǎn)-控制縱向信息集成，同時(shí)，整合生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)倉庫，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提供生產(chǎn)管理控制的決策支持。

計(jì)算機(jī)全流程模擬，實(shí)現(xiàn)以科學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和制造。采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算力學(xué)技術(shù)，基于各種冶金模型，進(jìn)行流程離線仿真和在線集成模擬，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)組織優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、新生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)和新產(chǎn)品開發(fā)。

提升鋼鐵生產(chǎn)制造智能。在生產(chǎn)組織管理方面，基于事例推理、專家知識(shí)的生產(chǎn)計(jì)劃與運(yùn)籌學(xué)中網(wǎng)絡(luò)規(guī)則技術(shù)，提供快速調(diào)整作業(yè)計(jì)劃的手段和能力，以提高生產(chǎn)組織的柔性和敏捷化程度；根據(jù)各工序參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算各工序的生產(chǎn)順序計(jì)劃及各工序的生產(chǎn)時(shí)間和等待時(shí)間，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的全線跟蹤和控制，并能根據(jù)現(xiàn)場要求和專家知識(shí)，進(jìn)行靈活的調(diào)整；異常情況下的重組調(diào)度技術(shù)以及在多種工藝路線情況下，人機(jī)協(xié)同動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調(diào)度。在質(zhì)量管理方面，基于數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)計(jì)算與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行預(yù)報(bào)、跟蹤和分析；根據(jù)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)，判定在生產(chǎn)中發(fā)生的品質(zhì)異常。在設(shè)備管理方面，采用生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷與預(yù)報(bào)技術(shù)，建立設(shè)備故障、壽命預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)預(yù)測維護(hù)。在成本控制方面，采用數(shù)據(jù)挖掘與預(yù)報(bào)技術(shù)，建立動(dòng)態(tài)成本模型預(yù)測生產(chǎn)成本；利用動(dòng)態(tài)跟蹤控制技術(shù)，優(yōu)化原材料的配比、能源介質(zhì)的供應(yīng)、產(chǎn)線定修制度、生產(chǎn)的調(diào)度管理，動(dòng)態(tài)核算成本，以降低生產(chǎn)成本。

（三）企業(yè)信息化系統(tǒng)

企業(yè)信息集成到行業(yè)信息集成。信息化的目的之一是實(shí)現(xiàn)信息共享，在有效競爭前提下趨利避害，在企業(yè)信息系統(tǒng)的編碼體系標(biāo)準(zhǔn)化、企業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)/信息集成基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)協(xié)作制造企業(yè)信息集成，全行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)，直至全球行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)。

管控一體化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性能管理（RealPerformanceManagement）。協(xié)調(diào)供產(chǎn)銷流程，實(shí)現(xiàn)從訂貨合同到生產(chǎn)計(jì)劃、制造作業(yè)指令、產(chǎn)品入庫、出廠發(fā)運(yùn)的信息化。生產(chǎn)與銷售連成一個(gè)整體，計(jì)劃調(diào)度和生產(chǎn)控制有機(jī)銜接；質(zhì)量設(shè)計(jì)進(jìn)入制造，質(zhì)量控制跟蹤全程，完善PDCA質(zhì)量循環(huán)體系；成本管理在線覆蓋生產(chǎn)流程，資金控制實(shí)時(shí)貫穿企業(yè)全部業(yè)務(wù)活動(dòng)，通過預(yù)算、預(yù)警、預(yù)測等手段，達(dá)到事前和事中的控制。

知識(shí)管理和商業(yè)智能。利用企業(yè)信息化積累的海量數(shù)據(jù)和信息，按照各種不同類型的決策主題分別構(gòu)造數(shù)據(jù)倉庫，通過在線分析和數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)有關(guān)市場、成本、質(zhì)量等方面數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)的遞階演化，并將企業(yè)常年管理經(jīng)驗(yàn)和集體智慧形式化、知識(shí)化，為企業(yè)持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)營管理各方面創(chuàng)新，奠定堅(jiān)實(shí)的核心知識(shí)和規(guī)律性的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。

四、小結(jié)

我國冶金自動(dòng)化技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，為鋼鐵工業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，但與國際先進(jìn)水平相比，還有相當(dāng)大的差距。鋼鐵工業(yè)在數(shù)量和質(zhì)量方面的發(fā)展為冶金自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展既提供了機(jī)遇，也提出了新的挑戰(zhàn)。面對(duì)冶金企業(yè)花巨資大量引進(jìn)的國外軟硬件產(chǎn)品、先進(jìn)技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)，我國冶金自動(dòng)化工作者任重道遠(yuǎn)。

冶金自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)緊密關(guān)注冶金行業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)和企業(yè)需求，在保障功能的前提下注重提升性能，加強(qiáng)過程工藝、工裝設(shè)備、企業(yè)管理、生產(chǎn)組織、自動(dòng)化等多專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，以提高冶金企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、增強(qiáng)企業(yè)綜合競爭力為主要目標(biāo)，制定科學(xué)、合理的研究開發(fā)計(jì)劃，走消化吸收、自主開發(fā)相結(jié)合，原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新相結(jié)合的技術(shù)路線，不斷推出新的冶金自動(dòng)化技術(shù)成果，形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綜合自動(dòng)化軟件和硬件產(chǎn)品，全面提高我國冶金工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和綜合競爭力，促進(jìn)我國冶金自動(dòng)化軟硬件產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

第五篇：淺析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

摘要

摘 要

作為機(jī)電系的一名學(xué)生，將來工作學(xué)習(xí)都會(huì)以機(jī)電為主，所以必須掌握好各種機(jī)電的專業(yè)知識(shí)。機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，我會(huì)本著認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待專業(yè)課的學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)素養(yǎng)。

接下來我將介紹一下機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢和前景。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；制造技術(shù)；發(fā)展趨勢；微電子技術(shù)；

焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

Abstract

Abstract As a student of Electromechanical College, we will devote ourselves to mechanical and electronic, s so we should grasp all kinds of mechanical professional knowledge.The result of modern science and technology development is Mechatronics.I will study my specialized courses with serious attitude, and improve my professional attainments.Then I will introduce the basic overview of mechatronics technology and its development background, review its present situation at home and abroad, and finally, we will analyze its trend of development and prospect.Key words: Mechatronics;Manufacturing technology;Trend of development;Microelectronics technology

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目錄

目錄

1.引言………………………………………………………………………....4 2.機(jī)電一體化發(fā)展歷程及概要………………………………….…...………5 3.典型機(jī)電一體化產(chǎn)品………………………………………………………7 4.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢……………………………….………...…………8

4.1智能化………………………………………………………..…….…9 4.2模塊化………………………………………………………….……..9 4.3網(wǎng)絡(luò)化……………………………………………………………….10 4.4微型化……………………………………………………………….10 4.5綠色化………………………………………………………….……10 4.6系統(tǒng)化………………………………………………………….……11 4.7柔性化………………………………………………………….……11 5.我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)…………………………..12 6.我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策………………………………………..13 7．結(jié)語…………………………………………………………………….…15 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………...…16 致謝………………………………………………………………….………..17

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第1章 引言

1.引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

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第2章

機(jī)電一體化發(fā)展歷程及概要

2.機(jī)電一體化發(fā)展歷程及概要

自從電子技術(shù)一問世，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了，只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路，尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后，“機(jī)電一體化”技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展，引起了人們的廣泛注意。

“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

關(guān)于“機(jī)電一體化”這個(gè)名詞的起源，說法很多。早在1971年，日本“機(jī)械設(shè)計(jì)”雜志副刊就提出了“Electronics”這一名詞，從圖2-1可見它是融合機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體的新興的技術(shù)。采用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)和制造出的產(chǎn)品，稱之為機(jī)電一體化產(chǎn)品。

圖2-1 從系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品又可稱之為機(jī)電一體化系統(tǒng)，它是集機(jī)械元件和電子元件于一體的復(fù)合系統(tǒng)。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型 5 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第2章

機(jī)電一體化發(fā)展歷程及概要

和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

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第3章

典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

3.典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床（圖3-1）、機(jī)器人（圖3-2）、汽車電子化產(chǎn)品（圖3-3）、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

圖3-1 圖3-2

圖3-3 7 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第4章

機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

4．機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀(jì)70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①M(fèi)echatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第4章

機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：

4.1智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.2模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和 9 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第4章

機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.4微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

4.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

4.6系統(tǒng)化 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第4章

機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受到動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物——系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥恚瑱C(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

4.7柔性化

未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第5章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)

5.我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

(一)我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢

1.我國用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度。

2.我國用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。

3.我國用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

(二)我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

我國在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟我國機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。12 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第6章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

6.我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，我國從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，我國“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是很難的。因此，我國有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和覆蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作??

(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機(jī)改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次” 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

第6章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

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結(jié)語

結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

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參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)

[1] 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2004.[2]黃勇 陳子辰.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 浙江大學(xué)，2003.[3]李運(yùn)華．機(jī)電控制.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003． [4]高鐘毓．機(jī)電控制工程.北京：清華大學(xué)出版社，2002． [5]劉助柏．知識(shí)創(chuàng)新思維方法論．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文

致謝

致謝

三年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。三年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的指導(dǎo)老師。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，常常讓我感到“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。

感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯謝意！

這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意，同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)論文的環(huán)境。

最后再一次感謝所有在畢業(yè)論文中曾經(jīng)幫助過我的張艷老師和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。

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