第一篇：先進(jìn)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力。本文論述了先進(jìn)制造技術(shù)的概念，先進(jìn)制造技術(shù)的重要地位，以及我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在的差距，并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

Abstract：the mechanical manufacturing industry is the pillar industry of national economy，the relationship between a country's comprehensive national strength．This paper discusses the conception of advanced manufacturing technology，advanced manufacturing technology in the important position，as well as China's advanced manufacturing industry development status，the gap with developed countries，and looks forward to the development trend of advanced manufacturing technology．

Key words：Advanced manufacturing technology Present situation Development trend 隨著社會(huì)發(fā)展和人類文明進(jìn)程的加快，與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的各項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)正發(fā)生深刻的變革。制造業(yè)的發(fā)展尤為明顯，從石器時(shí)代，經(jīng)歷青銅器和鐵器時(shí)代，到蒸汽機(jī)時(shí)代，再到內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，每一次生產(chǎn)的技術(shù)變革都對(duì)人類的文明起到極大的推動(dòng)作用。特別是到了近現(xiàn)代，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)和集成電路的出現(xiàn)，以及運(yùn)籌學(xué)、現(xiàn)代控制理論、系統(tǒng)工程等軟件科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，制造業(yè)又產(chǎn)生一次新的飛躍。制造已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上簡(jiǎn)單地將原材料變?yōu)槌善返倪^(guò)程，而是在先進(jìn)工程技術(shù)的基礎(chǔ)上，集成包括信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各項(xiàng)新興技術(shù)在內(nèi)的生產(chǎn)活動(dòng)，而且越來(lái)越多地融入先進(jìn)制造哲理、先進(jìn)管理技 術(shù)以及先進(jìn)生產(chǎn)模式。在近50年的發(fā)展過(guò)程中，逐漸形成了先進(jìn)制造技術(shù)。

一、先進(jìn)制造技術(shù)概述

先進(jìn)制造技術(shù)首先由美國(guó)于20世紀(jì)80年代提出，但是直到現(xiàn)在仍然沒(méi)有一個(gè)明確的、一致公認(rèn)的定義。它是一個(gè)相對(duì)的、動(dòng)態(tài)的概念，是為了適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)要求，對(duì)制造技術(shù)不斷優(yōu)化所形成的。但經(jīng)過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的分析研究，可以定義為：“先進(jìn)制造技術(shù)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)代化管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)、提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)總稱?！?/p>

二、我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

自建國(guó)以來(lái)，尤其是改革開(kāi)放20多年來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)得到了迅速地發(fā)展。國(guó)家有計(jì)劃地部署了一系列國(guó)家級(jí)重點(diǎn)科技項(xiàng)目，有力地促進(jìn)了我國(guó)先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)的研究與應(yīng)用推廣，如：科技部組織實(shí)施的 863計(jì)劃以CIMS和智能機(jī)器人為主題：“九五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃的CAD應(yīng)用工程、精密制造技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)與裝備應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用、激光技術(shù)應(yīng)用等等2O多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目；總裝備部(原國(guó)防科工委)在“九五”期 間，組織實(shí)施了我國(guó)武器裝備先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展項(xiàng)目；航空、航天、兵器和機(jī)械等許多行業(yè)和部門(mén)在“九五”期間組織實(shí)施了行業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)項(xiàng)目；國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委等推動(dòng)的用高技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的一系列計(jì)劃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“九五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃制造業(yè)信息化技術(shù)方面有10多個(gè)相關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目完成了任務(wù)，并通過(guò)了驗(yàn)收。各項(xiàng)目共開(kāi)發(fā)裝備、裝置100多個(gè)，建設(shè)中的試生產(chǎn)線、示范(試驗(yàn))點(diǎn)300 多個(gè)，獲得新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)、新材料等科技成果800多項(xiàng)(其中，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)8項(xiàng)，省、部級(jí)獎(jiǎng)

41項(xiàng)，申請(qǐng)專利89項(xiàng))，發(fā)表和編寫(xiě)論文、報(bào)告1000多篇，產(chǎn)生綜合經(jīng)濟(jì)效益數(shù)百億元人民幣，節(jié)匯創(chuàng)匯4.5億美元。為我國(guó)制造業(yè)的技術(shù)升級(jí)和高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化做出了重要貢獻(xiàn)。上述計(jì)劃和項(xiàng)目極大地推動(dòng)了我國(guó)先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。例如：以我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)為例，通過(guò)“七五”引進(jìn)、消化、吸收，“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化，取得了很大的進(jìn)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了機(jī)電控制與傳動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。但同時(shí)我們也應(yīng)該清楚地看到我們與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著明顯的差距。

三、我國(guó)制造業(yè)與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的差距

1．企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力較差，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)

在我國(guó)，中小型企業(yè)以及大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動(dòng)化的道路。我國(guó)的汽車工業(yè)，在轎車上基本無(wú)自己的品牌。在機(jī)床制造業(yè)上，精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床大多依賴進(jìn)口，在國(guó)際投標(biāo)中基本上無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)報(bào)道：我國(guó)機(jī)械工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到20世紀(jì)90年代國(guó)際水平的占30％，達(dá)到20世 紀(jì)80年代國(guó)際水平的占40％，達(dá)到20世紀(jì)60—70年代國(guó)際水平的占30％；大中型企業(yè)生產(chǎn)的2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5 年，是美國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品平均生命周期的3.5倍；美國(guó)制造業(yè)的新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率已達(dá)到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的52％左右(1995年)．而我國(guó)僅為5.9％(1997年)；美國(guó)、西歐諸國(guó)、日本的機(jī)械工業(yè)企業(yè)的專業(yè)化水平為75％—95％，而中國(guó)僅為15％—30％；我國(guó)有80％以上的企業(yè)生產(chǎn)能力處用不足或嚴(yán)重不足。

2．制造工藝設(shè)備相對(duì)落后，生產(chǎn)自動(dòng)化程度較低

目前我國(guó)大多數(shù)企業(yè)還采用較落后的制造工藝與技術(shù)裝備進(jìn)行生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)高效低耗工藝 的普及率不足10％，數(shù)控機(jī)床、精密設(shè)備不足5％，配有國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的中檔數(shù)控機(jī)床不超過(guò)25％，高檔數(shù)控機(jī)床的90％以上依賴進(jìn)口；在大型成套裝備技術(shù)方面嚴(yán)重落后，而且高檔、大型儀器設(shè)備大多依賴進(jìn)口。中檔產(chǎn)品以及許多關(guān)鍵零部件，國(guó)外產(chǎn)品占有我國(guó)市場(chǎng) 60％以上的份額等等。

3．企業(yè)專業(yè)化管理水平低，國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)拓能力弱

我國(guó)多數(shù)企業(yè)管理粗放，專業(yè)化管理水平低。現(xiàn)階段機(jī)械工業(yè)的專業(yè)化水平僅為15％～30％，而美國(guó)、西歐諸國(guó)、日本企業(yè)的專業(yè)化水平已經(jīng)達(dá)到75％一95％，經(jīng)過(guò)20多年的努力 我國(guó)出口商品占世界市場(chǎng)份額由原來(lái)的0.5 ％提高到目前的3.5％，根據(jù)近3年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，高附加值和高技術(shù)含量的出口商品僅占我國(guó)出口商品總量的10％左右。

4．高精尖技術(shù)的開(kāi)發(fā)相對(duì)薄弱

高精尖技術(shù)在未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中具有重大的作用。比如：用于海洋資源開(kāi)發(fā)的水下作業(yè)裝備；用于高精尖設(shè)備制造的超精密加工裝備，面向IT等產(chǎn)業(yè)的集成電路制造關(guān)鍵裝備；微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)以及集高技術(shù)于一身的仿人形機(jī)器人等；由于國(guó)外的技術(shù)封鎖，只能引進(jìn)一般設(shè)備和一般技術(shù)，核心技術(shù)很難引進(jìn)，只能靠自己的研究才能掌握，只有自力更生才能發(fā)展。

綜上所述，我國(guó)的制造業(yè)在體制和技術(shù)上均不能適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的需要。面對(duì)如此嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，我國(guó)制造業(yè)應(yīng)盡快加大技術(shù)升級(jí)的步伐，提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。充分掌握先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

四、先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)制造技術(shù)具有傳統(tǒng)制造技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，其發(fā)展更是日新月異。為適應(yīng)新世紀(jì)、新技術(shù)革命浪潮的沖擊，迎接信息時(shí)代、制造全球化、貿(mào)易自由化、新型消費(fèi)觀念的挑戰(zhàn)，先進(jìn)制造技術(shù)必將朝著集成化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、虛擬化、智能化、綠色化、制造全球化等方向發(fā)展。

1．集成化

以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等，將企業(yè)全部生產(chǎn)活動(dòng)中的信息流與物質(zhì)流有機(jī)集成，并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。它特別強(qiáng)調(diào)信息的集成和信息的共享，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)使企業(yè)的所有生產(chǎn)活動(dòng)緊密地聯(lián)系在一起，充分發(fā)揮技術(shù)、管理和人的作用，全面提高企業(yè)的管理水平、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

2．柔性化

制造自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展大致過(guò)程是“剛性自動(dòng)化——可編程自動(dòng)化——綜合自動(dòng)化”，制造系統(tǒng)的柔性隨著這個(gè)過(guò)程也變得越來(lái)越大。進(jìn)一步的發(fā)展要求能快速實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的重組(包括企業(yè)內(nèi)部制造設(shè)備與工具系統(tǒng)重組，以及企業(yè)間的重組)。模塊化設(shè)計(jì)是提高企業(yè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)柔性的重要策略和方法，它可以有效改善設(shè)計(jì)工作柔性和制造系統(tǒng)柔性，并能夠根據(jù)需要迅速實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的重組。

3．網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展和普及給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)帶來(lái)革命性的變革，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件加工和產(chǎn)品銷售等生產(chǎn)活動(dòng)的異地和跨國(guó)界進(jìn)行，極大地加快技術(shù)信息的交流，加強(qiáng)企業(yè)之間產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)合作，促進(jìn)企業(yè)之間的優(yōu)化和重組，大 大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4．信息化

在信 息技術(shù)條件下，將分布于世界各地的產(chǎn)品、設(shè)備、人員、資金、市場(chǎng)等企業(yè)資源有效地集成起來(lái)，采用各種類型的合作形式，建立以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的、高素質(zhì)員工系統(tǒng)為核心的敏捷制造企業(yè)運(yùn)作模式，打破小單位和行業(yè)的局限，深入開(kāi)發(fā)、廣泛利用信息資源，建立敏捷制造網(wǎng)絡(luò)化工程，加速制造業(yè)數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化。這不僅對(duì)于制造業(yè)本身的改造、地區(qū)信息港的建設(shè)有十分重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義，而且有利于在近年內(nèi)開(kāi)展異地設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)上數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)上培訓(xùn)等預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必將推進(jìn)企業(yè)信息化進(jìn)程。

5．虛擬化

虛擬化指設(shè)計(jì)過(guò)程中的擬實(shí)技術(shù)和制造過(guò)程中的虛擬技術(shù)，它可以大大加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度和減少開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的擬實(shí)技術(shù)是面向產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能，以優(yōu)化產(chǎn)品性能和降低成本為目標(biāo)，包括產(chǎn)品的動(dòng)力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)仿真、造型設(shè)計(jì)、強(qiáng)度和剛度的有限元計(jì)算等。制造過(guò)程中的虛擬技術(shù)是面向產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的模擬，檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性和加工工藝的合理性，并進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程計(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度等活動(dòng)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真，通過(guò)仿真來(lái)模擬真實(shí)系統(tǒng)，及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)制造過(guò)程中的缺陷，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)制造的合理性，并盡可能使其達(dá)到最佳。

6．智能化

智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)是具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和友好性。對(duì)于人，強(qiáng)調(diào)安全性和友好性；對(duì)于環(huán)境，要做到無(wú)污染、省能源、資源回收和再利用；對(duì)于社會(huì)，則提倡合理的協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)。智能制造的主要策略是綜合利用各個(gè)學(xué)科、各種先進(jìn)技術(shù)和方法(人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人類學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)等)解決和處理制造系統(tǒng)中的各種問(wèn)題。

7．綠色化

日趨嚴(yán)酷的環(huán)境與資源約束，使綠色制造業(yè)顯得越來(lái)越重要，綠色制造技術(shù)也將得到快速發(fā)展，主要包括綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、綠色制造技術(shù)、產(chǎn)品的回收和循環(huán)再造制造，使產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求，以及在制造過(guò)程中達(dá)到對(duì)環(huán)境負(fù)面影響小、廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小等要求。

8．制造全球化

目前世界經(jīng)濟(jì)已經(jīng)步入全球化經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，一方面國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，另

一方面國(guó)內(nèi)外企業(yè)間的合作也在不斷加強(qiáng)，這就形成企業(yè)之間既合作又競(jìng)爭(zhēng)的局面。上述兩方面的相互作用，己成為全球化制造業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。制造業(yè)和制造技術(shù)的全球化，是21世紀(jì)最重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。

五、結(jié)論

當(dāng)前，全球經(jīng)濟(jì)正處于一個(gè)根本性的變革時(shí)期，人類社會(huì)正在由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代步入了知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在以高新技術(shù)為主要產(chǎn)業(yè)支柱，以智力資源為主要依托的知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下，高科技的知識(shí)經(jīng)濟(jì)促使制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化。先進(jìn)制造技術(shù)正是為了適應(yīng)這一時(shí)代的要求，在不斷吸收高新技術(shù)的最新成果，對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù)進(jìn)行更新改造中逐漸形成的一個(gè)技術(shù)體系。它是一個(gè)不斷發(fā)展，不斷更新的技術(shù)體系，是決定一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵。因此，研究和探討它的內(nèi)涵、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)就顯得尤為重要。

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第二篇：我國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

中國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及新的管理思想、管理模式和生產(chǎn)模式的引進(jìn)，近年來(lái)，先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深入。機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過(guò)程的工程學(xué)科,是以提高質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo),包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，越來(lái)越多的制造企業(yè)開(kāi)始將大量的人力、財(cái)力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的研究和實(shí)施策略之中，我國(guó)制造科學(xué)技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展，但與先進(jìn)的國(guó)家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰(zhàn)，必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，縮短與先進(jìn)國(guó)家的差距，使我國(guó)的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平，以增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此，對(duì)制造技術(shù)及制造模式的研究和實(shí)施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)跨入世界先進(jìn)行列。

一先進(jìn)制造技術(shù)概述

（1）先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類

先進(jìn)制造技術(shù)是系統(tǒng)的工程技術(shù)，可以劃分為三個(gè)層次和四個(gè)大類。

三個(gè)層次：一是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的基礎(chǔ)制造技術(shù)。這一層次的技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，主要由生產(chǎn)中大量采用的鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)、機(jī)械加工等基礎(chǔ)工藝優(yōu)化而成。二是新型的制造單元技術(shù)。這是制造技術(shù)與高技術(shù)結(jié)合而成的嶄新制造技術(shù)。如制造業(yè)自動(dòng)化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、新材料成型與加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)等。三是先進(jìn)制造的集成技術(shù)。這是運(yùn)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，對(duì)上述兩個(gè)層次進(jìn)行技術(shù)集成的結(jié)果，系統(tǒng)駕馭生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流、能量流和信息流。如成組技術(shù)（CT）、系統(tǒng)集成技術(shù)（SIT）、獨(dú)立制造島（AMI）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）等。

四個(gè)大類：一是現(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)。它是門(mén)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)等；二是先進(jìn)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)、表而改性、制模和涂層技術(shù)；三是制造自動(dòng)化技術(shù)，其中包括數(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(cè)及信號(hào)識(shí)別技術(shù)和過(guò)程設(shè)備工況監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)等；四是系統(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）先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)

先進(jìn)性：作為先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)——制造技術(shù)，必須是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的先進(jìn)工藝。因此，先進(jìn)制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的工藝。它從傳統(tǒng)工藝發(fā)展起來(lái)，并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。

通用性：先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨(dú)分割在制造過(guò)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、維修服務(wù)、甚至回收再生的整個(gè)過(guò)程。

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)能駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動(dòng)過(guò)程。先進(jìn)制造技術(shù)能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能源流和信息流的系統(tǒng)工程。

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，已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)于一體的新興交叉學(xué)科，因此有人稱其為制造工程。技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合對(duì)市場(chǎng)變化做出更敏捷的反應(yīng)及對(duì)最佳經(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(guò)程的合理化和最佳化。

二先進(jìn)制造技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀

1.我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀

自建國(guó)以來(lái)，尤其是改革開(kāi)發(fā)20多年以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)得到了迅速地發(fā)展。機(jī)械工業(yè)是我國(guó)工業(yè)中發(fā)展最快的行業(yè)之一。

20世紀(jì)70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一個(gè)新產(chǎn)品上市，很快就會(huì)有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。20世紀(jì)80年代以后，隨著市場(chǎng)全球化的進(jìn)一步發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈。

20世紀(jì)90年代初，隨著CIMS技術(shù)的大力推廣應(yīng)用，包括有CIMS實(shí)驗(yàn)工程中心和7個(gè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的研究環(huán)境已建成。在全國(guó)范圍內(nèi)，部署了CIMS的若干研究項(xiàng)目，諸如CIMS軟件工程與標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等均取得了豐碩成果，獲得不同程度的進(jìn)展。但因大部分大型機(jī)械制造企業(yè)和絕大部分中小型機(jī)械制造企業(yè)主要限于CAD和管理信息系統(tǒng)，底層基礎(chǔ)自動(dòng)化還十分薄弱，數(shù)控機(jī)床由于編程復(fù)雜，還沒(méi)有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的制造業(yè)仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。2.國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，已實(shí)現(xiàn)了底層(車間層)的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等．近10余年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)它是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)及其軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活。動(dòng)所需的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。首先在功能上，它包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，即從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工藝、制造、管理至售后服務(wù)以及報(bào)廢處理的全部活動(dòng)．因此它比傳統(tǒng)的工廠自動(dòng)化的范圍要大得多，是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向。

三我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)目前存在的問(wèn)題和解決措施

半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)雖然從無(wú)到有，從小到大取得了較快的發(fā)展，但與西方先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比還存在這明顯的差距，主要表現(xiàn)在如下方面：

（1）產(chǎn)品檔次低，高水平產(chǎn)品所占比例小目前我國(guó)機(jī)械工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平的不到5%，達(dá)到上世紀(jì)90年代國(guó)際先進(jìn)水平的占25%，答到80年代水平的占40%。

（2）創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力差，新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率低我國(guó)大中型企業(yè)生產(chǎn)的2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5年，而美國(guó)一般僅有3-4年。美國(guó)制造業(yè)的新產(chǎn)品的貢獻(xiàn)率已達(dá)到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的52%。

（3）專業(yè)化生產(chǎn)水平低我國(guó)基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝專業(yè)化水平與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家比較存在很大的差距。

（4）企業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)落后目前，我國(guó)大部分企業(yè)的生產(chǎn)管理依舊停留在過(guò)去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)管理方式上，現(xiàn)金管理模式和手段未能得到實(shí)施。

目前我國(guó)制造企業(yè)的技術(shù)水平與國(guó)先進(jìn)水平相比較，從總體上看差距達(dá)20年左右。結(jié)合我國(guó)基本國(guó)情，解決我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)目前問(wèn)題應(yīng)：（1）提高認(rèn)識(shí)，全面規(guī)劃，力促先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。（2）深化科技體制改革，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新體系的建設(shè)。

（3）將引進(jìn)消化國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)與自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新相結(jié)合。（4）大力發(fā)展先進(jìn)高新制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。

（5）積極培養(yǎng)創(chuàng)造性人才，努力提高制造業(yè)的全員素質(zhì)。

四先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

行業(yè)追求的目標(biāo)是：高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動(dòng)力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品，因此，21世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)精密化

精密加工、特種加工、超精密加工技術(shù)、微型機(jī)械是現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復(fù)合加工(如機(jī)械化學(xué)研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機(jī)械學(xué)、納米電子學(xué)和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用。因此，它促進(jìn)了機(jī)械科學(xué)、光學(xué)科學(xué)、測(cè)量科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展?！熬笔恰熬芑?。它一方面是指對(duì)產(chǎn)品、零件的精度要求越來(lái)越高，另一方面是指對(duì)產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來(lái)越高。有了前者，才要求有后者；有了后者，才促使前者得以發(fā)展?！熬笔侵讣庸ぞ燃捌浒l(fā)展，精密加工，細(xì)微加工，納米加工，如此等等。20世紀(jì)初，超精密加工的誤差是10微米，30年代達(dá)1微米，50年代達(dá)0.1微米，70至80年代達(dá)0.01微米，至今達(dá)0.001微米，即1納米。再由以下一組數(shù)據(jù)可以看到微電子產(chǎn)品對(duì)加工精度的依賴程度，電子元件制造誤差為，一般晶體管50微米，一般磁盤(pán)5微米，一般磁頭磁鼓0.5微米，集成電路0.05微米，超大型集成電路達(dá)0.005微米，而合成半導(dǎo)體為1納米。

（2）自動(dòng)化

機(jī)械自動(dòng)化, 主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù), 實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn), 實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程, 加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展, 是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn), 不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展, 而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。如何發(fā)展我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù), 應(yīng)實(shí)事求是, 一切從我國(guó)的具體國(guó)情出發(fā), 做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作, 走中國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路（3）信息化

信息、物質(zhì)和能量是制造系統(tǒng)的三要素。產(chǎn)品制造過(guò)程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過(guò)程的實(shí)質(zhì)是對(duì)制造過(guò)程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過(guò)程，最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)，因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè)，包括在制造之中。為此一些企業(yè)開(kāi)始利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)。（4）柔性化

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來(lái)滿足市場(chǎng)多變的需要。所謂柔性，是指一個(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。（5）集成化

集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成的作用是將原來(lái)獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元系統(tǒng)集成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)的新系統(tǒng)。集成不是簡(jiǎn)單的連接，是經(jīng)過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。集成化的目的是實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成，功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成，同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)人的集成，由于系統(tǒng)中不可能沒(méi)有人，系統(tǒng)運(yùn)行的效果與企業(yè)經(jīng)營(yíng)思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人有關(guān)，因此在技術(shù)上集成的同時(shí)，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)管理與人的集成。（6）智能化

智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。智能制造技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，在整個(gè)制造過(guò)程中貫徹智力活動(dòng)，使系統(tǒng)柔性的方式集成起來(lái)，通過(guò)模擬人類專家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng)，在制造過(guò)程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù)，以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。我國(guó)存在的差距與可實(shí)施策略

改革開(kāi)放以來(lái)，通過(guò)技術(shù)改造和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)，使我國(guó)的制造工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但和先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大差距，表現(xiàn)在：技改投入相對(duì)不足，原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開(kāi)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(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理、人才素質(zhì)相對(duì)落后，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)這樣形勢(shì)，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式已經(jīng)到了刻不容緩的地步。為了使我國(guó)的制造業(yè)站在世界先進(jìn)行列，必須采取相適應(yīng)的措施和策略。

（一）人才是關(guān)鍵。發(fā)展和推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式人才是關(guān)鍵。我國(guó)是社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，研究先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)模式其根本目的是制造出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品去占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和國(guó)際市場(chǎng)，科技人員必須強(qiáng)化市場(chǎng)意識(shí)，因此人才的培養(yǎng)要注意市場(chǎng)導(dǎo)向。要有產(chǎn)業(yè)觀念、企業(yè)觀念、信息觀念、競(jìng)爭(zhēng)觀念和效益觀念?？萍既藛T要懂得市場(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理和經(jīng)濟(jì)法。要拓寬學(xué)科領(lǐng)域，更新教育內(nèi)容與方法，培養(yǎng)一支了解和掌握機(jī)械工程科學(xué)的前沿技術(shù)人才，加速先進(jìn)制造技術(shù)的推廣和實(shí)施，為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

（二）加強(qiáng)政策與法規(guī)建設(shè)，建立強(qiáng)有力的宏觀調(diào)控機(jī)制。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，國(guó)家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步的總體規(guī)劃，以及相應(yīng)的法規(guī)政策。避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)引進(jìn)的事情發(fā)生，要盡可能減少和避免市場(chǎng)盲目競(jìng)爭(zhēng)造成的損失。

（三）發(fā)展適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)模式。對(duì)于一些先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式，要根據(jù)我國(guó)現(xiàn)實(shí)存在的技術(shù)水平和能力向前發(fā)展，避免盲目的追求目前實(shí)施有一定困難的理想的先進(jìn)科學(xué)制造技術(shù)。目前要積極發(fā)展適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的制造模式。

（四）建立與發(fā)展我國(guó)自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動(dòng)化單元技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有成熟技術(shù)的有效結(jié)合。同時(shí)要有組織有計(jì)劃的引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。對(duì)于引進(jìn)的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(chǎn)(LP)、智能制造(IM)等先進(jìn)制造模式要根據(jù)它們的技術(shù)構(gòu)思和特征開(kāi)發(fā)創(chuàng)新成適合我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)模式，(如獨(dú)立制造島)以使企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要[7]。

（五）提高制造業(yè)現(xiàn)代化管理水平?，F(xiàn)代管理核心是信息管理、物質(zhì)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過(guò)程管理和市場(chǎng)信息管理、加強(qiáng)企業(yè)人才的培養(yǎng)同時(shí)與國(guó)際接軌，開(kāi)展ISO9000系列管理體系認(rèn)證，加快現(xiàn)代企業(yè)制度改革，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

第三篇：模具制造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代模具制造現(xiàn)狀及可能的發(fā)展趨勢(shì) 模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分?，F(xiàn)代模具制造技術(shù)正朝著加快信息驅(qū)動(dòng)、提高制造柔性、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、傳熱過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，模具的CIMS技術(shù)，已在開(kāi)發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)方面。現(xiàn)從以下三個(gè)方面看現(xiàn)代模具制造的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。

（1）模具材料及表面處理技術(shù)

模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過(guò)早失效，大約占失效模具的45%以上。,因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。在模具材料方面新型冷作模具鋼有65Nb、O12A1、CG-2等；模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細(xì)化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要發(fā)展趨勢(shì)。

在模具表面處理方面，其主要趨勢(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲發(fā)展；由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對(duì)激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)也受到廣泛的關(guān)注。冶煉時(shí)要求采用真空脫氣、氬氣保護(hù)鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進(jìn)工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細(xì)、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)、均勻度好等一系列優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到拋光至鏡面的模具鋼的要求。

（2）設(shè)計(jì)制造技術(shù)

當(dāng)代模具的設(shè)計(jì)與制造廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM），設(shè)計(jì)過(guò)程程序化和自動(dòng)化，使用程序、模具擬成形過(guò)程、采用交互式設(shè)計(jì)方法，發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)的各自特長(zhǎng)。設(shè)計(jì)與制造之間的直接傳輸便于設(shè)計(jì)中的反復(fù)修正改變。模具設(shè)計(jì)與加工方法的發(fā)展主要有以下幾方面 ：

① 模具軟件功能集成化

模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。集成化軟件較高的軟件還包括：UG、CATIA和Pro/E等。而新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)，新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，所生成的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，這就要求模具軟件在三維參數(shù)化特征造型、成型過(guò)程模擬、數(shù)控加工過(guò)程仿真及信息交流和組織與管理方面達(dá)到相當(dāng)完善的程度并有較高集成化水平。

② 快速原型法和快速制模技術(shù)（RPM/RMT）

該技術(shù)是一項(xiàng)集激光、材料、信息及控制等技術(shù)于一體的先進(jìn)制造技術(shù)，其突出特點(diǎn)就是能直接根據(jù)產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù)快捷地制造出具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型甚至產(chǎn)品，而不需要任何工裝夾具，而迭加形成三維實(shí)體。RPM技術(shù)與RMT技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)進(jìn)一步深入發(fā)展的方向。RPM技術(shù)與陶瓷型精密鑄造相結(jié)合。為模具型腔精鑄成型提供了新途徑。應(yīng)用RPM/RMT技術(shù)從模具的概念設(shè)計(jì)到制造完成，僅為傳統(tǒng)加工方法所

需時(shí)間的1/3和成本的1/4左右，因而具有廣闊的發(fā)展前景。

③ 高速銑削技術(shù)

高速銑削是目前切削技術(shù)中應(yīng)用最多的一種工藝技術(shù)，是一種以高主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數(shù)控加工方式。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩(wěn)、質(zhì)量好、效率高（為普遍銑削加工的5~10倍）及可加工硬質(zhì)材料（＜60 HRC）等諸多優(yōu)點(diǎn)，高速銑削機(jī)床（HSM）一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工，其曲面加工精度可達(dá)0.01mm。因而在模具加工中日益受到重視。

（3）專業(yè)化生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化

專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國(guó)外工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達(dá)75%以上。這種專業(yè)化小模具廠易于管理，反應(yīng)靈活，易于提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效率，有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個(gè)模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，是機(jī)械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路。

第四篇：先進(jìn)制造技術(shù)研究綜述及發(fā)展

2014~2015現(xiàn)代制造技術(shù)課程論文

先進(jìn)制造技術(shù)研究綜述及發(fā)展

崔海波

工程技術(shù)學(xué)院 2012級(jí)機(jī)制5班

摘要：本文對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)作了概述，分析了其產(chǎn)生的背景，指出其內(nèi)涵與特征，介紹其當(dāng)前的一些研究熱點(diǎn)，比如現(xiàn)代集成制造、智能制造、綠色制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、云制造等，并且分析了先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，最后對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞： AMT 概述 內(nèi)涵特征 先進(jìn)制造模式 發(fā)展趨勢(shì)

0 前言

制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的重要支柱,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展與國(guó)家安全中占有重要戰(zhàn)略地位,其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的20%～55%。世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng),主要是先進(jìn)制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),其競(jìng)爭(zhēng)能力又體現(xiàn)在所生產(chǎn)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化,這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,因而各國(guó)政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)(advanced manufactuing technology,簡(jiǎn)稱ＡＭＴ)的研究。[1]

變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比,當(dāng)代的ＡＭＴ以其高效率、高品質(zhì)和對(duì)于市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力為主要特征。ＡＭＴ是生產(chǎn)力的主要構(gòu)成因素,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。它擔(dān)負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)學(xué)科提供裝備、工具和檢測(cè)儀器的重要任務(wù),成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)賴以生存和發(fā)展的“土壤”。尤其是一些尖端科技,如航空航天、微電子、光電子、激光、分子生物學(xué)和核能等技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,如果沒(méi)有ＡＭＴ作為基礎(chǔ),是根本不可能的。

[2]先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵及特征

2.1先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵

先進(jìn)制造技術(shù)是美國(guó)于20世紀(jì)80年代末期提出的，其根本原因在于其國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的不斷減弱，貿(mào)易逆差過(guò)大，許多原來(lái)占優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品都在競(jìng)爭(zhēng)中敗于日本。為此，美國(guó)政府和企業(yè)界投入了大量的資金進(jìn)行研究，總結(jié)并提出了一系列先進(jìn)制造技術(shù)的新理論。這些戰(zhàn)略在短短幾年內(nèi)，就收到了良好的效果，部分被日本占領(lǐng)的市場(chǎng)被重新奪 ＡＭＴ的概述

ＡＭＴ,往往用ＡＭＴ來(lái)概括由于微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來(lái)的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說(shuō),ＡＭＴ是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),提高對(duì)動(dòng)態(tài)多2 2014~2015現(xiàn)代制造技術(shù)課程論文

回。[3]目前對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)至今尚無(wú)統(tǒng)一的，明確的，公認(rèn)的定義，但經(jīng)過(guò)近年來(lái)對(duì)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)方面開(kāi)展的工作，通過(guò)對(duì)其特征的分析研究，將其定義為：先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)、提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總成。先進(jìn)制造技術(shù)的核心，是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔生產(chǎn)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，其目的是滿足用戶個(gè)性化$多樣化的市場(chǎng)需求，提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，贏得激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為此，先進(jìn)制造技術(shù)比傳統(tǒng)的制造技術(shù)，更加重視技術(shù)和管理的結(jié)合，重視制造過(guò)程組織和管理體制的簡(jiǎn)化和合理化。[4]

2.2 先進(jìn)制造技術(shù)的特征

（1）先進(jìn)性。先進(jìn)制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的先進(jìn)工藝（優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝），其從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來(lái)，并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成；此外，其先進(jìn)性還應(yīng)體現(xiàn)在必須面臨人類在21世紀(jì)消費(fèi)觀念變革的挑戰(zhàn)，滿足對(duì)日益挑剔的市場(chǎng)的需求，實(shí)現(xiàn)靈活生產(chǎn)。

（2）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)能駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動(dòng)過(guò)程。先進(jìn)造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流、資金流和信息流的系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)制造技術(shù)一般只能駕馭生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流、能量流和資金流。

（3）動(dòng)態(tài)性。先進(jìn)制造技術(shù)是在針對(duì)一定的應(yīng)用目標(biāo)，不斷吸收各種高新技術(shù)逐漸

形成和發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，因而其內(nèi)涵不是絕對(duì)的和一成不變的，反映在不同的時(shí)期，不同的國(guó)家和地區(qū)，先進(jìn)制造技術(shù)有其自身不同的特點(diǎn)、重點(diǎn)、目標(biāo)和內(nèi)容。因此，其為一個(gè)動(dòng)態(tài)的、相對(duì)的、不斷發(fā)展的技術(shù)體系。

（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，因此可以稱其為制造工程。

（5）實(shí)用性。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展是針對(duì)某一具體的制造業(yè)需求而迅速發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)，實(shí)用的技術(shù)，有著明確的需求導(dǎo)向。先進(jìn)制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新度為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果，以促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

（6）廣泛性。先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨(dú)分割在制造過(guò)程的某一環(huán)節(jié)，而是將其綜合運(yùn)用于制造的全過(guò)程，其覆蓋了產(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)、甚至回收再生的整個(gè)過(guò)程。[5]當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的研究熱點(diǎn)

3.1 常用先進(jìn)制造模式的類型及特征

自從 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，隨著市場(chǎng)全球化，經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，為了提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，制造領(lǐng)域提出了一系列先進(jìn)制造模式，也成了當(dāng)前制造領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，如現(xiàn)代集成制造、并行工程、虛擬制造、柔性制造、快速原型制造、敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造、智能3 2014~2015現(xiàn)代制造技術(shù)課程論文

制造、綠色制造以及最新的云制造。而且隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，制造模式也正朝著更廣、更深、更智能化的方向發(fā)展。表1列出了常用先進(jìn)制造模式的類型及特征：

3.2 幾種先進(jìn)制造模式的分析比較

3.2.1 并行工程、柔性制造、成組制造和精益生產(chǎn)

這 4 類制造模式，是一類基礎(chǔ)的制造方法，也可以說(shuō)是制造的一種準(zhǔn)則，所應(yīng)遵

循的一種基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是綠色制造、智能制造、生物制造，還是敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、云制造，都必須得遵循這種方法，通過(guò)他們可以節(jié)省時(shí)間，降低成本，節(jié)約資源。

[6]

3.2.2 快速原型制造和虛擬制造

快速原型和快速制模的結(jié)合和發(fā)展，形成了快速制造；虛擬原型與虛擬生產(chǎn)和虛擬企業(yè)的結(jié)合，形成了虛擬制造、快速原型和虛擬原型各有特點(diǎn)，相輔相成。快速原型可以將可視的虛擬原型，變成實(shí)際的物理零件或產(chǎn)品；而虛擬原型，則為零件和產(chǎn)品提供更為快捷經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)制造方法，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了性能評(píng)價(jià)和可制造性分析等功能。它們均以 CAD 技術(shù)為基礎(chǔ)，達(dá)到同一個(gè)目的：縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期：提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)品質(zhì)和一次設(shè)計(jì)制造成功率。

3.2.3 智能制造、生物制造和綠色制造

生物制造是從生命現(xiàn)象和生命科學(xué)出發(fā)來(lái)物化生命現(xiàn)象，其更關(guān)注設(shè)備和技術(shù)的柔性及智能化；智能制造的特征主要是智能化，智能化體現(xiàn)的是自動(dòng)化的深度。智能制造和生物制造有一定的共同點(diǎn)，無(wú)論是物化生命還是人工智能，都體現(xiàn)了智能化，都將生命現(xiàn)象融入到了制造之中。綠色制造強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、使用及回收過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響最小，其側(cè)重于技術(shù)、管理和人的積極作用的發(fā)揮。[7]

3.2.4 集成制造、敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造與云制造

集成制造是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，人們開(kāi)始將技術(shù)系統(tǒng)$生產(chǎn)系統(tǒng)和人們的思想理念集成起來(lái)，以便優(yōu)化系統(tǒng)，共享資源，提高總體效益。為了使企業(yè)能夠應(yīng)付迅速變化和不可

2014~2015現(xiàn)代制造技術(shù)課程論文

預(yù)測(cè)的市場(chǎng)需求，以獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)效益。在集成制造的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了敏捷制造。[8]敏捷制造極富創(chuàng)造性地構(gòu)建了一種企業(yè)的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟：虛擬企業(yè)，以便能靈活快速地對(duì)市場(chǎng)變化做出積極的響應(yīng)，使整個(gè)制造生產(chǎn)系統(tǒng)在技術(shù)、管理或人員、組織上都具備充分的柔性，尤其強(qiáng)調(diào)了組織的柔性。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展及其在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，使敏捷制造成為可能，而另一種制造模式：網(wǎng)絡(luò)化制造也就應(yīng)運(yùn)而生。

網(wǎng)絡(luò)化制造的特點(diǎn)，是制造廠和銷售服務(wù)遍布全世界，企業(yè)能夠在任何時(shí)刻與世界任何一個(gè)角落的用戶或供應(yīng)商打交道，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)和運(yùn)作，將遍布世界的制造廠和銷售網(wǎng)點(diǎn)連成一體，不僅同合作伙伴甚至同競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都能建立全球范圍的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)。因此，其柔性范疇擴(kuò)大到了市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)和供貨環(huán)節(jié)，以完全柔性的制造系統(tǒng)來(lái)應(yīng)付完全不確定的市場(chǎng)環(huán)境。其實(shí)質(zhì)是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)的合作，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、優(yōu)化組合和異地制造。網(wǎng)絡(luò)化制造和服務(wù)技術(shù)同云計(jì)算、云安全、高性能計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合形成了云制造。

云制造是一種利用網(wǎng)絡(luò)和云制造服務(wù)平臺(tái)，按用戶需求組織網(wǎng)上制造資源（制造云），為用戶提供各類按需制造服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò)化制造新模式，其核心就是建立共享制造資源的公共服務(wù)平臺(tái)，將巨大的社會(huì)制造資源池連接在一起，提供各種制造服務(wù)，實(shí)現(xiàn)制造資源與服務(wù)的開(kāi)放協(xié)作，社會(huì)資源高度共享。先進(jìn)制造的發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)制造業(yè)追求的目標(biāo)是:高品質(zhì)、高效率、高柔性、低成本、低勞動(dòng)力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品,因此,ＡＴＭ的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1)制造技術(shù)向自動(dòng)化與智能化方向發(fā)展:隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)了制造技術(shù)向更深層次發(fā)展?；冢茫粒?ＣＡＭ技術(shù)的ＣＩＭＳ是制造業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要方向。ＣＩＭＳ通過(guò)ＣＡＸ(ＣＡＤ,ＣＡＰＰ,ＣＡＥ,ＣＡＭ)系統(tǒng)和ＰＤＭ系統(tǒng),進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真,并結(jié)合數(shù)字化制造設(shè)備,進(jìn)行自動(dòng)加工。并采用ＭＲＰＩＩ/ＥＲＰ系統(tǒng),對(duì)整個(gè)企業(yè)的物流、資金流、管理信息流和人力資源進(jìn)行數(shù)字化管理。智能制造技術(shù)(ＩＭＴ)是將人工智能融入制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),通過(guò)模擬人類專家的智能活動(dòng),取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng),在制造過(guò)程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài),在外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)下能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。例如機(jī)器人加工就是將機(jī)床與機(jī)器人、傳感器、控制器組合而成的智能制造系統(tǒng),它具有信息處理和知覺(jué) 反饋、決策能力,可同時(shí)控制指揮多種操作,從而能提高效率、保證品質(zhì)和降低成本。[9]

2)精密成形與加工:精密加工、超精密加工技術(shù)、微型機(jī)械是ＡＭＴ發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復(fù)合加工(如機(jī)械化學(xué)研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)已在納米機(jī)械學(xué)、納米電子學(xué)和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用。

3)新型特種加工方法的形成:特種加工5 2014~2015現(xiàn)代制造技術(shù)課程論文

亦稱“非傳統(tǒng)加工”或“現(xiàn)代加工方法”,泛指用電能、光能、熱能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法。它包括激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束加工技術(shù)、等離子加工技術(shù)、電加工技術(shù)等。今后,特種加工將從實(shí)際出發(fā),在融合傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上大力開(kāi)發(fā)特種加工領(lǐng)域中的新方法,包括微細(xì)加工和復(fù)合加工。

[10]

4)制造業(yè)中廣泛應(yīng)用ＶＭ技術(shù)和柔性制造技術(shù):制造過(guò)程中的ＶＭ是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的模擬和檢驗(yàn)。ＶＭ的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過(guò)仿真軟件來(lái)模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合理性,保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。所謂柔性,是指一個(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力,它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人

員能保證加工任務(wù),完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。

5)網(wǎng)絡(luò)化和全球化:隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場(chǎng)開(kāi)拓與產(chǎn)品銷售等都可以異地或跨越國(guó)界進(jìn)行。此外,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加速技術(shù)信息的交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的合作和經(jīng)營(yíng)管理的學(xué)習(xí),推動(dòng)了企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展。因此制造業(yè)發(fā)展的必然是由網(wǎng)絡(luò)化迅速向全球化邁進(jìn)。

6)實(shí)施無(wú)污染綠色制造:綠色制造是通過(guò)綠色生產(chǎn)過(guò)程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等

生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再通過(guò)綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。對(duì)于目前世界資源緊張,環(huán)境惡化的現(xiàn)狀以及人類的持續(xù)發(fā)展的要求來(lái)講,綠色制造是必然的趨勢(shì)。[11]總結(jié) 世紀(jì)以來(lái)，先進(jìn)制造技術(shù)正在逐步地改變$取代傳統(tǒng)的制造模式，為了適應(yīng)迅猛發(fā)展的制造業(yè)的需要，先進(jìn)制造技術(shù)正在向著系統(tǒng)化、集成化、精密化、多樣化、綠色化的方向發(fā)展。同時(shí)先進(jìn)制造模式要求我們不僅僅要追求品質(zhì)，而且要在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中取得勝利，還必須得快速響應(yīng)市場(chǎng)。ＡＭＴ充分體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度,是國(guó)際間經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)和科技競(jìng)爭(zhēng)的重要手段,發(fā)達(dá)國(guó)家都把它作為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。只有跟上發(fā)展ＡＭＴ的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實(shí)施,才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

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第五篇：人機(jī)工程技術(shù)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

人機(jī)工程技術(shù)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

作者：北京城市學(xué)院信息學(xué)部 劉偉

摘要：本文首先介紹了人機(jī)工程學(xué)的概念，回顧了人機(jī)工程技術(shù)國(guó)內(nèi)外的研究狀況，指出了人機(jī)工程技術(shù)研究的應(yīng)用領(lǐng)域；其次通過(guò)對(duì)人機(jī)界面技術(shù)及視覺(jué)-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)研究的規(guī)律研究的分析，對(duì)當(dāng)前人機(jī)工程技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討；最后對(duì)人機(jī)工程技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程；人機(jī)界面；視覺(jué)；目標(biāo)拾取。

一、讓技術(shù)人性化的科學(xué)--人機(jī)工程學(xué)

1什么是人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)是研究“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決系統(tǒng)中人的效能、健康問(wèn)題提供理論與方法的科學(xué)。

人機(jī)工程學(xué)研究在設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)如何考慮人的特性和能力，以及人受機(jī)器、作業(yè)和環(huán)境條件的限制。人機(jī)工程學(xué)還研究人的訓(xùn)練，人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，以及同人機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)問(wèn)題。對(duì)于這些研究，在美國(guó)有人稱之為人類工程學(xué)“HUMAN ENGINEERING”，人因（素）工程學(xué)“HUMAN FACTORS(ENGINEERING)”，在歐洲有人稱之為“ERGONOMICS”，生物工藝學(xué)，工程心理學(xué)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)以及人體狀態(tài)學(xué)等等。日本稱之為“人間工學(xué)”，我國(guó)目前除使用上述名稱外，還有譯成工效學(xué)、宜人學(xué)、人體工程學(xué)、人機(jī)學(xué)、運(yùn)行工程學(xué)、機(jī)構(gòu)設(shè)備利用學(xué)、人機(jī)控制學(xué)等。人體工程不同的命名已經(jīng)充分體現(xiàn)了該學(xué)科是“人體科學(xué)”與“工程技術(shù)”的結(jié)合，實(shí)際上，這一學(xué)科就是人體科學(xué)，環(huán)境科學(xué)不斷向工程科學(xué)滲透和交叉的產(chǎn)物，它是以人體科學(xué)中的人類學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、解剖學(xué)、生物力學(xué)、人體測(cè)量學(xué)等為“一肢”；以環(huán)境科學(xué)中的環(huán)境保護(hù)學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境衛(wèi)生學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)等學(xué)科為“另一肢”，而以技術(shù)科學(xué)中的工業(yè)設(shè)計(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)工程、交通工程、企業(yè)管理等學(xué)科為“軀干”，形象地構(gòu)成了本學(xué)科的體系，從人機(jī)工程學(xué)的構(gòu)成體系來(lái)看就是一門(mén)綜合性的邊緣學(xué)科，其研究的領(lǐng)域是多方面的，大致包括電話、電傳、計(jì)算機(jī)控制臺(tái)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、高速公路信號(hào)、汽車、航空、航海、現(xiàn)代化醫(yī)院、環(huán)境保護(hù)、教育、互聯(lián)網(wǎng)等，人機(jī)工程學(xué)甚至可用于大規(guī)模社會(huì)系統(tǒng)，因此可以說(shuō)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)都有密切的關(guān)系。

2人機(jī)工程學(xué)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

人機(jī)工程技術(shù)是21世紀(jì)信息領(lǐng)域需要解決的重大課題。美國(guó)21世紀(jì)信息技術(shù)計(jì)劃中的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容為4項(xiàng)：軟件、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算機(jī)。其中，人機(jī)建模研究在信息技術(shù)中被列為與軟件技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等并列的六項(xiàng)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)之一，并被認(rèn)為“對(duì)于計(jì)算機(jī)工業(yè)有著突出的重要性，對(duì)其它工業(yè)也很重要”。美國(guó)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃不僅把人機(jī)交互列為軟件技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，而且還專門(mén)增加了與軟件技術(shù)并列的人機(jī)界面這項(xiàng)內(nèi)容。日本也提出了FPIEND21計(jì)劃（Future Personalized Information Environment Development），其目標(biāo)就是要開(kāi)發(fā)21世紀(jì)個(gè)性化的信息環(huán)境。我國(guó)973、S-863、十五計(jì)劃及未來(lái)的十一五計(jì)劃均將人機(jī)交互列為主要內(nèi)容。

在中國(guó)，人機(jī)工程學(xué)的研究在20世紀(jì)30年代開(kāi)始即有少量和零星的開(kāi)展，但系統(tǒng)和深入的開(kāi)展則在“文革”以后。1980年4月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局成立了全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，統(tǒng)一規(guī)劃、研究和審議全國(guó)有關(guān)人類工效學(xué)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定。1984年，國(guó)防科工委成立了國(guó)家軍用人－機(jī)－環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。這兩個(gè)技術(shù)委員會(huì)的建立，有力地推動(dòng)了我國(guó)人機(jī)工程學(xué)研究的發(fā)展。此后在1989年又成立了中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)，再在1995年9月創(chuàng)刊了學(xué)會(huì)會(huì)刊《人類工效學(xué)》季刊。20世紀(jì)90年代初，北京航空航天大學(xué)首先成立了我國(guó)該專業(yè)的第一個(gè)博士學(xué)科點(diǎn)，隨后南京航空航天大學(xué)、西北工大、北京理工大學(xué)、北大醫(yī)學(xué)部等大學(xué)也先后成立了相應(yīng)的專業(yè)。當(dāng)前，隨著我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)工作條件、生活品質(zhì)的要求正逐步提高，對(duì)產(chǎn)品的人機(jī)工程特性也會(huì)日益重視。一些廠商把“以人為本”、“人體工學(xué)”的設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品的賣點(diǎn)，也正是出于對(duì)這種新的需求取向的意識(shí)。

3人機(jī)工程的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）事故、健康與安全：包括事故與安全、事故調(diào)查、事故改造、健康與安全、健康人機(jī)工程、危險(xiǎn)分析、健康與安全課題、健康與安全規(guī)則的應(yīng)用、工業(yè)工作壓力、機(jī)器防護(hù)、安全文化與安全管理、安全文化評(píng)價(jià)與改進(jìn)、警示與提醒技術(shù)、安全概率分析；

（2）人體工作行為解剖學(xué)和人體測(cè)量：解剖學(xué)、人體測(cè)量、人體測(cè)量和工作空間設(shè)計(jì)、生物力學(xué)、殘疾人設(shè)計(jì)、姿勢(shì)和生物力學(xué)負(fù)荷研究、工作中的滑倒、差錯(cuò)研究、背部疼痛、聽(tīng)覺(jué)障礙研究；

（3）認(rèn)知工效學(xué)和復(fù)雜任務(wù)：認(rèn)知技能和決策研究、法律人機(jī)工程、團(tuán)隊(duì)工作、過(guò)程研究；

（4）計(jì)算機(jī)軟件人機(jī)工程 ：軟件設(shè)計(jì)、軟件發(fā)展、軟件人機(jī)工程、執(zhí)行和可用性；

（5）計(jì)算機(jī)終端：設(shè)計(jì)與布局：計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和外設(shè)的設(shè)計(jì)與布局、計(jì)算機(jī)終端工作站、顯示屏設(shè)備與規(guī)則、顯示屏健康與安全、辦公環(huán)境人機(jī)工程研究；

（6）顯示與控制布局設(shè)計(jì)：顯示與控制信息的選擇與設(shè)計(jì)；

（7）控制室設(shè)計(jì)：控制臺(tái)和控制室的布局設(shè)計(jì)、控制室人機(jī)工程；

（8）環(huán)境人機(jī)工程：環(huán)境狀況和因素分析、噪音測(cè)量、工作中的聽(tīng)力損失、熱環(huán)境、可視性與照明、工作環(huán)境人機(jī)工程、振動(dòng)；

（9）專家論證：多工作環(huán)境 ：專家論證調(diào)查研究、法律人機(jī)工程、工作賠償申訴、傷害訴訟、傷害原因、訴訟支持；

（10）人機(jī)界面設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)：人機(jī)界面的設(shè)計(jì)與發(fā)展、知識(shí)系統(tǒng)、人機(jī)界面形式、HCI/MMI原型、GUI原型；

（11）人的可靠性：人的失誤和可靠性研究、人的失誤分析、人因?qū)彶椤⑷艘蛘?、人的可靠性評(píng)價(jià)；

（12）工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用“信息設(shè)計(jì)、市場(chǎng)/用戶研究、醫(yī)療設(shè)備、座椅的設(shè)計(jì)與舒適性研究、座椅設(shè)計(jì)與分類、家具分類與選擇；

（13）工業(yè)/商業(yè)工作空間設(shè)計(jì)：工業(yè)工作空間設(shè)計(jì)、工業(yè)人機(jī)工程、工作設(shè)計(jì)與組織、人體測(cè)量學(xué)與工作空間設(shè)計(jì)、工作空間設(shè)計(jì)與工作站設(shè)計(jì)、警告、標(biāo)簽與說(shuō)明、工作負(fù)荷分析；

（14）管理與人機(jī)工程：變化管理、成本-利益分析、突發(fā)事故應(yīng)變研究、人機(jī)戰(zhàn)略實(shí)施、操作效能、操作負(fù)荷分析、標(biāo)準(zhǔn)化研究、人力資源管理、工作程序、人機(jī)規(guī)則和實(shí)踐；

（15）手工操作負(fù)荷，安全與培訓(xùn)：手工操作評(píng)價(jià)與培訓(xùn)、手工操作與舉力、手工操作負(fù)荷；

（16）辦公室人機(jī)工程與設(shè)計(jì)：辦公自動(dòng)化、辦公室和辦公設(shè)備設(shè)計(jì)、辦公室設(shè)計(jì)人機(jī)工

程；

（17）生理學(xué)方面和醫(yī)學(xué)人機(jī)工程：生理學(xué)、生理能力、醫(yī)學(xué)人機(jī)工程、醫(yī)學(xué)設(shè)備、心理生理學(xué)、行為期望、行為標(biāo)準(zhǔn)；

（18）產(chǎn)品設(shè)計(jì)與顧客：人機(jī)工程銷售與市場(chǎng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與測(cè)試、產(chǎn)品中人機(jī)工程、產(chǎn)品發(fā)展、產(chǎn)品可靠性與安全性、產(chǎn)品缺陷、產(chǎn)品材質(zhì)、服裝人機(jī)工程；

（19）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：多種工作狀況：風(fēng)險(xiǎn)與成本-利益分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)管理、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、總體骨骼、肌肉風(fēng)險(xiǎn)研究；

（20）社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)與人機(jī)工程：組織行為、組織變化、組織心理學(xué)、人機(jī)工程戰(zhàn)略、社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)、暴力評(píng)估與動(dòng)機(jī)；

（21）系統(tǒng)分析：系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整合、系統(tǒng)需求、電信系統(tǒng)與產(chǎn)品、人機(jī)系統(tǒng)、人員配備研究、三維人體模型、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與類別、通信分析；

（22）任務(wù)分析：任務(wù)分析與工作設(shè)計(jì)、任務(wù)分析與綜合、團(tuán)隊(duì)協(xié)作；

（23）管理培訓(xùn)與人員培訓(xùn)：人機(jī)工程培訓(xùn)、整體培訓(xùn)、認(rèn)知技能/決策分析、工程師培訓(xùn)、STUDIO中的訓(xùn)練、訓(xùn)練模型、培訓(xùn)需求分析；

（24）可用性評(píng)估：可用性評(píng)估與測(cè)試、可用性審核、可用性評(píng)估、可用性培訓(xùn)、試驗(yàn)與驗(yàn)證、仿真與試驗(yàn)、仿真研究、仿真與原型；

（25）用戶需求與用戶指導(dǎo)：用戶文檔、用戶指導(dǎo)、用戶手冊(cè)與說(shuō)明、用戶界面設(shè)計(jì)與原型、用戶需求分析與類別、用戶實(shí)驗(yàn)管理；

（26）車輛與交通人機(jī)工程：航空人機(jī)工程、頭盔顯示、乘客環(huán)境、鐵路車輛與系統(tǒng)、交通設(shè)計(jì)、車輛設(shè)計(jì)、車輛人機(jī)工程、車輛安全性 ；

（27）其它特殊的人機(jī)工程應(yīng)用：原子能、軍隊(duì)人機(jī)工程、過(guò)程控制、文化調(diào)查、調(diào)查與研究方法、自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別。

二、當(dāng)前人機(jī)工程技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)

1人機(jī)界面技術(shù)研究

在人機(jī)工程學(xué)中人機(jī)界面是最重要的一個(gè)研究分支，它是指人機(jī)間相互施加影響的區(qū)域，凡參與人機(jī)信息交流的一切領(lǐng)域都屬于人機(jī)界面。可將設(shè)計(jì)界面定義為設(shè)計(jì)中所面對(duì)、所分析的一切信息交互的總和，它反映著人一物之間的關(guān)系。

廣義的人機(jī)界面：在人機(jī)系統(tǒng)模型中，人與機(jī)之間存在一個(gè)相互作用的“面”，稱為人-機(jī)界面，人與機(jī)之間的信息交流和控制活動(dòng)都發(fā)生在人機(jī)界面上。機(jī)器的各種顯示都“作用”于人，實(shí)現(xiàn)機(jī)-人信息傳遞；人通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等感官接受來(lái)自機(jī)器的信息，經(jīng)過(guò)腦的加工、決策，然后作出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)人-機(jī)的信息傳遞。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到人機(jī)關(guān)系的合理性。研究人機(jī)界面主要針對(duì)兩個(gè)問(wèn)題： 顯示和控制。

狹義的人機(jī)界面是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面。人機(jī)界面（Human-Computer Interface），又稱人機(jī)接口、用戶界面（User Interface）、人機(jī)交互（Human-Computer Interaction），是計(jì)算機(jī)科學(xué)中最年輕的分支科學(xué)之一。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)兩大科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時(shí)也吸收了語(yǔ)言學(xué)、人機(jī)工程學(xué)和社會(huì)學(xué)等科學(xué)的研究成果。通過(guò)30余年的發(fā)展，已經(jīng)成為一門(mén)以研究用戶及其與計(jì)算機(jī)的關(guān)系為特征的主要學(xué)科之一。尤其80年代以來(lái)，隨著軟件工程學(xué)的迅速發(fā)展和新一代計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的推動(dòng)，人機(jī)界面設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)已成為國(guó)際計(jì)算機(jī)界最為活躍的研究方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面學(xué)的發(fā)展，會(huì)朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（1）高科技化

信息技術(shù)的革命，帶來(lái)了計(jì)算機(jī)業(yè)的巨大變革。計(jì)算機(jī)越來(lái)越趨向平面化、超薄型化；便捷式、袖珍型電腦的應(yīng)用，大大改變了辦公模式；輸入方式已經(jīng)由單一的鍵盤(pán)、鼠標(biāo)輸入，朝著多通道輸入化發(fā)展。追蹤球、觸模屏、光筆、語(yǔ)音輸入等競(jìng)相登場(chǎng)；多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及強(qiáng)有力的視覺(jué)工作站提供真實(shí)、動(dòng)態(tài)的影像和刺激靈感的用戶界面，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各顯其能，使產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)更加豐富多彩，變化紛呈。

（2）自然化

早期的人機(jī)界面很簡(jiǎn)單，人機(jī)對(duì)話都是機(jī)器語(yǔ)言。由于硬件技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件工程、人工智能、窗口系統(tǒng)等軟件技術(shù)的進(jìn)步，圖形用戶界面(Graphic User Interface)、直觀操作(Direct Manipulation)、“所見(jiàn)即所得”(What you see is what you get)等交互原理和方法相繼產(chǎn)生并得到了廣泛應(yīng)用，取代了舊有“鍵入命令”式的操作方式，推動(dòng)人機(jī)界面自然化向前邁進(jìn)了一大步。然而，人們不僅僅滿足于通過(guò)屏幕顯示或打印輸出信息，進(jìn)一步要求能夠通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)以及形體、手勢(shì)或口令，更自然地“進(jìn)入”到環(huán)境空間中去，形成人機(jī)“直接對(duì)話”，從而取得“身臨其境”的體驗(yàn)。

（3）人性化

現(xiàn)代設(shè)計(jì)的風(fēng)格已經(jīng)從功能主義逐步走向了多元化和人性化。今天的消費(fèi)者紛紛要求表現(xiàn)自我意識(shí)、個(gè)人風(fēng)格和審美情趣，反映在設(shè)計(jì)上亦使產(chǎn)品越來(lái)越豐富、細(xì)化，體現(xiàn)一種人情味和個(gè)性。一方面要求產(chǎn)品功能齊全、高效，適于人的操作使用，另一方面又要滿足人們的審美和認(rèn)知精神需要?，F(xiàn)代電腦設(shè)計(jì)，已經(jīng)擺脫了舊有的四方殼純機(jī)器味的淡漠。堅(jiān)銳的棱角被圓滑、單一的米色不再一統(tǒng)天下；機(jī)器更加緊湊、完美，被賦予了人的感情。軟界面中顏色、圖標(biāo)的使用，屏幕布局的條理性，軟件操作間的連貫性和共通性，都充分考慮了人的因素，使之操作更簡(jiǎn)單、友好。目前，人機(jī)交互正朝著從精確向模糊，從單通道向多通道以及從二維交互向三維交互的轉(zhuǎn)變，發(fā)展用戶與計(jì)算機(jī)之間快捷、低耗的多通道界面。

（4）和諧的人機(jī)環(huán)境

今后計(jì)算機(jī)應(yīng)能聽(tīng)、能看、能說(shuō)，而且應(yīng)能“善解人意”，即理解和適應(yīng)人的情緒或心情。未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展是以人為中心，必須使計(jì)算機(jī)易用好用，使人以語(yǔ)言、文字、圖像、手勢(shì)、表情等自然方式與計(jì)算機(jī)打交道。

國(guó)外一些大公司如IBM、微軟等在中國(guó)國(guó)內(nèi)建立的研究院大多以人機(jī)接口為主要研究任務(wù)，尤其是在漢語(yǔ)語(yǔ)音、漢字識(shí)別等方面，如漢語(yǔ)識(shí)別與自然語(yǔ)言理解，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，文字識(shí)別，手勢(shì)識(shí)別，表情識(shí)別等。我們應(yīng)該在人機(jī)交互方式技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中，特別是在人機(jī)界面的優(yōu)化設(shè)計(jì)、視覺(jué)-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)等方面取得主動(dòng)權(quán)。

2視覺(jué)-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)研究

眼睛是心靈的窗戶，透過(guò)這個(gè)窗口我們可了解人的許多心理活動(dòng)。人類的信息加工在很大程度上依賴于視覺(jué)，來(lái)自外界的的信息有80～90％是通過(guò)人的眼睛獲得的。眼動(dòng)的各種模式一直與人的心理變化相關(guān)，對(duì)于眼球運(yùn)動(dòng)即眼動(dòng)的研究被認(rèn)為是視覺(jué)信息加工研究中最有效的手段，吸引了神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、工效學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜业钠毡榕d趣，其研究成果在工業(yè)，軍事，商業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在視覺(jué)-目標(biāo)拾取認(rèn)知技術(shù)科學(xué)研究中最為重要的問(wèn)題就是人對(duì)信息流的獲取（輸入）和信息流的控制（輸出）這兩個(gè)問(wèn)題。據(jù)研究人對(duì)外部信息流的獲取有80%是通過(guò)視覺(jué)獲得的，由于視覺(jué)的重要性，有關(guān)視覺(jué)-眼動(dòng)系統(tǒng)的研究始終是科學(xué)界關(guān)注的問(wèn)題之一，其中有關(guān)人眼的搜索機(jī)制早就引起了神經(jīng)病學(xué)家、眼科學(xué)家、生理學(xué)家、解剖學(xué)家以及工程師們的極大興趣，特別是近年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)視覺(jué)-眼動(dòng)系統(tǒng)的研究越來(lái)越多：NASA、哈佛、麻省、劍橋、牛津等著名科研機(jī)構(gòu)或大學(xué)都設(shè)有專門(mén)的視覺(jué)-眼動(dòng)系統(tǒng)研究部門(mén)。而人對(duì)外部信息流的控制主要是通過(guò)手、腳、口等效應(yīng)器官進(jìn)行的，其中研究人的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)這一基本、重要的作業(yè)運(yùn)動(dòng)形式，可以為人機(jī)界面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、評(píng)估、操作提供量化的理論依據(jù)和理論指導(dǎo)，因此，該研究具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值，并一直是工效學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，眼動(dòng)儀在人機(jī)界面設(shè)計(jì)上受到高度重視。美國(guó)空軍最早在新的人機(jī)交互設(shè)計(jì)中運(yùn)用視覺(jué)追蹤技術(shù)，最初的主要目的是要把視覺(jué)追蹤用于戰(zhàn)斗機(jī)座艙的設(shè)計(jì)。這一領(lǐng)域的深入研究表明，視覺(jué)追蹤技術(shù)不但可以用于戰(zhàn)斗機(jī)座艙的設(shè)計(jì)，而且還可以運(yùn)用視覺(jué)追蹤技術(shù)，把人眼作為計(jì)算機(jī)的一種輸入工具，形成視覺(jué)輸入人機(jī)界面。另外，日本的ATR通訊系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室和東京工業(yè)大學(xué)已將眼動(dòng)測(cè)量用于對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的研究，有效地解決了大的視場(chǎng)和高精度的圖象顯示之間的矛盾。隨著高性能攝像機(jī)的出現(xiàn)和圖象處理技術(shù)的發(fā)展，眼動(dòng)儀將朝著高精度、高實(shí)用性和低成本的方向發(fā)展。

國(guó)內(nèi)對(duì)視覺(jué)測(cè)量的研究起步始于七十年代末、八十年代初。一般都是引進(jìn)了國(guó)外設(shè)備作實(shí)驗(yàn)研究，西安電子科技大學(xué)在自主開(kāi)發(fā)研制眼動(dòng)儀樣機(jī)方面做了很多工作。北京航空航天大學(xué)人機(jī)環(huán)境工程研究所九十年代末開(kāi)展了飛機(jī)座艙人機(jī)界面評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制，利用視覺(jué)與眼動(dòng)系統(tǒng)分析控制面板儀表布局是研究?jī)?nèi)容之一。

由于人是人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的主體，只有深刻認(rèn)識(shí)人在系統(tǒng)中的作業(yè)特性，才能研制出最大程度地發(fā)揮人及人機(jī)系統(tǒng)的整體能力的優(yōu)質(zhì)高效系統(tǒng)。人的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)作為人的一種輸出形式，具有速度—精確度的折衷關(guān)系，即目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)的完成時(shí)間與命中目標(biāo)的精確度成反比。這種特性廣泛存在于人的各種輸出和其他控制系統(tǒng)中。所以如何建立人的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)用、精確的速度—精確度折衷關(guān)系理論模型就成了研究的主要任務(wù)。

三、前景展望

現(xiàn)代人機(jī)系統(tǒng)中，作業(yè)人員是在特定環(huán)境中操作和管理復(fù)雜系統(tǒng)和各種數(shù)字化設(shè)備，當(dāng)人在這種環(huán)境中工作時(shí)，既要靠眼睛來(lái)觀察環(huán)境，又要靠細(xì)致的注視來(lái)完成精確的控制動(dòng)作，通過(guò)人機(jī)工程技術(shù)分析，就可知道人在操作時(shí)如何分配注意力、體力，同時(shí)了解儀表、屏幕以及外視景如何設(shè)計(jì)和合理分配才能獲得最好的人機(jī)交互，既減輕操作人員的工作負(fù)荷又避免出錯(cuò)，切實(shí)提高人機(jī)工效。這對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)化控制、交通運(yùn)輸、工業(yè)設(shè)計(jì)、軍事領(lǐng)域以及社會(huì)系統(tǒng)中重大事變（戰(zhàn)爭(zhēng)、自然災(zāi)害、金融危機(jī)等）的應(yīng)急指揮和組織系統(tǒng)、復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)中的故障快速處理、系統(tǒng)重構(gòu)與修復(fù)、復(fù)雜壞境中仿人機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造等問(wèn)題的解決都有著重要的參考價(jià)值。