先进制造技术作业
《现代制造技术》课程论文
专业 机械工程 学生学号 2015050207 学生姓名 陈康 任课教师 孙未 学生成绩
二〇一六年三月 至 二〇一六年六月
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先进制造技术作业
摘 要
先进制造生产模式是应用与推广先进制造技术的组织方式。在新的国际经济、科技形势下，制造业生产模式的演变和战略目标。探讨了先进制造生产模式有待解决的管理共性问题。在此基础上简述了敏捷制造、精益生产、并行工程、智能制造等先进制造模式的定义、内涵、特点、关键技术等，从管理及信息集成的角度，为推动制造模式的发展，阐述了计算机集成制造、企业资源计划、虚拟制造、分散网络化制造系统等管理综合自动化技术的主要思路和要点。展望了制造业未来的竞争环境、竞争模式所面临的主要挑战和迎接这些挑战的关键技术。
关键词：先进制造；敏捷制造；并行工程、管理及信息集成、虚拟制造、分散网络化制
造系统。
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目 录
第1章 制造业生产模式的演变及产生背景 ........................................................................... 5
1.1 制造业生产模式的演变 .............................................................................................. 5
1.1.1 手工与单件生产 ................................................................................................. 5 1.1.2 少品种少批量（成组技术） ............................................................................. 5 1.1.3 少品种大批量(刚性流水线） ............................................................................ 5 1.1.4 柔性自动化生产阶段（多品种少批量） ......................................................... 6 1.1.5 多品种大批量（大规模定制生产） ................................................................. 6 1.1.6 并行工程（Concurrent Engineering, CE） ....................................................... 6 1.2 制造业生产模式产生的背景 ........................................................................................ 7
1.2.1 先进制造技术的缘由 ......................................................................................... 7 1.2.2 先进制造工艺的特点 ......................................................................................... 7 1.2.3 先进制造技术体系 ............................................................................................. 9 1.2.4 并行工程 ............................................................................................................. 9 1.2.5 先进制造技术现状 ........................................................................................... 10
第2章 先进制造业生产模式创立基点及战略目标 ............................................................... 11
2.1 先进制造业生产模式创立基点 .................................................................................. 11
2.1.1 评估环境、确定策略 ....................................................................................... 11 2.1.2 流程和组织结构的重组 ................................................................................. 11 2.1.3 利用信息技术的集成能力 ............................................................................... 12 2.1.4 改进物流管理 ................................................................................................... 12 2.1.5 企业文化的改变 ............................................................................................... 13 2.2 先进制造生产模式未来发展战略目标 ...................................................................... 13
2.2.1 先进制造生产模式未来发展 ........................................................................... 13 2.2.2 谈先进生产模式的目的 ................................................................................... 14 2.2.3 21世纪对先进制造技术的挑战 ....................................................................... 15 2.2.4 先进制造技术发展趋势 ................................................................................... 16
第3章 先进制造生产模式的管理 ........................................................................................... 18 3.3 先进生产模式的管理 .................................................................................................. 18
3.1.1 排产精细到小时 ............................................................................................. 18 3.1.2 用改善提升产能 ............................................................................................... 19 3.1.3打造东风商用车调达物流模式 ........................................................................ 20
第4章 先进制造生产模式 ....................................................................................................... 20
4.1 先进制造生产模式 ...................................................................................................... 20 4.2 先进制造生产模式分类 .............................................................................................. 21
4.2.1 柔性生产模式 ................................................................................................... 21 4.2.2 虚拟制造生产模式 ........................................................................................... 22 4.2.3 极端制造模式 ................................................................................................... 22 4.4.4 绿色制造模式 ................................................................................................... 23
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结 论 ......................................................................................................................................... 23 参考文献 ..................................................................................................................................... 24
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第一章 制造业生产模式的演变及产生背景
1.1 制造业生产模式的演变
1.1.1 手工与单件生产
17 世纪－1830 年，在专业化协作分工、蒸汽动力机的基础上出现了制造企业的雏形工场式的制造厂，人类社会的生产率开始出现大幅度的飞跃。到了大约1900 年，制造业成为一个重要的产业，其主要生产模式是“少品种单件小批生产”。比如汽车行业，当时处于世界领先地位的轿车公司P&L 每年只制造几百辆汽车，而且所造的汽车没有两辆是完全相同的，原因在于P&L 所有的承包商都不采用标准的计量器具，装配时，依靠装配工的熟练程度来修整零件，使之配合良好。至1905 年，欧洲已有几百家这类公司采用单件生产方式少量地制作汽车，这些独立承担大部分生产任务的小工厂没有能力开发新技术，产量低，成本高，且成本不随产量而下降。这种生产模式当然无法满足市场需求。1.1.2 B2012A型龙门刨床电气控制系统如图1-1所示。
图1-1 瓦特蒸汽动力机
1.1.2 少品种少批量（成组技术）
60 年代以后，日本、美国也积极采用成组技术，并取得了显著的经济效果。自70 年代以后，美国和其它先进工业国家已认识到，为进一步发挥数控机床的优越性，必须与成组技术相结合，并用成组技术指导它的应用。现代成组生产单元已广泛采用数控机床和加工中心。50 年代末60 年代初，成组技术传入东欧和西欧各国。在东欧各国，成组技术被积极采用并得到了发展。 1.1.3 少品种大批量(刚性流水线）
20 年代, 在E. Whitney 提出的互换性和大批大量生产, Oliver Eons把传送带引入
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制造系统和导和严F. Taylor 的科学管理支撑下, 与当时的电气化、标准化与系列化结合, Henry Ford 开创了机械自动流水线生产, 出现了少品种大批大量生产的模式, 又称为底特律式自动化, 成为各国纷纷仿效的制造生产模式, 制造业开始了第一次生产模式的转换。这种新的生产模式大量生产方式带给了制造业一场重大变革, 它推动了工业化的进程和经济高速发展, 为社会提供了大量的经济产品, 促进了市场经济的发展。其主要特征是: 少品种大批大量生产、塔形多层次的垂直领格的产品节拍控制。其市场特征与少品种单件小批生产模式相同, 都是卖方市场。刚性生产线大大提高了生产效率, 从而降低了产品成本, 但这是以损失产品的多样性为代价的。到50 年代, 大量生产方式达到了顶峰。
1.1.4 柔性自动化生产阶段（多品种少批量）
从20世纪50年代开始，随着生产环境的变化，人们逐渐认识到刚性自动化的不足。大批量生产少数产品品种的局限性越来越大，包括：对市场和用户需求的应变能力较低；劳动分工过细等。1952年美国麻省理工学院试制成功第一台数控铣床，揭开了柔性自动化生产的序幕。1968年英国莫林公司和美国辛辛那提公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系统，定名为柔性制造系统。20世纪70年代出现了各种微型机数控系统、柔性制造单元、柔性生产线和自动化工厂。其主要特征是：
1）工序集中，无固定节拍，物料非顺序输送将高效率和高柔性融为一体。 2）生产成本低，具有较强的灵活性和适应性。 1.1.5 多品种大批量（大规模定制生产）
大量定制( Mass Customizat io n, MC) 是1 种在系统整体优化的思想指导下, 集企业、顾客、供应商和环境于一体, 充分利用企业已有的各种资源, 根据顾客的个性化需求, 以大量生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服务的生产模式[ 1] 。大规模定制的基本思想是: 将定制产品的生产问题, 通过产品结构和制造过程的重组全部或部分转化为批量生产。具有以下特征：a.以客户需求为导向b.以现代信息技术和先进生产制造技术为支撑c.以客户细分为手以产品结构的模化、零部件和生产工艺的通用化、标准化为平台段。
1.1.6 并行工程（Concurrent Engineering, CE）
并行工程( CE) , 也称并行设计( Concurrent Design ) 或称同期工程( Simultaneous Engineering) , 其概念是由美国国防部防御分析研究所于1988 年12月首先提出的。“CE 是一种系统的集成方法, 采用并行方法处理产品设计及相关过程, 包括制造和支持过程如图1-2所示。
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图1-2 并行工程的产生
1.2 制造业生产模式产生的背景
1.2.1 先进制造技术的缘由
近年，随着经济的高速发展和科学的不断进步，高速度、高质量、高效率逐渐被广大公司所追求，于是先进的制造技术就被提上日程。
目前对于先进制造技术尚未有一明确的定义。普遍认为：先进制造技术是制造业不断吸收、改进、提高信息技术和现代管理技术的成果，并将其运用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程技术的总称。纵观历史，现代制造技术形成和发展至今也只有是近十年间的事。上世纪，美国的一批学者不断鼓吹美国已进入“后工业化社会”，把传统的制造业视为“夕阳工业”，因而制造技术的发展受到极大的阻碍。然而由于美国根据本国面临的挑战与机遇，对其制造业存在的问题进行了深刻反省，重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用。
此时，由于计算机信息技术的发展，也全面推动了制造技术的飞跃发展。于是， 先进制造技术的概念逐步形成。而我国，机械科学研究院提出了多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术，它是先进制造技术的核心。第二个层次是新型的制造单元技术。这是在市场需求及新兴产业的带动下，制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工 程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术。第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息技术和系统管理技术，通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。 1.2.2 先进制造工艺的特点
先进性：先进制造工艺的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活（柔性）五个方面。
1、优质：加工制造出的零件或整机质量高，性能好；零部件尺寸精确，表面光洁，
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内部组织致密，无缺陷及杂质，使用性能好；整机的结构、色彩美观宜人，使用寿命和可靠性高。
2、高效：生产效率及劳动生产率高，大大降低了操作者的劳动强度。 3、低耗：节省原材料及能源。
4、洁净：生产过程不污染环境，零排放或少排放。
5、灵活：能快速对市场变化及产品设计的更改作出反应，适应多品种柔性生产。 实用性先进制造工艺的实用性主要表现在两个方面。一是应用普遍性，它是当今或不久将来机械工厂量大面广的看家工艺；；二是经济适用性，它一般投资不高，且有不同档次，宜于工厂根据本身的条件通过技术改造予以采纳。 前沿性先进制造工艺的前沿性主要表现在：先进制造工艺是高新技术产业化或传统工艺高新技术化的结果，它们是制造工艺研究最为活跃的前沿领域。部分先进制造工艺可能目前应用还不广泛，但是它们代表着某些发展方向，而且可望会得到越来越广泛的应用。
因此，先进制造工艺就是机械工厂普遍能够采用，具有直接推广价值或广阔应用前景的一系列优质、高效、低耗、洁净、灵活工艺的总称。
21世纪的市场竞争，就是先进制造技术的竞争。先进制造技术贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维修等全过程，因此，21世纪的先进制造技术应具有下列特点：
1. 以低消耗创造高效益、高劳动生产率
低消耗意味着低成本，从而可以创造高效益。降低能源的消耗和有效地利用能源成为未来制造业十分关心的问题。工业生产消耗了发达国家大量能源。人们希望不断提高生活水准，但也会带来全球能源的高消耗，从而引起人们对节能的关注。改进原有生产过程可以有效地降低工业过程的能耗。例如：大范围内实现质量控制，不仅在其他方面受益，而且也节省了用于生产不合格产品而消耗的能源。
2. 提供有竞争力的优质可售产品
先进制造企业提出了产品终身质量保证。“质量”一词的含义已不仅仅是“零缺陷”了。由于越来越多的公司都能有效地保证产品无缺陷，因此，人们把“质量”重新定义为“零缺陷”与“用户满意”。产品的工程设计过程也不仅仅是为保证其无缺陷，而且还要从许多方面使用户满意。这样的产品才有竞争力。
3. 采用适用、先进的工艺装备
计算机技术、自动化技术、新材料技术、传感技术、管理技术等的引入，使制造技术成为一个能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。适用、先进的工艺和装备能快速生产出产品，并保证质量。
4. 具有迅捷响应市场的能力
当前，工业正进入市场和经济因素高度分散、快速变化、不可预测的时代。企业为了
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求得生存就必须对付这些频繁的变化，要想在不断变化的环境中做到迅速响应，就必须重视技术与管理的结合；重视制造过程组织和管理体制的简化与合理化，使硬件、软件和人集成的大系统的组成和体系结构具备前所未有的柔性。这体现了未来制造系统的先进性。
5. 满足环境保护和生态平衡的要求
现今，环境问题已成为企业运行的关键因素。随着社会对环境问题越来越关注，要求企业工艺系统以及设备向“环境安全型”组织转化。面对环境的日益破坏，世界范围内环保热潮不断高涨。政府及民间组织对制造业提出更严格的要求。于是，人们提出了面向环境的设计(DFE)。美国IBM，DEC及AT&T等大公司率先采用了DFE思想。DFE节约了材料和能源的消耗，提高产品的重新利用率，增强了企业的经济效益。 1.2.3 先进制造技术体系
先进制造业主要指机械、电子、食品、化工、轻工、纺织等，但机械制造业是制造业的根本。其一，先进制造技术广泛应用于机械制造业，推动着机械制造业的发展，及带动其他制造业的进步并且推动着国家的经济发展进步；另一方面，机械制造技术的不断更新与发展集中体现着先进制造技术，并推动着社会的不断进步。而且，工业化的发展在某种程度上左右着某一国家在世界地位。因此，先进先进制造技术与机械制造业的关系是相辅相成的，不能忽视甚至废弃任一方的发展。因此柔性制造系统愈来愈被广泛应用。
柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。加工设备主要采用加工中心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的FMS，常采用可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效率。 1.2.4 并行工程
并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。
1、计算机集成制造：计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称CIMS)是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。
2、虚拟制造：是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理论、VR技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等为理论基础，研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，利用制造系统各层次及各环节的数字模型，完成制造系统整个过程的计算与仿真的技术。
3、敏捷制造：敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。
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4、绿色制造：绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Mannufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。
5、智能制造：智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思、和决策等。 1.2.5 先进制造技术现状
我国工业化发展程度较世界先进的发达国家相比，起步晚，创新程度低，体系薄弱，突入比例相对较少，人类资源地下，相比其他发达国家而言，落后程度甚至超过数十年，为此，我国在改革开放三十年以来，不断大力发展生产力，力求科技创新，认真汲取国内外先进技术，来弥补我们先天的不足，所以有了，十五、十一五、十二五等长期的规划目标为基准，为迈向世界先进制造技术大国强国而分发。
相对我国而言，国外工业发达国家制造技术相当先进。并把先进制造技术作为国家级 关键技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种 ,但制造业的基础地位不能忽视。20世纪 90年代以来 ,各发达国家 ,如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划 ,旨在提高本国制造业的国际竞争能力如图1-3。
图1-3 现代汽车生产线
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第2章 先进制造业生产模式创立基点及战略目标
2.1 先进制造业生产模式创立基点
2.1.1 评估环境、确定策略
在当前我国企业建立现代企业制度的过程中，研究先进的敏捷制造理论和各种应用技术，如ERP技术，结合我国企业实际情况加以实施，对提高我国企业的综合竞争力有重要的作用。虽然实施敏捷制造是一个漫长的过程，现在许多现实问题尚在探索中，但从众多企业根据自身情况不断提高敏捷性、向敏捷制造迈进的实践，可以概括出实施的一般步骤与方法。我国企业要想做好转型工作，不妨借鉴以下几点：
在实施敏捷制造模式之前，我国企业首先要评估外界的竞争环境和自身的特点，确定企业应该采用什么样的方式来实施敏捷制造策略。
随着我国企业从计划经济向市场经济的转变，企业面临着复杂的经营环境，它要考虑经营机会、风险、竞争对手以及自身条件等一系列问题。我国企业应该学会对外部竞争环境、用户需求和竞争对手进行评估，关键是要分清用户的现实需求和潜在需求。需要强调的是，分析竞争对手不是要击败对手独占市场机会，而是要通过企业间的联合，共同赢得市场机会。
对于内部环境，企业需要定义企业所具有的核心条件，分析企业存在的不足，确定适当的经营策略。具体来说，企业要考察和诊断产品设计与制造过程，充分收集信息并加以分析，以便决策企业在哪一阶段应该采用什么样的经营策略，同时考虑在实施已选定策略时，如何为环境变化和新的机遇留下发展的余地。企业可举办研讨会，吸纳全体员工参加，讨论可选方案，财务分析或者估算，以确定成本和收益，利用计算机系统对组织结构方案、工厂布局以及工作设计进行仿真设计，模拟信息系统运行状态等来完成。
2.1.2 流程和组织结构的重组
当今的企业尤其是规模生产的大企业，沿袭了大批量生产的组织模式：部门分块、多层结构、分工过细。这种缺乏柔性的组织方法与结构难以适应灵活多变的市场形势。因此，企业重构是提高组织敏捷性的重要途径。许多事实说明，企业内部流程的再造或者优化，对企业的制造模式的转型有巨大作用。美国福特汽车公司通过名为“福特2000”的组织重构计划，使跨组织部门的流程顺畅，创新产品开发能力大为增强。此外，在企业经营活动中，通过对一些关键过程重构，也会大大提高敏捷性。如美国西屋公司对产品实现过程进行了重构，消除了不必要的“联接任务”，使信息处理效率大为提高。
近十几年来，我国不少企业采用了高新制造技术尤其是计算机集成制造系统（CIMS）。但是，近年来，人们发现在CIMS实施过程中，很少有企业能按既定的计划实施并取得效
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益。随着实践的深入，人们逐渐认识到一个非常重要的因素就是企业管理体制和组织结构的不合理性。
我国企业现有组织体制工作效率低下，无人监察全过程，无人对全过程负责，组织僵化，缺乏柔性；企业管理手段以人工为主，靠经验制定生产计划和物料需求计划，使得计划多重制定，不能保证计划的周密性和系统性，不合理的计划造成生产能力不均衡，生产时断时续；企业库存不能保证处于最佳状态，物料管理有一定的盲目性；报表不准确，不及时等等。
因此，要转变制造模式，企业首先应该抓好内部改革，比如改革生产模式，从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；改革组织结构，从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、柔性的小组工作组织形式转变。只有改革企业现有的传统管理体制，才能合理优化地使用企业资源。
2.1.3 利用信息技术的集成能力
随着信息时代的到来，计算机网络的全球化，国际合作在全球范围内日益加强，我国企业可以通过国际互联网络将供需链上分散的、小型化的、专业化的制造企业有效地组织起来，合理优化使用资源，走共同发展的道路。
据分析，产品开发时间每增加10%，其年收入将损失25到30%。而当前我国企业的设计系统中，产品信息生成、交换和处理常常由互不兼容的信息系统支持，不能实现完全和无异义的产品信息交换，信息处理的冗余和延迟不可避免。所以，企业要建立集成的产品和过程开发环境，应用并行工程、虚拟产品开发以及虚拟现实技术，实现制造一次成功。集成平台和集成框架提供了实现这一目标的支持工具。况且，随着世界全球一体化的进程，任何一家企业都无力完全垄断，或者单独地满足市场需求，我国企业必须改变过去追求“大而全”的思考模式，转而建立由市场机遇决定的，由任务导向组建的动态联盟的虚拟企业，可以考虑利用信息技术平台来协同工作，以期缩短产品开发时间、降低成本、风险。
2.1.4 改进物流管理
物流对企业生产制造系统的影响不言而喻。从内部来讲，物料运储子系统是企业系统的重要要素，改进物料运储系统是支持大批量生产向敏捷制造转变的必要环节。当今，我国许多企业的物料运储系统是按大批量、单一品种设计的，它不能适应动态变化的环境。企业物料运储的改革方向主要应集中在资源的优化配置上，它应是柔性的、自适应的，同时能通过设备和人员的共享全面降低运储成本。
除了企业内部的物流改善以外，改进外部供应链也是很重要的。当企业生产个性化强、技术指标复杂、交货期短的产品时，需要从其它企业处快速获取资源，而光靠企业的后勤部门，可能难以做到在全球范围内适时、适价地供应所需资源，于是，一个具有先进通讯工具、能集成多种运输方式的全球物流网应运而生，这样的全球物流网已初步联结了北美、
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欧洲和亚洲市场，其后勤供应商能为企业提供世界范围内的后勤运作支持。有关人员认为，通过这一系统可做到48小时交货。显然，我国企业加入全球竞争，完全可以充分利用全球物流网。
2.1.5 企业文化的改变
前面提到，敏捷制造的三大组成要素之一就是各层工作人员的自信心和责任心。人员对变化响应的快慢是企业敏捷性高低最重要的标志。只有给员工以授权，才能使他们具有敏捷的反应。给员工授权有两方面的含义：一是使员工具有对其工作范围甚至整个企业进行决策的能力；二是指在实现企业目标的途径不明确的情况下，他能根据企业目标自行确定其职责。比如，某五星级饭店会给其员工一定限额内的现金的自主支配权，员工有权用这笔钱去做他们认为必要的事，以安抚不满的顾客，或者为顾客的一些特殊需求提供服务。因此，我国企业应该大力加强对员工的教育和培训，树立“培训是最好的福利”的意识，培训内容不仅包括技术方面，还应包括思想观念方面的培训，以使企业员工成为具有敏捷特性的劳动力。
2.2 先进制造生产模式未来发展战略目标
2.2.1 先进制造生产模式未来发展
鉴于先进制造技术在世界各国的广泛应用，先进制造技术逐步由传统观念向现代机械制造转变。在生产组织方式上发生了五个转变： 从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变；从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变； 从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从以技术为中心向以人为中心转变。
先进制造业发展的重要特性是向全球化、网络化、虚拟化方向发展，先进技术制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化方向发展。 制造过程：“绿”、“快”、“省”、“效”，即绿色、快速、经济、高效 制造方法：“数、自、集、网、智”，即数字化、自动化、集成化、网络化、智能化。 制造产品：“精、极、文”即精密、极端（极大、极小、极厚、极薄、极柔等）、人性化。 综上即先进制造技术未来发展趋势有，一是先进制造技术的发展与运用，二是管理方面的变革，在企业资源分散化、产品个性化的要求下，在信息管理技术的推动下，有效的管理将是制造企业提高竞争力。“智能制造”是人们在研究“人工智能在制造业中的应用”的过程中发展起来的。
美国是“智能制造”的发祥地。Purdue大学智能制造国家工程中心(IMSERC)最早正式提出“智能制造”，并付诸实施。目前已开发出40多个机械制造方面的制造智能化单元系统。该中心今后的目标是研究各智能单元系统的集成和开发分布式智能制造系统。“智能制造”的研究正在美国多所大学蓬勃开展。
欧洲对智能制造同样重视。自1987年以来，每两年召开一届智能制造研讨会，并将
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论文汇编成书出版。同时，欧共体的跨国研究计划ESPRIT(欧洲信息技术研究发展战略计划)和EUREKA(欧洲高技术发展计划)中有多个项目是关于智能制造基础问题的研究。
日本则凭借其雄厚的技术力量涉足智能制造领域。并倡导国际合作。1989年10月，由日本当时的国际贸易和工业大臣，现任东京大学校长的Hiroyuki yoshikawa教授提出了智能制造国际合作计划。该计划于1993年2月正式实施，由日本、美国、加拿大、欧盟各国、澳大利亚参加。
我国对智能制造的研究业已展开。“八五”期间，华中理工大学、清华大学、南京航空学院、西安交通大学四所高等院校在国家自然科学基金委员会的资助下，对智能制造系统基础理论、智能化单元技术、智能机器等方面进行了研究，并已取得阶段性成果。 2.2.2 谈先进生产模式的目的
制造生产模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度，以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和一定的生产组织形式。制造生产模式具有鲜明的时代性。现代先进制造生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的过程而来。工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的；信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的；未来发展趋势是知识化时代的绿色制造生产模式，它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。 在传统制造技术逐步向现代高新技术发展、渗透、交汇和演变的过程中，形成了先进制造技术的同时，出现了一系列先进制造模式。根据国际生产工程学会（CIRP）近10年的统计，发达国家所涌现的先进制造系统和先进制造生产模式就多达33种。发达国家制造业企业，特别是跨国公司和创新型中小企业已广泛采用了一些新的制造模式和制造系统，如：柔性制造系统（FMS）；计算机集成制造系统（CIMS）；精益生产模式（LP）；清洁生产模式（CP）；高效快速重组生产系统；虚拟制造模式（VM）等。目前，正在开发下一代制造和生产模式，如：并行工程和协同制造（HM）、生物制造（BM）、网络化制造和下一代制造系统（NGMS）等。
一、柔性生产模式由英国莫林斯（Molins）公司首次提出的柔性生产模式，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。
二 、智能制造模式该模式是在制造生产的各个环节中，应用智能制造技术和系统，以一种高度柔性和高度集成的方式，通过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行了完善、继承和发展。因智能制造可实现决策自动化，实现“制造智能”和制造技术的“智能化”，进而实现制造生产的信息化和自动化。
三、 精益生产模式该生产模式是由1990年美国麻省理工学院在总结第二次世界大战
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后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验时提出的。这种模式以改革企业生产管理为特点，其基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。它可消除制造企业因采用大量生产方式所造成的过于臃肿和浪费的缺点，实施“精简、消肿”的对策，以及“精益求精”的管理思想。该模式要求产品优质，且充分考虑人的因素，采用灵活的小组工作方式和强调合作的并行工作方式；在生产技术上是采用适度的自动化技术，使制造企业的资源能够得到合理的配置、充分的利用。
四 、敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期的敏捷制造模式与虚拟制造生产模式一起被美国政府作为具有划时代意义的“21世纪制造企业的发展战略”。该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。这种模式促进了传统的制造业发生根本性变化，以因特网为代表的信息技术导致制造企业的管理体制和生产模式发生根本变化。敏捷制造生产模式的新概念和新理论不断出现，推动着制造科学发展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制造和智能制造等新概念的问世。
五、高效快速重组生产系统模式该模式是在对柔性生产、精益生产和敏捷制造这三种制造生产模式的优点进行比较、综合和创新之后，于1995年提出的，目前已开始推广应用。高效快速重组生产系统模式是上述三种模式的理论和实践在更高层次上的有机集成生产系统，其特征是对市场的灵活快速反应的制造资源的有效集成。
六、极端制造模式，现代制造技术正在从常规制造、传统制造向非常规制造及极端制造发展，因而出现了极端制造模式。极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。当前，极端制造已成为制造技术发展的重要领域，极端制造集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场（如强能量场）制造，例如：制造空天飞行器、超常规动力装备、超大型冶金和石油化工装备等极大尺寸和极强功能的重大装备，制造微纳电子器件、微纳光机电系统等极小尺度和极高精度的产品。 2.2.3 21世纪对先进制造技术的挑战
制造技术要适应21世纪社会发展的需求，面临以下挑战：
(1)信息时代的挑战人类社会自20世纪90年代已开始进入信息时代，信息产业成为21世纪全球经济中最宠大、最具活力的产业。信息将给21世纪世界经济和社会带来革命性的变化。
21世纪的制造业正在从以机器为特征的传统技术时代向着以信息为特征的系统技术时代迈进。制造技术的发展也必然与信息技术的发展密不可分。
(2)有限的资源与日益增长的环保压力的挑战地球作为宇宙中的一个村落已日益变得更小，环境污染正威胁着人类的生存，而有限的资源正威胁着人类的继续发展。因而如
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何实现可持续发展已是21世纪人类的一个重要课题。绿色制造是21世纪制造技术的一个重要特征。绿色设计技术、汽车的拆卸与回收技术、生态工厂的循环式制造技术将得到迅速发展。
(3)制造全球化和贸易自由化的挑战随着世界自由贸易体制的进一步完善以及全球交通运输体系和通信网络的建立，国际经济合作与交往日趋紧密，全球产业界进入结构大调整的重要时期，世界正在形成一个统一的大市场。制造业的全球化与一体化的格局已经初步形成。制造技术的发展必须与此适应，新的先进制造生产模式必将是全球化的生产模式。
(4)消费观念变革的挑战21世纪消费者的行为更加具有选择性，“客户化、小批量、快速交货”的要求不断增加，批量生产的产品逐渐为个性化、多样化的产品所取代，产品的生产和服务的界限越来越模糊，市场的动态多变性迫使制造业改变策略。 2.2.4 先进制造技术发展趋势
为适应21世纪对制造技术的需要，未来先进制造技术的总趋势是向系统化、集成化、智能化方向发展。
1设计技术不断现代化产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是：
(1)设计方法和手段的现代化，它突出反映在数值仿真或虚拟现实技术的发展，以及现代产品建模理论的发展上。
(2)新的设计思想和方法不断出现，如并行设计，面向“X”的设计DFX(Design For X)，健壮设计(Robust Design)；优化设计(Optimal Design)，反求工程技术(Reverse Engineering)。
(3)由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。
(4)由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素。设计时不单纯追求某项性能指标的先进和高低，而注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面影响。
2成形制造技术向精密成形或称净成形的方向发展成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、热处理、粉末冶金等单元技术的总称。展望21世纪，成形制造技术正在从接近零件形状(Near Net Shape Process)向直接制成工件即精密成形或称净成形(Net Shape Process)的方向发展。有代表性的精密成形制造技术是：
(1)精密铸造技术。 (2)精密塑性成形技术。 (3)精密连接技术。
3加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展 (1)超精密加工技术 一般认为加工精度为3～0.3 μm的加工称为精密加工，加工精度达0.3～0.03 μm时就称为超精密加工，而加精度高于0.03μm(30纳米)称之为纳米
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加工。
(2)超高速切削目前认为超高速切削的范围是：车削速度700～7 000 m/min；铣削为300～6 000 m/min；磨削为5 000～10 000 m/min。
(3)新一代制造装备的发展市场竞争和新产品、新技术、新材料的发展推动着新型加工设备的研究与开发，其中典型的例子是“并联桁架结构式数控机床”(或俗称“六腿”机床)的发展。它突破了传统机床结构方案，采用6个轴长短的变化以实现刀具相对于工件的加工位置的变化。
4制造技术专业、学科的界限逐步淡化、消失，新型制造技术不断得到发展先进制造技术的不断发展在制造技术内部，冷热加工之间，加工、检测、物流、装配过程之间，设计、材料应用、加工制造之间，其界限均逐步淡化、逐步走向一体化。如CAD，CAPP，CAM的出现，使设计、制造成为一体。
一个典型的例子是快速原型／零件制造(RP)技术的产生，是近20年制造领域的一个重大突破，它可以自动而迅速地将设计思想物化为具有一定结构的功能的原型或直接制造零件，淡化了设计、制造的界限。RP技术突破了传统加工技术采用材料“去除的”原则，而采用“添加、累积”的原理。目前的主要方法有：立体印刷(SLA)，采用紫外线光源逐层对光敏树脂扫描而成形；分层实体制造(LOM)，对纸进行逐层切割并粘接而成形；选择性激光烧结(SLS)；熔化沉积制造(FDM)，采用蜡丝等材料逐层喷射并凝固成形。
5虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)是20世纪90年代才提出的新概念，虚拟现实技术已开始在制造业中得到应用，主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。
虚拟制造技术将在产品真正制造出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Softprototype)代替传统的硬样品(Hardprototype)进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化能力。
虚拟企业、动态联盟、虚拟组织机构或虚拟公司(Virtual Company)是相同的概念。其含义是：为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到不同公司临时组建成为一个没有围墙、超越空间的约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。
目前正在着手组织的“分散网络化制造”(DNM)，就是虚拟企业的一种模式，它的目标是在中国内地和香港的2 000家制造企业之间，采用国际互联网建立制造资源信息网络实施敏捷制造。DNM既比较符合我国国情，又比笼统地称虚拟企业更加切合实际，为人们理解和接受。
6信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展先进的制造技术必须在与之相匹配的制造模式里才能充分发挥作用。21世纪先进制造技术发展的重要趋势是先进制造生产模式获得不断发展。
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制造业在经历了少品种小批量—少品种大批量—多品种小批量生产模式的过渡后，20世纪七八十年代开始了以采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产模式。初期的CIMS以较高的自动化程度为特征，在实验过程遇到困难。CIMS的第二阶段是并行工程，它强调的不仅是信息集成，而是人的集成问题。预计21世纪的CIMS将是智能制造系统，它体现了制造系统化、自动化、智能化综合发展。
精益生产(LP)是1990年提出的制造生产模式。它的基本原则是“消灭一切浪费”和“不断改善”，其主要支柱是准时制作业(JIT)、全面质量管理(TQC)、成组技术(GT)、弹性作业人数和尊重人性。日本丰田公司采用这种方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。
敏捷制造(AM)是1991年提出的，1992年美国政府将其作为“21世纪制造企业的战略”。敏捷制造通过虚拟公司予以实现。敏捷制造将成为21世纪制造企业的主导模式。上述种种先进制造生产模式的进展，其特点主要是体现了以下5个转变：
(1)从以技术为中心向以人为中心转变。
(2)从金字塔式的多层次生产结构向扁平的网络结构转变。 (3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变。
(4)从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变。
(5)从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变。
第3章 先进制造生产模式的管理
3.3 先进生产模式的管理
3.1.1 排产精细到小时
4月17日，周日，东风商用车总装配厂总装三线员工熊峰带着爱人、女儿一同来到郊外，感受着春天的气息。在以往高产的日子，这样幸福的周末对熊峰来说，一直是个奢望。
今年以来，东风商用车制造系统的员工们发现，同样是高产，但他们有了更多的休息时间。带来这一变化的不是排产的减少，而是东风商用车生产效率的提升。
持续高产是对生产制造的一个综合考验，东风商用车公司制造总部总部长刘利成说，直面高产，他们始终保持着一种战备状态，但在备战的背后更多讲究各类战术的灵活运用。
“东风商用车公司提出打造‘中国的东风、世界的东风’这一愿景，对于东风商用车制造系统来说，首先是管理理念如何做到与世界同步。”刘利成告诉记者。以前的排产是
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每个月安排生产多少辆，如今的排产则细分到每个小时。东风商用车总装配厂副厂长戴军说，从去年9月份开始，总装配厂就在推行“小时均衡生产”，通过不断的产能提升拉练，“小时均衡生产”模式已经在工厂内成熟运用。
“小时均衡生产”，简单的说就是根据不同的车型分别制定理论上一小时的产量标准，然后以这个标准为基础，针对每一个制约这个标准的细节进行现场跟踪，及时发现问题，及时解决。
“现在每一个部门跟以前的工作状态相比，最大的区别是现在按照小时来算，把所有准备工作提前做好，以前是按照天算，事后总结再实施，所以说，每个人的责任心和紧迫感大大增强。”
“小时均衡生产”如今在东风商用车制造系统推广使用，仅此一项管理改善使生产效率提升10%左右。
向管理要效率、向管理要效益。2011年，刘利成对生产管理有更高的要求与目标。日前，由制造总部牵头在各制造工厂之间开展了一项针对执行力、库存的削减、交付的周期等指标的竞赛活动。在每周的生产例会上，制造总部会将各工厂各项数据进行现场通报。“加压之后的效果明显，当然这个当前实现的各项指标，离我们的期望值还很远，所以这意味着在管理提升这条路上，我们还有很多的工作要做，还有很长的路要走。” 3.1.2 用改善提升产能
生产制造讲究的是环环相扣，哪怕一个环节、一道工序出现故障、一个工序节拍较其他工序慢半拍都将直接影响整体运转。对生产中出现的瓶颈、对生产过程中有待提升的环节进行改善，就成为整个生产制造中的重要工作。
车身厂D310驾驶室焊接线依据工艺设计，年生产能力约为6万台，而面对市场10万台的生产需求，产能问题无疑成为制约东风商用车生产的瓶颈。 如何在不增加较大投入的前提下，解决这一瓶颈问题。技术部、制造部等相关部门共同商讨后，决定用管理改善和技术改造的方式提高D310驾驶室产能。去年五一、高温假和十一检修期间，车身厂对D310驾驶室装焊生产线（柯玛线）瓶颈工序分期实施技术改造，柯玛线生产能力得到了稳步提高。与此同时，车身厂利用D530生产线相对剩余的产能，在山下车间实施了D310标准型驾驶室通过性改造方案，实现D310和D530驾驶室混流生产，进一步提升了D310驾驶室生产能力。
车身厂生产科隗峰介绍，在今年一季度高产时期，生产线改造后的效果充分体现，该厂日产量由去年底改造前的580-600台，提升至现在的600-680台。“改善不是一时的行动，而是根据生产需求不断实施的一个没有终点的课题。”刘利成介绍，2011年，东风商用车公司制造系统正在着手推进两个重要课题：一个是围绕着生产周期，围绕库存的削减，来做同期化水平的展开，另外一个是提升效率的课题，即全员、全过程提高一次把事情做对率，减少时间浪费。
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3.1.3打造东风商用车调达物流模式
提到制造，物流就是一个不可能回避的话题。因为当前的物流已经不是传统观念上的包装、运输、装卸、仓储那样简单的货运物流方式，而是发展成为企业能否通过合理、有效的物流管理来降低企业运营成本，能否有效地挖掘“第三利润源”的重要途径。如何有效降低企业物流成本，提高企业物流水平，就成为了包括汽车制造企业在内的所有中国制造企业所共同面临的重大课题。
东风商用车公司结合现代汽车行业物流发展趋势，全力打造东风商用车调达物流模式。东风特色的物流，就是结合商用车各专业厂生产特点，有针对性地逐项进行梳理。比如：总装配厂通过实施循环运输的物流调达模式后，原来每天需要30辆车送货，现在只需要2辆车就能满足需求。物流现场到货车辆的减少，不仅使运输成本大幅下降、线边库存减少，而且减轻了物流人员的工作量，增强了现场的安全性。
同时，通过精心策划和科学组织，改造后的总装三线实现全部工位零件露脸率100%，全部工位拿取零件步行数小于6步，全部工位拿取零件弯腰角度小于90°，部分工位拿取零件转身角度小于90°，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。与此同时，该线零部件交付周期缩短30%，准时交付率达到100%，货损和货差率下降为零，运输费下降约20%，仓储费下降约10%。“经过持续高产的历练，总装三线日产最高可达150辆份，为高产提供了有力的产能保障。”戴军说。
第4章 先进制造生产模式
4.1 先进制造生产模式
制造生产模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度，以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和一定的生产组织形式。制造生产模式具有鲜明的时代性。现代先进制造生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的过程而来。
工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的；信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的；未来发展趋势是知识化时代的绿色制造生产模式，它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。
在传统制造技术逐步向现代高新技术发展、渗透、交汇和演变的过程中，形成了先进制造技术的同时，出现了一系列先进制造模式。根据国际生产工程学会（CIRP）近10年的统计，发达国家所涌现的先进制造系统和先进制造生产模式就多达33种。
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发达国家制造业企业，特别是跨国公司和创新型中小企业已广泛采用了一些新的制造模式和制造系统，如：柔性制造系统（FMS）；计算机集成制造系统（CIMS）；精益生产模式（LP）；清洁生产模式（CP）；高效快速重组生产系统；虚拟制造模式（VM）等。目前，正在开发下一代制造和生产模式，如：并行工程和协同制造（HM）、生物制造（BM）、网络化制造和下一代制造系统（NGMS）等。
4.2 先进制造生产模式分类
4.2.1 柔性生产模式
由英国莫林斯（Molins）公司首次提出的柔性生产模式，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。
智能制造模式该模式是在制造生产的各个环节中，应用智能制造技术和系统，以一种高度柔性和高度集成的方式，通过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行了完善、继承和发展。因智能制造可实现决策自动化，实现“制造智能”和制造技术的“智能化”，进而实现制造生产的信息化和自动化。
精益生产模式该生产模式是由1990年美国麻省理工学院在总结第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验时提出的。这种模式以改革企业生产管理为特点，其基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。它可消除制造企业因采用大量生产方式所造成的过于臃肿和浪费的缺点，实施“精简、消肿”的对策，以及“精益求精”的管理思想。该模式要求产品优质，且充分考虑人的因素，采用灵活的小组工作方式和强调合作的并行工作方式；在生产技术上是采用适度的自动化技术，使制造企业的资源能够得到合理的配置、充分的利用。
敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期的敏捷制造模式与虚拟制造生产模式一起被美国政府作为具有划时代意义的“21世纪制造企业的发展战略”。该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。这种模式促进了传统的制造业发生根本性变化，以因特网为代表的信息技术导致制造企业的管理体制和生产模式发生根本变化。敏捷制造生产模式的新概念和新理论不断出现，推动着制造科学发展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制造和智能制造等新概念的问世。
高效快速重组生产系统模式该模式是在对柔性生产、精益生产和敏捷制造这三种制造
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生产模式的优点进行比较、综合和创新之后，于1995年提出的，目前已开始推广应用。高效快速重组生产系统模式是上述三种模式的理论和实践在更高层次上的有机集成生产系统，其特征是对市场的灵活快速反应的制造资源的有效集成。 4.2.2 虚拟制造生产模式
虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计算机中实现的制造技术。它将从根本上改变设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制造出来之前，首先应在虚拟制造环境中完成软产品原型（Soft Prototype），代替传统的硬样品（ Hard Prototype）进行试验，对其性能进行了预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。
此外，美国麻省理工学院的“敏捷论坛”和“制造先驱”两个机构还于1995年共同策划提出“下一代制造生产模式”。其中心思想是：经济全球化是推动制造业未来发展的原动力，明确在下一代竞争环境中获得成功应采取的制造方法。认为在制造过程中的管理技术有着统率生产过程、决定产品质量和市场竞争力的独特作用。该模式对21世纪制造业的发展具有深远的影响。 4.2.3 极端制造模式
制造技术正在从常规制造、传统制造向非常规制造及极端制造发展，因而出现了极端制造模式。极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。当前，极端制造已成为制造技术发展的重要领域，极端制造集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场（如强能量场）制造，例如：制造空天飞行器、超常规动力装备、超大型冶金和石油化工装备等极大尺寸和极强功能的重大装备，制造微纳电子器件、微纳光机电系统等极小尺度和极高精度的产品。
以大型金属构件塑性成形制造能力为例，美、俄、法等国建造了一批4.5万吨到7.5万吨的巨型水压机，从而迅速提高了大型飞机制造能力及洲际运载能力；欧美等发工业发达国家使用大型盾构机进行施工的城市隧道已占90%以上；大型集装箱起重机作为集装箱船与码头之间的主要装卸设备在世界许多国家和地区都得到了迅猛发展。
再以微制造为例，纳米技术和微纳系统是21世纪高技术的制高点，而微制造则是其基础；半导体设备作为一种重要的极端微细加工设备，是整个半导体产业链的基础与核心，发达国家一直将其作为重要的战略产业，加以积极支持保护和重点发展。因此，制造科学与技术的一个重要前沿领域是在物质结构与运动的多层次、多尺度条件下探索极端制造规律与技术创新。
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4.4.4 绿色制造模式
绿色制造是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。
日趋严格的环境与资源约束，使绿色制造显得越来越重要。发达国家的经验表明，解决生态与环境问题必须依靠全社会和各行各业的广泛参与和投入，“为环境而设计”、“环境友好产业和产品”、“绿色制造”、“绿色化学”等都是近年来先进工业国家进行的卓有成效的实践。绿色制造已成为制造业未来的重要发展方向。
绿色制造主要体现在：
（1）绿色产品设计：使产品在生命周期内都符合环保、健康、能耗低、资源利用率高的要求。
（2）绿色生产过程：在整个制造过程，对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。
（3）产品的回收和循环再利用：如生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂－－致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂－－对产品（材料使用）生命周期结束时的材料处理循环再利用。
预计具有绿色制造集成功能的信息化产品将很快成为抢手货。绿色产品和工艺设计与材料制造系统的集成、绿色制造的过程集成等集成技术以及绿色设计和绿色制造信息管理技术，都将是未来绿色制造中的关键技术。
结 论
制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术，已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。经过近几年的发展，我国的制造工业己经取得了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距。主要表现在：技术投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竟争能力等方而。因此，我国对先进制造技术已引起高度重视，大力发展先进制造技术，培养专业人才，使我国由世界制造大国逐步转变为世界制造强国。
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参考文献
[1]．蔡建国，吴祖育．现代制造技术导论[M]．上海：上海交通大学出版社，2000．1-14. [2]．国家统计局：近年《中国工业经济统计年鉴》[M]，中国统计出版社． [3] 国家统计局：近年《中国统计年鉴》[M]，中国统计出版社．
[4]．李廉水主编：《中国制造业发展报告2009》[M]，科学出版社，2009年． [5] 刘明新：中国制造业的现状与发展策略[ J]． 江苏商论,2008-10-044 [6]. 陈定方 尹念东．我国制造业的基本现状及主要问题［J］．黄石理工学院学报：
2006-02-001 [7] 周会娜 林滨 程应科． 先进制造技术及其重点发展方向[ J]．精密制造与自动化：
2006 4．
[8]．满永奎 赵苏．三菱变频器系统在大型龙门刨床中的应用[M]．辽宁：控制工程
2008.9 第15卷9期：508-510；
[9] 张妙．我国制造业的国际竞争力研究[ J]． 东南大学,2005.033732 [10] 李垒．我国制造业所面临的问题与对策[ J]． 滁州学院学报,2006-04-018
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