一、簡述機械製造業的變革及挑戰。（10分）機械製造業的變革：
面對越來越激烈的國際市 場競爭，我國機械製造業面臨着嚴峻的挑戰。我們在技術上已經落後，加上資金不足，資源短缺，以及管理體制和周圍環境還存在許多問題，需耍改進和完善，這些 都給我們迅速趕超世界先進水平帶來極大的困難。但另一方面。隨着我國改革的不斷深人，對外開放的不斷擴大，為我國機械製造業的振興和發展提供了前所未有的 良好條件機械製造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年，積累了不少理論和實踐經驗，但隨着社會的發展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經深入到各行各業並已成為基礎工業的機械製造業面臨着嚴峻的挑戰。機械製造技術的發展趨勢可以概括為：（1）機械製造自動化。（2）精密工程。（3）傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。機械製造自動化技術始終是機械製造中最活躍的一個研究領域，也是製造企業提高生產率和贏得市場競爭的主要手段。
一、集成化
計算機集成製造（CIMS）被認為是21世紀製造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯繫的部分（分系統）組成，通常可劃分為5部分：
1、工程技術信息分系統
2、管理信息分系統（MIS）3.製造自動化分系統（MAS）
4． 質量信息分系
5． 計算機網絡和數據庫分系統（Network & DB）
二、智能化
智能製造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，該系統在製造過程中能進行智能活動，如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中，“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性（適應性和友好性）。
三、敏捷化 敏捷製造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力。為了達到快速應變能力，虛擬企業的建立是關鍵技術，其核心是虛擬製造技術，即敏捷製造是以虛擬製造技術為基礎的。實現敏捷製造的技術基礎包括：
1． 大範圍的通訊基礎結構，要求在全國範圍內建立工廠信息網絡和準時信息系統（Just-In-Time-Information）。
2． 柔性化、模塊化的產品設計方法。3． 高柔性、模塊化、可伸縮的製造系統。4． 為定單而設計、製造的生產方式。5． 基於任務的組織與管理。6． 基於信任的僱傭關係。
四、虛擬化
虛擬製造”的概念於20世紀90年代初期提出。虛擬製造以系統建模和計算機仿真技術為基礎，集現代製造工藝、計算機圖形學、信息技術、並行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬製造利用信息技術、仿真計算機技術對現實製造活動中的人、物、信息及製造過程進行全面的仿真，以發現製造中可能出現的問題，在產品實際生產前就採取預防的措施，從而達到產品一次性製造成功，來達到降低成本、縮短產品開發週期，增強產品競爭力的目的。
五、清潔化
清潔生產是指：將綜合預防的環境戰略，持續應用於生產過程和產品中，以便減少對人類和環境的風險。
清潔生產的兩個基本目標是資源的綜合利用和環境保護。對生產過程而言，清潔生產要求滲透到從原材料投入到產出成品的全過程，包括節約原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺資源，二次能源和再生資源的利用，改進工藝及設備，並將一切排放物的數量與毒性削減在離開生產過程之前。對於產品而言，清潔生產覆蓋構成產品整個生命週期的各個階段，即從原材料的提取到產品的最終處理，包括產品的設計、生產、包裝、運輸、流通、銷售及報廢等，合理利用資源，並最大限度地減少對人類和環境的不利影響。
機械製造業的挑戰： 面對21世紀世界經濟一體化的挑戰，機械製造業存在的主要問題有以下幾個方面： 1．合資帶來的憂愁
改革開放以來，我國大量引進技術和技術裝備使機械製造業有了長足的發展，但也給人們帶來了許多擔憂。20世紀90年代以來，大型跨國公司紛紛進軍殺入國內機械工業市場，主要集中在汽車、電工電器、文化辦公設備、儀器儀表、通用機械和工程機械等領域，這幾個行業約佔機械工業外商直接投資金額的80％。存在着許多技術黑洞
中國的機械製造業除了面臨“外敵”之外，自身也存在着諸多問題。整個工業製造設備的骨幹都是外國產品，這暴露了我國工業化的虛弱性。機械製造業是一個國家的脊椎和脊柱，中國今後如果不把腰桿鍛鍊硬了，挺直了，那麼整個經濟和國防都是虛弱的。機械製造業落後近30年
機械製造產業在我國還處於起步階段，但在歐美等發達國家，已經成為整個產業鏈上重要的一環，由於其具有對資源的循環利用、性價比高等優點，在西方發達國家應用已經比較普遍，但在我國機械市場中，機械製造產業發展卻遇到了一系列現實挑戰。相比歐美等發達國家來説，我國的工程機械再製造產業的發展要相對緩慢一些。國家扶持的支點偏離
業內人士普遍認為，技術黑洞的形成與國家的重視程度、投入密切相關。國家在過失的二十多年來忽視了發展機械行業，在政策、資金等方面都出現了偏差，從政策方面來看，國家大的政策是在鼓勵企業加強對資源的循環利用，但相關配套政策規定的不夠健全，使得工程機械製造產業在國內發展遭遇了現實尷尬。如製造產品被歸屬舊件回收，沒有增值税發票，不能享受增值税抵扣政策，也不能減免製造企業增值税，這給企業的發展帶來較大的阻礙。
綜上所述，機械製造業的發展方向是將傳統的製造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機的結合，通過計算機技術是企業產品在全生命週期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行，在企業產品全生命週期中實現信息化、智能化、集成優化達到產品上市快、服務好、質量優成本低的目的，進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性，是企業在激烈的市場競爭中立於不敗之地。
二、簡述先進製造技術的定義、特點和發展趨勢。（10分）定義：先進製造技術(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地説，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。
特點：1.先進製造技術涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工製造、售後服務等產品壽命週期的所有內容，它的目的是提高製造業的綜合經濟效益和社會效益，是面向工業應用的技術。
2、先進製造技術強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、製造和生產組織管理、銷售及售後服務等方面的應用。它駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流，是生產過程的系統工程。
3.80年代以來，隨着全球市場競爭越來越激烈，先進製造技術要求具有世界先進水平，它的競爭已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的競爭，因此它是面向全球競爭的技術。
4、先進製造技術的最新發展階段保持了過去製造技術的有效要素，同時吸收各種高新技術成果，滲透到產品生產的所有領域及其全部過程，從而形成了一個完整的技術羣，具有面向21世紀新的技術領域。
發展趨勢：計算機技術、自動控制理論、數控技術、機器人、CAD/CAM技術、CIM技術以及網絡通信技術等在內的信息自動化技術的迅猛發展，為先進製造技術的發展和應用提供了日益增多的高效能手段。
（一）工業應用的技術，機械、電子、信息、材料及能源技術成果，綜合應用於製造過程。
1、數控技術（Numerical Control），簡稱數控（NC），是用數字量及字符作為加工的指令，實現自動控制的技術。服了傳統機械加工的缺點。
2、計算機輔助設計與製造（CAD/CAM），是計算機輔助設計依託強大軟件來完成產品設計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、製圖、數控編程、編制工藝文件等工作。
3、特種加工技術，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越高，工件材料越來越硬，加工表面越來越複雜，傳統的加工方法已不能滿足生產的需要，人們探索利用電、磁、聲、光、化學等能量或將多種能量組合施加在工件的被加工部位，實現材料去除、變形、改變性能或被鍍覆等非傳統加工方法，這些方法統稱為特種加工。
（二）製造業綜合自動化，信息技術、自動化技術、現代企業管理技術的有機結合。
1、機器人技術，計算機控制的可再編程的多功能操作器，又稱工業機器人。它能在三維空間內完成多種操作。
2、成組技術，人們用大批量生產的組織形式以高效的生產設備、高效的工藝技術去製造單件小批的零件，降低生產成本，成組技術（Group Technology簡稱GT）就應運而生。
3、柔性製造系統（FMS-Flexible Manufacturing System），是以計算機為控制中心實現自動完成工件的加工、裝卸、運輸、管理的系統。它具有在線編程、在線監測、修復、自動轉換加工產品品種的功能。
柔性製造系統具有：高柔性，在線編程使計算機響應進行控制高自動化設備工作；高效率，合理控制設備的切削用量實現高效加工。
（三）系統管理技術，製造業綜合自動化、過程工業綜合自動化、系統技術等綜合應用於製造全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，獲得理想技術經濟效果。
1、並行工程（Concurrent Engineering），簡稱（CE）是對產品及其設計過程和製造過程進行並行、集成設計的一種系統化工作模式，這種模式使產品開發人員從一開始就考慮到從概念形成到產品報廢的全生產週期中的所有因素，包括加工的質量、成本、進度和產品的技術性能及使用性能需求等，減少加工製造中可能出現的問題，加速產品開發過程，縮短開發週期。
2、虛擬製造（Virtual Manufacturing），簡稱（VM）利用計算機技術、建模技術、信息處理技術、仿真技術對現實製造活動中的人、物、信息及製造過程進行全面的仿真模擬，以發現設計或製造中出現的問題，在產品實際生產前就改進完成，省略了產品的開發研製階段，達到降低設計和生產成本，縮短產品開發週期，增強產品競爭力的目的。
3、計算機集成製造系統（Computer Integrated Manufacturing Systen），簡稱（CIMS）是在自動化技術、信息技術及製造技術的基礎之上，通過計算機網絡及數據庫，將分散的自動化系統有機的集成起來，完成從原材料採購到產品銷售的一系列生產過程的高效益、高柔性的先進製造系統。
三、現代設計技術的核心因素及發展特點有哪些？ 列舉一些主要設計技術方法。（15分）
現代設計技術的核心因素：質量、時間和成本。質量：滿足用户功能要求，符合有關法律、標準和生態環境要求，安全性、可靠性、合理壽命，方便使用和維護保養，用户培訓、質量保證和維修服務。
成本：產品成本、合理利潤、一次性安裝費用和經常性維修費用。時間：設計開發的週期，供貨的時間、方式等方面的適應能力。現代設計技術的特點：（1）系統性
強調用系統的觀點處理設計問題。整體上把握涉及對象，考慮對象與人、環境的聯繫。
（2）動態性
要考慮產品的靜態特性，和實際工作狀態下的動態特性，考慮與周圍環境的物資、能量及信息的交互。
（3）創造性
是建立在先進的設計理論及工具，能充分發揮設計者的創造性思維，運用各種手段和方法，開發出創造性的產品。
（4）計算機化
計算機已滲透到產品設計的各個環節，充分利用計算機的數值計算、嚴密的邏輯思維能力和巨大的信息存儲及處理能力：優化設計、有限元分析和系統仿真等。
（5）並行化、最優化、虛擬化和自動化
強調的是設計過程。綜合考慮產品全生命週期中的所有因素，強調並行設計。
在設計過程中，用優化的理論與技術，對產品進行方案優選、結構優選和參數優選，達到整體優化。自動化主要依靠計算機輔助設計技術和自動建模技術。
（6）主動性
現代設計在設計初期，就對產品全生命週期的各種可能做出準確預測，減少故障的發生，體現了主動性。
主要設計技術方法：
1、並行設計
並行設計是一種對產品及其相關過程（包括設計製造過程和相關的支持過程）進行並行和集成設計的系統化工作模式。強調產品開發人員一開始就考慮產品從概念設計到消亡的整個生命週期裏的所有相關因素的影響，把一切可能產生的錯誤、矛盾和衝突儘可能及早地發現和解決，以縮短產品開發週期、降低產品成本、提高產品質量。
二、虛擬設計
在達到產品並行的目的以後，為了使產品一次設計成功，減少反覆，往往會採用仿真技術，而對機電產品模型的建立和仿真又屬於是虛擬設計的範疇。虛擬設計能實現在產品加工製造之前，建立產品的功能、結構模型，並能對其進行修改和評審，以滿足不同客户的要求。
三、綠色設計
綠色設計是指以環境資源保護為核心概念的設計過程，其基本思想就是在設計階段就將環境因素和預防污染的措施納人產品設計之中，將環境性能作為產品的設計目標和出發點，力求使產品對環境的影響為最小。
四、可靠性設計
機電產品的可靠性設計可定義為:產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。可靠性設計是以概率論為數學基礎，從統計學的角度去觀察偶然事件，並從偶然事件中找出其某些必然發生的規律，而這些規律一般反映了在隨機變量與隨機變量發生的可能性（概率）之間的關係。
五、智能優化設計
隨着與機電一體化相關技術不斷的發展，以及機電一體化技術的廣泛使用，我們面臨的將是越來越複雜的機電系統。解決複雜系統的出路在於使用智能優化的設計手段。智能優化設計突破了傳統的優化設計的侷限，它更強調人工智能在優化設計中的作用。
六、計算機輔助設計
機械計算機輔助設計，是在一定的計算機輔助設計平台上，對所設計的機械零、部件，輸入要達到的技術參數，由計算機進行強度，剛度，穩定性校核，然後輸出標準的機械圖紙，簡化了大量人工計算及繪圖，效率比人工提高几十倍甚至更多。
七、動態設計
動態設計法是在計算參數難以準確確定、設計理論和方法帶有經驗性和類比性時，根據施工中反饋的信息和監控資料完善設計，是一種客觀求實、準確安全的設計方法。動態設計通過建立監測系統和信息反饋有利於控制施工安全，並不斷地將現場情況及變化反饋到設計單位，以便調整完善設計。
八、模塊化設計
結構模塊化設計主要是以功能化的產品結構為基礎，分解現有的產品，在分解會考慮到各個要素的可行性，從而在早期就預測到設計中可能會出現的矛盾，提高設計的可行性和可靠性，降低產品的成本。
九、計算仿真設計
根據工程機械不同的作業功能，在計算機上模擬各種作業過程，以分析和確定各種狀態下的作業參數，研究工程機械各系統主要部件的結構合理性，藉助數學實驗等方法預估工程機械的作業效果，從而可大大減少設計上的失誤，避免或減少走彎路。
十、人機學設計
應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法，對人體結構特徵和機能特徵進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關係和可及範圍等人體結構特徵參數；還提供人體各部分的出力範圍、以及動作時的習慣等人體機能特徵參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力；探討人在工作中影響心理狀態的因素以及心理因素對工作效率的影響等。
十一、摩擦學設計
摩擦學是研究相對運動的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及三者間相互關係的理論與應用的一門邊緣摩擦學系統過程研究學科。
十二、疲勞設計 疲勞就是材料、零件和構件在循環加載下，在某點或某些點產生局部的永久性損傷，並在一定循環次數後形成裂紋、或使裂紋進一步擴展直到完全斷裂的現象。
十三、反求設計
反求設計（也稱逆向設計），是指設計師對產品實物樣件表面進行數字化處理（數據採集、數據處理），並利用可實現逆向三維造型設計的軟件來重新構造實物的CAD模型（曲面模型重構），並進一步用CAD/CAE／CAM系統實現分析、再設計、數控編程、數控加工的過程。
十四、無障礙設計
無障礙設計強調在科學技術高度發展的現代社會，一切有關人類衣食住行的公共空間環境以及各類建築設施、設備的規劃設計，都必須充分考慮具有不同程度生理傷殘缺陷者和正常活動能力衰退者（如殘疾人、老年人）羣眾的使用需求，配備能夠應答、滿足這些需求的服務功能與裝置，營造一個充滿愛與關懷、切實保障人類安全、方便、舒適的現代生活環境。
十五、共用性設計
共用性設計UD(Universal Design)是指，在商業利潤的前提下河現有生產技術條件下，產品（廣義的，包括器具﹑環境﹑系統和過程等）的設計儘可能使不同能力的使用者（例如殘疾人﹑老年人等），在不同的外界條件下能夠安全﹑舒適地使用的一種設計過程。
十六、有限元法
以電子計算機為工具的一種現代數值計算方法。它不僅能用於工程中複雜的非線行問題、非穩態問題的求解， 還可用於工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析， 並能準確地計算形狀複雜零件的應力分佈和變形， 成為複雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。
十七、機械系統設計
系統的觀點，研究內外系統和各子系統之間的相互關係，通過各子系統的協調工作，取長補短來實現整個系統最佳的總功能。
十八、機械動態設計
根據產品的動載工況，以及對產品提出的動態性能要求與設計準則，按動力學方法進行分析計算、優化與試驗、並反覆進行的一種設計方法。
十九、工業藝術造型設計
在保證產品實用功能的前提下，用藝術手段按照美學法則對工業產品進行造型活動，對工業產品的結構尺寸、體面形態、色彩、材質、線條、裝飾及人際關係等因素進行有機的綜合處理，從而設計出優質美觀的產品造型。
四、簡述超高速加工技術和超精密加工技術所涉及的主要關鍵技術問題有哪些？（20分）
超高速加工技術：超高速加工技術是指採用超硬材料刀具和磨具，利用能可靠地實現高速運動的高精度、高自動化和高柔性的製造設備，以提高切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質量的先進加工技術。
超高速加工技術的特徵：切削力低、熱變形小、材料切除率高、高精度、減少工序。
超高速加工技術主要包括：超高速切削與磨削機理研究，超高速主軸單元製造技術，超高速進給單元製造技術，超高速加工用刀具與磨具製造技術，超高速加工在線自動檢測與控制技術等。
超精密加工技術當前是指被加工零件的製造公差為0.30~0.03um，表面粗糙度值為Ra0.03~0.005um的加工。實現這些加工所採用的工藝方法和技術措施，則稱為超精密加工技術。
超精密加工技術主要包括：超精密加工的機理研究，超精密加工的設備製造技術研究，超精密加工工具及刃磨技術研究，超精密測量技術和誤差補償技術研究，超精密加工工作環境條件研究。
五、非傳統加工技術主要有哪些種類？ 非傳統加工技術的主要特點有哪些？（10分）非傳統加工亦稱為“特種加工”或“現代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學能、化學能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法，從而實現材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。
非傳統加工技術主要種類：化學加工(CHM)、電化學加工(ECM)、電化學機械加工(ECMM)、電火花加工(EDM)、電接觸加工(RHM)、超聲波加工(USM)、激光束加工(LBM)、離子束加工(IBM)、電子束加工(EBM)、等離子體加工(PAM)、電液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料噴射加工(AJM)、液體噴射加工(HDM)及各類複合加工等。非傳統加工技術的主要特點
1、與加工對象的機械性能無關，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學加工等，是利用熱能、化學能、電化學能等，這些加工方法與工
2、非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低於工件硬度，故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。
3、微細加工，工件表面質量高，有些特種加工，如超聲、電化學、水噴射、磨料流等，加工餘量都是微細進行，故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫，還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。
4、不存在加工中的機械應變或大面積的熱應變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應力、殘餘應力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩定性好。
5、兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的複合加工，其綜合加工效果明顯，且便於推廣使用。
6、特種加工對簡化加工工藝、變革新產品的設計及零件結構工藝性等產生積極的影響。
六、簡述快速原型製造技術工作原理、其優點是什麼？主要類型有哪些？（15分）
RP 技術的基本原理是：將計算機內的三維數據模型進行分層切片得到各層截面的輪廓數據，計算機據此信息控制激光器（或噴嘴）有選擇性地燒結一層接一層的粉末材料（或固化一層又一層的液態光敏樹脂，或切割一層又一層的片狀材料，或噴射一層又一層的熱熔材料或粘合劑）形成一系列具有一個微小厚度的片狀實體，再採用熔結、聚合、粘結等手段使其逐層堆積成一體，便可以製造出所設計的新產品樣件、模型或模具，簡單描述就是 “分層製造，逐層疊加” 類似於積分過程。如下圖：
快速原型製造技術優點：
1、從製造角度出發，減少設計、加工、檢查的工具，不需要任何刀具，模具及工裝卡具的情況下，可將任意複雜形狀的設計方案快速轉換為三維的實體模型或樣件。
2、從市場和用户角度出發，減少風險，可實時地根據市場需求低成本地改變產品。模型或樣件可直接用於新產品設計驗證、功能驗證、外觀驗證、工程分析、市場訂貨以及企業的決策等，非常有利於早找錯早修改早優化，提高了新產品開發的一次成功率，縮短了開發週期，降低了研發成本。
3、從設計和工程的角度出發，快速、準確、以及製造複雜模型。
4、結合CAD/CAM 技術、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術。
主要類型為
（1）立體印刷技術（SLA）
SLA（Stereo lithograghy Apparatus)法，其工藝原理是：從最底層開始，激光在光敏樹脂表面掃描，在掃描過程中，激光的曝光量超過樹脂固化所需的閾值能量的地方才會發生聚合反應形成固態。
（2）選擇性激光燒結（SLS）
SLS（Selective laser sintering)是利用激光所提供的能量有選擇性地融化熱塑性塑料以形成三維零件。
（3）熔融沉積成型（FDM）
FDM（Fused Deposition Modeling)是利用熱塑性細絲在移動頭中進行熔化，熔化後的材料在移動的過程中被擠壓出來堆積零件。
（4）層壓物體制造技術（LOM）
LOM（Laminated Object Manufacturing)是通過逐層激光剪切薄紙材料製造零件的一種技術。
七、先進製造生產模式有哪些主要特點？主要的先進製造生產模式有哪些？（10分）
先進製造模式的先進性表現在企業的組織結構合理、管理手段得當、製造技術領先、市場反應快、客户滿意度高、單位產品成本低等諸多方面。
主要特點：通過對現代各種先進製造模式的研究分析，可以總結出它們具有如下幾個特點。(1)綜合性：是技術、管理方法和人的有效綜合和集成。(2)普適性：其概念、哲理和結構，適用於不同企業，其核心思想和觀念具有普遍指導意義。(3)協同性：強調人一機協同、人一人協同因素的重要性，技術和管理是兩個平行推進的車輪。(4)動態性：與社會及其生產力發展水平相適應的動態發展過程。
柔性生產模式
由英國莫林斯（Molins）公司首次提出的柔性生產模式，在20世紀70年代末得到推廣應用。該模式主要依靠有高度柔性的以計算機數控機牀為主的製造設備來實現多品種小批量的生產，以增強制造業的靈活性和應變能力，可縮短產品生產週期，提高設備使用效率和員工勞動生產率且改進產品質量。智能製造模式該模式是在製造生產的各個環節中，應用智能製造技術和系統，以一種高度柔性和高度集成的方式，通過計算機模擬專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，以便取代或延伸製造過程中人的部分腦力勞動，並對人類專家的製造智能進行了完善、繼承和發展。因智能製造可實現決策自動化，實現“製造智能”和製造技術的“智能化”，進而實現製造生產的信息化和自動化。
敏捷製造模式產生於20世紀80年代後期的敏捷製造模式與虛擬製造生產模式一起被美國政府作為具有劃時代意義的“21世紀製造企業的發展戰略”。該模式是將柔性製造的先進技術、熟練掌握的生產技能、有素質的勞動力，以及促進企業內部和企業之間的靈活管理三者集成在一起，利用信息技術對千變萬化的市場機遇做出快速響應，最大限度地滿足顧客的要求。這種模式促進了傳統的製造業發生根本性變化，以因特網為代表的信息技術導致製造企業的管理體制和生產模式發生根本變化。敏捷製造生產模式的新概念和新理論不斷出現，推動着製造科學發展，例如分形制造、生物製造、全球製造、全能製造和智能製造等新概念的問世。
高效快速重組生產系統模式該模式是在對柔性生產、精益生產和敏捷製造這三種製造生產模式的優點進行比較、綜合和創新之後，於1995年提出的，目前已開始推廣應用。高效快速重組生產系統模式是上述三種模式的理論和實踐在更高層次上的有機集成生產系統，其特徵是對市場的靈活快速反應的製造資源的有效集成。
虛擬製造生產模式
虛擬製造生產模式是利用製造過程計算機模擬和仿真來實現產品的設計和研製的模式，即在計算機中實現的製造技術。它將從根本上改變設計、試製、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正製造出來之前，首先應在虛擬製造環境中完成軟產品原型（Soft Prototype），代替傳統的硬樣品（Hard Prototype）進行試驗，對其性能進行了預測和評估，從而大大縮短產品設計與製造週期、降低產品開發成本，提高其快速響應市場變化的能力，以便更可靠地決策產品研製，更經濟地投入、更有效地組織生產，從而實現製造系統全面最優的製造生產模式。
極端製造模式
製造技術正在從常規制造、傳統制造向非常規制造及極端製造發展，因而出現了極端製造模式。極端製造是指在極端條件或環境下，製造極端尺度或極高功能的器件和功能系統。當前，極端製造已成為製造技術發展的重要領域，極端製造集中表現在微細製造、超精密製造、巨系統製造和強場（如強能量場）製造，例如：製造空天飛行器、超常規動力裝備、超大型冶金和石油化工裝備等極大尺寸和極強功能的重大裝備，製造微納電子器件、微納光機電系統等極小尺度和極高精度的產品。
綠色製造模式
綠色製造是綜合運用生物技術、“綠色化學”、信息技術和環境科學等方面的成果，使製造過程中沒有或極少產生廢料和污染物的工藝或製造系統的綜合集成生態型製造技術。綠色製造模式是實現製造業可持續長遠發展的製造模式。
綠色製造主要體現在：
（1）綠色產品設計：使產品在生命週期內都符合環保、健康、能耗低、資源利用率高的要求。
（2）綠色生產過程：在整個製造過程，對環境負面影響最小，廢棄物和有害物質的排放最小，資源利用效率最高。綠色製造技術主要包含了綠色資源、綠色生產過程和綠色產品三方面的內容。
（3）產品的回收和循環再利用：如生態工廠的循環式製造技術。它主要包括生產系統工廠－－致力於產品設計和材料處理、加工及裝配等階段，恢復系統工廠－－對產品（材料使用）生命週期結束時的材料處理循環再利用。
八、現代化機械製造系統自動化的關鍵技術主要有哪些？（10分）現代化機械製造系統自動化的關鍵技術主要有：
一、製造自動化系統開放式智能體系結構
目標是使製造系統具備自組織和並行作用的能力，充分利用分佈式計算機技術、網絡技術等，使製造自動化向柔性化、集成化、智能化和全球化方向發展。
二、智能4M系統中關鍵技術的研究
智能4M系統就是將建模(Modeling)、加工(Manufacturing)、測量(Measuring)、機器人操作(Manipulation)四者一體化的智能系統，實現信息共享，促進建模、加工、測量、裝夾、操作的一體化，其目的是實現快速製造、快速檢測、快速響應和快速重組。
三、製造自動化系統的優化理論與調度方法
製造系統是一類離散事件動態系統(Discrete Event Dynamic System，DEDS)，其物流、信息流以及各種資源的規則、調度和控制等有獨特的要求。對這類系統的更精確的描述、分析和控制，需要在離散事件動態系統理論方面進一步突破。同時，由於實現各種先進的製造哲理和管理策略，如虛擬企業、敏捷製造、精益生產、準時生產等，作為先進製造模式賴以實現的基礎之一，生產組織與過程優化中決策調度的成功與否對上述目標的實現有着最為直接的影響。
四、面向製造自動化的虛擬製造技術研究
虛擬製造關鍵技術的研究可分為四個層次，即：虛擬製造哲理研究、虛擬製造技術層、虛擬製造原型系統層，虛擬製造集成開發平台層。虛擬製造哲理的研究為製造企業敏捷製造提供指導思路，在信息集成基礎上，通過組織管理、技術、資源和人機集成實現產品的開發過程的集成。
五、CAD／CAPP／CAM一體化技術的研究
CAD／CAPP／CAM 一體化是一項綜合性的高新技術，當前正朝着集成化、智能化，可視化和標準化方向發展．主要研究內容有：CAD系統面向產品的整個生命週期，充分考慮產品信息的繼承性，滿足並行設計的要求，CAD與產品信息標準化相結合，產品模型的可轉換性，面向全國乃至全球的產品信息編碼系統等方面的研究：具有很好的可移植性和自組織性的軟件系統、智能化CAD系統的研究，虛擬現實設計技術的研究．CAD／CAPP／CAM一體化技術一個重要研究內容就是CAPP技術的研究，主要有；基於並行工程的CAPP技術；虛擬製造模式下CAPP技術：基於PDM的CAD／CAPP/CAM集成系統；面向CIMS／CAPP集成開發平台等。
六、面向製造自動化的數控技術的研究
數控技術是自動化技術的基礎及關鍵單元技術，又是精密、高效、高可靠性加工技術的支撐，它正朝着集成化和實用化方向發展。對數控技術的研究與開發重點是：開放性結
構系統的發展，採用新元件、新工藝不斷改善和擴展以高精、高速、高效為代表的功，改善和發展伺服技術，採用通信技術，研製開發超精數控系統等。
七、柔性製造技術和智能製造技術的研究
柔性製造系統的理論和技術所涉及領域很廣，主要包括：生產調度理論與算法的研究，主要涉及數學規劃、圖論、對策論、排隊論、人工神經網絡方法、Petri網理論等應用數學 理論及方法；計算機通信及數據庫技術的研究；計算機仿真技術的研究；生產組織及控制模式理論和技術的研究，主要涉及動態邏輯單元重構理論、多黑板結構模型的智能單元控
制理論、系統擾動及再調度理論和技術、JIT技術、開放式體系結構等；製造資源控制管理理論和技術的研究，主要涉及刀具管理理論及技術、加工設備的實時調度技術、物料儲運系統如AGV、立體倉庫等的控制技術。
八、機器人化製造技術的研究
機器人是一種高度柔性化的自動化設備，未來的典型製造工廠將是計算機網絡控制的包含多個機器人加工單元的分佈式自主製造系統，工業機器人(IR)、智能加工中心(IMC)、座標測量機(CMM)、自動導引小車(AGV)均被視為“智能機器”，這些智能機器依據不同的要求有機地組成機器人化製造單元，實現多元化產品生產。
九、先進製造智能傳感與檢測的研究
智能傳感與檢測研究主要包括智能傳感器、智能傳感和檢測技術以及光纖傳感技術等方面的研究。
智能傳感器主要功能為：感知環境條件的變化，並進行相應補充，通過雙向通信，以一種可以理解和接受的格式及執行機構或控制器等與其他系統連接，對白身進行檢測式診斷，實現智能決策。
光纖傳感技術主要研究內容為：光波調製原理、調製光波信號檢測技術、多傳感器複用技術、多傳感器網絡及通信技術、光纖傳感技術與光纖通信技術的結合原理和方法等。
先進製造技術
定義:先進製造技術是製造業不斷吸收信息技術及現代化管理等方面的成果，並將其綜合應用於產品設計、製造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的製造技術的總稱。特點: 1.動態性2.廣泛性3.實用性4.集成性5.系統性6.高效靈活性7.先進性
構成: 從內層到外層分別為基礎技術、新型單元技術、集成技術。
分類:（1）現代設計技術（2）先進製造工藝技術（3）自動化技術（4）產品數據管理技術 發展趨勢: 1.集成化2.智能化3.網絡化4.信息化5.自動化6.柔性化7.數字化8.虛擬化
9、極端製造10.精密化11.綠色製造
自動化技術
製造技術的自動化包括產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化和質量控制過程自動化。製造系統的自動化 突出特點是採用信息技術，實現產品全生命週期中的信息集成，人、技術和管理三者的有效集成。
問: 製造自動化技術的研究現狀？
答: 1）製造系統中的集成技術和系統技術已成為製造自動化研究中熱點問題；
2）更加註重研究製造自動化系統中人的作用的發揮；
3）單元系統的研究仍然佔有重要的位置；
4）製造過程的計劃和調度研究十分活躍，實用化的成果不多；
5）柔性製造技術的研究向着深度和廣義發展；
6）適應現代生產模式的製造環境的研究正在興起；
7）底層加工系統的智能化和集成化研究越來越活躍。
柔性製造系統定義: 我國國家軍用標準 “柔性製造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化製造系統，它包括多個柔性製造單元，能根據製造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用於多品種、中小批量生產。”
柔性製造系統的特點：（柔性和自動化）
（1）適應市場需求，以利於多品種、中小批量生產。
（2）提高機牀利用率，縮減輔助時間，以利於降低生產成本。
（3）縮短生產週期，減少庫存量，以利於提高市場響應能力。
（4）提高自動化水平，以利於提高產品質量、降低勞動強度、改善生產環境。柔性製造系統一般由三個子系統組成：加工系統、物流系統和控制與管理系統。加工系統的配置
互替形式（並聯）、互補形式（串聯）和混合形式（並串聯）三種。常見的物料存儲裝置有立體倉庫、水平迴轉型自動料架、垂直迴轉型自動料架和緩衝料架。柔性製造系統中的數據流，實質上就是信息的流動。數據類型:基本數據、控制數據和狀態數據。
柔性製造技術是在自動化技術、信息技術及製造技術的基礎上發展起來的。計算機集成製造
定義:基於企業資源的一種先進製造模式是計算機集成製造系統，簡稱CIMS。信息集成和總體優化是集成製造系統與一般製造系統的最主要區別之一。
組成: 人與機構、經營、技術三要素。
從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個功能分系統和兩個支撐分系統。
四個功能系統: 1）工程設計自動化分系統
2）管理信息分系統（MIS）
3）CIMS製造自動化分系統(MAS)
4)CIMS質量保證分系統 質量保證分系統的目標: a.保證用户對產品的需求；
b.使這些要求在實際生產的各環節得到實現。兩個支撐分系統: 計算機網絡分系統 ， 數據庫分系統
數據庫：就是以一定的組織方式將相關的數據組織在一起存放在計算機存儲器上形成的、能為多個用户共享的、與應用程序彼此獨立的一組相關數據的集合。
先進製造工藝技術
特點: 具有優質、高效、低耗、潔淨和靈活五個方面的顯著特點 特種加工技術
定義：是用非常規的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等物理及化學能量直接施加於被加工工件部位，達到材料去除、變形以及改變性能等目的的加工技術。
特種加工與傳統切削加工的不同特點主要有：
①不是主要依靠機械能，而是用其他的能量（如電能、熱能、光能、聲能以及化學能等）去除工件材料；
②工具的硬度可以低於被加工工件材料的硬度，有些情況下，例如在激光加工、電子束加 工、離於束加工等加工過程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工
定義：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化，併產生很強的衝擊波，使被熔化的物質爆炸式地噴濺來實現材料去除地加工技術。
基本原理和特點：利用光能經過透鏡聚焦後達到很高的能量密度，依靠光熱效應加工各種材料。基本設備包括：激光器、電源、光學系統、冷卻系統及機械系統等。
激光加工技術的應用：（1）激光打孔（2）激光切割(3)激光焊接(4)激光表面處理等加工製造領域。
電子束加工
離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類。
激光加工、電子束加工、離子束加工都是利用高能量密度的束流作為熱源，對材料或構件進行加工的技術，又稱為高能束加工。
超聲波加工 主要是磨粒的撞擊作用
超聲波加工 適合於加工硬脆材料，尤其是不導電的非金屬材料。（玻璃、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石）微細加工技術 是指微小尺寸零件的生產加工技術。
包括三級：微米級
亞微米級
納米級
快速原型製造技術 原理：基於“材料逐層堆積”的製造理念，將複雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合。
RPM技術的特點：（1）可以製造任意複雜的三維幾何實體，不受傳統機械加工中刀具無法達到某些型面的限制。
（2）成形過程中無人干預或較少干預，大大減少了對熟練技術工人的需求。
（3）任意複雜零件的加工只需在一台設備上完成，也不需要專用的工裝、夾具和模具。
快速堆積成形
快速成形系統根據切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料製成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實體原型的製備。
選擇性激光燒結則使用粉末材料。
超高速加工技術
常用的刀具材料有：塗層刀具 金屬陶瓷刀具 立方氮化硼（CBN）刀具
聚晶金剛石（PCD）刀具 超高速切削機牀 電主軸採用陶瓷滾動球軸承 磁懸浮軸承
PDM技術的發展可以分為以下三個階段：配合CAD工具的PDM系統、專業PDM系統 產生和PDM的標準化階段。
PDM系統標準化包括:管理對象的標準化和管理過程的標準化
第一次作業
1、先進製造技術的構成有哪些？
答：(1)主技術羣：①設計技術羣；②製造工藝技術羣；
（2）支撐技術羣：①信息技術；②標準和框架；③機牀和工具技術；④傳感器和控制技術；
（3）製造基礎技術：①質量管理 ②用户/供應商交互作用 ③工作人員培訓和教育 ④監督和評測 ⑤技術獲取合理用
2、狹義的製造和廣義的製造的概念是什麼？ 答：狹義的製造，是指生產車間內與物流有關的加工和裝配過程；
廣義的製造，則包含市場分析、產品設計、工藝設計、生產準備、加工裝配、質量保證、生產過程管理、市場營銷、售前售後服務，以及報廢后的回收處理等整個產品生命週期內一系列相互聯繫的生產活動。
3、製造系統的結構、功能和過程是什麼？
答：結構：是製造過程所涉及的硬件、軟件、人員所組成的具有特定功能的有機整體。功能：輸入製造系統的資源通過製造過程輸出產品
過程：製造生產的運行過程，包括市場分析、產品設計、工藝規劃、製造裝配、檢驗出廠、產品銷售、售後服務、報廢、回收、再利用等。
4、現代設計技術內涵是什麼？
答：現代設計技術是以滿足應市產品的質量、性能、時間、成本、價格綜合效益最優為目的，以計算機輔助設計技術為主體，以知識為依託，以多種科學方法及技術為手段，研究、改進、創造產品活動過程所用到的技術羣體的總稱。
5、現代設計技術的體系結構是什麼？
答：(1)基礎技術：是指傳統的設計理論與方法。(2)主體技術：計算機科學與設計技術結合產生技術
（3）支撐技術：指現代設計方法學、可信性設計技術、試驗設計技術。(4)應用技術：是針對實用目的解決各類具體產品設計領域的技術
技術的基本概念是什麼？
答：CAE仿真技術是以數學理論、相似原理、計算方法、評估理論為基本理論，以計算機技術、信息技術、圖形圖像技術、系統工程技術以及與仿真應用領域有關的專業技術為基礎，以計算機和各種物理效能設備為工具，利用系統模型對實際的或設想的系統進行動態試驗研究的一門多學科綜合性交叉技術。
7、成組工藝的基本概念是什麼？
答：把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個個零件族(組)，按零件族制訂工藝進行生產製造，擴大了批量，減少了品種，提高了勞動生產率。
定義是什麼？
答：向計算機輸入被加工零件的原始數據、加工條件和加工要求，由計算機自動進行編碼、編程直至最後輸出經過優化的工藝規程卡片的過程。
在CAD/CAM集成系統中的作用是什麼？
答：CAPP是連接CAD與CAM之間的橋樑和紐帶。CAPP系統能直接接收CAD的零件信息，進行工藝規劃，生成有關工藝文件，並以工藝設計結果和零件信息為依據，經過適當的後置處理，生成NC程序，從而實現CAD/CAPP/CAM 系統集成。
10、基於成組技術的派生式CAPP系統的基本工作原理是什麼？ 答：(1)系統要預先對現有零件進行分組。(2)每個零件族或樣件有一通用的標準工藝規程。(3)存儲樣件信息文件、樣件標準工藝規程文件。(4)檢索標準工藝規程。
（5）從標準工藝規程中篩選派生出當前零件的工藝規程。(6)輸出工藝過程。
11、創成式CAPP系統基本工作原理是什麼？
答：創成式系統的工藝規程是根據系統的決策邏輯和製造工程數據信息生成的。製造工程數據信息主要是有關各種加工方法的加工能力和對象、各種設備及刀具的適用範圍等基本知識。決策邏輯以程序代碼（一般的創成式CAPP系統）或者以規則的形式存入相對獨立的工藝知識庫，供主控程序調用。向創成式系統輸入待加工零件的信息後，系統能自動生成各種工藝規程文件，用户不需或略加修改即可。
12、檢索式CAPP基本工作原理和特點是什麼？
答：派生式CAPP系統的基本原理是將設計好的零件標準工藝進行編號，存儲在計算機中。當制定零件的工藝過程時，可根據輸入的零件信息進行搜索，查找合適的標準工藝。
第二次作業
13、反求工程的含義是什麼？
答：針對已有樣件，可利用三維數字化測量儀器準確、快速地測量出產品外形數據，在逆向軟件中構建曲面模型，再輸入CAD/CAM系統進一步編輯、修改，由CAM生成刀具NC代碼送至數控機牀（CNC）製作所需模具，或者由快速成型機將樣品模型製作出來。
14、説明逆向工程的接觸式測量方式的特點？ 答：接觸式測量不受樣件表面的反射特性、顏色及曲率影響，配合測量軟件，可快速準確地測量出物體的基本幾何形狀，如面、圓柱、圓錐、圓球等。接觸式測量的機械結構及電子系統已相當成熟，有較高的準確性和可靠性。
接觸式測量的缺點有：① 確定測量基準點而使用特殊的夾具，測量費用較高。② 測量系統的支撐結構存在靜態及動態誤差。③ 檢測某些輪廓時，可能會有先天的限制。④ 以逐點進出方式進行測量，測量速度慢。⑤ 測頭尖端部分與被測件之間發生局部變形影響測量值的實際讀數。⑥ 不當的操作容易損害樣件，也會使測頭磨耗、損壞。
15、説明逆向工程的非接觸光學測量方式的特點？ 答：非接觸光學測量有如下優點：① 沒有測量力，② 測量速度和採樣頻率較高，③ 不必進行測頭半徑的補償。④ 不少光學測頭具有大的量程。⑤ 同時探測的信息豐富。
但非接觸式測量也還存在一些缺點：① 測量精度較差。② 使用CCD作探測器時，成像鏡頭的焦距會影響測量精度。③ 非接觸式測頭是接收工件表面的反射光或散射光，測量結果易受環境光線及工件表面的反射特性的影響，噪聲較高，噪聲信號的處理比較麻煩。
16、高速加工定義？
答：尚無統一定義，一般認為高速加工是指採用超硬材料的刀具，通過極大地提高切削速度和進給速度，來提高材料切除率、加工精度和加工表面質量的現代加工技術。
17、簡述高速切削特點
答：(1)隨切削速度提高，單位時間內材料切除率增加，切削加工時間減少。(2)隨切削速度提高，切削力減少，減少工件變形。
（3）切屑以很高的速度排出，切削熱大部分被切屑帶走，給工件的熱量大幅度減少，工件的熱變形相對較小。(4)高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度，加工表面質量可提高1～2等級。(5)高速切削可加工淬硬鋼鐵件，18.高速切削對刀具的要求有哪些？
答：(1)高速切削時速度和自動化程度高，要求刀具應具有很高的可靠性。並要求刀具的壽命高，質量一致性好，切削刃的重複精度高。(2)刀具應具有很好的高的耐熱性、抗熱衝擊性能和良好的高温力學性能。(3)刀具應具有很好的斷屑、卷屑和排屑性能。(4)刀具材料應能適應難加工材料和新型材料加工的需要
19、高速切削加工的實時監控系統內容有哪些？
答：(1)切削力監測以控制刀具磨損，機牀功率監測亦可間接獲得刀具磨損信息；(2)主軸轉速監測以判別切削參數與進給系統間關係；(3)刀具破損監測；(4)主軸軸承狀況監測；
（5）電器控制系統過程穩定性監測等。
20、高速回轉刀具的結構特點有哪些？
答：(1)為了減輕所承受的離心力的作用，刀體材料的設計應減輕質量，選用比重小、強度高的刀體材料。(2)刀體結構應儘量避免貫通式刀槽，減少尖角，儘量減少機夾零件的數量。刀體的結構應對稱於迴轉軸。刀片和刀座的夾緊、調整結構應儘可能消除遊隙，並且要求重複定位性好。
（3）刀體結構和刀片夾緊結構可靠。刀體與刀片之間的連接配合要封閉，刀片夾緊機構要有足夠的夾緊力。(4)用於高速切削的迴轉刀具必須經過動平衡測試。
21、電火花加工的原理是什麼？
答：在絕緣液體介質中進行，自動進給調節裝置使工件與工具電極之間保持適當的放電間隙，當在電極和工件之間施加很強的脈衝電壓時，就會擊穿介質絕緣強度最低處形成瞬間火花放電，電流密度很大，放電區能量高度集中，瞬時温度達10000－12000℃，工件和電極表面金屬放電點就被熔化，甚至汽化而被蒸發。
這些熔化或汽化的金屬在電、熱、流體、化學等各種力的作用下被拋入工作液中冷卻為金屬小顆粒，然後被工作液迅速衝離工作區，使電極和工件表面形成一個個微小的凹坑，同時放電過程中，電壓又隨之迅速降為零，介質絕緣性能恢復，等待下一次放電。
如此反覆，電極不斷下降，工件不斷被蝕除，最後就在工件上覆製出了電極形狀型腔內形，達到成形加工的目的。
22、電火花線切割的加工定義是什麼？
答：電火花線切割加工直接利用電能對金屬材料進行加工，同屬蝕除加工。線切割採用細金屬絲為電極，線切割可以加工帶有一定錐度的型孔或型芯等。線切割加工時，一方面線電極對工件不斷地上下移動，另一方面裝夾工件的十字工作台，由數控伺服電動機驅動，在x、y方向實現進給，使線電極沿加工圖形的軌跡，對工件進行切割加工。
23、電火花線切割的加工特點有哪些？ 答：(1)不需要製造成形電極；(2)不需考慮電極損耗；
（3）能加工精密細小、形狀複雜的通孔零件或零件外形；(4)不能加工盲孔
（5）一般採用一個電規準一次加工完成；
第三次作業
1、超精密加工對微量進給裝置的要求是什麼？
答：(1)微進給與粗進給分開，以提高微位移的精度、分辨率和穩定性；(2)運動部分必須是低摩擦和高穩定性，以便實現很高的重複精度；(3)末級傳動元件必須有很高的剛度，即夾固刀具處必須是高剛度的；(4)工藝性好，容易製造；(5)應能實現微進給的自動控制，動態性能好。
2、電子束加工的特點要求是什麼？
答：(1)電子束可實現極其微細的聚焦（可達0.1μm），可實現亞微米和毫微米級的精密微細加工。(2)電子束加工主要靠瞬時熱效應，工件不受機械力作用，因而不產生宏觀應力和變形。
（3）加工材料的範圍廣，對高強度、高硬度、高韌性的材料以及導體、半導體和非導體材料均可加工。(4)電子束的能量密度高，如果配合自動控制加工過程，加工效率非常高。
（5）電子束加工在真空中進行，污染少，加工表面不易氧化，尤其適合加工易氧化的金屬及其合金材料。
3、離子束加工的原理是什麼？
答：離子束加工的原理與電子束加工基本類似，也是在真空條件下，將離子源產生的離子束經過加速後，撞擊在工件表面上，引起材料變形、破壞和分離。由於離子帶正電荷，其質量是電子的千萬倍，因此離子束加工主要靠高速離子束的微觀機械撞擊動能，而不是像電子束加工主要靠熱效應。
4、試論述製造自動化技術的內涵。
答：製造自動化技術是製造業的關鍵技術，是一個動態發展的過程。隨着電子和信息技術的發展，特別是隨着計算機的出現和廣泛應用，製造自動化的概念已擴展為不僅包括用機器代替人的體力勞動和腦力勞動，而且還包括人和機器及製造過程的控制、管理和協調優化，以使產品製造過程實現高效、優質、低耗、及時和潔淨的目標。
5、以FMS為例説明自動化製造系統的構成系統。答：(1)加工系統：組成FMS的自動化加工設備。
（2）工件儲運系統：由工件庫、工件運輸設備和更換裝置等組成。(3)刀具儲運系統：由刀具庫、刀具輸送裝置和交換機構等組成。(4)FMS的控制系統：採用計算機多層控制。(5)檢側與監控系統。
刀具運儲系統的主要職能是什麼？
答：是負責刀具的運輸、存儲和管理，適時地向加工單元提供所需的刀具，監控管理刀具的使用，及時取走已報廢或刀具壽命已耗盡的刀具，在保證正常生產的同時，最大程度地降低刀具成本。
7、自動化製造系統總體設計的主要內容是什麼？
答：確定加工對象的類型及範圍；對所確定的加工對象進行工藝分析、制定加工方案；建立系統的功能模型和信息模型；確定設備類型及配置，進行系統總體平面佈局設計；確定物流系統方案、控制系統方案、質量控制及監控方案；計算機通信網絡及數據庫管理系統設計；輔助裝置的確定；對系統配置及運行方案進行計算機仿真以確定最佳方案；對系統進行可靠性分析；對系統進行風險分析和經濟效益評估等。
8、工件儲運系統在自動化製造系統中的作用是什麼？
答：將被加工零件按系統的要求輸送到所需要的設備進行加工或處理，對暫時不需要加工的工件進行有效的存儲和管理，使其不仿礙其它工件的流動，對已加工完成的件要送出系統或送入倉庫等。
系統的定義是什麼？
答：計算機集成製造系統藉助於計算機的硬件、軟件技術，綜合運用現代管理技術、製造技術、信息技術、自動化技術、系統工程技術，對企業的生產作業、管理、計劃、調度、經營、銷售等整個生產過程中的信息進行統一處理，並對分散在產品設計製造過程中各種孤立的自動化子系統的功能進行有機地集成，並優化運行，從而縮短產品開發週期、提高質量、降低成本，進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性，使企業在激烈的市場競爭中立於不敗之地。
系統的由哪幾部分功能組成？
答：(1)四個功能分系統：① 管理信息系統(MIS)；② 工程設計自動化系統；③ 製造自動化系統；④ 質量保證系統。(2)兩個支撐分系統：① CIMS數據庫系統；② CIMS計算機通信網絡系統。
11、簡述並行工程的概念。
答：並行工程是集成地、並行地設計產品及其相關的各種過程（包括製造過程和支持過程）的系統方法。這種方法要求產品開發人員在設計一開始就考慮產品整個生命週期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和用户要求。
的定義是什麼？
答：產品數據管理(PDM)以產品為中心，通過計算機網絡和數據庫技術，把企業生產過程中所有與產品相關的信息和過程集成起來，統一管理，使產品數據在其生命週期內保持一致、最新和安全，從而縮短產品研發週期、降低成本、提高質量、改善性能，使企業贏得主動權和競爭優勢。
13、試述精益生產的內涵。
答：精益生產的核心內容是準時制生產方式，這種方式通過看板管理，成功地制止了過量生產，實現了“在必要的時刻生產必要數量的必要產品”的目標，從而徹底消除產品製造過程中的浪費，以及由之衍生出來的種種間接浪費，實現生產過程的合理性、高效性和靈活性。精益生產是一個完整的技術綜合體，包括經營理念、生產組織、物流控制、質量管理、成本控制、庫存管理、現場管理等在內的較為完整的生產管理技術與方法體系。
14、簡述敏捷製造的基本概念？
答：敏捷製造(Agile Manufacturing)，以柔性生產技術和動態組織結構為特點，以高素質、協同良好的工作人員為核心，實施企業間網絡集成，形成快速響應市場的社會化製造體系。
15、簡述MRP-II的基本思想？
答：在閉環MRP基礎之上，把物流和資金流結合在一起形成的完整的人機交互式的生產管理系統。它主要完成企業的計劃管理、採購管理、庫存管理、生產管理、成本管理等功能，MRPII可以在周密的計劃下有效地利用企業的各種資源，控制資金佔用、縮短生產週期、降低生產成本。
畢業設計
題目：先進製造技術
學生姓名：王偉 學 號：11433228 專 業：機械製造與自動化班 級：114332
2017年10月20號
先進製造技術的發展狀況
摘要： 本文介紹了當今製造技術面臨的問題，論述了先進製造的前沿科學，並展望了先進製造技術的發展前景。
關鍵詞：問題； 先進製造技術； 前沿科學； 應用前景
論文
製造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般佔一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，製造技術的作用一般佔60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是製造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場佔有率上。隨着經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進製造技術的研究。當前製造科學要解決的問題
當前製造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：
（1）製造系統是一個複雜的大系統，為滿足製造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑑信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索製造系統新的體系結構、製造模式和製造系統有效的運行機制。
製造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是製造系統建模、仿真和優化的主要目標。製造系統新的體系結構不僅對製造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對製造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物製造觀越來越多地被引入製造系統，以滿足製造系統新的要求。
（2）為支持快速敏捷製造，幾何知識的共享已成為制約現代製造技術中產品開發和製造的關鍵問題。
例如在計算機輔助設計與製造(CAD／CAM)集成、座標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-Real Space)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位（如Localization）等方面，存在C-空間
（配置空間Configuration Space）的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作（夾持、抓取和裝配等）描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進行幾何推理。製造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了製造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。
（3）在現代製造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。
（4）各種人工智能工具和計算智能方法在製造中的廣泛應用促進了製造智能的發展。
一類基於生物進化算法的計算智能工具，在包括調度問題在內的組合優化求解技術領域中，受到越來越普遍的關注，有望在製造中完成組合優化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規模的制約。製造智能還表現在：智能調度、智能設計、智能加工、機器人學、智能控制、智能工藝規劃、智能診斷等多方面。
這些問題是當前產品創新的關鍵理論問題，也是製造由一門技藝上升為一門科學的重要基礎性問題。這些問題的重點突破，可以形成產品創新的基礎研究體系。現代機械工程的前沿科學
不同科學之間的交叉融合將產生新的科學聚集，經濟的發展和社會的進步對科學技術產生了新的要求和期望，從而形成前沿科學。前沿科學也就是已解決的和未解決的科學問題之間的界域。前沿科學具有明顯的時域、領域和動態特性。工程前沿科學區別於一般基礎科學的重要特徵是它涵蓋了工程實際中出現的關鍵科學技術問題。
超聲電機、超高速切削、綠色設計與製造等領域，國內外已經做了大量的研究工作，但創新的關鍵是機械科學問題還不明朗。大型複雜機械系統的性能優化設計和產品創新設計、智能結構和系統、智能機器人及其動力學、納米摩擦學、製造過程的三維數值模擬和物理模擬、超精度和微細加工關鍵工藝基礎、大型和超大型精密儀器裝備的設計和製造基礎、虛擬製造和虛擬儀器、納米測量及儀器、並聯軸機牀、微型機電系統等領域國內外雖然已做了不少研究，但仍有許多關鍵科學技術問題有待解決。
信息科學、納米科學、材料科學、生命科學、管理科學和製造科學將是改變21世紀的主流科學，由此產生的高新技術及其產業將改變世界的面貌。因此，與以上領域相交叉發展的製造系統和製造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生製造學、製造管理科學和可重構製造系統等會是21世紀機械工程科學的重要前沿科學。
2．1 製造科學與信息科學的交叉--製造信息科學
機電產品是信息在原材料上的物化。許多現代產品的價值增值主要體現在信息上。因此製造過程中信息的獲取和應用十分重要。
信息化是製造科學技術走向全球化和現代化的重要標誌。人們一方面對製造技術開始探索產品設計和製造過程中的信息本質，另一方面對製造技術本身加以改造，以使得其適應新的信息化製造環境。隨着對製造過程和製造系統認識的加深，研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達，以進一步達到實現控制和優化的目的。
與製造有關的信息主要有產品信息、工藝信息和管理信息，這一領域有如下主要研究方向和內容：
（1）製造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應用，大量製造信息向知識和決策轉化。
（2）非符號信息的表達、製造信息的保真傳遞、製造信息的管理、非完整製造信息狀態下的生產決策、虛擬管理製造、基於網絡環境下的設計和製造、製造過程和製造系統中的控制科學問題。
這些內容是製造科學和信息科學基礎融合的產物，構成了製造科學中的新分支--製造信息學。2．2 微機械及其製造技術研究 微型電子機械系統(MEMS)，是指集微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源於一體的完整微型機電系統。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。
MEMS的發展將極大地促進各類產品的袖珍化、微型化，成數量級的提高器件與系統的功能密度、信息密度與互聯密度，大幅度地節能、節材。它不僅可以降低機電系統的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統無法完成的任務。
微機械是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物。早在1959年就有科學家提出微型機械的設想，1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學伯克利分校研製出轉子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機，顯示出利用硅微加工工藝製作微小可動結構並與集成電路兼容製造微小系統的潛力。微機械技術有可能像20世紀的微電子技術那樣，在21世紀對世界科技、經濟發展和國防建設產生巨大的影響。
近10年來，微機械的發展令人矚目。其特點如下：相當數量的微型元器件（微型結構、微型傳感器和微型執行器等）和微系統研究成功，體現了其現實的和潛在的應用價值；多種微型製造技術的發展，特別是半導體微細加工等技術已成為微系統的支撐技術；微型機電系統的研究需要多學科交叉的研究隊伍，微型機電系統技術是在微電子工藝的基礎上發展的多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學、化學以及生物醫學等多種工程技術和科學。
目前對微觀條件下的機械系統的運動規律，微小構件的物理特性和載荷作用下的力學行為等尚缺乏充分的認識，還沒有形成基於一定理論基礎之上的微系統設計理論與方法，因此只能憑經驗和試探的方法進行研究。微型機械系統研究中存在的關鍵科學問題有微系統的尺度效應、物理特性和生化特性等。微系統的研究正處於突破的前夜，是亟待深入研究的領域。
2．3 材料製備／零件製造一體化和加工新技術基礎
材料是人類進步的里程碑，是製造業和高技術發展的基礎。每一種重要新材料的成功製備和應用，都會推進物質文明，促進國家經濟實力和軍事實力的增強。
21世紀中，世界將由資源消耗型的工業經濟向知識經濟轉變，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的設計實現定量化、數字化；要求材料和零件的製備快速、高效並實現二者一體化、集成化。材料和零件的數字化設計與擬實仿真優化是實現材料與零件的高效優質製備／製造及二者一體化、集成化製造的關鍵。一方面，通過計算機完成擬實仿真優化後可以減少材料製備與零件製造過程中的實驗性環節，獲得最佳的工藝方案，實現材料與零件的高效優質製備／製造；另一方面，根據不同材料性能的要求，如彈性模量、熱膨脹係數、電磁性能等，研究材料和零件的設計形式。進而結合傳統的去除材料式製造技術、增加材料式覆層技術等，研究多種材料組分的複合成形工藝技術。形成材料與零件的數字化製造理論、技術和方法，如快速成形技術採用材料逐漸增長的原理，突破了傳統的去材法和變形法機械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速製造出任意複雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。
2．4 機械仿生製造
21世紀將是生命科學的世紀，機械科學和生命科學的深度融合將產生全新概念的產品（如智能仿生結構），開發出新工藝（如生長成形工藝）和開闢一系列的新產業，併為解決產品設計、製造過程和系統中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創新和挑戰的前沿領域。
地球上的生物在漫長的進化中所積累的優良品性為解決人類製造活動中的各種難題提供了範例和指南。
從生命現象中學習組織與運行復雜系統的方法和技巧，是今後解決目前製造業所面臨許多難題的一條有效出路。仿生製造指的是模仿生物器官的自組織、自癒合、自增長與自進化等功能結構和運行模式的一種製造系統與製造過程。如果説製造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力，智能化延伸了人類的智力，那麼，“仿生製造”則可以説延伸了人類自身的組織結構和進化過程。
仿生製造所涉及的科學問題是生物的“自組織”機制及其在製造系統中的應用問題。所謂“自組織”是指一個系統在其內在機制的驅動下，在組織結構和運行模式上不斷自我完善、從而提高對於環境適應能力的過程。仿生製造的“自組織”機制為自下而上的產品並行設計、製造工藝規程的自動生成、生產系統的動態重組以及產品和製造系統的自動趨優提供了理論基礎和實現條件。
仿生製造屬於製造科學和生命科學的“遠緣雜交”，它將對21世紀的製造業產生巨大的影響。
仿生製造的研究內容目前有兩個方面：
2．4．1 面向生命的仿生製造 研究生命現象的一般規律和模型，例如人工生命、細胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結構和運行模式以及生物的進化和趨優機制等；
2．4．2 面向製造的仿生製造 研究仿生製造系統的自組織機制與方法，例如：基於充分信息共享的仿生設計原理，基於多自律單元協同的分佈式控制和基於進化機制的尋優策略；研究仿生製造的概念體系及其基礎，例如：仿生空間的形式化描述及其信息映射關係，仿生系統及其演化過程的複雜度計量方法。
機械仿生與仿生製造是機械科學與生命科學、信息科學、材料科學等學科的高度融合，其研究內容包括生長成形工藝、仿生設計和製造系統、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作，具有鮮明的基礎研究的特點，如果抓住機遇研究下去，將可能產生革命性的突破。今後應關注的研究領域有生物加工技術、仿生製造系統、基於快速原型製造技術的組織工程學，以及與生物工程相關的關鍵技術基礎等。3 現代製造技術的發展趨勢
20世紀90年代以來，世界各國都把製造技術的研究和開發作為國家的關鍵技術進行優先發展，如美國的先進製造技術計劃AMTP、日本的智能製造技術（IMS）國際合作計劃、韓國的高級現代技術國家計劃(G--7)、德國的製造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。
隨着電子、信息等高新技術的不斷髮展，市場需求個性化與多樣化，未來現代製造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發展。
當前現代製造技術的發展趨勢大致有以下九個方面：
（2）設計技術與手段更現代化。(3)成型及製造技術精密化、製造過程實現低能耗。
（4）新型特種加工方法的形成。(5)開發新一代超精密、超高速製造裝備。(6)加工工藝由技藝發展為工程科學。
（7）實施無污染綠色製造。
（8）製造業中廣泛應用虛擬現實技術。
（9）製造以人為本。
先進製造工藝技術的現狀與發展趨勢
第一章先進製造工藝的特點
先進製造工藝的特點可用先進性、實用性和前沿性來概括。
1、先進性
先進製造工藝的先進性主要表現在優質、高效、低耗、潔淨、靈活（柔性）五個方面。
優質：加工製造出的零件或整機質量高，性能好；零部件尺寸精確，表面光潔，內部組織緻密，無缺陷及雜質，使用性能好；整機的結構、色彩美觀宜人，使用壽命和可靠性高。高效：生產效率及勞動生產率高，大大降低了操作者的勞動強度。
低耗：節省原材料及能源。
潔淨：生產過程不污染環境，零排放或少排放。
靈活：能快速對市場變化及產品設計的更改作出反應，適應多品種柔性生產。
2、實用性
先進製造工藝的實用性主要表現在兩個方面。一是應用普遍性，它是當今或不久將來機械工廠量大面廣的看家工藝；；二是經濟適用性，它一般投資不高，且有不同檔次，宜於工廠根據本身的條件通過技術改造予以採納。
3、前沿性
先進製造工藝的前沿性主要表現在：先進製造工藝是高新技術產業化或傳統工藝高新技術化的結果，它們是製造工藝研究最為活躍的前沿領域。部分先進製造工藝可能目前應用還不廣泛，但是它們代表着某些發展方向，而且可望會得到越來越廣 因此，先進製造工藝就是機械工廠普遍能夠採用，具有直接推廣價值或廣闊應用前景的一系列優質、高效、低耗、潔淨、靈活工藝的總稱
結 論
難忘的做畢業論文這些時間。畢業論文的製作給我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資料的日子裏，面對無數書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；記憶最深的是每一步小小思路實現時那幸福的心情；看着親手打出的一字一句，心裏滿滿的只有喜悦毫無疲憊。這段旅程看似荊棘密佈，實則藴藏着無盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多與先進製造技術有關的知識，讓我對我所學過的知識有所鞏固和提高，並且讓我對當今製造業的最新發展技術有所瞭解。在整個過程中，我學到了新知識，增長了見識。在今後的日子裏，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學領域有所作為。腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學習態度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學習和工作有很大的幫助。
簡述先進製造技術及其現代
集成製造系統
概述：綜述先進製造技術的概念、內涵、特點、主要內容等，結合現代集成製造系統理解先進製造技術及其發展歷程
1先進製造技術概述 2 先進製造技術的內涵 3 先進製造技術的特點 4現代集成製造系統
1先進製造技術概述
先進製造技術是系統的工程技術，可以劃分為三個層次和四個大類。三個層次：一是優質、高效、低耗、清潔的基礎製造技術。這一層次的技術是先進製造技術 的核心，主要由生產中大量採用的鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎 工藝優化而成。二是新型的製造單元技術。這是製造技術與高技術結合而成的嶄新制造技術。這是運用信息技術 和系統管理技術，對上述兩個層次進行技術集成的結果，系統駕馭生產過程中的物質流、能 量流和信息流。如成組技術（CT）、系統集成技術（SIT）、獨立製造島（AMI）、計算機集 成製造系統（CIMS）等。四個大類：一是現代設計技術，是根據產品功能要求，應用現代技術和科學知識，制定方案 並使方案付諸實施的技術。它是門多學科、多專業相互交叉的綜合性很強的基礎技術。現代 設計技術主要包括：現代設計方法，設計自動化技術，工業設計技術等；二是先進製造工藝技術，主要包括精密和超精密加工技術、精密成刑技術、特種加工技術、表而改性、制模和 塗層技術；三是製造自動化技術，其中包括數控技術、工業機器人技術、柔性製造技術、計 算機集成製造技術、傳感技術、自動檢測及信號識別技術和過程設備工況監測與控制技術等； 四是系統管理技術，包括工程管理、質量管理、管理信息系統等，以及現代製造模式（如精 益生產、CIMS、敏捷製造、智能製造等）、集成化的管理技術、企業組織結構與虛擬公司等 生產組織方法。關於先進製造技術的體系結構。2先進製造技術的內涵
目前對先進製造技術尚沒有一個明確的、一致公認的定義，經過近年來對發展先進製造 技術方面開展的工作，通過對其特徵的分析研究，可以認為：先進製造技術是製造業不斷吸 收信息技術和現代管理技術的成果，並將其綜合應用於產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的製造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動 態多變的市場的適應能力和競爭能力的製造技術的總稱。3 先進製造技術的特點
先進製造技術最重要的特點在於，它是一項面向工業應用，具有很強實用性的新技術。與傳統制造技術相比，先進製造技術更具有系統性、集成性、廣泛性、高精度性。先進製造 技術雖然仍大量應用於加工和裝配過程，但在其製造過程中還綜合應用了設計技術、自動化 技術、系統管理技術等。先進製造技術比傳統的製造技術更加重視技術與管理的結合，更加 重視製造過程組織和管理體制的簡化以及合理化，從產生了一系列先進的製造模式，並能 實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。先進製造技術主要有如下特徵：
1）系統性 由於計算機技術，信息技術，傳感技術，自動化技術，和先進管理等等技術的應用，並與傳統的製造技術相結合，使先進製造技術成為能夠駕駛在生產過程中的物質流，信息流，和能量流的系統工程
2）廣泛性 傳統制造技術通常只是將原材料變成成品的各種工藝加工，而先進製造技術貫穿了從生產設計，加工製造到產品銷售及使用維修的整個過程，“成為市場——設計開發——加工製造——市場”的大系統
3）集成性 傳統制造技術的學科專業單一，獨立相互界限分明。而先進製造技術由於專業和學科的不斷深入，交叉，融合其界限逐漸淡化和消失，技術系統化，集成化的現代交叉性製造系統工程。
4）動態性 先進製造技術是針對一定的應用目標不斷吸收各種高新技術逐漸形成和發展起來的新技術因而其內涵不是絕對的和一成不變的。
5）實用性 先進製造技術的發展是針對某一具體的製造要而發展起來的先進實用技術，有着明確的需求方向 4現代集成製造系統
1）現代集成製造系統的含義與定位
現代集成製造系統是計算機集成製造系統新的發展階段，在繼承計算機集成製造系統優秀成果的基礎上，它不斷吸收先進製造技術中相關思想的精華，從信息集成、過程集成向企業集成方向迅速發展，在先進製造技術中處於核心地位。具體地説，它將傳統的製造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機地結合，通過計算機技術使企業產品在全生命週期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行，在企業產品全生命週期中實現信息化、智能化、集成優化，達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的，進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性，使企業在激烈的市場競爭中立於不敗之地。從集成的角度看，早期的計算機集成製造系統側重於信息集成，而現代集成製造系統的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴展，除了信息集成外，還實現了企業產品全生命週期中的各種業務過程的整體優化，即過程集成，並發展到企業優勢互補的企業之間的集成階段。
現代集成製造系統的研究範圍應該介於國家攀登計劃和國家攻關計劃之間。與攀登計劃研究項目相比較，它更注重成果的應用性，儘可能將技術產業化，並推動我國製造業的現代化進程；與國家攻關計劃相比較，它更注重解決我國製造業發展中的關鍵的共性問題、前瞻性問題和示範性問題。2）現代集成製造系統的技術構成
先進製造技術(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個專有名詞至今還沒有一個明確的、一致公認的定義。通過對其內涵和特徵的研究，目前共同的認識是：先進製造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果，並將其綜合應用於產品設計、製造、檢測、管理、銷售、使用、服務的製造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，並取得理想技術經濟效果的製造技術的總稱。它具有如下一些特點：
從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發展更加符合人類社會的需要；
從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮；
從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變，減少層次和中間環節；
從傳統的順序工作方式向並行工作方式轉變，縮短工作週期，提高工作質量；
從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態的自主管理的小組工作方式轉變。
通過對先進製造技術的定義和特點的分析發現，現代集成製造系統擁有先進製造技術的絕大部分特點，只不過先進製造技術所涉及的範圍要比現代集成製造系統大，因此通過對先進製造技術的綜合考察，提出了一個現代集成製造系統的技術構成模式。在先進製造技術中，現代集成製造系統在吸收計算機集成製造系統的優秀成果的基礎上，繼續推動並行工程、虛擬製造、敏捷製造和動態聯盟的研究工作深入進行，並不斷吸收先進製造技術中的成功經驗和先進思想，將它們進行推廣應用，由此使現代集成製造系統成為先進製造技術的核心。3）我國現代集成製造系統的發展策略
在市場競爭的推動下，先進製造技術發展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過對現代集成製造系統與先進製造技術關係的分析，我們認為在制定我國現代集成製造系統的發展策略時，應該注重以人為本的思想，運用並行工程的哲理，使各種先進製造技術相互銜接、協調發展，並不斷吸收先進製造技術的成熟成果，為先進製造技術在我國的廣泛應用起到促進的作用。
目前，在美國並行工程已到了推廣應用階段，在虛擬製造方面也有商品化軟件投入市場，在這方面我們存在巨大的差距，主要表現在：研究工作方面，科研經費緊缺，科研力量分散，科研成果難以推廣應用，人才流失嚴重；企業方面，企業的整體素質不高，管理工作落後，科研能力薄弱，當面臨國際競爭時大多難以為繼，很難在現代集成製造系統方面花費過多，而且受企業人員素質的制約，一些先進的技術還不易取得立竿見影的效果，這些都挫傷了企業應用先進製造技術的熱情；國家政策方面，雖然國家對製造業十分重視，但是，由於我國當前正處在改革過程中，多種機制同時運行，多方利益難以協調，在資金使用上往往顧此失彼，而且國家財政困難，也難以使用重金支持現代集成製造系統的研究。
綜上所述，發展我國的現代集成製造系統應該以企業的需求為動力，通過政府的政策和計劃的協調，繼續深入開展並行工程、虛擬製造、敏捷製造和綠色製造的研究與應用，並利用分佈式網絡化研究中心，組織各地區的科研力量，集中突破與現代集成製造系統密切相關的如STEP標準的應用、CORBA規範的推廣、企業過程重構理論的研究等具有重大戰略意義的理論研究工作，逐步使現代集成製造系統成為我國製造業的靈魂。
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