先进制造技术论文

先进制造技术论文

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xx职业技术学院

毕业论文

题目：浅析先进制造技术的发展现状与趋势

班级09机械制造与自动化（1）班

专业机械制造与自动化

学生姓名xxx

指导教师xx

机械工程系

日期2012年2月26日

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目录

摘要...............................................................2

关键词...............................................................2

引言...............................................................2

第一章概述.........................................................3

1.1选题的依据....................................................3

1.2课题的意义....................................................3

第二章先进制造技术的含义和发展背景.................................4

2.1先进制造技术的概念.............................................4

2.2先进制造技术的发展背景.........................................4

2.3先进制造技术的组成.............................................4

第三章先进制造技术的发展方向及其特点...............................5

3.1当前制造科学要解决的问题........................................5

3.2先进制造技术的发展方向..........................................6

3.3进制造技术的主要特点...........................................7

第四章先进制造技术的体系结构以及在制造业中的应用...................8

3.1先进制造技术的体系结构..........................................8

3.2先进制造技术在机械制造业中的应用.................................9

第五章先进制造技术对中国的影响与国内外发展状况....................10

4.1先进制造技术对中国的影响.......................................11

4.2先进制造技术的国内外发展状况...................................12

第六章先进制造技术未来的发展趋势和战略对策........................13

5.1先进制造技术的发展趋势.........................................14

5.2我国先进制造技术发展的战略对策..................................16

结束语..............................................................16

参考文献............................................................16

结论...............................................................17

致谢...............................................................17

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浅析先进制造技术的发展现状与趋势

摘要：机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，

但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经

深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。

本文介绍了先进制造技术的知识体系结构，重点阐述了先进制造技术的主要特色、

先进制造技术的应用、先进制造技术的发展背景、制造自动化技术的发展现状、先进制造技

术的发展趋势等五部分内容。

关键词：特色实践应用发展趋势现状

引言

本次论文题目为浅析先进制造技术的发展现状与趋势。此次论文任务只在体现对本

专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学

习三年以来的学习结果。

通过对浅析先进制造技术的发展现状与趋势该课题的探究，上网搜集关于我国机械

先进制造技术发展现状和趋势，以及外国工业发达国家的发展情况的相关文献参考资料，通

过对两者之间的比较得出存在的差距。得出我国先进制造技术的存在的一些不足与需要发展

的方向，从而认识我国制造业的发展趋势。

先进制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争

的重点。我国正处于工业化经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发

展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推

进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中

心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差

距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。本文将简要介绍先进制造技术的含义、特点以

及在我国的发展状况和发展趋势等。

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第一章概述

1.1选题的依据

机械自动化主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,

实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的

应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自

动化的机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的

技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的先进制造技术,应实事求是,一切从我国的具

体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。我国机械制造业发展

应用自动化技术,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的低成本、见

效快的自动化技术,坚持提高与普及相结合的方针,我国的机械自动化技术发展应用才能健

康地走上高速度、高质量和高效益之路。

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人

力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放

以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先

进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先

进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，

对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械

制造业跨入世界先进行列。

1.2课题的意义

先进制造技术源于20世纪80年代的美国，为提高制造业的竞争力和促进国家经济增长

而提出。。先进制造技术是在现代制造战略的指导下，不断吸取计算机、信息、自动化、新

材料和现在传统管理技术，将其综合应用于产品的研究与开发、设计、生产、管理和市场开

发、售后服务，同时能取得社会经济效益的综合技术。近年来，随着科学技术的不断发展和

学科间的相互融合，先进制造技术迅速发展，不断涌现出新技术、新概念。制造技术尤其是

先进制造技术将主宰一个国家的命运，因而，各国政府都非常重视先进制造技术的研究和发

展。

因为制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产

总值的20%-55%。专家认为,世界上各国家经济的竞争,主要是先进制造技术的竞争,其竞争能

力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场

环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。先进制

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造技术也是改造传统产业的有力武器,它的发展和产业化对国民经济的发展有着举足轻重的影

响。所以对于先进制造技术的发展将主宰一个国家的命运。

第二章先进制造技术的概念和发展背景

2.1先进制造技术的含义

先进制造技术涉及的技术领域广泛，它是由多学科高新技术集成的制造工程学。制造

技术基础设施是指为了管理好各种适当的技术群的开发并鼓励这些技术在整个国家工业(基地)

内推广应用而采取的各种方案和机制。由于技术只有应用适当地会产生效用,所以其技术基础

设施的各要素和基本技术本身同样重要。这些要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人

员在各种先进生产技术和方案方面的培训和教育,这些技术和方案将提高企业的生产竞争力。

可以说,制造技术的基础设施是使制造技术适应具体企业应用环境充分发挥其功能、取得最佳

效益的一系列措施,是使先进的制造技术与企业组织管理体制和使用技术的人员协调工作的系

统工程,是先进制造技术生长和壮大的土壤,因而是其不可分割的一个组成部分。

先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology，简称为AMT）是促进科技和经济

发展的基础目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先

进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业

不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、

销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提

高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology),人们往往用AMT来概括由

于自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就

是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技

术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统

等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖

于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

2.2先进制造技术的发展背景

制造工程的研究与发展是先进制造技术的源泉，现代制造工程已不再是传统意义

上的机械工程学，而已成长为一门独立的新学科。它是集合、融合机械与结构技术、设

计与工艺技术、计算机控制与辅助技术、自动化技术、信息技术、电子技术、材料技术、

财会金融与新型管理为一体，综合运用于企业经营、研究开发、设计、加工、质量保证、

设备维护、售后服务、与生产管理等全过程，以提高企业综合效益和竞争力为目标，把

科学技术和经济紧密结合起来的一门应用科学。重视制造业和先进制造技术，已成为全

球的趋势，不难看出先进制造技术的产生有其深刻的社会背景。

2.3先进制造技术的组成

先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而

形成的。它是一个相对的，动态的概念。在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，

有不同的技术内涵和构成。从目前各国掌握的制造技术来看可分为四个领域的研究，它们横

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跨多个学科，并组成了一个有机整体

第三章先进制造技术的发展方向及其特点

3.1当前制造科学要解决的问题

当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：

（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，

必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、

制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系

统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求

的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能

力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。

（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关

键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，

在三维现实空间(3-RealSpace)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中

的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如

Localization)等方面，存在C-空间(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推

理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操

作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的

几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步

突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。

（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱

动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统

信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维

性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理

和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。

（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基

于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越

来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问

题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、

智能工艺规划、智能诊断等多方面。

这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要

基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系

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3.2先进制造技术的发展方向

进入21世纪以来，我国先进制造技术借鉴了国外先进经验，得到了迅速发展，并且形成

了自己的方向与目标，具体如下所述：

(1)信息化。信息化是先进制造技术发展的生长点，信息技术正在以人们难以想象的速度

高速发展，同时促进了先进制造的大发展。

(2)精密化。现代高新技术产品需要高精度的制造，社会的发展对机械产品的质量提出了

越来越高的要求。这决定了发展精密加工、超精密加工技术是机械制造未来的一个重点。

(3)集成化。现代制造业的方向并不只是计算机的集成，信息的集成，而是人、技术、组

织的整体集成，包括功能集成、组织集成、信息集成、过程集成、知识集成和企业间的集成。

(4)柔性化。柔性话不紧是指企业的制造技术柔性化，还包括生产方式柔性化和管理模式

的柔性化。

(5)动态化。由于先进制造技术本身是针对一定的应用目标、不断吸收各种高新技术逐渐

形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。

(6)虚拟化。虚拟化是指在计算机内对产品、工艺和整个企业的性能进行仿真、建模和分

析，在虚拟制造环境中生成软产品原型，代替传统的硬样品进行试验，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，提高对市场变化

的响应能力。

(7)智能化。智能制造是指综合利用各个学科、各种先进技术和方法，解决和处理制造系

统中的各种问题。系统能领会设计人员的意图，能够检测失误，回答问题，提出建议方案等。

(8)绿色化。绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境

影响和资源利用的一种现代制造模式。

(9)快速化。快速化是指对市场的快速响应，对生产的快速重组。它要求生产模式有高度

的柔性与高度敏捷性。快速化能强有力地推动着制造技术的进步与发展，它是先进制造技术

发展的“动力”。

(10)全球化。先进制造技术的竞争正在导致制造业在全球范围内的重组，新的制造模式

不断出现，更加强调实现优质、高效、清洁、灵活的生产。

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3.3先进制造技术发展的主要特点

（1）是面向21世纪的技术先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的

制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成

果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产

生了一个完整的技术群．它是具有明确范畴的新的技术领域。是面向21世纪的技术。

（2）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从

市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内

容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，

其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合

经济效益和社会效益。

（3）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传

感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、

销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使

制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

（4）是面向全球竞争的技术2O世纪8O年代以来。市场的全球化有了进一步的发展。发

达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本随着全球市场的形成，使

得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，

一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市

场的竞争力

（5）是市场竞争三要素的统一在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个

新产品上市。很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产

率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变

为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合

起来，使三者达到了统一。

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第四章先进制造技术的体系结构以及在制造业中的应用

4.1先进制造技术的体系结构

对先进制造技术的体系结构认识很不统一。机械科学研究院提出的先进制造技术由多层

次技术群的构成的体系图，强调了先进制造技术从基础制造技术、新型制造单元技术到先进

制造集成技术的发展过程，也表明了在新型产业及市场需求的带动之下，在各种高新技术(如

能源技术、材料技术、微电子技术和计算机技术以及系统工程和管理科学)的推动下先进制造

技术的发展过程。先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代要求，对制造技术不断

优化及推陈出新而形成的高新技术群。在不同的国家、不同的发展阶段，先进制造技术有不

同的内容及组成。

我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群。

第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术。铸造、锻压、焊接、热处理、表

面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术，这些基础工艺经

过优化而形成的优质、高效、低耗、清洁基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部

分。这些基础技术主要有精密下料、精密塑性成形、精密铸造、精密加工、精密测量、毛坯

强韧化、精密热处理、优质高效连接技术、功能性防护涂层及各种与设计有关的基础技术、

各种现代管理技术。

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，如制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、cAD／

cAM、清洁生产技术、新材料成形加工技术、激光与高密度能源加工技术、工艺模拟及工艺设

计优化技术等。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，如FMs、cIMS、IMs以及虚拟制造技术等。

以上三层次都是先进制造技术的组成部分，但其中每一个层次都不等于先进制造技术的全部。

4.2先进制造技术在机械制造业中的应用

如前所述，先进制造技术是一个庞大的技术群。在机械制造的整个过程中，无论是在产

品的设计开发、还是在产品生产制造或是经营管理中都能充分利用先进制造技术。近几年，

机械制造业发生了一系列重大变化，主要表现在以下几个方面。

1)企业生产方式发生重大变革。由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变

了传统观念，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;从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞

争策略转变;从以技术为中心向以人为中心转变。

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2)机械制造业的先进制造工艺以及自动化技术的形成和发展。在整个机械制造的过程中，工

艺过程是最主要的过程。由于机械制造业本身的需要，形成和发展了许多先进的制造工艺及

自动化技术。从而充实、发展了整个先进制造技术群，带动了其他制造业的发展。这些先进

制造工艺及自动化技术主要包括以下几个方面。(1)毛坯制造工艺。毛坯制造是机械制造工艺

的基础和前提。近几年，出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净

铸造成形工艺，例如，外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术;钢液精炼与保护技术;高效

金属型铸造工艺及设备;气化模铸造工艺与设备等。锻压方面出现了精确高效塑性成型技术，

主要有热精锻生产线成套技术，冷温成型成套技术，辊锻和楔横轧成形技术，精密冲裁工艺

及设备等，焊接与切割方面出现了新型焊接电源及控制技术，激光焊接技术，微连接技术，

数控切割技术等。(2)机械加工工艺。机械加工是机械制造工艺过程的主要组成部分，在这方

面的趋势是向高效、高精度方向发展。主要有精密加工和超精密加工，高速切削与超高速磨

削，复杂型面的数控加工，游离磨料的高效加工等。(3)自动化技术。制造自动化技术是在制

造过程的所有环节采用自动化技术，实现制造全过程的自动化。是研究对制造过程的规划、

运作、管理、组织、控制与协调优化等的自动化的技术，以使产品制造过程实现高效、优质、

低耗、及时和洁净的目标。在机械制造过程中，除了发展应用先进制造工艺以外，自动化技

术的发展与应用是另一大特征。这些自动化技术包括CAD，CAM集成、机床数控技术、工业机

器人、柔性制造技术、传感技术、计算机集成制造技术、自动检测及信号识别技术等。

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第五章先进制造技术的国内外发展状况

5.1先进制造技术对中国的影响

先进制造技术的发展，对中国制造产业带来巨大冲击，同时也给中国制造产业带来发展机遇。

（1）先进制造技术对中国制造业的冲击进人21世纪以来，经济全球化的趋势越来越强，我国

于2001年11月正式加人世界贸易组织(WTO)，世界各国的技术先进、质量优良、价格低廉的各

类产品源源不断地流人。由于我国制造的许多产品因技术落后，成本高，缺乏市场竞争力，

外国产品的大量流人对我国制造业产生强大的冲击。不仅如此，先进制造技术产业对技术人

才的结构和层次提出的更高的要求，及能适应现代制造技术产业的高级人才严重匾乏，给我

国制造业的发展带来巨大困难。

（2）先进制造技术给中国制造业的发展带来机遇中国加人WTO后，世界各国对中国制造业引

起前所未有的关注。一方面，外资向中国转移的速度继续加快。中国已成为继美国与英国之

后外国直接投资总量第三大国，2001年-2005年的5年累计实际利用外商直接投资22090亿美元;

由于加人WTO，提高了国际投资者对中国经济前景和经营环境的信心，外资独资或中外合资的

高新技术产业像雨后春笋在中国各地建成投产，许多高新技术产业也随之到中国落户。另一

方面，国外资金和高新技术的到来，加速了中国制造产业的发展。我国2005年制造业GDP达到

10.89万亿元，中国制造业总体规模迅速扩张，形成了珠江三角洲地区以家电、IT、通信等新

兴行业为主，长江三角洲地区以综合性制造为主，环渤海湾地区以大型国有企业、重工业基

地及新兴产业为主的三大世界及区域制造基地，成为世界第4大制造国

5.2先进制造技术的国内外发展状况

在制造业自动化发展方面,发达国家机械制造技术已经达到相当水平,实现了机械制造系

统自动化。产品设计普遍采用计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助产品工程(CAE)和计算机仿

真等手段,企业管理采用了科学的规范化的管理方法和手段,在加工技术方面也已实现了底

层的自动化,包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等。在这个基础上

再提高制造系统的自动化水平,对于改善企业的TQCS(T—尽量缩短产品的交货时间或提早新

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产品上市时间、Q—提高产品质量、C—降低产品成本、S—提高服务水平)已无明显的作用，

因此,近10余年来,发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路,提

出了一系列新的制造系统，如计算机集成制造系统、智能制造系统、敏捷制造、并行工程等。

我国的装备制造业经过数十年努力，已具有相当规模，积累了大量的技术和经验。但是

随着经济全球化的发展，由于我国的巨大市场和丰富的劳动力资源，国外技术、资金、产品

大量涌入，企业面临前所未有的国内外激烈的竞争局面。竞争要求企业产品更新换代快，产

品质量高，价格低，交货及时和服务好。近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但

和工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

（1）制度落后。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的

更新发展，推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国

只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理。多数小型企业仍处于经验管理阶段。

（2）设计方法落后。工业发达国家不断更新设计数据和准则。采用新的设计方法，广泛

采用计算机辅助设计技术(CAD／CAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD

／CAM技术的比例较低。

（3）自动化程度低。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性

制造系统、计算机集成制造系统，实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单

机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

（4）管理体制方面。工业发达国家国有企业所占比重较小，绝大部分企业是规范的股份

公司。我国国有企业所占比重较大，装备制造业存在着带根本性的问题，制造业的人均劳动

生产率远远落后于发达国家，产业主体技术依靠国外，国有企业深化改革远未到位，企业集

中度低，大型骨干企业少，围绕大型骨干企业的中小企业群体也未形成。

（5）企业经营管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生

产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、灵敏制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程

（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数中

小型企业仍处于经验管理阶段。

（6）产品结构的差距。中国机械制造业的快速发展，主要依靠技术引进和赶超型发展战

略，加之中国劳动力丰富而资金相对短缺，致使机械制造业的科技开发明显滞后。虽然中国

机械制造业的产品数量已经位居世界前列，但主要是劳动密集型产品，具有自主知识产权的

高、精、尖产品比较少。2000年，中国汽车生产超过200万辆，但是关键技术都来源于国外

大型汽车公司，很多关键部件国内尚不能生产，需要依靠进口。

我国机械制造业产品的质量虽然有了很大程度的提高，但大量的机电产品的质量可靠性、

外观设计、内在性能还有很大差距。比如数控机床和精密机床的可靠性差、质量问题严重，

轴承、液压件、密封件等基础件产品水平低、品种少、满足度低、质量不稳定。工程机械目

前只能生产中小型产品，大型工程机械、大型火电设备的技术能力十分薄弱。

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（7）产品开发设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，

广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用

CAD/CAM技术的比例较低。在应用技术及技术集成方面的能力还比较低，相关的技术规范和

标准的研究制定相对滞后。

（8）加工制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、

微型机械、微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技

术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、学习阶段。例如：在高速超高速加工的各

关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面总体水平同

国外尚有较大差距；在超精密加工的效率、精度可靠性，特别是规格（大尺寸）和技术配套

方面与国外比，还有相当大的差距。

（9）加工机床和自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制

造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、

知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在

少数企业使用。相比美国、德国和日本等机床发达国家，我国数控机床产品在设计水平、质

量、精度、性能方面差距较大。从整体上来说，我国数控机床与国外先进相差5～10年；在

高精尖技术方面的差距则达到了10～15年。在高级数控系统、高速精密主轴单元、高速滚动

部件和数控动力刀架等核心零部件方面，我国仍无法国产化，主要依赖于进口。

国内情况：我国机械制造技术水平与发达国家相比还非常低，大约落后20年。近十几年

来，我国大力推广应用CIMS技术，20世纪90年代初期已建成研究环境，包括有CIMS实验

工程中心和7个开放实验室。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件

工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺

设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及

系统理论和方法等专题。各项研究均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但大部分大型

机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,因底层(车间

层)基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。加工中心无论

是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。因

此，做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。我们在看到国际

上制造业发展趋势的同时,还要立足于我国的实际情况,扎扎实实地把基础自动化工作搞上

去，才能在稳步前进的基础上开展制造业自动化系统的研究与应用。

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第六章先进制造技术未来的发展趋势和战略对策

现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密加工的

前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代；二

是机械制造的高度自动化，以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。超精密加工的加工精

度在2000年已达到0.001μm(1nm)，在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和

材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到010003～010001μm(013～011nm)，现在

精密工程正向其终极目标---原子级精度的加工逼近，也就是说,可以做到移动原子级别的加

工。加工设备正向着高精、高速、多能、复合、控制智能化、安全环保等方向发展,在结构

布局上也已突破了传统机床原有的格式。日本Mazak公司在产品综合样本中展示出一种未来

机床,该机床在外形上犹如太空飞行器，加工过程中噪音、油污、粉尘等将不再给环境带来

危害。随着技术、经济、信息、营销的全球化，我国加入WTO，纵观21世纪的制造业的发展

趋势，进入21世纪，随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未

来制造技术发展的总趋势将向精密化、信息化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全

球化的方向发展。这也是我国机械装备制造业未来发展的方向。

1.全球化

制造的全球化,可以说是21世纪机械制造业自动化最重要的发展趋势[1]。由于网络通

讯技术的迅速发展和普及，正在给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、

物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行，实现制造的全球化。

第二个技术基础是集成化与标准化。异地制造实际上是实现产品信息集成、功能集成、过程

集成和企业集成。实现集成的基础与关键是标准化，可以说没有标准化就没有全球化。一方

面，由于国际和国内市场上的激烈竞争，国内外已有不少装备制造企业，甚至是知名度很高

的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败；另一方面，网络通讯技术的快速发展，推动了企业

向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相

互作用，已成为全球化制造业发展的动力，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

2.虚拟化

虚拟化是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大大加快产品

的开发速度和减少开发的风险。虚拟化的核心是计算机仿真。通过仿真软件来模拟真实系统,

以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中

不可避免的缺陷和错误。虚拟化软件有可能形成21世纪大的软件产业。制造过程中的虚拟技

术，是面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，

以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、

组织管理、车间调度、供给链及物流设计的建模和计算机仿真。通过仿真软件来模拟真实系

统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生

产中不可避免的缺陷和错误。

3.绿色化

已经颁布实施的ISO9000系列国际质量标准和ISO14000国际环保标准为制造业提出了

一个新的课题,就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程(绿色设计、绿色

材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理)生产出绿色产品,产品使用完以后再通

过绿色处理后加以回收利用。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设

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备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后

加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，使产品在生命周期

符合环保、人类健康的要求，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。精密化。精密化一

方面指对产品、零件的精度要求越来越高；另一方面指对产品、零件的加工精度要求越来越

高。加工精度及其发展可分为精密加工、细微加工、纳米加工等等。20世纪初，超精密加工

的误差是10μm，至今达到0.001μm，即1nm。显然，没有先进制造技术，是无法实现的。

4、信息化

信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。同时向制造技术注入和融合，促进着制

造技术的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展，无不与信息技术的应用与注入有关。

它使制造技术的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。

5、网络化

网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品

设计、物料选择、零件制造、市场开拓和产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络

通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动

了企业向着既竞争又合作的方向发展。

6、智能化

智能化是一个动态概念，主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制

造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制

造环境等方面。智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能制造模式

的载体。

7、集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个

能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单

元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集

成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同

时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机

制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。

5.2我国先进制造技术发展的战略对策

（1）在能力培养方面，实施自主开发创新技术成长战略，壮大先进制造业整体创新能力自

主开发创新是指企业通过自身努力，攻破技术难关，形成有价值研究开发成果，并在此基础

上依靠自身的力量推动创新的后续环节，完成技术成果的商品化，获得商业利润。自主开发

创新模式一般具有核心技术的自主突破、关键技术的领先开发和新市场的率先开拓等特点。

独立开发并拥有自己的核心技术或先进技术是跨国公司成长的重要基础。虽然任何技术开发

本身都存在投资成败风险，但由技术开发所带来的巨额的市场利润，是所有企业进行自主技

术开发永不停息的动力源泉。跨国公司所面临的创新的市场不确定性、创新的技术的不确定

性和追求技术垄断的天性，迫使跨国公司总是不断地投入大量研发资金，开发出自己拥有独

立知识产权的技术产品。同时，实施自主技术创新战略往往需要投入大量的研发资金和要有

规避创新风险的能力。因此，企业规模越大，企业越有资金实力进行技术自主创新，企业规

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模对企业技术创新有重要影响，对此熊彼特和柯尔曾从不同的角度、采用不同方法进行了研

究。一般说来，企业规模是通过企业的技术力量、资金保障及R&D活动本身的规模经济性等

因素来影响企业的研究开发能力，企业规模越大，其研究开发能力越强。企业规模又往往通

过市场垄断程度、企业组织结构及产品配套程度等因素影响企业的研究开发方向。

（2）在法律制度方面,东道国采取适宜的知识产权保护制度,同时加强国内和国际反垄断法

规的建设,抑制技术垄断随着《与贸易有关的知识产权保护协议》的签署,国际性知识产权保

护制度逐步得到规范和完善。发展中国家和地区应顺应这种国际趋势,增强本地区的知识产权

保护以吸引外国直接投资和专利引入,促进国际先进技术的扩散。但发展中东道国更应注意知

识产权保护的合理与适度,在向国际规范靠拢时,注意防止因过分保护发达国家的知识产权而

导致国际性技术垄断。经济技术能力比较低的经济体应该在满足最低保护标准的前提下制定

相对宽松的知识产权保护制度,加快技术的溢出和吸收,以较低成本尽快提高技术平,缩短技

术差距。而新兴工业化国家和地区由于对国际技术转让需求提高,国内技术市场也有所发展,

这些国家和地区应该完善知识产权保护制度,充分保护国外的知识产权,以提高国际技术转移

的速度、规模和质量。总之,发展中国家和地区应根据自身经济技术特点制定切合实际、有利

于国际技术溢出和吸收的知识产权保护标准,并在国际知识产权协议商讨的过程中积极维护

和争取发展中国家和地区的利益,在充分促进国际技术扩散的同时,防止发达国家和企业利用

知识产权保护进行技术垄断。

（3）在体制建设方面,完善相关体制,增强本国的技术吸收能力,促进国际技术的扩散由于

国际技术扩散会削弱技术垄断力量,发展中国家和地区应加大其开放度,拓宽技术扩散渠道,

通过三大扩散载体——国际贸易、外国直接投资和专利申请与专利引用,引进、转移和吸收国

外先进技术,最终实现技术进步和创新,破除国际技术垄断。在实现包含技术吸收和创新的技

术扩散过程中,人力资本和研发是两个决定性的因素,两者都与东道国技术吸收能力相关。因

此,发展中国家和地区应注重人力资本的开发,加大研发投入,以增强自身的技术吸收能力。

（4）在资源投入方面，加强技术资源和人力资源的流动，提高技术学习和技术吸收能力要

突破跨国公司技术控制，获得更多的技术外溢，根本上取决于自身技术“吸收能力”。大量高

素质的科技人才队伍正是我国技术“吸收能力”的重要反映。同时，人才的合理流动特别是

接受过跨国公司技术培训的人才向国内企业流动又是我们获取技术外溢的重要途径。

（5）在引资政策上,制定合理有效的引资政策,防止国际技术垄断的形成针对跨国公司采取

的技术垄断与技术扩散的双重战略,发展中国家和地区应该加强政策规划,在积极引进外资的

同时,引导和鼓励其通过非独资化方式进入本国,提高技术溢出的可能性,并在不同经济领域

采用不同的外资引进和竞争策略:在国内企业中有实力能够同跨国公司进行竞争的行业,积极

引进外资,并通过企业改造、企业联合等培育一批有实力的国内企业,增强其与跨国公司之间

的竞争程度;在国内企业中尚未有能力与跨国公司进行竞争的行业,通过引入多个大型跨国公

司的竞争型投资,通过改变竞争结构和竞争环境促使国际竞争国内化,增强该产业的竞争程

度。产业竞争程度的增强通过给跨国公司施加竞争压力,可有效地提高跨国公司技术转移的速

度和层次,防止跨国公司的技术垄断。

（6）在国际合作方面，加强国际合作，争取进入跨国公司战略性技术联盟，提高我国研发实

力和水平，应对跨国公司全球研发战略联盟随着研发国际化及战略性技术联盟的发展，各大

跨国公司均通过各种各样的技术联系结成了一张覆盖全球的复杂技术网络，并借此将全球科

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学技术资源控制在自己手中，强化了它们在技术供应方面的垄断地位，提高了发展中国家从

跨国公司获得技术供应时的成本。我国企业应该加强国际合作，争取入盟跨国公司主导的技

术研发活动，以求融入全球技术开发的主流趋势。积极地参与跨国公司各种重大的科学技术

研发活动，承担部分研究工作，即使不能够主导先进技术的开发方向，也能学习和了解世界

技术发展的方向，以便在未来技术升级以及技术标准制定方面能够争取主动。我国企业还可

以主动地走出去，实施“跨国介入型研发”。通过建立海外Ｒ＆Ｄ机构，跟踪学习世界先进技

术的前沿，紧随世界先进技术的发展步伐，建立和巩固自身技术开发的能力和优势。

结束语

总之，先进制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞

争的重点。我国正处于工业化经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上

发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步

推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发

中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的

差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考文献

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[8]武永利.机械制造技术新发展及其在我国的探究和应用[J].机械制造和自动化，2003

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结论

感谢老师您能在百忙之中抽出时间查看我的毕业论文，做这次的毕业论文,时间长、内容多，

几乎涵盖了大学中所学的知识。我经过了从收集资料、参考教科书，完成初稿的整个过程。两个礼

拜的时间既充实又紧张。过程中，我获得了综合运用过去所学过的大部分课程进行写作的基本能力。

由于先进制造技术是一个很广泛的制造技术，在这个过程中，我做到了学以致用，使自己思维

在写作中得到很好地发挥。在相关资料的帮助下，能结合自己的思路去写作。有许多地方是不懂的，

希望在老师的指导与帮助下得以解决。

在这期间，自己动手查阅了大量的资料，一方面，充分地检验自己的学习能力，丰富了

自己在机械制造行业方面的知识，为自己将来从事该专业工作打下了坚实的基础；另一方面，

使我体会到搞论文或科研需要具备严谨求实、一丝不苟和勇于献身的精神。这次的论文写作，

我最大的收获就是关于如何研究一件事物的方法，还有学会了如何使用资料。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，论文虽然完成了，但我只是掌握了机械制造行

业中很少的一部分知识，还有很多深奥的专业知识等着我们去挖掘、去探索、去学习。我也

将会在今后的工作学习中不断充实自己，不断完善自己的专业知识，为自身的发展打下坚实

的基础。由于所学知识和时间有限，加上缺乏实践经验，工作时间忙等原因，在此过程中难

免。

致谢

由于所学知识和时间有限，加上缺乏实践经验，在写作过程中难免出现错误，敬请老师

批评指正。本论文是在卢伟老师直接指导下完成的，在论文的选题及其论文过程中卢老师多

次给予我指导。当完成了论文的初稿之后，在这，老师在百忙中挤出时间。在本次毕业论文

过程中，能得到卢老师的指导使我感到非常的荣幸，老师严谨的治学作风、高尚的学术品质、

热情的待人态度给我留下了深刻的影响。

在论文的整理、资料的收集等方面，得到了班上同学的积极帮助，占用了他们许多宝贵时间，

在此也向他们表示由衷的感谢。

在论文即将付印之时，对以上导师、同学给予我真诚的帮助再次表示万分的感谢。

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