基于現代制造技術的發展分析

摘 要：21世紀，知識經濟和高科技的迅猛發展給制造業帶來前所未有的機遇和挑戰，現代制造技術被賦予新的內涵和特征，與其它學科交互融合發展，對傳統的制造業產生了巨大的沖擊。只有采用先進制造技術并不斷創新，我國制造業才能在激烈競爭中立于不敗之地。為此闡述了現代制造技術的發展趨勢。

關鍵詞：現代制造技術；特征；趨勢

摘要制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占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，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著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制造技術的研究。

隨著高新技術和知識經濟的迅猛發展，生命科學、材料科學、信息技術、微電子技術、航空航天等新興的科學技術不斷涌現。以計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統制造技術相結合的先進制造技術應運而生，對傳統的制造業產生了巨大的影響和沖擊。目前，世界各國尤其是工業發達國家都非常重視制造技術的開發研究和應用，在這一領域的國際競爭日趨激烈，我們要想在新一輪的較量中立于不敗之地，就必須大力發展制造技術。

一、現代制造技術的主要特征

隨著通訊和網絡的發展，全球性的貿易壁壘正在逐步消失，制造技術已發展成為一個涵蓋整個生產過程、跨多個學科且高度復雜的集成技術。制造的概念和內涵得到大大擴展，它是一種涵蓋面很廣的廣義制造概念，是“大過程”、“大制造”，包括光、機、電產品的制造，工藝流程設計，通用產品和高精尖產品的制造以及材料制備；不僅包括機械加工方法，而且還包括高能束加工方法、硅微加工方法、電化學加工方法等；它不但包括從毛坯到成品的加工制造過程，而且還涉及產品的市場信息收集與分析、產品的選型決策、產品的設計制造過程、產品的銷售和售后服務、報廢產品的處理以及產品的疲勞強度和全壽命過程的預估等產品整個生命周期的全過程。

經濟的發展和社會的進步對制造科學提出了新的要求與期望，它與信息科學、生命科學、材料科學、管理科學等不同學科之間的交叉融合更為緊密，形成了多學科交叉、多方位立體發展的模式。一方面，制造技術為信息科學、生物科學和材料科學提供觀察、實驗、檢測、制造的裝備和技術支持；另一方面，信息科學、生物科學、材料科學的最新成果也會應用于制造業，進一步豐富制造科學的內容，同時，它們的發展也給制造業不斷提出新的使命和挑戰，從而促進制造科學的進一步提高。制造生產模式對制造過程、制造系統和產品的優質將起著關鍵的作用，而制造生產模式是管理科學、社會人文科學與制造科學的交叉、融匯和發展而成的結果，有著統率生產過程、加速高新技術的發展、決定產品質量和市場競爭能力的作用。

先進制造技術的發展與信息技術的發展密不可分。信息技術，特別是計算機技術，極大地改變著制造的面貌，是先進制造技術的發展與制造科學形成的客觀條件。信息這一要素已成為現代制造業中最重要的資源和最寶貴的競爭要素。制造技術不僅加工、處理信息，而且將制造信息錄制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之轉化為產品。現代制造業，尤其高科技、深加工企業，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知識；其所創造的社會財富實際上也是某種形式的信息，即產品信息和制造信息。未來的產品一般應是基于信息或知識的產品。未來的制造技術將向數字化、智能化、網絡化發展，信息技術將貫穿整個制造業。

二、制造技術的發展趨勢

21世紀，制造業日趨全球化，先進制造技術向著自動化、柔性化、集成化和智能化方向發展。總的來看，納米技術、超精密加工技術和可持續制造技術是今后發展的關鍵。

掃描隧道顯微鏡的發明與應用使人們對世界的認識進入納米尺度，從宏觀轉向微觀擴展。納米技術和納米制造技術是當前競相研究的最前沿領域，它將使人們在生產方式和生活方式上有更大的改觀。納米技術包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術、納米測量技術和納米機械學等。納米技術對制造業已經產生了很大的影響，對傳統制造方法、制造工藝與手段帶來了巨大沖擊；同時，納米技術的發展帶動了微型系統制造技術的發展。微型系統是機械技術和電子技術在微/納米尺度上相融合的產物，發展極其迅速，有可能對世界各國的科技、經濟發展和國防建設產生重大影響。其覆蓋領域十分廣泛，從1959年科學家提出微型機械的設想，到第一個硅微型壓力傳感器問世，以及微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯接件、硅微型靜電電機、微型加速度計，直至2000年重僅200多克的微衛星上天，微型系統受到了世界各國越來越多的青睞，其應用領域將不斷擴大。

制造技術的全球化和中國加入WTO給我國的制造業帶來了前所未有的發展機遇，同時也面臨著巨大的挑戰。當前，人類社會已進入信息時代和知識經濟時代，國際經濟合作與交往日益緊密，全球產業結構進入大調整的重要時期，世界正在形成一個統一的大市場。世界范圍內制造業的競爭變得越來越嚴酷，人們對于產品的個性化和服務的要求越來越強烈，產品的生命周期越來越短，只有采取積極的應對措施，才能逐步縮短我國在制造領域與工業發達國家的差距。

進入21世紀，用戶的消費觀念有了很大改變，對企業和產品提出了更新、更高的要求，產品的交貨時間、新產品的開發時間和上市時間，甚至產品的整個生命周期都顯著縮短 產品的開發周期縮短，對市場的響應已經成為企業競爭力的關鍵所在。誰能在最短的時間內交貨，開發出新產品并打入市場，并在產品整個生命周期之內提供最好的服務，誰就能夠占領市場。同時，原來對于產品質量、成本要求的內涵也有所改變，質量除了指對產品本身的性能、功能、外觀、可靠性和使用壽命等方面的要求外，更重要的是指如何在產品整個生命周期之內全面地滿足客戶的要求，包括各種服務，顧客對產品及其服務的滿意程度是衡量產品質量和企業競爭力的重要指標。成本也不是指單一的產品制造和銷售成本，而且是指包括產品的運行成本、維護成本及報廢后的處理成本在內的全部成本。為了降低成本，要求企業的產品和制造系統均具有高度的柔性，以響應快速變化的市場，增強企業競爭力。

知識經濟時代為我國的制造業帶來新的機遇和挑戰， 國際競爭日趨激烈。只有利用先進制造技術，努力提升我國制造業的水平，實現精密化、微型化、高效化、清潔化、柔性化和集成化生產，才能增強企業競爭力，促進制造業的可持續發展。

作者簡介：羅杰，西南交通大學機械學院茅以升班。劉虛，西南交通大學材料科學與工程學院材料成型及控制工程。