先进制造技术的含义范文

导语：如何才能写好一篇先进制造技术的含义，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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摘要：随着信息技术的高速发展，制造行业发生了翻天覆地的变化，先进的制造技术不断地被应用于生产，大大地提高了工作效率，本文对现代集成制造系统的构成和特点作了分析。

关键词：集成；系统；技术构成

一、现代集成制造系统的含义与定位

现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。具体地说，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合，通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行。在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

二、现代集成制造系统的技术构成

先进制造技术(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作为一个专有名词目前还没有准确的定义。通过对其内涵和特征的研究，目前共同的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。其具有如下一些特点：

1、从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；

2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；

3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；

4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；

5、从按照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方式转变。

通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现，现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点，只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大，现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上，继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作，并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想，将它们进行推广应用，由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。

（1）并行工程(CEConcurrentEngineering)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。为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果，使其成为先进制造技术的基础。

（2）虚拟制造(VMVirtualManufacturing)虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而使产品一次性制造成功，达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

（3）敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础的，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。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。

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关键词：高职高专；双语教学；

一、引言

随着教育教学模式的多样化，本科院校虽然依然是学生们努力的方向和目标，但是却已经不再是唯一的选择。加上当前社会对于应用技术的注重，更多的学生开始倾向于选择高职高专作为自己未来发展深造的基地，并在高职高专中学习更加实用的技术和知识应对未来就职过程中企业的需要。高职高专也开始越来越受到社会的关注，其教学也受到了教育界人士的重视。先进制造技术作为高职高专教学中非常重要的一门学科，其教学的质量受到了各界人士的关注。运用双语对此专业进行教学可以让学生们的视野更加开阔，能够让学生们在双语的基础上学习更加先进的技术，阅读的资料也更加广泛。因此，高职高专先进制造技术双语校本教材开发就显得尤为重要。教材是学习的基础和根本，只有双语校本教材的质量高，才能让学生在学习中获得知识能力的提升。

二、开发双语校本的原则

第一，注重教材的趣味性。很多学生在进入到高职高专学习之后，其依然保持着天然的童真之心。虽然学生看似长大成人，但是其依然是一名学生，还未真正走入社会，其依然保持着欢乐的童趣和天性。因此，教师在进行双语教本开发的时候，就需要保持教材的趣味性。只有有趣的内容才能够吸引学生们的注意力。教材的趣味性是教材开发过程中所应当注重的一个原则。第二，注重教材与学生生活的贴近性。只有与生活相关联的内容才能真正被学生们所接受，这些内容也将会成为学生们生活中所经常接触到的知识，成为学生们内化的重要途径。因此，双语教本在进行开发的时候，要注重其与学生们生活的关联，很多抽象的知识都可以通过生动形象的，与学生生活相关联的事物描述而得以具象化。第三，注重内容的条理性。教师在编写双语校本教材的时候要注重内容的条理性，只有内容具有条理性，学生学习起来才能具有逻辑性，学习起来才能做到切实有效。教师在进行教材设计的时候要注重导读内容的设计，做好设计能够很好地引起学生的学习兴趣。在进行教材设计的时候要依照教材的目标进行编写，保证其教材的设计符合教学的需要。其内容的条理性是双语校本教材服务学生的重要基础。第四，注重教材的实用性。双语教材的应用目的是不为了让学生单纯学习知识，其更重要的是将所学习的知识进行应用。因此，其内容的编写要注重其应用性，只有具有实用性的教学内容学生学习起来才更有意义，学生学习的积极性才高，学生进行双语教材的学习才切实有效。

三、高职高专先进制造技术双语校本

教材开发存在的问题国内外制造业都在不断发展，尤其国外对于制造业的发展更为迅速，所掌握的技术也更加先进。因此，阅读国外的各种资料，掌握国外的各种先进制造技术非常关键。不仅是双语教学的目的，更是双脚本教材开发的重要目标。但是，当前阶段，国内在进行先进制造技术双语校本教材开发的效果并不理想，其中还存在很多问题。第一，教师自身能力需要提高。当前高职高专进行先进制造技术课程双语教学工作的教师，大多为英语老师。英语教师的英语功底较好，但是其对于先进制造技术则并不了解。有的高职高专院校选择了先进制造技术专业教师进行双语教学，可是英语教学能力则显现出不足。寻找到既具有先进制造技术能力的教师，又具备较好的英语水平的教师非常困难，教师专业能力的不足不仅让课堂教学出现了很大缺陷，同样让校本教材的开发出现困难。先进制造专业的教师无法真正了解教材的含义，能够阅读教材的英语教师对于专业术语又无从真正掌握。[1]第二，教材结构体系混乱。当前所使用的先进制造技术双语教材在内容的编写方面虽然具有一定的合理性和条理性，但是其结构体系并不完善，还存在很多混乱的，或者不合理的地方。不合理的结构体系将会给学生的学习思维造成混乱，让学生无法形成良好的专业思维，在进行实践操作的时候也无法将知识进行合理应用。所学习的知识仅仅成为“纸上的兵”，难以发挥实用的价值。[2]第三，实践环节不足。高职高专院校所培养的学生更多的是为了适应未来企业或者单位的需要，因此，所培养的学生应当具有实用性技能，能够在毕业之时将所学习的知识进行很好的应用。但是，当前的教材在实践环节的编写方面还存在不足，实践内容较少，或者教材中所列明的实践内容很难在实际生活中实现，教材中的实践仅仅停留在教材中，难以转化成为现实。[3]

四、高职高专先进制造技术双语校本教材开发的策略

高职高专院校进行先进制造技术双语校本教材开发是对自身教学工作的研究和提高，是对教材应用价值的体现。教师在进行先进制造技术双语校本教材开发的时候，一方面要符合双语教材制定原则的要求，另一方面要满足学生们的需要，同时，还要注重结合高职高专教学的实际，从而让教材的价值能够获得充分的展现，让其在教学中进行更好的应用。第一，注重原版教材的引进。教学最好的教材，莫过于对原版教材的使用。尤其对于先进制造技术专业来说，能够获得原版教材的使用，等于让学生直接与国外的先进制造教学工作进行直接接触，一方面能够让学生了解到国外的先进制造技术现状，另一方面也可以让学生感受到英语应用的魅力。国外所使用的教材相比较国内来说质量较高，对其进行引用需要教师在教学中充分发挥其引导的作用，帮助学生对教材中偏难部分，或者理论部分进行充分的讲解，让学生对于教材能够通透的、深刻的理解。高职高专院校学生普遍来说其基础较差，因此，教师在进行原版教材引用的时候，要进行甄别和选择，从学生的实际水平出发，选择适合学生的教材。[4]第二，在原版教材基础上进行改进。高职高专院校在进行先进制造技术双语校本教材开发的过程中，一方面可以对引进的教材进行直接使用，但是，最好的方法还是对教材进行改良和改进，让其满足国内学生的需要，符合教学实情。因此，高职高专院校在引进英文原版教材的基础上，需要对教材进行在改编。比如，可以对原教材内容进行删减，对于难度过高，学生根本无从接受或者理解的部分予以删除，对于学生通过教师引导可以理解和接受的部分进行简化，或者形象化处理，让学生学习起来更加容易、便捷。[5同时，教师还要对原版教材进行本土化“建设”，将国内的先进制造技术融入其中，让学生有针对性的对比国内和国外的先进制造技术的差别和差距，从而让学生对于教材的内容内化、深化。[6]第三，优化教材结构体系。教师在进行先进制造技术双语校本教材开发的过程中，要注重教材的结构体系建设、规划和优化。教材的机构体系将会成为学生未来学习的结构体系，也将会形成学生头脑中的学习思维，因此，教材的结构体系对于教材的教学应用来说非常重要。教师一方面可以参考英文原版教材的结构体系，在此基础上进行改进和优化，另一方面，教师也可以根据实际需要进行体系构建，以方便学生学习为主。教师在进行结构体系优化的时候要立足实际，结合学生基本情况，并对有关资料进行通篇了解。因此，教材结构体系的优化需要教师深厚的功底做基础，需要教师长时间的研究和探索。[7]第四，增加教材的实践环节。任何专业的学习都离不开实践过程的注重和提高。因此，教师在进行先进制造技术双语校本教材开发的过程中，需要融入实践的环节，将实践的过程纳入到教材的结构体系中，成为学生学习、教师教学的重要内容。实践的环节需要教师在进行教材编写的过程中，对当前社会的实际情况有所掌握，在当前高职高专实践、实习的情况的基础上，对教材中的实践应用进行编创。[8]同时，实践环节不适宜特别困难，最好能够做到简单易行，既可以让学生在教师的引导下进行实践，也可以让学生自行组织进行实践，从而增加教材中实践环节的灵活性。

五、结束语

先进制造技术虽然具有非常枯燥的理论内容，但是其还是一门内容丰富的专业学科，并且与其他很多学科都有联系，还需要跨出国门，与国外的制造技术“挂钩”学习。所以，此专业的双语教学工作是非常重要的工作，对双语校本教材进行研究、开发和编制也同样是非常重要的工作内容。教师要此方面进行潜心研究、刻苦钻研，让教材的编制和创作更好地为教师的教学、学生的学习服务。

参考文献：

[1]陈艳.EGP+ESP模式下中职校本教材《晨读英语》的开发与探索[J].江苏教育研究,2014,30:40-42.

[2]刘鹏娟.大学英语教学与双语教学的衔接问题浅析[J].赤子(上中旬),2014,24:91.

[3]钦方,饶坤罗.高职物流专业校本教材开发研究——以《3D货代情景实训操作》为例[J].佳木斯职业学院学报,2014,09:35-36.

[4]韩立红.高校“国际贸易”课程双语教学改革研究[J].教育探索,2014,11:25-27.

[5]王琪.高职航海类专业双语校本教材开发实践与思考[J].航海教育研究,2015,01:8-11.

[6]李红伟,陈东.人体解剖学双语教学校本教材的开发与使用研究[J].卫生职业教育,2014,08:132-133.

[7]陈丽霞.培育学校双语特色促进学校持续发展[J].华夏教师,2015,11:10-11.

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关键词：机械制造技术，特点 ，发展， 趋势

Abstract: the modern technology unceasing renewal, our traditional mechanical manufacturing technology already cannot satisfy the needs of contemporary, we must make great efforts to the development of advanced manufacturing technology, this paper discussed the mechanical manufacturing technology of the status and characteristics, and on the basis of mechanical manufacturing technology development trend for the detailed explored.

Keywords: mechanical manufacturing technology, the characteristic, the development, the trend

中图分类号： TD406文献标识码：A文章编号：

引言：通常意义上讲我们所涉及的机械制造技术是对产品的设计、加工、出售、使用、维修以及回收等整个过程进行研究的学科。当今大量应用先进机械制造技术的最终目的是迎合社会发展,提高产品质量以及企业竞争力。技术的革新极大程度上提高了我们技术的进步,人民群众对其要求也是越来越高,不仅要求外形美观,质量高档,价格合理,使用方便,还要求有多样的品种,快捷的更新,满意的服务以及高程度的自动化。为了迎合社会的发展,满足当代人越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

1、机械制造技术现状及特点

(1)机械制造的现状：我们的机械制造技术近些年来得到了迅猛的发展,日益受到经济管理部门关注,取得了一系列的突破，尤其是在自主开发创新能力方面以及行业整体技术水平方面显著提高。虽然我国也在不断开发,引进及采用现今的机械制造技术,但与发达国家相比,仍然存在诸多问题,主要体现在设计,工艺,自动化以及管理等方面。随着社会的进步与工业生产的高度发展,人们对于产品的要求也发生了很大的变化。特别是制造过程和制造工艺也有了新的内涵。进入21世纪后,以计算机技术、网络技术和通信技术等为代表的信息技术、生物技术及新材料技术,被广泛应用于机械制造的各个领域,使机械制造技术发生了质的飞跃,制造生产模式发生了重大改变,呈现出高技术化、高数字化、高极端化、高绿色化、高集成化的特点和发展前景。

(2)机械制造技术的特点：先进的机械制造技术具有与时俱进性,系统性,市场性及全球性等特点。先进的机械制造技术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,与时俱进,不断更新;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,是一个系统工程;20世纪80年代以后,机械制造业赢得市场竞争的主要矛盾，已经从提高劳动生产率转变为时间、成本和质量的三要素的矛盾,先进的机械制造技术把这三个矛盾有机结合起来,是市场竞争三要素的统一;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。

2、机械制造技术发展趋势

几年来,我国现代机械制造业不断采用先进制造技术,机械制造有了显著的发展,无论制造总量还是制造技术水平都有很大的提高。机械制造从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

(1)科技新时代的到来,尤其是网络新时代的到来,标志着机械制造技术也必将朝着信息化方向发展。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、市场开拓与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。所谓机械制造技术信息化是指机械制造业以信息为主导,借助于物质和能量的力量生产出价值,而不同于以往以物质和能量为主导,借助于信息的力量生产出价值。不久的将来,信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。

(2)自动化和智能化在我们国家的技术革新中占据了重要的地位。主要表现在制造系统中的集成技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。智能化是柔性自动化的重要组成部分。随着社会的发展,人类早已从繁重的体力劳动中解放出来,然而生活水平的提高促使人类不满足于此,如今我们还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来,以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动,智能化促进柔性化的发展,它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。智能制造将作为一种模式,是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统,也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统,它突出了在制造诸环节中以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。

(3)技术和管理柔性化。实现机械制造的柔性化是为了更好的适应多变的市场和产品需求,柔性化包括技术柔性化和管理柔性化。我们这里所谈论到的所谓技术柔性化也就是我们在施工过程中所使用装备和技术路线不受工艺及产品种类的约束,这样的技术就会使我们的工艺得到更大的提升。我们需要在工作中重视管理的柔性,这就是要求我们需要了解管理柔性化的优势,在我们的实际管理中需要重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出如准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。在整个的流程中我们的人为因素发挥了重要的作用,为了使我们整个制造生产系统无论在技术、管理或是人员、组织上都具备充分的柔性必须进行柔性化管理。柔性化管理必须重视人性化管理,尊重人性,从而增强员工的责任感和自主精神,充分调动员工积极性,在日益强调环保的今天,绿色制造技术的出现赋予柔性化更深的含义。

(4)机械制造的灵活化。灵活化也就是尽可能地缩短从设计生产到出售使用的时间,使机械制造厂的机制能灵活转向。未来的市场是具有高度不确定性的,为了迎合多变的不可预期的市场,机械制造必须具有高度的灵活性。

结语：在技术飞速发展的今天,我们越来越能发现机械制造行业的重要性。我们国家近些年来逐渐将机械制造业发展成为我国工业中的核心,其在国民经济的发展中有着不可替代的作用,对于提高我国的综合技术实力有着十分关键的作用。这就是要求我们从业人员不断加强机械制造技术水平,掌握好相关的发展方向,也就能在最终实现提高产品质量及企业效益的目标,保证我国在激烈的市场竞争中处于不败之地。

参考文献：

[1]谭学深.浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向[J].中国科技信息,2008(15):117-119.

[2]王国栋.我国先进机械制造技术的创新及发展趋势[J].技术与创新管理,2008(3):229-230.

[3]杨建伟.试论当今机械制造技术的发展现状[J].硅谷,2008(17):89.

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关键词：云；云制造；中小企业

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)15-3568-02

云制造技术是基于云计算技术延伸和变革出来的，利用网络、互联网平台，按用户需求组织网上制造资源/制造能力（制造云），为用户提供各类制造服务的一种网络化制造新模式。我国中小企业普遍存在制造资源和制造能力的不均衡，资源闲置与资源短缺并存，能力过剩与能力不足同在的现象[1]。云制造在高性能计算机和服务器的支持下，进行统一的、集中的智能化管理和经营，为中小企业中制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务，从而盘活我国中小企业的制造资源的整体存量。

1 中小企业发展现状

我国中小企业占整个企业总数的99%，是中国社会主义市场经济的重要组成部分，已经逐步成为国民经济发展的主力军[2]。中小企业在产品技术创新、产业结构调整、区域经济发展、解决城镇就业和农村劳动力转移、提高国民生活水平、构建和谐社会等方面发挥着日益重要的作用，成为构造市场经济主体，促进社会稳定发展的一支基础力量。中小企业发展受外部环境因素的制约和内部经营策略的影响，存在着很多问题，可以归结为以下几种。

1) 融资难。融资难是制约中小企业发展的最大障碍，导致中小企业无法扩大和创新，形成我国中小企业数量多、规模小的现状。

2) 产品档次低，技术含量低，竞争力差。中小企业受资金、设备、技术、创新等方面因素的制约，产品档次低，产品重合度过高的现象，造成了行业布局、产品结构严重失控。

3) 人才缺乏，管理落后，创新能力差。中小企业普遍存在管理和专业技术人才缺乏，管理人才的缺乏直接导致管理制度不健全，管理水平落后的现象；专业技术人才的缺乏导致中小企业几乎没有科研和创新能力，严重地阻碍了中小企业的成长。

2 云制造概述

2.1 云制造的概念

云制造[3]是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品，是制造即服务理念的体现。云制造是希望采取包括云计算在内的当代信息技术前沿理念，支持制造业在广泛的网络资源环境下，为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务。

云制造可以提供给用户新产品开发、复杂问题求解、大规模仿真、复杂产品加工检测等服务。云制造提供不同的服务平成制造类企业之间的资源共享，减少资源浪费，节省整体的研发、管理、加工等费用，能够很好地促进制造业的发展。云制造的平台示意图如图1所示。

2.2 云制造的技术基础

云制造是将制造业资源进行虚拟化、优化调度并协同互联，制造资源包括制造全生命周期活动中的各类制造设备（如机床、加工中心、计算设备）及制造过程中的各种模型、数据、软件、领域知识等，因此，云制造的实现需要融合语义Web、嵌入式系统技术、物联网、高效能计算等新技术[4]。

1) 语义Web是计算机业和互联网业的术语化定义，其基本含义即基于网络建立任何微小数据的连接，这种连接不仅仅局限于网页。该技术的发展为基于知识的智能计算奠定了基础。

2) 嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。如手表、微波炉、录像机、汽车等，都是用嵌入式系统。该技术的发展为实现终端物理设备智能接入提供了使能技术。

3) 物联网技术是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。该技术的快速发展，促进了各类物与物之间的互联。

4) 高性能计算机的应用和高性能技术的发展为求解复杂的制造问题和开展大规模协同制造提供了可能。

3 云制造对中小企业发展的作用

云制造作为一种新的概念，为制造业信息化提供了一种崭新的理念与模式，对我国中小企业的发展起着很大的促进作用。云制造根据我国的中小企业数量多，范围广，资金和人才缺乏，产品档次低等现状，建立了面向中小企业的公共服务平台，突破中小企业制造业发展的核心技术，整合制造业技术创新资源，全面提升制造业产品创新工作质量和效率，保障科研与生产紧密衔接，实现创新成果的快速产业化，促进制造产业结构优化升级，提升制造业整体竞争力，推进制造产业的发展。为中小企业提供技术创新研发，产品设计、工艺、制造、采购和营销等技术服务，提供信息化知识、产品、解决方案、应用案例等资源，能够很好地为中小企业发展服务，促进其健康快速成长。

3.1 云制造能够促进中小企业制造技术创新和技术扩散

我国中小企业大多规模小，实力弱，技术水平低，经费投入不足，云制造建立的面向中小企业的公共服务平台能够为广大制造类中小企业提供专业性、综合。一方面，可显著弥补以企业为主体科技投入严重不足的缺陷；另一方面，科技资源浪费十分严重，云制造提供的公共服务平台可提高有限的宝贵科技资源的利用率。

3.2 云制造能够促进中小企业的技术和产品创新

针对中小企业在创新过程中遇到的资金不足、管理不善、创新技术信息和实际经验缺乏等问题，云制造通过合理地利用现有的技术资源和相互合作进行的资源整合，提高中小企业技术和产品创新的发展与运行效率。一方面，通过把现有技术转移，提升其服务中小企业的创新能力；另一方面，通过现有科研能力进行技术创新，促进高新技术产业的发展。

3.3 云制造能够加强中小企业的管理能力

云制造能够为中小企业提供科学先进的管理模式和生产模式服务，设计系统管理方案及升级服务。通过提供思想观念、管理体制、组织机构、人力资源开发等进行深刻的变革方法，要求学习现代化管理的新概念、新方式，保障中小企业建立起既引进、吸收国外的先进经营管理方式、方法，又继承我国传统管理中的好经验的具有中国特色的现代化生产管理模式。在这种现代化生产管理模式下，能够很好地推广高新技术，提高中小企业在市场的竞争力。

3.4 云制造能够提升中小企业的产品质量和建立产品品牌

云制造通过现有的制造业产品相关的国内外标准，为企业提供明确的质量目标、能源目标、环境目标等；帮助中小企业做好质量方针、产品标准、管理标准、质量保证体系、计量传递、现场管理等基础工作，使中小企业基础管理得以有效强化。一方面，以“创新”保持行业内的技术优势，以高技术含量、高附加值、高品质保持产品的高档形象和价位优势，尽可能地满足消费者的需要；另一方面，以“质量第一，数量第二”的方针平衡规模和效益的关系，坚持规范有序的市场秩序，保障品牌对于用户的利润优势，维系用户对品牌的较高忠诚度，使用户为该企业合作而感到愉快。

3.5 云制造能够引领产业发展

云制造提供的面向中小企业公共服务平台是以我国中小企业的发展需求和各方的共同利益为基础，以提升产业技术创新能力、积极推广应用先进技术、密切跟踪世界产业发展动态为目标，以具有法律约束力的协议或合同为保障。该服务平台是以国家战略产业和区域支柱产业的技术创新需求为导向，以形成产业核心竞争力为目标，以企业为主体，围绕产业技术创新链，运用市场机制集聚创新资源，实现企业、学校和科研机构等在战略层面的有效结合，突破产业发展的技术瓶颈。

云制造提供的面向中小企业公共服务平台是加强产学研结合，促进技术创新体系建设，推进知识产权和技术标准，推进资源综合利用，积极发展先进制造流程与工艺的重要举措。可以促进以绿色化和信息化为核心，研究开发具有高技术含量产品制造、能源转换和大宗社会废弃物资源化的新一代制造流程及相关工艺。可以引导和支持创新要素向企业集聚，促进科技成果向现实生产力转化。云制造提供的面向中小企业公共服务平台，有利于提高产学研结合的组织化程度，在战略层面建立持续稳定、有法律保障的合作关系；有利于整合产业技术创新资源，引导创新要素向优势企业集聚；有利于保障科研与生产紧密衔接，实现创新成果的快速产业化；有利于促进技术集成创新，推动产业结构优化升级，提升产业核心竞争力。

4 结束语

云制造的使用能够为中小企业提供一个良好的公共服务平台，将有力地促进中小企业快速的发展，但是云制造的应用将是一个长期的阶段性渐进过程，对于当前广大中小企业而言，迈入云制造仍具有一定门槛，需要企业具有良好的信息化基础，并且已经实现了企业内部的信息集成与过程集成，因此，对于云制造的研究与实践工作的开展，需要依靠政府、产业界、学界等多方联合与共同努力。

参考文献：

[1] 申超群,王晓侃.云计算在职业教育中的应用[J].电脑知识与技术,2011(2).

[2] 刘志龙,陈鹏,籍莉.我国中小企业现状与分析[J].市场论坛,2010(3).

[3] 杨海成.云制造是一种制造服务[J].中国制造业信息化,2010(3).

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【关键词】DCS控制系统；DDC数字控制；过程控制PCU

一、CIMS控制系统的产生与发展

在工业从生产过程参数的监测、控制、优化，生产过程及装置的调度，到企业的管理、经营、决策，计算机及其网络已成为帮助企业全面提高生产和经营效率、增强市场竞争力的重要工具。计算机集成制造系统——CIMS（Computer Integrated Manufacturing Systems）正是反映了工业企业计算机应用的这种趋势。为赶超国际先进技术，我国于1986年提出了863高技术发展计划，其中对CIMS这一推动工业发展的先进技术给予了充分肯定和极大重视，将CIMS作为在863计划自动化领域设立的两个研究发展主题之一。经过十多年对CIM概念的深入研究、探索，以及结合我国国情的实践，863/CIMS主题对CIM和CIMS的阐述分别为：“CIM是一种组织、管理与运行企业生产的理念，它借助于计算机硬件和软件，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全过程中的有关人/组织、技术、经营管理三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争”；“CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统”。

二、CIMS系统的结构思想

CIM它在CIMS中是神经中枢，指挥与控制着各个部分有条不紊地工作。制造自动化系统是CIMS中信息流和物料流的结合点，其目的是使产品制造活动优化、周期短、成本低、柔性高。计算机通信网络支持CIMS各个分系统之间、分系统内部各工作单元、设备之间的信息交换和处理，是一个开放型网络通信系统。数据库系统支持CIMS各分系统并覆盖企业运行的全部信息。计算机辅助设计（CAD）技术产生于60年代，目的是解决飞机等复杂产品的设计问题。由于计算机硬件和软件发展的限制，CAD技术直到70年代才投入实际应用，但发展极其迅速。为了将CAD和CAM结合集成为一个完整的系统，即在CAD作出设计后，立即由计算机辅助工艺师制定出工艺计划，并自动生成CAM系统代码，由CAM系统完成产品的制造，计算机辅助工艺（CAPP）于70年代应运而生。这些新技术包括计算机辅助工程（CAE）、原材料需求计划（MRP）、制造资源计划（MRP-II）等。其中MRP和MRP-II是计算机辅助生产管理（CAPM）的主要内容，具有年、月、周生产计划制定、物料需求计划制定、生产能力（资源）的平衡、仓库等管理、市场预测、长期发展战略计划制定等功能。

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城市群是长三角地区一体化发展的载体和必然结果。作为支撑经济增长的极化力量，长三角地区的城市群是参与全球竞争格局的空间单元。协同的一般含义是指两个或者两个以上的不同资源或者个体，协同一致地完成某一目标的过程或能力。扬子江城市群协同发展，是指为了实现江苏率先基本现代化的目标，通过规划和建设，使扬子江各城市之间形成定位准确、分工明确、功能互补的城市群。扬子江城市群协同发展的框架应当包括三个方面：一是城市群协同发展的范围或者对象；二是城市群协同发展的具体内容；三是如何实现城市群的协同发展，包括如何克服协同发展中的现实困难等。

扬子江城市群协同发展涉及的范围

扬子江城市群是长三角城市群核心区的北翼部分，作为长三角地区城市群有机体系中的一个重要的组成部分，其协同发展的范围和对象涉及三个问题：

第一，该城市群在长三角地区的定位，尤其是如何处理其与上海的分工协作关系。上海作为当今的全球性城市，其发达的现代生产者服务业为扬子江城市群发展先进制造业和战略性新兴产业提供了很好的发展条件。从区域分工看，扬子江城市群定位于重点发展先进制造业和战略性新兴产业，是一个符合比较优势的现实选择。从宏观上看，现代产业集群有制造业集群和服务业集群两种形式。其中，服务业集群一般配置在交易成本低，而制造成本高的地区，如上海这种特大的全球性城市，它是知识资本、技术资本、人力资本密集的高地。而制造业集群则适宜于配置在与其成本性态相反的周围地区。一方面，使得在最佳生活圈的严格制约下，“面对面”地接受来自服务业集群的高端化服务投入；另一方面，使“服务业――制造业”集群之间的总成本处于最佳竞争力状态。这种产业间的协同配置，体现为现代经济增长中通过空间生产力重组，达到节省成本、提高竞争力的一体化发展的基本要求。

第二，江苏经济内部三大级之间的关系定位，即如何处理宁镇扬泰城市群、苏锡常通城市群、徐淮盐连宿城市群的关系。扬子江城市群所属的两大城市群，即宁镇扬泰城市群、苏锡常通城市群，与江苏北部地区的徐淮盐连宿城市群，在经济地理上共同构成江苏发展的“黄金三角”关系。在发展次序上，靠近上海的苏锡常通城市群，在过去的农村工业化和出口导向的外向型经济发展中，已经得到了充分的发展；而接受上海辐射程度较弱的宁镇扬泰城市群，总体上是属于内向化的缓慢增长区域；徐淮盐连宿城市群，则处于向工业化中期发展的加速阶段。从江苏三大城市群“黄金三角”关系的建构角度看，“十三五”规划期间，苏州、无锡和南京比较适宜于定位为先进制造业和战略性新兴产业的总部地区，而其他地区则比较适宜于发展先进的生产制造业环节。依照构建新型的区域价值链思路，应该鼓励各市在市场竞争的基础上，发展具有一定地域分工的特色产业，以及顺势推动产业的转型升级和空间重组。

第三，扬子江城市群中，南京作为中心城市的主导功能的发挥问题。苏锡常通城市群的发展直接受益于上海的作用，尤其是上海启动“四个中心”的全球性城市的功能建设，直接造就了该城市群国际制造中心的地位。但是，由于地理位置和历史文化因素的作用，宁镇扬泰城市群却在客观上相对远离上海的辐射作用，尤其是南京虽然处于长三角地区西北部的重要经济节点，但是其中心和核心的主导地位并没有很好地发挥。

南京发展滞后的真正原因，与它没有把握江苏发展的两次重要机遇有直接的因果关系。第一次是l984年左右乡镇经济的异军突起，第二次是l992年后迅猛发展外向型经济。在这两次机遇中，南京作为省会城市虽然在政治上是受益者，但是由于发展竞争客观上偏向于临近上海的苏锡常经济。因此，南京与长三角的其他城市，尤其是苏锡常之间增长的差距不断扩大。

但是目前，科教资源丰富、区域创新体系相对健全的南京都市圈，有可能会在新一轮的区域经济竞争中拔得头筹。基于外需进行国际代工做的是别人早已研发好、设计好的外包订单，自己只能成为别人的零部件供应商，被别人纳入其全球价值链的低端做加工贸易。因此，未来苏锡常经济的特征和指向必须转型升级，把利用国内低端要素进行国际代工的外向型发展模式，转向面向国内外市场的自主创新模式，否则将有可能在“十三五”时期及之后出现大幅度的经济发展衰退现象。这种恶果必须避免。

扬子江城市群协同发展的主要内容和基本特征

扬子江城市群协同发展的主要内容和特征体现在两个方面：一是功能体系的建立；二是组织体系的重构。

关于协同的功能体系建立，主要涉及两个问题：

第一，中心城市的发展问题。扬子江城市群的发展，应该从服务于长江流域开发和一带一路两大国家战略的高度出发，首先要把南京建设成具有物流、人流、信息流、资金流的“枢纽”功能中心城市，发挥它作为中心城市的高地作用。今后，在扬子江城市群网络体系中，中心城市与周围城市之间的联系，可以通过各种具有枢纽节点功能的、互联互通的高等级基础设施来实现。

为了发挥南京等中心城市的支配或主导地位，另外一个是要把它们建设成具有带动创新作用的“孵化器”功能城市。中心城市主宰着城市群内金融、文化、贸易等方面的主要活动，成为影响国家乃至世界经济活动的重要力量。因此，城市群中各种要素的高度集聚，必然引发高强度的相互作用，激励各种新思想、新技术的不断涌现。

第二，城市间要有明确的分工与合作。我认为城市群要在市场竞争的不断动态优化过程中自动实现，包括资源、金融、市场、信息等要素的流动，都要按照市场经济规律合理配置，而不是按照计划经济的要求，由高一等级的政府机构来事先指定。实际上，市场竞争中产业结构的趋同，是一个普遍的、一般化趋势，产业名称趋同并不代表产品结构、技术结构、需求结构和规模结构也趋同，不代表相互之间就没有分工合作。即使是一体化发展程度很高的区域，其产业结构也会有竞争趋同的现象。重复和趋同并不可怕，可怕的是市场不存在自动出清机制。一般来说，只要市场中存在着有效的兼并收购机制，就能自动消除产能重复和过剩，实现竞争中的合作。

关于组织体系的重构或者再造，是扬子江城市群协同发展的内容和特征的第二个方面。随着信息网络技术、交通运输技术的发展，硬件的一体化协同格局，需要有软件的一体化协同机制的配合。有二个重要的问题需要分析：

1.一般认为，目前阻碍扬子江城市群协同发展的主要体制机制问题是分散发展中的行政利益边界。行政区划的存在，导致统一的市场被割裂，产业结构呈现趋同态势，公共基础设施难以完全实现共建共享。以行政区划为边界分割市场是非一体化经济的显著特征。但是在现实世界中，哪里都有行政区划，哪个国家都必须按行政区划进行行政管理，这是由管理幅度和管理跨度的规律决定的。有行政区划就有区内公民的独立的利益边界，但是独立的利益边界并不意味着它要通过行政割据的方式运作。恰恰相反，独立的利益需要通过竞相开放才能真正实现。

2.普遍存在的另一个观点是：为了推进扬子江城市群一体化协同发展，有必要合并某些城市的行政区域，将其置于统一领导之下。我提出两点建议：第一，从根本上解决行政体制所造成的发展问题，不能仅从行政体制的调整来考虑，而是要从建立统一市场的角度来考虑。实践证明，在放开市场的同时转变政府行政职能、建设法治型、服务型政府，才有可能真正解决非一体化发展的体制问题。第二，如果地方政府参与、控制和支配竞争性产业发展的功能不转换，有再多再大的企业也不能解决问题。

实现扬子江城市群协同发展的基本战略取向

要实现扬子江城市群的协同发展，首先要大力推进南京作为巨型城市区域的功能建设。随着交通和信息通信技术的发展，时间和空间被极大地压缩，高水平城市群内部的资源要素可以在更大范围内以更高的效率流通，迅速地使各类经济活动实现跨区域的相互联系和作用。巨型城市区域是当前世界范围内一种新的区域空间形态，它的快速成长需要复杂的联运网络系统、货物运输系统以及能源运输供给、土地利用规划和保护之间的协调，因为其内部的组织是通过客货运输、经济联系、自然资源共享和社会历史共性联结而成的网络系统。

目前，南京建设巨型城市区域的主要办法是要加强它与城市群内部各城市、扬子江城市群内其他城市、江苏其他地区、长三角区域以及全国的高速铁路建设。与高速公路、铁路、航空等运输方式相比，高铁在城市群这一地理空间上有着更多优势，它极大地缩短了城市间的距离，这是其可能成为世界级巨型城市区域的基本条件和基础。可以预见，高铁所导致的地理空间收缩，甚至可能将使整个长三角地区都变成多中心的世界级大都市群。

扬子江城市群协同战略的具体内容集中在三个方面：

一是城市产业转型升级战略。要在竞争的基础上形成明确的城市产业定位，形成中心城市服务高度化+周围城市先进制造业的空间布局。

二是基础设施建设战略的协调。主要包括硬件与软件两个方面，在硬件方面，如高速铁路，节能、低碳的交通运输系统、能源规划、水资源利用等；在软件基础设施方面，如教育资源、卫生健康机构、社会保障体系的配置等。

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关键词：数字化车间，机械加工

中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：

近年来，为实现我国装备制造业的转型升级，国家大力推行精益制造、智能制造、敏捷制造等先进制造理念，并高度重视信息化在制造中的促进作用。数字化车间理论与应用研究方兴未艾。

数字化车间的概念

数字化车间是数字化技术在制造车间集成应用而形成的一种制造车间的模式，即从数字化产品工艺设计、工艺试验、生产组织和管理等方面入手，将制造车间中的数字化设备与工艺设计及生产管理的信息进行集成，形成基于数字化设备和信息集成于信息流自动化的集成制造系统，从整体上改善生产的组织与管理，提高制造系统的柔性，提高数字化设备的效率。

数字化车间目前存在两个方面的含义。一方面，它是指从制造的现实出发，对制造过程中产生的数据进行数字化，并对它们进行加工处理，产生相关的信息，在制造系统中进行存储和交换，并直接应用于车间对生产过程的管理和控制，通常把这种生产方式称为数字化制造。另一方面，它是指“车间”生存于数字化世界，在真实工厂或生产过程还没有开始前，这个车间在虚拟空间中运作，对真实车间进行虚拟现实的仿真，提供优化的结果，是虚拟制造技术的发展。

本文讨论的是前一种含义，其实质是数字化技术在车间的综合应用，即利用计算机辅助进行信息管理、生产工艺安排、生产计划制定和生产过程控制，在车间范围内实现CAD/CAPP/CAM,PDM,MRP,MES,DNC等数字化技术的集成应用。

2、数字化车间的组成结构

数字化车间的总体结构如图1所示，分为企业计划层、制造执行层和控制层。通常，数字化车间本身包括制造执行和控制两个层次，企业计划层是数字化车间的上游，是数字化车间运行的外部环境。制造执行层是数字化车间的核心，它协调车间各个部门完成车间的技术管理、生产计划和调度及整个生产过程的管理与控制，而控制层则完成设备管理、现场数据采集和物流监控。数字化车间需要实现企业以生产计划和执行控制为主线的生产管理信息系统集成应用，以CAD/CAPP/CAM和PDM集成为特征的技术信息系统集成，以及基于网络实现DNC、现场数据采集和物流标识等监控系统集成应用。制造执行系统为车间范围内的这三种集成提供了应用平台。

实施数字化车间的关键是基于车间数字化装备、综合网络（DNC）和数据管理系统建立制造执行系统，实现生产作业计划管理与执行控制，以及实现制造执行系统与企业资源管理系统和产品与工艺过程设计系统的集成应用。

3、典型机械加工数字化车间

数字化车间在各种类型车间中已有广泛实践，以机械加工车间最为典型。机械加工车间通过制造执行系统将工厂生产计划信息引入车间，并根据工厂生产计划进行具体执行计划——生产作业计划的指定，把企业下达的生产任务具体分配到车间的各个生产单元（工段）、工作地和工人，规定他们在月、旬、周、日以及轮班和小时内的具体生产任务；并通过现场终端将生产指令直接下达到操作者，同时及时采集任务状态信息，组织产品生产过程各阶段、各工序在时间上和空间上的衔接协调，实现生产进度控制、产品质量控制、物料消耗与库存控制及生产成本费用控制等。生产计划与控制是实现生产计划，提高产品质量，降低生产消耗和产品成本的重要手段。

车间可通过PDM集成和运行CAD/CAPP/CAM软件，支持车间的工艺准备技术工作，实现设计数据直接引入、工艺建模、自动编程和程序仿真。DNC系统通过网络与CAD/CAPP/CAM相连，直接从NC程序库中读取所需要的加工程序和参数，也可以将生产现场经调试的实际应用程序回收后统一存放、归档。同样，机床的CNC参数也可以通过此系统进行传输。

车间建立刀具管理系统，实现数控用刀具的管理和预调，考虑到生产规模的扩大和品种的变化速度加快，在加强CAD/CAPP/CAM的同时，应注重生产准备环节的技术改造。刀具综合管理和预调制度的建立及刀具管理系统的采用可以实现在车间（单元）范围内的刀具参数和寿命管理，实现刀具的统一调配和配送，将缩短生产准备时间，降低车间刀具占有量，提高刀具的利用率，以及稳定产品质量，还可以通过DNC系统实现刀具参数的传递。

4、机械加工数字化车间的实施效果

通过数字化车间系统的实施，机械加工车间在管理手段、生产效率、生产成本等方面都会有明显效果，为精益生产模式的建立奠定了良好的基础。

1）彻底消除机床信息孤岛，实现了工厂的完全网络化管理

通过机床网络DNC的建设，彻底改变了以前数控机床的单机通信方式，全面实现了机床的集中管理与控制，机床由以前的信息孤岛转变为整个工厂的一个信息节点，实现了数控程序的传输网络化、管理规范化、仿真虚拟化、数据采集自动化。

2）通过图形化的高级排成，最大程度地优化了生产计划

通过高级自动排产算法，可将生产任务分解到每一工序、每一设备、每一分钟，并可通过方便直观的图形看板形式，以即时的方式提供准确的交货日期，实时获知落后于计划的作业，查明是哪里出现了生产“瓶颈”，实现了生产任务的精确管理。

3）实现生产过程的全透明化管理

通过准确、及时、自动的机床生产信息反馈，可以同时采集所有机床的实时状态，随时查看机床的开机、运行、故障等信息，实施获知每台机床的工件生产数量，并结合条码扫描等手动采集方式，实现生产过程全方位的透明化管理。

4）减少机床辅助时间，提高机床利用率

通过协同制造平台，实现了技术、物料、工具、质量等生产准备协同，从根本上避免了因某一环节的准备不足而影响生产的不良情况。通过高级排产、程序网络传输、模拟仿真、程序数据库管理，将生产计划、程序编辑、仿真、管理等生产辅助任务在计算机端快速高效地完成，这些管理措施与手段均可最大程度地提高机床的有效利用率。

5）实现对库房的精细管理，优化库存，降低生产成本

充分利用先进的计算机网络技术，全面实现对车间各类（包括刀具、物料、在制品等）库房的计算机管理，可有效优化各类库存，明显地降低车间库存成本。

6）与PDM/ERP系统全面集成，整合企业制造资源

通过与PDM/ERP等系统的有机集成，以及MES系统自动导入ERP的生产计划等上游信息，实现企业各管理系统之间数据资源最大程度的共享，为实现企业级的精益生产奠定良好的技术与管理基础。

参考文献：

[1] 杨文通，王蕾，刘志峰 编著. 数字化网络化制造技术. 电子工业出版社

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【关键词】机电一体化；内容；发展；应用

机电一体化已成为具有自身体系飞速发展的新型学科，随着相关技术的不断发展，内容也不断更新。其基本特征是从系统的观点出发，综合运用机械技术、电力技术、电子技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、光学技术、接口技术等群体技术，优化配置各功能单元，在保证多功能、高质量、高可靠性、低能耗上实现其特定功能和价值，使整个系统成为最优化的系统技术工程，从此工业生产由机械电气化迈入了以机电一体化为特征的发展新阶段。

1 机电一体化技术的概念和内容

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是机械学Mechanics的前半部分和电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术含义是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机紧密集合并综合应用到实际中去的一门先进技术。构成机电一体化系统主要由：①结构组成、②动力组成、③运动组成、④感知组成、⑤职能组成等五大要素有机结合组成。构成机电一体化系统五大组成要素的内部及相互之间必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。机电一体化技术的内容主要有：①机械技术。②计算机与信息技术。③系统技术。④接口技术。⑤自动控制技术。⑥传感检测技术。⑦伺服传动技术。在机电一体化系统制造过程中，机械理论与工艺都借助于计算机辅助技术，人工智能与专家系统等形成新一代的机械制造技术。

2 机电一体化技术的发展趋势

2.1 机电一体化技术向着智能化发展。自动化就是设计时已按需要输入特定功能的程序，使用时只需要人们起动后就能定时或行程中自动感应信号就能自动完成整个加工或生产程序。

2.2 机电一体化技术向着智能化发展。智能化要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

2.3 机电一体化技术向着人性化发展。机电一体化产品要有完善的功能，色彩、造型等方面与环境也要协调，让人们在使用中感到更简单、更方便、更自然、更接近人们的生活习惯。所以类产品人性化是必然发展方向。

2.4 机电一体化技术向着数字化发展。微控制器和接口技术的发展为机电产品数字化奠定了基础，如不断发展的数控机床和机器人；计算机网络的迅速崛起也为数字化设计、控制技术和制造技术铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有环保性、高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机对话界面。

2.5 机电一体化技术向着网络化发展。机电一体化产品必须朝网络化方向发展。网络技术的兴起普及和飞速发展，促使网络的各种远程控制和监视技术兴起实现。

2.6 机电一体化技术向着系统化发展。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强，一般有RS232、RS485、DCS人格化。

2.7 机电一体化技术向着绿色化发展。在物质极大丰富的同时也出现乱开乱伐资源和资源浪费的现象，带来了资源减少、生态环境恶化的严重后果。

2.8 机电一体化技术向着自源化发展。自源化是指机电一体化产品自身带有能源，运动的机电一体化产品在许多场合没有电源就无法使用电能，自带动力源具有独特的优越性。

2.9 机电一体化技术向着微型化发展。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理器和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。它们具有耗能少、体积小、运动灵活，在生物医疗、信息等方面有很大的优势。

2.10 机电一体化技术向着模块化发展。机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而具有远大前途的工作。研制有集减速单元、变频调速电机一体的动力驱动单元；有视觉、有图像处理、有识别能一体化控制单元、有测距功能的机电一体控制单元等。

3 机电一体化技术的实际应用

机电一体化技术应用非常广泛，手机、电脑、家用电器、数控车床、网络技术、卫星技术等无处不在，其最典型的主要有：

3.1 机电一体化技术在人们日常生活中的应用。家用电器自动控制、高智能机器人、机械手等，这些都将按人们的意愿完成人们想要做的事和人们不能到达要完成的工作。

3.2 机电一体化技术在饮料行业中的应用。机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，使整条包装生产线的生产能力自动化控制水平有很大提高，竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。

3.3 机电一体化技术在现代机械制造业中的应用。先进的机械制造业是以高新技术人才为条件，以信息技术为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进高新制造技术和先进组织管理模式的全新机械制造业，其基本特征是信息化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、环保协调化的绿色制造。

3.4 机电一体化技术在钢铁企业中的应用。① 计算机集成制造系统技术(CIMS)。钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。 ② 现场总线技术(FBT)。是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。③ 交流传动技术。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。因交流传动具有很大的优越性，电气传动技术中将以交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得到实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。④ 开放式控制系统技术。 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按统一标准设计的系统，就能实现不同厂家产品的兼容和互换，资源共享。⑤分布式控制系统技术(DCS)。分布式控制系统是采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。

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关键词：机械设计制造 自动化 发展方向

中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：

机械自动化， 是指在机械制造业企业中充分运用自动化技术，实现对加工对象进行连续化的自动生产，改进和优化的生产过程，机械自动化技术之应用和发展，不仅是机械制造业进行技术改造与实现技术进步的重要手段， 而且还是技术发展的一个主要方向。 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，所以，深入发展我国的机械自动化技术，不仅符合中国特色社会主义基本原则，而且符合我国现代化生产之发展趋势。

1、机械设计制造及其自动化特点

机械设计制造及其自动化区别于传统的机械设计， 其智能化与自动化是本质区别。 机械设计自动化是多种技术的应用，但绝不意味着机械设计制造自动化是多种技术的简单叠加， 而是在各种技术的基础上，实现了整体上的统一，使得现代的机械设计制造自动化具有智能化的特点。机电一体化是机械自动化的发展和延伸，机电一体化研究的开展和应用，有效的保证了机械工业的可持续发展，并为其发展提供了源源不断的支撑和动力。

机械设计制造自动化可以满足机器对于其功能的内在要求。任何产品都有其特定的内在要求，也即是其被开发出来的目的，而机械设计制造自动化具备使得产品符合其内在要求的性质。 通过对机械设计制造自动化系统进行设计，使得产品可以实现对于输入端产生所需要的输出，从而实现其功能要求。 机械设计制造自动化系统是一个复合概念，不仅包含了机电一体化，还包含了机电一体化产品的含义，这是指将产品的设计、制造以及功能的实现作为一个整体来看待， 而其核心是为了功能实现的内在要求。

2、机械设计制造及其自动化的发展趋势

2.1 虚拟化

以前，世界各国机械制造企业在产品设计中，主要是依靠事先进行图纸设计，然后依据图纸开展成品试验，最终完成产品设计。 这样做的弊端在于将会浪费许多宝贵的时间，同时，进行产品试验的过程，会出现人力、物力、财力等各种消耗，尤其是耗费了大量的经济支出。 鉴于当代科学技术手段的日新月异，计算机技术和网络通讯技术的成熟，利用先进的计算机设备，人们能够模拟操作大量的工作，借助于网络，能够在第一时间就对数据进行即时传输，从而让分割于不同空间的双方能够毫无障碍地进行沟通、交流、合作。因此，机械自动化技术将朝着虚拟化方向不断发展已是普遍的共识。

2.2 数字化

这是先进制造技术发展的核心。 数字化制造是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融合、发展和应用的结果。对制造企业而言，各种信息(如图形、数据、知识、技能等)均以数字形式，通过网络在企业内传递，应用数字化技术迅速收集资料信息，在虚拟现实、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下，对产品信息进行分析、规划与重组，实现对产品设计和产品功能的仿真、加工过程和生产组织过程的仿真，或完成原型制造，从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应，以满足客户化要求。对全球制造业而言，用户借助网络信息，各类企业通过网络，根据需求，应用电子商务，实现优势互补，形成动态联盟，迅速协同设计并制造出相应的产品，因此机械制造的数字化发展也是必然趋势之一。

2.3 绿色化

“绿色”是从环境保护领域中引用来的，人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。 人类社会本质上也是自然世界的一个部分，部分不能脱离整体，更不能对抗与破坏整体。人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致，制造技术的自动化也不能例外。制造业的产品从构思开始，到设计、制造、销售、使用与维修，直至回收、再制造各阶段，都必须充分考虑环境保护。 作为“绿色”制造，产品必须在一定程度上是艺术品，以与用户的生产、工作、生活环境相适应，给人以高尚的精神享受，体现出物质文明、精神文明与环境文明的高度交融。 每发展与采用一项新技术时，应站在哲学高度，反思“塞翁失马，安知非福”，即必须充分考虑可持续发展，保持环境文明。因此，机械设计制造自动化必然要走向“绿色”自动化。

2.4 智能化

这是未来制造自动化发展的重要方向。所谓智能制造系统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。 智能制造技术的宗旨在于通过人与智能机器的合作共事，去扩大，延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动，以实现制造过程的优化。机械设计制造及其自动化具有深刻的内涵和美好的发展前景。 把握其发展趋势可以更清楚的认识机械设计制造及其自动化的未来出路，开辟更广阔的发展空间。智能化是在控制理论基础上，吸收多种新思想和方法，模拟人类智能，提高机器行为的推理判断能力、逻辑思维能力和自主决策等能力，以实现更高的控制目标，推动其智能化的不断提升。

2.5 模块化

由于机械自动化产品种类的多样化及生产厂家生产质量的影响，研发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元具有一定难度，但是这一方向具有十分重要的意义。如研制集减速、智能减速、电动机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，有利于新产品的迅速开发和生产规模的逐渐扩大，实现电气产品的标准化、系统化化，促进机械自动化企业的可持续发展。

2.6 网络化

20世纪90年代，网络技术飞速发展，机械自动化产品也不断走向网络化。网络技术促进了经济全球化的发展，只要具备良好性能和质量，机械自动化的新产品必将在全球推广应用。目前，基于网络的各种远程控制和监测技术发展迅猛，机械自动化产品在其中发挥着至关重要的作用。例如利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的集成家电系统，使人们不出门便可充分利用各种高科技生活和娱乐，丰富人们的日常生活。

2.7 微型化

20世纪80年代末机械自动化也不断走向微观领域，微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活，可以大大减少资源的浪费和成本的降低，其在生物医疗、军事、信息等领域优势明显，但其发展的最大阻碍是微机械技术，其产品的加工需运用精细加工技术，难度较高，这一技术的运用和科学开展还需进一步探究。

参考文献：

[1]张伟玲.现代机械自动化制造技术分析 [J].中国科技博览 ,2011(26)

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关键词：数控技术；数控机床；教学方法

我国是世界制造大国，这已经成为不争的事实。制造业是我国入世后较有竞争优势的行业之一。当前世界上正在进行着新一轮的产业调整，一些产品的制造逐渐向发展中国家转移，我国已经成为许多跨国公司的首选之地。为此，中央明确提出“以信息化带动工业化，发挥后续优势，推动社会生产力的跨越式发展”是国家发展战略。应用高新技术，特别是信息技术改造传统产业，促进产业结构优化升级，将成为今后一段时间制造业发展的主题之一。“十一五”期间，实施制造业信息化工程，希望达到四个目标：一是要突破重大关键技术，形成一批具有自主知识产权的制造业信息化产品；二是要建立一批制造业信息化示范企业和示范工程，并且通过辐射效应形成整个制造业的竞争力；三是要结合实施制造业信息化工程，培养若干相关的新型软、硬件产业和新型服务；四是培养一批人才，推进和打造一支信息化的基本队伍。

为达到上述目的，结合我校的办学特点――“合格+特长”，我校“机械制造及其自动化”专业也制定出培养信息化人才的培养计划。通过系统学习现代机械制造有关课程，进一步学习《先进制造技术》、《数控技术》、《数控加工自动编程》、《CAD/CAM技术》等专业课程；相关的实践教学以数控机床为主线，使学生全面掌握数控加工工艺和加工方法；同时，更多地突出我校的办学特点，注重学生的动手能力培养，使学生系统掌握数控机床的基本原理和加工方法，并具有一定的数控机床及数控系统的维护维修技能，以适应人才的需要。

涉及数控加工技术的相关课程在我们的机械制造及其自动化专业的培养计划中占有很重的比例。为提高教学质量，本文结合《数控技术》课程教学，谈谈实践环节的教学方法。

一、提高教师队伍的素质，选用合适的教材

我校的学生大多是从中学直接考入的，基本没有实际工作经验。在目前社会上急需数控技术应用型人才的大好形式下，学生都希望自己能尽快学习和掌握这门技术，这就给专业教师提出了更高的要求。老师在不断提高自身专业技能的同时，均已取得了数控操作中级工的资格证书，还有些老师已取得了数控操作高级工或技师的资格证书。并且，根据学生的实际水平、常用的机床种类、社会需求和考工范围，老师有针对性的编制了校内培训教材，使教学更直接和有效。

二、加强实践环节，理论联系实际

数控技术作为实施现代先进制造技术主要机械装备的主要技术手段，实践性强，因此，在教学中结合专业特点采用的是理论和实践紧密结合的方法，以典型的数控设备――数控机床为主，围绕数控加工的过程控制开展教学与实践。

（一）理论教学的实践性

在理论教学中，介绍数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法，着重阐述计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和计算机辅助数控加工编程等内容。以数控机床为主线，根据加工过程中数控系统内部信息流处理过程（如数控加工工艺、插补、刀补、速度控制等）展开阐述、由浅入深、循序渐进，理论密切联系实际，并注重机电结合和系统理念，反映当今世界机床数控系统技术的发展前沿。对数控技术的几个重要内容、核心技术和最新技术成果作较为系统、深入的叙述。例如，在讲解手工编程和自动编程的教学内容中，着重强调以下几个方面：

1、建立坐标系的概念，它是数控机床自动加工工件的灵魂。机床坐标系、编程坐标系和加工工件坐标系的建立及其相互关系，很容易让初次接触这门课程又没有看到实物的学生产生概念混淆。所以，在讲解这个问题后，带学生到实验室，让他们初步认识数控车、铣等机床，在机床上再一次提出坐标系的概念，学生较容易理解。同时，运行与坐标系有关的不同实例程序控制机床运动，让学生比较机床移动部件与刀具的运动状态和实际位置，进一步加深理解各坐标系及其联系，认识其在自动加工中的灵魂作用。

2、引出编制程序的基本功能指令，它是数控机床自动加工工件的基础。首先，讲授数控机床的五大功能指令（G功能、M功能、F功能、S功能、T功能）的作用；其次，介绍每个指令的含义，要求学生能牢记并能正确理解和应用。例如，在讲授M功能指令中，对容易混淆的M00、M01、M02和M30指令，结合机床的实际操作，讲清区别与联系。使程序停止是这些指令共有的功能，不同的是程序停止后机床的运动状态、工艺条件以及再次运行程序时机床状态。只有掌握了这些指令的区别与联系，才能选用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的检验或排屑，合适的指令只能是M00和M01。

3、介绍编制加工程序的格式。目前，常用的数控系统有华中数控系统、FANUC系统和SIEMENS系统，这三种数控系统程序的格式框架基本相同，但也有一些区别。针对我校的实际数控系统，仅要求学生熟练掌握华中数控系统和SIEMENS系统的程序格式。例如对于FANUC系统，每段程序中的坐标值后应标有“.”，每段程序结束应标有“；”，虽是小标点，但如果缺少则会直接影响加工零件的精度。

4、通过大量编制程序的练习，达到熟悉编程的方法和步骤，提高程序编制的准确率。当然，对于其他的理论教学内容，比如插补原理、刀补原理、速度控制原理等，尽可能的注意理论教学的实践性。在进行了理论课程的学习后，如果直接通过实际操作来验证程序的实用性，在学生没有实践经验的前提下，应该说是非常危险的。因为，虽然在实习老师的指导下操作机床，但因缺乏经验，熟练程度欠佳，可能会有不正确的操作，造成刀具和机床损坏。因此，在实习环节之前增加数控加工仿真系统的学习和练习对更好的掌握这门技术非常必要的。

（二）仿真系统的学习和练习

数控加工仿真系统是在90年代源自美国的虚拟现实技术，是一种有价值的工具。我校所配置的数控加工仿真系统是南京宇航软件工程有限公司为数控机床操作课程专门开发的仿真软件，它配有华中数控系统、FANUC系统和SIEMENS系统的数控车床、铣床。通过对数控铣、车等加工全过程的仿真，提高学生的熟练操作程度，减少机床损坏率，保证程序在真实操作状态下的准确性，能更好掌握这门技术。

首先让学生认识仿真系统的控制面板上每一个键的功能和操作方法，使学生能正确使用它们进行程序的验证。在进入数控加工仿真系统后，强调三步重要工作――输入工件坐标系位置数据，设置刀具补偿参数；输入数控程序；自动加工零件。

1、介绍系统面板。SIEMENS系统的界面有操作面板和控制面板两部分，其上有许多英文注释的功能键，只有熟悉它们，才能很好的应用。为帮助学生记忆，可以将这些键的名称和作用汇总出来，并将操作步骤一一列出，有利于学生尽快掌握。

2、演示整个操作步骤。（1）确定工件坐标系位置数据，设置刀具补偿参数。通过机床在界面选取机床后进入该系统的界面。如：点击“机床”，在出现的界面中分别选取系统和机床类型，确定后，在屏幕上出现所选的机床，通过选择不同的视图来确定观察方向，以求最佳位置。进行模拟选取毛坯并安装在机床上，定义并安装刀具，确定工件坐标系。如：在工件装卡方式确定后，工件坐标系的X、Y、Z各轴对应于零件的相应方向以及零点位置也就确定了。加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。例如：G90 G00 X100 Z20，是指在绝对尺寸下，刀具相对位移到X=100mm，Z=20mm处。究竟刀具的什么部位相对位移到上述位置呢？这个部位称为控制部位，它选择的是否合理，直接影响加工工件的精度。例如，对于车刀，一般选刀尖作为控制部位。对于立铣刀，选择铣刀端面中心点作为X、Y轴方向的控制部位，铣刀底端面作为Z轴方向控制部位。工件坐标系的零点位置就是控制部位与零点重合的位置，它是用机床坐标系的坐标来表示的。在仿真系统中，铣床和加工中心常用的方法是用一个圆棒作为基准工具测定毛坯的边缘，以确定X、Y的基准，用刀具测定Z方向的基准。车床采用试切削的方法确定X、Z的基准。确定了工件坐标系位置数据，在设置刀具补偿参数界面中输入各参数。通过实验，学生加深了机床坐标系、工件坐标系的理解；对于刀位点、对刀点和换刀点有了更深的认识。（2）输入数控程序。在编制和输入程序时，要求学生对编制程序的一些工艺指令，如以G为首的准备功能指令，以M为首的辅助功能指令和其他的功能指令（如F指令、S指令、T指令等）的功用和格式有明确的了解，并能熟记一些常用指令，这样可以提高编程的速度及准确率。同时注意提醒学生在华中数控系统和SIEMENS系统中的程序格式。

3、自动加工零件。可通过选择轨迹显示或在机床上观察到程序执行情况，并可任意调整加工速度和声音等，以增加加工的直观性和真实性。

在仿真系统中还有一个检测功能，检测程序在加工时的准确性，教会学生使用这一功能，通过分析了解零件加工的准确性。如：在SIEMENS系统中，通过点击“工艺分析”，在“测量”段中可逐段检测加工部位，通过控制面板上反映的各轴数据来判断其准确性。

（三）实际操作训练

有了前两个环节，使学生较好的掌握了编程方法，通过仿真验证了程序的准确性，接下来的实践环节就是让学生在实习教师的指导下加工实物。

1、手工编程及加工。选择合适的零件，根据被加工零件的图纸、技术要求及其工艺要求等切削加工必要的信息，确定适合数控加工的内容，进行数控加工工艺性分析并做出相应的工艺处理和数学处理，按照数控系统所规定的指令和格式编制加工程序。提醒学生注意数控加工工序与普通工序的衔接。考虑到加工安全，要求学生采用仿真系统校验程序的正确性，指导教师还要核查工艺的可靠性，才允许学生在实训老师的指导下进行实物加工。先采用走空刀的方法，检验刀具路径是否有错误，是否碰撞零件、夹具或机床等；通过程序检验，然后采用蜡模为原材料，开机试切；通过对蜡模零件几何尺寸的检验，决定学生是否可以采用铝合金来代替石蜡进行正式加工；最后通过钢件的切削加工，使学生对材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量对加工质量的影响有更深的认识。

2、自动编程及加工。针对已采用手工编程加工的零件，让学生使用计算机为辅助工具，在学习CAD/CAM课程的基础上，采用CAD/CAM软件进行计算机辅助数控编程及加工，并与手工编程及加工相比较，使学生认识手工编程是基础，图形交互式自动编程是复杂零件数控编程的发展必然趋势，也是现在复杂零件普遍使用的数控编程方法。突出其编程速度快、直观性好、使用方便和便于检查等优点。

通过数控实训，强调学生熟悉机床操作，理论联系实际，认真练习，做到胆大心细，学以致用。大多数学生都获得了较好的成绩，如愿拿到了相关的等级资格证书。

三、结束语

高校作为人才培养基地，一要坚持培养目标，二要为实现这一目标不断了解学生的反馈信息，不断完善我们的教学方法，理论联系实际，提高教学质量，以更好地适应国家现代化发展的需要，培养出更多的具有较强的实际动手能力的应用型工程技术人才。

参考文献：

1、廖效果.数字控制机床[M].湖北省科技出版社,2004.

2、汪木兰.数控原理与系统[M].机械工业出版社,2004.

3、何雪明.数控技术[M].华中科技大学出版社,2006.

4、田坤.数控机床与编程[M].华中科技大学出版社,2004.

5、陈吉红.数控机床试验指南[M].华中科技大学出版社,2004.