先进制造技术范文

导语：如何才能写好一篇先进制造技术，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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【关键词】制造技术；生产模式；柔性；信息；对策

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。

一、机械制造业的发展趋势

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：

（一）精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

（二）自动化

自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。

（三）信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。

（四）柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

（五）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。

（六）智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。

二、先进的制造模式

机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。

（一）精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)

20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。

独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。

（二）敏捷制造与虚拟制造

美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。

虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。

（三）集成制造与智能制造

美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。

智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。

三、存在差距和实施策略

改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，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，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。

（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。

（二）加强政策与法规建设， 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。

（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。

（四）建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造( IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。

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关键词：先进制造技术；新兴交叉学科；智能化；绿色制造

1 定义

所谓的制造技术就是把原料变成最终的产品的一种科技。当前时期，制造业是我们国家的重要产业，而且国际上常常以该项能力来判断一个国家的发展水平。从上世纪末期开始，由于电脑等科技的出现，使得产品不断的更新发展，此时过去的制造技术已然无法和当前的经济发展能力相协调。当前国际上普遍认为，只有拥有先进制造技术的国家才能够获取更好的发展。

2 特征分析

先进技术相对于过去的技术有一个非常明显的进步，这主要体现在，过去的技术一般是指将原料单纯的变为产品的一个过程，集中于产品的加工以及装配等，但是新技术的特点是其涵盖了很多先进的工艺，能够应用到整个过程中。除此之外还有一个区别是在以前各项学科等是单独存在的，它们之间的联系不是很紧密。然而先进科技的特点是能够将各种学科知识有效的融会到一起，逐渐的变成一种综合化的内容。彼此间的界限正不断的模糊。

当前世界是一个整体，由于贸易以及交通体系的完善加之通信领域的发展，制造业已然成为了全球化的模式。而先进制造技术也得以在整个世界范围内应用推广。越是技术发达的国家其发展速度就越快。目前许多国家都已经全面的推广使用先进制造技术，不过在具体发展的时候也要结合当前的国家发展态势等来分析。对于我们国家来讲，当前正在以非常快的速率朝着国际化的方向发展，因此必须不断的探索研究适合我们国家具体情况的优秀制造科技。

3 先进制造技术的主体技术群和支撑技术群

先进制造技术的主体技术群主要包括有关产品设计技术和工艺技术两大技术群。面向制造的设计技术群系指用于生产准备的工具群和技术群。产品研发所需的费用以及其品质和何时研发成功等都和设计技术有着非常紧密的关联。在设计的时候可使用很多工具，比如通过电脑来配合设计。最近几年开始出现的并行设计有着其重要的存在价值。第一是它能够缩短产品研发所需的时间，第二是能够将生产时期制造的废弃物质数量减少到最低，进而保证了产品能够再次回收使用。制造工艺技术群是指用于物质产品生产的过程及设备。例如，模塑成形、铸造、冲压、磨削等。由于先进技术的发展，过去的制作工艺等开始出现显著的改变。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术，也是制造技术或称生产技术的传统领域。

支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术，诸如：测试和检验、物料搬运、生产计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体技术的协调运行所需的技术，是工具、手段和系统集成的基础技术。

4 发展方向简述

先进制造技术的发展逐步智能化、信息化。基于CAD/CAM技术的CMS是制造业自动化的一个重要方向。CMS通过CAX系统和PDM系统，进行产品的数字化设计、仿真，并结合数字化制造设备，进行自动加工。所谓的智能制造，具体的说是把人工智能合理的融会到生产活动的所有步骤中去，其能够模仿人类大脑开展高效率的活动，能够保证生产活动呈现出最为合理的状态，而且它还能够进行组织活动。当前社会是一个以信息科技为主体的社会，人们的活动离不开信息，信息科技的发展速率已经远远的超出了我们的想象能力。此时信息科技开始不断的向着制造行业融会，促使着行业发生变化，此时出如C IM S、并行工程、精益生产、敏捷制造、虚拟企业与虚拟制造等就出现了。

可持续发展的绿色制造正在逐步引起人们的重视。科学技术的进步为经济以及社会的发展贡献了非常显著的力量，不过在社会发展的过程中生态受到一定的破坏。当前时期人们开始意识到资源并不是无限的。在这种背景之下绿色制造就应运而生了。绿色制造是通过绿色生产过程、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。它有很多的优点，比如能够将生产活动对生态的污染减少到最小。而且能够显著的提升资源的使用效率。尤其是在当今这个资源日渐减少，生态不断恶化的时代里，这种制造方式的优点非常明显，它将会成为今后行业发展的根本方向。

加工制造技术向着超精密、超高速的方向发展。目前加工精度达到0.025μm，表而粗糙度达0.0045μm，已进入纳米级加工时代。超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段靠近。超精加工机床向多功能模块化方向发展，超精加工材料由金属扩大到非金属。

超高速切削。目前铝合金超高速切削速度已超过27m/s，铸铁25m/s，超耐热镍合金为5m/s，超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工。

生物制造系统正在逐步形成。日本三重大学和冈山大学率先开展了生物技术应用于工程材料加工的研究，并初步证实了微生物加工金属材料的可行性。我国于1982年将生物技术列为重点技术之一。在过去的时候，我们很难想象生物和制造这两个根本没有联系的学科能够交叉到一起，然而在当前社会两者不但出现了关联，而且这种关联正在以非常密切的形式存在。此时的生物制造体系的出现就是两者融会贯通的产物 。

5 我国当前的发展态势分析

从“六五”开始我国就启动了制造技术，主要是机械制造技术的国家部委与地方级重点攻关研究开发，因为受到体制方面的干扰，此类的规划以及探索工作一直都是依据领域来开展完善的。单位自主研发新技术的水平十分有限，而且其不论是人力资源还是所需的费用等都十分的欠缺。 1995年4月在北京召开了先进制造技术发展战略研讨会，从战略高度探讨了我国发展先进制造技术的路线和方法。同一时期，国家二期863规划也开始规划下世纪初先进制造技术的发展。

最近的几年，我们国家不断的引入优秀的科技，而且注重培养综合化的人力资源，正是由于不断的努力，我们国家的很多单位已经在制造技术方面获取了突飞猛进的发展，不过我们应该客观的看待，当前我们的技术较之于西方还存在一些欠缺点。要想改变这种局面最关键的一点就是要完善其基础要素，比如扩充数控机床数量等，不断的发展信息化产业群，提升在市场中的份额。除此之外还应该做好人力资源工作，积极的培养优秀的工作者。

6 结束语

当前社会是一个信息化的社会，是一个知识化的时代，只有获取了先进的技术才能够获取有效的发展。随着社会的发展，先进制造技术开始出现并且发展壮大，其实一个逐渐发展而且变化的技术体，它的存在使得我们的生活方式出现了很大的变化。总的来讲，当前的制造业是一个集各种先进技术为一体，并且不断发展创新的行业，它是社会进步的产物 。

参考文献

[1]师汉民，易传云.人间巧艺夺天工――当代先进制造技术[M].华中理工大学出版社，2000.

[2]盛晓敏，邓朝晖.先进制造技术[M].机械工业出版社，2000.

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关键词：敏捷制造 并行工程 快速成型技术

一、引言

在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。人们往往用AMT来概括先进制造技术AMT （Advanced Manufacturing Technology）。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。

二、先进制造技术发展中的关键技术

1.成组技术GT（Group Technology）是一门生产技术科学，利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。

成组技术应用与机械加工方面，其是将结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，扩大批量、减少品种、便于采用高效方法、提高劳动生产率。这就为提高多品种、小批量生产的经济效益提供了一种有效的方法。

2.敏捷制造（AM）

敏捷制造AM（Agile Manufacturing）是指制造业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人）以有效、协调的方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。敏捷制造的目标是企业能够快速响应市场的变化，根据市场需求，能够在最短时间内开发制造出满足市场需求的高质量的产品。敏捷制造包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理及企业重构。敏捷制造是企业在竞争中取得成功的核心能力。首先表现为企业面对变幻莫测的市场需求能迅速做出判断和反应；其次表现为企业具有有效、迅速的整合各方面资源并进行生产的条件和能力。

3.并行工程CE

并行工程（Concurrent Engineering）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后再修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程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。并行工程的目标为提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间。

4.快速成型技术（RPM）

快速成形技术又称快速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM）技术，诞生于20世纪80年代后期，它不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型，是集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

5.虚拟制造技术（VMT）

虚拟制造技术（virtual manufacturing technology，VMT）是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。尽管虚拟制造技术的出现只有短短的几年时间，虚拟制造的应用将会对未来制造业的发展产生深远的影响。

6.智能制造（IM）

智能制造（IM） （Intelligent Manufacturing，IM）是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。其具体表现为：智能设计、智能加工、机器人操作、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能装配、智能测量与诊断等。智能制造渊于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本，提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水准，具有重要意义。

三、结束语

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，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

参考文献：

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关键词：先进制造技术；制造工艺；分析

制造业是我国经济发展的核心，同样对于很多国家而言，制造业也都有着举足轻重的地位，导致全球制造业领域的竞争十分激烈。所以，本文从制造业层面展开研究，深刻剖析先进制造技术和机械制造工艺的现状，寻求发展的契合点，从而获得适合两者发展策略。

一、先进制造技术与机械制造工艺分析

先进制造技术是对比的产物，旨在过往技术的差异下，所实现的高效率、低成本生产方式。而结合当前信息时代背景，先进制造技术也与信息化、数字化的使用息息相关。从技术背景来看，目前的先进制造技术，主要囊括了电子技术、新型管理理念、信息技术等当前使用较为广泛的技术形式，再结合所处领域的技术水平及实力，所形成的技术模式。可以认为，先进制造技术是解决当前困境的技术模式，能够突破现有技术生产瓶颈，从而达到优化生产，提升生产力的目的。不过，即使先进制造技术，其自身也存在着一定的发展阻碍。所以，当周边技术有所提升时，新型的先进技术便会将当前技术模式替代。而制造工艺则体现在具体的技术环节上，以生产力为根本，实现多层面、多层级的技术优化，优化、简化生产流程，并提升产品质量，从而将机械制造工艺的功能最大化发挥出来。

二、先进制造技术及机械制造工艺关系

一般意识认为，先进制造技术依托机械制造工艺，在工艺基础上逐步形成完善且可靠的生产技术。然而，事实上一些先进制造技术，可能源自于材料科学，或是新型辅助技术的出现。故而，前者的认知是不全面的。而不可否认，新技术也是提升工艺的有效渠道，随着新兴技术的出现，机械制造工艺会以成本、效率等方面的需求进行优化，从而形成工艺的升级。因此，可以认为两者的关系为：先进制造技术是时函的产物，也是诸多生产领域发展的带动着。而其影响着机械制造工艺的发展，同时也会因制造工艺的升级而丰富自身。所以两者关系相辅相成、共同促进。

三、先进制造技术水平与机械制造工艺质量提高对策

1.注重整合，加强创新

实现的先进制造技术水平，必须要确保在现有的技术水平上达到一定水准。该问题，也是我国一些企业盲目拖进长期无法提升而导致消亡的重要原因。所以在实现先进技术的创造之前，必须确保对当前技术的掌握水准。同时，虽然技术与工艺之间有着上述的联系。但是，从两者根本导向来看，完全可以分开进行创新性发展。首先，整合当前技术，有效实现技术优化；其次，积极鼓励创新，扩大技术创新优势；第三，深化工艺创新，提升生产基础优势。同时，国家应主导技术和工艺创新，提供优势资源进行扶持，并作为中间角色，将企业与高等院校紧密的联系在一起，从而提升国家的创新能力。

2.增加投入，加大扶持

政府的付出对于技术和工艺的发展尤为重要。首先，政府应当建立专项基金，用于鼓励创新和研发工作；其次，政府应当对优势产业进行扶持，确保此类产业能够平稳有效的实现发展；最后，政府实现直接资金注入，帮助有潜力的企业发展，既起到扶持作用，同时也可以作为公共产品的投资收入，使政府公共服务能力得以提升。除政府外，院校也应该加强社会人才扶持。在现有的教学体系，为机械生产工艺和先进技术领域，培养适合的社会人才。同时，院校也可以寻求企业的帮助，实行定点输送培养的方式，使毕业生更加符合企业需求，从而构建的制造业发展的良性循环。

3.注重推广，稳步发展

技术不能够固守自珍，应当在适合的环境中，发挥出最大作用。但是，先进技术和工艺的创新，很多是由企业所有。企业为了保证自身的竞争力，并不會按照政府的请求将其推广。所以，笔者认为应当从两个方面进行：首先，政府为主导鼓励研究所创新，并用研究成果扶持相关企业，从而促进区域制造业发展；其次，鼓励企业之间实现技术减缓，促进区域共同发展，实现地方经济的良性竞争。政府和高等院校在技术发展层面功能，应当更多是作为经济背景的调节，既要合理的鼓励区域竞争，也应当将竞争控制在良性层面，不断实现先进技术的推广和扶持。

4.加强合作，培养人才

人才是技术发展的必要元素。培养人才主要从三个方面进行：第一，高等学院的自主培养，确保人才知识程度。高校的教育可以保证人才的知识基础，如此也是其未来发展重要支持；第二，实现政府专项奖励机制，鼓励人才在校创新；第三，实行校企合作制度，保证人才与学校的契合性。事实上，校企合作所带来的影响是多层面的。企业不仅可以获得优质的毕业生，也能够将员工送到院校的研究所中，接受高等教育的培养。

四、结语

先进的技术发展水平，很大程度上决定了制造业的发展。我国目前所处于的瓶颈，主要在于高速发展与研究的脱节。随着政府支持和社会力量的注入，先进制造技术与机械制造工艺，将能够在较短的时间内突破瓶颈，从而恢复我国以往的制造业发展水准。本文的主要研究，同样是一次为目的，通过对相关技术和工艺提升的探讨，提出了一定切实可行的策略，希望能够为我国制造业发展略尽绵力。

参考文献： 

[1]桑露萍.先进制造技术与机械制造工艺分析[J].科技创新导报，2013（03）. 

[2]胡烨，陈艳伟.先进制造技术与机械制造工艺分析[J].山东工业技术，2017（01） 

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【关键词】模具 先进制造技术 发展 应用

改革开放以来，我国的计算机信息技术、自动化技术取得了前所未有的发展，传统制造技术再次成为人们关注的一大焦点。当前我国的先进制造技术已经逐步向系统化、集成化发展，为现代先进制造技术的发展提供了必要的技术支持，对模具先进制造技术的发展和应用研究有着重要的实践意义与应用价值。

1.模具CAD/CAE/CAM技术概述

在数字化技术以及三维造型技术的支持下，CAD/CAE/CAM一体化技术在我国各大行业中得到了广泛地推广。目前CAD/CAM技术已经普遍应用于汽车大型覆盖件模具，不仅能够进行模具设计、制造与冲压，而且在数控编程技术的支持下能够实现DNC。CAD/CAE/CAM技术在塑料模具方面也得到了进一步的应用，我国自主研发的软件如北航华正CAXA软件已经得以广泛地推广。新时期，我国的CAD/CAE/CAM技术得到了进一步发展。模具CAD不仅仅是对传统设计与计算方法的单一模仿，而且采用先进的设计理论，根据以往的实践经验与专业的知识理论进行设计，结果更加合理、科学。其次在模具结构设计过程中采用了立体思维以及三维参数化特征，信息流组织以及管理、共享等技术贯穿了模具设计、装配与检测等的全过程。另外还能够对模具的可制造性进行科学评价，其中主要涉及到模具制造与费用的大致估算、模具实用性的评估以及零件制作工艺的评估等。

2.模具先进制造技术的发展

2.1高速铣削技术

作为型腔模具加工的重要组成部分，铣削加工技术以其加工平稳、加工质量优良以及加工效率高等特点在模具加工中得到了广泛地应用。首先该技术具有高效性，一般情况下，高速铣削的主轴转速保持在15000～40000转/min，其最高能够达到100000转，在进行钢切削时，速度可以达到400m/min，其与传统的铣削加工相比高出10倍左右，在加工效率方面也显示出极大的优越性。以插座外壳压铸模加工为例，传统的铣削、电火花成型加工所需的时间为60h左右，而采用先进的高速铣削加工14h便能够完成。高速铣削技术精度较高，一般能够10um，其工件温升小，表面不会出现变质会微裂纹，质量较高，研究显示其表面粗糙度Ra不高于1um。另外高速铣削技术能够对高硬材料进行加工，最高硬度可达到60HRC，成为当前模具制造技术的重要发展方向。

2.2电火花加工技术与绿色产品技术

所谓电火花加工主要指的是在液体介质中，采用脉冲放电原理对导电材料出现的电蚀现象进行清除，进而使零件的尺寸、形状等达到相应的技术要求。国外的电加工机床技术发展较快，其性能、工艺指标与自动化程度均处于领先水平。近年来，随着电火花加工技术的不断发展，人们对加工中的安全与防护技术给予了高度重视。当前电火花加工机床过程中的问题主要集中在辐射骚扰方面，其不仅会引发一系列安全事故的发生，而且对环境具有一定的破坏作用，因此，国际市场开始致力于对绿色产品的研究。以日本某公司为例，该公司采用直线电机伺服实施驱动，不仅反应速度快，而且具有较高的定位精度，且不容易变形，体现了鲜明的优越性。除此之外部分EDM采用混粉加工工艺、微精加工脉冲电源等技术，提升了工作效率。

2.3RPM下的快速经济制模技术

快速原型制造技术最早起源于20世纪中后期的美国，是对制造领域的一次新的创新与突破，该技术将CAD技术、数控技术以及机械工程技术等融为一体，实现了由零件设计发展成为三维实体原型设计，是一项系统性的先进制造技术。截至目前，RPM技术已经实现了向快速模具技术的转移，成为国内外RPM领域研究的一个热点话题。

3.模具先进制造技术的应用

新时期，我国的科学技术水平得到了极大的提升，模具先进制造技术的应用范围越来越广，不仅有效改变了传统加工难以实施的状况，而且在航空航天、机床、汽车以及电器等领域的模具制造中得到了广泛地应用。除此之外，其在电化学、超声波以及激光等新能源中的应用不仅提升了能量的多元化、综合化，而且扩大了传统加工领域的范围，提高了模具制造的质量。目前超声波的加工精度能够达到0.01～0.02mm之间，粗糙程度与传统的模具制造技术相比明显降低，仅为0.54um，对于充模、拉丝模以及抛光模等工艺中体现了较好的应用效果。再如激光加工，其不仅能够对表面进行一系列的处理，而且能够实施打孔、雕刻以及微细加工等工艺，其在聚晶金刚石拉丝模胚料中的加工直径不足0.04mm，数十秒便能够完成。当前我国的车辆与电机等产品呈现出轻量化的发展趋势，这在一定程度上增加压铸模的比例，与此同时对压铸寿命与质量也提出了更高的要求。另外随着现代成型工艺的进一步发展，气辅模具的应用更加广泛，其以优良的刚性与耐高压特性在精密模具型腔应淬火中得到了广泛地应用。除此之外在热流道技术的支持下，制件的质量以及生产效率能够得到极大的提升，降低对原材料的依赖性，节省了大量的生产成本，目前，热流道模具在我国企业中的使用率已经达到了85%以上。

结束语：模具先进制造技术类型复杂多样，且拥有良好的发展前景。新时期必须充分利用现代信息技术、管理技术以及自动化技术等，加强先进制造技术系统中人力、技术与组织构成的集成，不断探索新的模具制造模式，提升先进制造技术在模具制造中的应用效果。

参考文献：

[1]陈亘宇.快速成型技术及其在模具制造领域的应用[J].

科技视界， 2015， 34（23）：101-102.

[2]袁南征， 卢远富， 张开熙，等.高速、高效加工技术在汽车

模具中的应用[J].科学时代，2014，22（13）：253-254.

[3]杨翊.面向先进制造技术的注塑模具设计与制造新理念分

析[J].华东科技：学术版，2015，14（2）：245-245.

篇6

【关键词】测量技术 高端制造领域 应用

【正文】

随着近几年世界经济格局的变化和我国经济技术高速发展的趋势，测量技术的先进程度成为我国未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。测量技术的发展水平及其在机械制造中的应用程度， 是衡量制造科技水平、 提高国家支柱产业核心竞争力的一个重要因素。因此，对于机械制造中测量技术应用的探讨有其必要性。

一、三坐标测量技术在汽车制造中的运用

从上个世纪50年代第一台坐标测量机的诞生到今天各类坐标测量设备的广泛使用，坐标测量已经成为当今工业无可替代的一个重要组成部分。在过去近一个世纪的历程中，工业和实验用坐标测量机经历了多个突破性的飞跃。在已经进入信息时代的今天，三坐标测量技术更是飞速地向前发展着，为工业制造提供着巨大的支持。 汽车制造业属于新兴的高科技产业，对科技技术的含量要求非常高。社会的发展要求汽车制造业不断提高自身的技术，同时也要求来自其它各个领域的技术支持。其中，三坐标测量技术是一个很重要的方面。

汽车车身，以及汽车车身的覆盖件大多数呈自由曲面状，自上世纪90年代中后期起，为了提高测量效率，尤其是为了强化对生产过程的监控，利用先进的光学测量系统，在车间现场实施在线检测的方式已越来越多地进入现代汽车业。一种以结构光学三维传感器为基础的高效“检测站”，被测工件首先由传输装置自动送入生产线上的测量工位，定位传感器将工件的真实位置输入计算机控制系统中，后者根据已编制好的测量程序自动控制安装在框架上众多光学三维传感器中的每一个，对工件上的各关键部位进行检测。一般固定的传感器数量为10-30个左右，完成测量仅需40s左右，效率很高。

二、数字化精密测量技术在机床制造中的应用

数字化精密测量技术是数字化制造技术中的关键技术之一。开发亚微米、纳米级高精度测量仪器，提高环境适应能力，增强鲁棒性，使精密测量装备进入生产现场，集成到加工机床和制造系统，形成先进的数字化闭环制造系统，是当今精密测量技术的发展趋势。数控机床的精度和性能检测领域中，国外著名厂商Renishaw、API及HP等公司生产的激光干涉仪测量系统和球杆仪等在数控机床的几何精度和运动精度的检测和监控中，无论在机床制造厂还是机床使用厂，都得到了广泛的应用。

随着MEMS、微纳米技术的兴起与发展，人们对微观世界探索的不断深入，测量对象尺度越来越小，达到了纳米量级；另一方面，由于大型、超大型高端系统、机电工程的制造、安装水平提高，以及人们对于空间研究范围的扩大，测量对象尺度覆盖范围越来越大，目前已达91m～102 m的范围，相差11个数量级之巨，高端制造中从微观到宏观的尺寸测量范围不断扩大。在此背景之下，微纳制造、超精密制造、巨系统制造等系统中，传统的测量方法和测量仪器受到极大挑战，出现了纳米尺度表征以及参数量值的统一和溯源等许多新的科学问题和工程技术问题亟待解决。

三、精细测量技术在发动机制造中的运用

发动机是由许多各种形状的零部件组成，这些零部件的制造质量直接关系到发动机的性能和寿命。使产品质量的目标和关键渐渐由最终检验转化为对制造流程进行控制，通过信息反馈对加工设备的参数进行及时的调整，从而保证产品质量和稳定生产过程，提高生产效率。降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。

例如各种尺寸类型的 齿轮专用检测仪器，凸轮检测仪器等。这样往往导致企业的计量部门需要配置多类型的计量设备和从事计量操作的专业检测人员，计量设备使用率较低，同时企业负担较高的计量人员的培训费用和计量设备使用和维护费用；企业无法实现柔性、通用计量检测。因此，降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。

四、CAD测量技术在钢箱梁制造中的应用

主塔劲性骨架为主塔施工定位的基础，只有劲性骨架定位准确后，相应的钢筋、模板、预应力波纹管才能根据劲性骨架的位置来进行定位。每次劲性骨架的安装高度平均比每次将要施工的塔柱高度高1～2m，以利于下一节劲性骨架的安装； 安装第2节劲性骨架时，先将劲性骨架的现状标高测定，然后利用CAD将劲性骨架将此标高的坐标求出，在劲性骨架节与节之间设置定位连接钢板，在定位钢板上放出所求坐标，将所要安装的劲性骨架安装定位。此方法有利于主塔定位，保证了主塔的施工准确性，从而解决了主塔空间定位难度大的问题。

根据钢箱梁的结构特点，结合国内钢材的供货及运输现状，将节段组装采用立体、阶梯方式进行，即以预拼装胎架为外胎，横隔板为内胎，依次组焊各粱段的底板单元、斜底板单元、横隔板单元、锚箱风嘴单元、顶板单元及附属件，完成钢箱梁节段的制作。横向对称设计，以底板、斜底板外形为基准面确定胎架形状，利用型钢制作支承钢架与基础预埋件焊接，每个预埋件处的基础承载力不小于30t，支承钢架分横向钢架和纵向连杆，纵向连杆将横向钢架连接起来，形成网架结构，使其具有足够刚度。

随着时代的发展与技术的进步，高端制造行业对测量技术的要求越来越高，依赖性也越来越大，在此背景下，大力发展测量技术，加强对测量技术的研制开发和推广应用，以及研究测量技术的规范化与安全性， 是测量技术工作者一直关注的问题。因此，测量水平的高低，对先进制造技术的生产质量有很大影响，因此在施工中必须对测量技术的运用有足够的重视。

【参考文献】

[1]孙贤标 机械制造领域中对测量技术的应用探讨[J] 城市建设理论研究 2012年第24期

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一、高效多品种的柔性化生产方式

汽车零部件制造技术为了适应市场变化与客户需求，逐步趋向高效多品种的柔性生产方式。如广州丰田与天津丰田配备的GBL（全球车身生产线系统），就能确保车身在焊接工位输送时可以进行不同车型的焊装夹具的来回切换。该技术的应用使得不占节拍的产品品种更换成为现实。并且再搭配以自动控制与自动识别装置、焊接机器人等，从而形成不同类型汽车连续混流生产的模式。再者如普遍应用的用来加工汽车零部件的数控复合机床、快调与快换装置、技术等，无不体现这一点，即通过不同品种零部件的混流生产，促使生产线生产时间缩短，提高效率。

二、更高效的零部件加工技术被广泛应用

高效化的制造与生产工艺在汽车零部件切削加工领域表现得尤为明显，具体表现为强力、快速切削及快调、快装及快进。随着高速切削机的进一步发展及使用性能更加优良的新型刀具材料，使得高速切削在汽车零部件制造加工中应用得更为普遍。不仅如此，一些具有高速移动与转动速度、刚性及动力性能极佳的机床的开发和自控技术的广泛使用，促使自动输送、快装、快调、自动检测等技术或装置迅速发展。上述技术的应用大大提高了汽车零部件的生产与制造。如GC4225刀片，采用新一代技术，赋予刀片抗破损性，避免刀片涂层的剥落，进而避免生产加工汽车零部件时可能带来的不可控风险。汽车制造过程中，必须对铝合金材质的发动机进行高速加工，因此应该根据铝合金不同的材质特性，选择正确的切削液，从而保证加工零部件的质量。不仅如此，正确切削液的选择还能有效减少切削刀具的损耗，适当延长其寿命。除了切削技术，在车身的制造与装配领域，也出现了各种新工艺与新方法。较为成熟的就是以电子控制为基础，将机器人与自动化装置相组合，从而保证产品质量的稳定，进一步提高零部件加工与生产的效率。

三、过程更加精益化

所谓精益化，指在利用先进技术加工生产汽车零部件时，确保人员、资金、时间、场地都控制在最小范围内，并且能够获得较大产出。简单而言就是低投入、高产出、高利润。当前形势下，汽车零部件加工中使用的各类先进技术都已趋向精益化。

四、绿色环保的零部件加工技术

随着人们对节能减排、可持续发展认识程度的不断加深，汽车制造技术开始向节能减排、节能环保方向发展，使得绿色汽车制造技术产生了巨大突破。这一方面的例子较多，如高强度钢板冲压技术、车身中频焊接、激光拼焊技术等，使得汽车轻量化成为可能。再如越来越多的汽车零部件加工中使用水溶性漆涂料，更有甚者一些企业在加工喷涂时利用2C1B或者2C2B技术工艺以便减少烘干喷涂的次数，为了取得良好的效果可能还会利用热量回收装置或者更节能的加热烘干设备进行工作。为了提升毛坯的精度，毛坯精化工艺被广泛应用，并且对零部件的机械加工余量相对减少，一些零部件甚至不需要多次粗加工，可以直接精细加工。另外，废旧的零部件可以作为毛坯再次加工制造，实现资源的重复利用。机械加工时采用干式切削的方式，利用水基冷却液或者中温常温清洗的方式替代原先使用的冷却油。

五、零部件加工智能化技术

这类技术多以强大的计算机运算能力作为支撑，从而实现对加工的零部件精度与质量进行控制。这类技术能够验证零部件加工的工艺方法，通过比较现实因素、加工时的流程、精度要求、工艺参数等数据，以便对其进行优化。智能化技术中以虚拟技术应用最为普遍，它可以迅速完成各类零部件加工工艺的模拟，如热加工的数字与物理模拟或者铸造充型凝固等。除此以外还有计算机控制管理系统的使用，从而实现对零部件加工生产过程的跟踪与监督，从产品源头保证质量，并能够做到故障检测与分析。计算机网络技术可以进行汽车故障的远程诊断，改善诊断环境，提高诊断效率。不仅如此，在加工零部件时还可以通过集中监测与分散控制系统对汽车零部件制造工艺进行全程跟踪，自动识别多种汽车零部件，提高效率。

六、结语

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Abstract: Data envelopment analysis(DEA) is conducted according to the input and output indicator values. Relative efficiency evaluation is conducted for theinput data of the investment program of advanced manufacturing technology(AMT). To avoid uncertainty and non-magnanimity of considering the input indicator alone , the quantitative analysis of the intangible benefits output indicators is done. Changing the C2R model and BC2 model in the DEA, combinating the Duality Theory, a view that intangible benefits value of ATM is a new type of the shadow price is proposed. Relative effectiveness of ATM intangible benefits is analysed and put forward the improved method for the input and output data of the ineffective programs. finally, the feasibility and practicability of the method is proved by an example.

关键词:先进制造技术;无形效益价值;数据包络分析;效益评价指数

Key words: advanced manufacturing technology;intangible benefits value;data envelopment analysis; benefit evaluation index

中图分类号:F403.7文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0054-04

0引言

企业开发先进制造技术项目需要大规模投资,而且实施先进制造技术的主要目的是提高企业竞争优势,具体包括:提高产品质量、增强柔性、降低成本、缩短产品交货期、减少废品和返工、精简人力、改善工作质量、增强制造过程的抗干扰能力、提高企业对市场需求的反应能力、提升企业形象、及时引入新产品和更新产品、提高企业对市场机会的控制能力、降低工作强度和增强员工对企业的满意度与忠诚度、获得新技术知识和使用新技术等等。这些因素产生的效益除成本的降低可以在现有会计系统中有所体现外,其它效益都是不能直接货币化的无形效益,难以定量化分析,因此使得先进制造技术效益评价问题变得比较困难。

AMT无形效益是关系到企业长远发展的关键因素,是投资的主要目标和做出正确投资决策的关键。对AMT无形效益的评价,有助于企业从长远的战略角度选择投资方向,提高企业的整体实力,保证经营目标的实现。我国学者在这方面做了很多研究,提出了很多无形效益定量评价的方法。李春好等利用多目标广义投资效率模型和综合效用评价模型分别对方案的优劣进行了排序[1-2];宋金波等对AMS的技术创新优势的无形效益进行了分析[3-4];汪应洛等用可能性分布表示评价指标值,并对投资项目的有形效益和无形效益进行加权平均,最终得到综合效益的评价结果[5-6]。但是这些研究成果都是对AMT投资方案结果的分析,没有考虑投入因素对产出无形效益的影响。刘德学等利用C2R模型对AMT投资总体效益进行了分析,但并没有具体分析AMT投资的无形效益该如何度量,而且只对方案中输入指标影响最大的因素作了分析,并没有说明规模是否合理且怎样改进[7-8]。本文针对AMT投资特征,通过对DEA中的两个经典模型C2R和BC2联合分析,导出影响无形效益的主体原因,再以DEA的相对效率为基础,构造AMT投资的输入输出评价指标体系,结合对偶理论,提出无形效益的价值是一种新型的影子价格的观点,从技术有效还是规模有效等几个方面分析AMT无形效益的价值,对AMT无形效益价值进行相对效率的评价,并给出了无效方案的改进方法。为AMT无形效益价值的分析提供了一种新的量化分析工具。

1DEA评价模型

设有m个AMT投资方案,亦即m个决策单元:DMUr,r=1,2,…,m,每个方案均有n种输入和p种输出,DMUr的输入和输出向量分别为x=(x1r,x2r,…,xnr)T,y=(y1r,y2r,…,ynr)T,r=1,2,…,m,假定n种输入的非负权重向量为v=(v1,v2,…,vn),p种输出的非负权重向量为u=(u1,u2,…,up)。在一般情况下,由于人们对AMT投资方案输入、输出之间的信息结构了解比较少或者它们之间的相互替代性比较复杂,同时也为了尽量避免决策者主观意志的影响,所以,不事先给定输入和输出的权重,而是将输入输出权重看成是可变量,然后在分析过程中根据某种原则来确定。为了衡量每一个AMT投资方案的综合输入输出效果,定义AMT各投资方案DMUr的效率评价指数为:h==uyvx r=1,2,…,m

由DEA的弱有效性特征[10]可知,对AMT第k个投资方案的评价是一个在所有DMUr的效率评价指数hr都小于或等于1的条件约束下,寻找对DMUk最有利的投入项权重组合(v1,v2,…,vn),以及产出项权重组合(u1,u2,…,up),使得DMUk的效率评价指数hk达到最大的数学规划模型。因此构造评价第k个AMT投资方案的C2R数学规划模型(Ⅰ):max hk=uyvx

s.t.uyvx1,r=1,2,…,mu0,j=1,2,…,pv0,i=1,2,…,n(Ⅰ)

模型(Ⅰ)中,当hk等于1时说明相应的AMT投资方案的效率为相对有效。模型(Ⅰ)是一个分式规划,利用Charnes-Cooper变换[5],在模型(Ⅰ)中,令t=,ω=tv,μ=tu,从而将模型(Ⅰ)化为等价的线性规划模型(Ⅱ):max hk=μy

s.t.μyωx1,r=1,2,…,mωx=1u0,j=1,2,…,pω0,i=1,2,…,n(Ⅱ)

由于AMT无形效益的不确定性、难以度量及难以预测性,因此它是一种具有社会因素占主导特征的影子价格。模型(Ⅱ)中投入产出项的权重是生产内部价值的反映,根据对偶理论,相对于外部因素而言这种权重值实际上是一种反映外部松弛价值的变化量,这种变化量恰好能描述AMT无形效益的影子特征。为了对AMT无形效益的评价,将模型(Ⅱ)的求解转化为对模型约束条件松弛变量的分析。写出线性规划(Ⅱ)的对偶式:

min θ

s.t.xλ+s-i=θx0yλ-s+j=y0λ0,k=1,2,…,ms-i0,s+j0,i=1,2,…,n;j=1,2,…,p(Ⅲ)

设ε>0是一个非阿基米德无穷小量[10],针对模型(Ⅲ)考虑带ε的C2R模型:min θ-εs+s

s.r.xλ+s=θxyλ-s=yλ0,k=1,2,…,ms0,s0,i=1,2,…,n;j=1,2,…,p(Ⅳ)

其中,θ为投入比例变量,λ为第k个AMT方案的决策变量,s为与投入相对应的松弛变量向量,表示第k个AMT方案DMUk应减少的投入量;s为与产出相对应的剩余变量向量,表示第k个AMT方案DMUk应增加的产出量。令s=s+s,表示第k个AMT决策方案相应无形效益松弛量,由于ε>0是一个非阿基米德无穷小量,根据对偶理论及模型(Ⅳ)目标值的要求,则必有0s/θ0。

模型(Ⅱ)假设投资函数存在固定的规模报酬,若在(Ⅱ)中增加了一个固定的变量ck使得允许规模报酬变动,即得到BC2模型(Ⅴ):max hk=μy-ck

s.t.ωx-μy+ck0,r=1,2,…,mωx=1u0,j=1,2,…,pω0,i=1,2,…,n(Ⅴ)

同理,为了评价AMT无形效益,将模型(Ⅴ)的求解转化为对模型约束条件松弛变量的分析。考虑如下对偶问题

min θ-εs+s

s.r.xλ+s=θxyλ-s=yλ=1λ0,k=1,2,…,ms0,i=1,2,…,ns0,j-1,2,…,p(Ⅵ)

模型(Ⅳ)可用来同时评价AMT无形效益的规模有效性和技术有效性,模型(Ⅵ)则仅用来判断技术有效性,因此,分析AMT无形效益时,将两个模型结合使用,就可以判断每个方案是技术有效还是规模有效,从而为方案的改进提供帮助。

2DEA评价的有效性分析

模型(Ⅳ)和模型(Ⅵ)可以视为一种生产前沿的非参数估计,可以利用一组实际的输入输出观测值(即DMU的输入输出值),构造出输入输出一切可能组合的外部边界(称为“包络边界面”)约束条件,使得所有的输入输出观测点均落在这个包络面内。下面的定理将证明,只有DEA有效(或DEA弱有效)的决策单元对应的生产点位于包络面上,即DEA有效决定了产出的效益是有效的。模型中的λk将各个有效单元生产点连接起来,形成一种有效包络面(即生产前沿的分段线性估计),该包络面描述了投入产出的AMT无形效益的价值,位于此前沿面上的DMU被视为DEA有效的,而远离前沿面的DMU为非DEA有效的。从多目标规划的角度看,如果以输入最小,输出最大为目标,那么生产前沿面就是以生产可能集做为约束集合的相应线性多目标规划的Pareto面,即数据包络面的有效部分。因此,利用DEA的有效单元生产点λ来评价AMT所产生的无形效益,判断投入的合理性,其结果是有效的。进一步可利用一种线性变换对于不合理(即非DEA有效)的AMT方案进行改进,也会得到DEA有效的AMT无形效益包络面。

由于利用模型(Ⅰ)与模型(Ⅱ)得到的最优目标函数值是相同的,因此可以用模型(Ⅱ)来定义决策单元的有效性。

定义1若模型(Ⅱ)的最优值等于1,则称DMUk为弱DEA有效。

定义2若模型(Ⅱ)存在最优解ω*,μ*满足ω*>0,μ*>0,并且最优目标值等于1,则称DMUk为DEA有效。

根据线性规划对偶理论中的互补松弛性,对于模型(Ⅳ)和模型(Ⅵ),若存在带非阿基米德无穷小量的最优解,则有如下有效性判断的性质。

定理1设ε为非阿基米德无穷小量,模型(Ⅳ)的最优解为:λ*、θ*、s、s,i=1,2,…,n,j=1,2,…,p,则有:

()若θ*

()若θ*=1,s+s>0,则被评价单元DMUk为弱DEA有效。

()若θ*=1,s+s=0,则被评价单元DMUk为DEA有效。

证由条件知,模型(Ⅲ)和带有ε的对偶模型(Ⅳ)存在最优解,并且最优解λ*、θ*、s、s是模型(Ⅲ)最优解中使目标函数s+s达到最大的最优解,因此,若θ*0,由定义2,DMUk为DEA有效。证毕。

定理2设ε为非阿基米德无穷小量,若模型(Ⅵ)的最优解满足θ*=1,则决策单元DMU技术有效,否则,技术无效。

证明过程与定理1相似。证略。

由定理1的判定条件()可知,当θ*

定理3设ε为非阿基米德无穷小量,模型(Ⅳ)的最优解为λ*、θ*、s、s,i=1,2,…,n,j=1,2,…,p且θ*

证模型(Ⅳ)的对偶规划矩阵式为:

max μyk

s.t.ωx-μy0,j=1,2,…pωx=1,k=1,2,…,mω0μ0

设其最优解为ω*,μ*,且ω*>0,μ*>0。由线性规划的对偶互补条件,有:(ωx-μy)λ=0,j=1,…,p

因此:ωx-μyk=ωxλ-μyλ

=(ωx-μy)λ=0

现在对于任意C2R模型的生产可能集T里的有:

xλx,yλy

其中λ0,j=1,…,p,故:

ωx-μy=ωxλ-μyλ

=(ωx-μy)λ0

即(,)为下面问题的最优解:

(ωx-μy)=ω-μ,k=1,2,…,m

因此(,)为多目标规划的Pareto解,即(,)为DEA有效。证毕。

3评价指标的设定

由于AMT无形效益的属性具有不确定、不可度量等社会特征,因此DEA的投入产出属性需要具备完整性、可衡量性、可解构性、不重复性和最少性等,但DEA评价属性设置太多会增加模型的复杂度和结果分析的困难度,因此,在考虑评价目的以及确保评价指标之间保持相互配合与相互联系的基础上,将代表AMT投资的人、财、物三方面投入的资本额度,员工人数比率,技术人员比率,设备利用率等四个基本要素定为输入指标。将AMT无形效益最为典型的六个属性:系统柔性,产品交货期,产品质量,市场竞争能力,客户满意度,产品研发能力定为输出指标。

设m个AMT投资方案DMUk ,r=1,2,…,m,每个方案的评价指标设置相同。根据前述模型的假定,每个方案均有四种输入xir,i=1,2,3,4,有六种输出yjr,j=1,2,…,6,具体指标及其经济含义定义如下。

投入资本额度(x1r):表示在AMT的投资准备以及实施过程中,企业所投入的资金情况,该指标主要衡量企业对AMT财力方面的投入力度。

员工人数比率(x2r):表示在AMT实施过程中,参与该方案所涉及各项工作的员工占全体员工总数的百分比,该指标衡量企业实施AMT人力方面的投入状况。

技术人员比率(x3r):表示企业在AMT方案的实施中,专业技术人员占该方案实施所需的全体员工总数的百分比,该指标衡量企业实施AMT的企业技术力量。

设备利用率(x4r):表示实施AMT利用企业设备的数量占企业全部设备数量的百分比,该指标衡量实施AMT,企业可以一次性投入设备的能力,该指标体现了企业对AMT的物力方面的投入状况。

系统柔性(y1r):表示系统适应变化的能力,该指标表示两个方面:一是系统所能适应的变化范围,另一方面是系统对变化进行响应的难易程度。

产品交货期(y2r):产品交货期可以影响流动资金的占用、库存以及与库存相关的成本费用之外,还会影响对顾客的服务质量,对潜在顾客的吸引等。

产品质量(y3r):产品质量是影响企业形象的重要因素,产品质量好,企业形象也会跟着提升,企业可信度自然也会增加。该指标衡量产品合格率。

市场竞争能力(y4r):企业在同行业中的市场份额,以及在该行业中的地位,表示了相对于其他同行业企业而言的竞争优势。

客户满意度(y5r):顾客对产品以及服务的满意程度,该指标度量是否能够满足顾客需求多样化。

产品研发能力(y6r):研究开发新产品的时间周期,该指标表示企业及时引入新产品的能力。

4实例分析

表1为六种先进制造技术投资方案DMUk 的相关指标数据,k=1,2,…,6,按照相同的目标和任务、相同的外部环境以及相同的投入产出指标原则,每个AMT投资方案即为一个决策单元(DMU),在这些数据中,方案的四个输入指标{xir}:投入资本额度,员工人数比率,技术人员比率,设备利用率是可直接量化的指标,输出指标{yjr}是代表AMT无形效益价值的六个产出属性:系统柔性,产品交货期,产品质量,市场竞争能力,客户满意度,产品研发能力,这些指标不可以直接量化,因此,通过专家评测采用10分制打分法对其进行打分,其中1为最差表现,10为最好表现,以此作为评价系统的初始输出指标值。

利用LINDO6.0软件,对模型(Ⅳ)求解,其结果见表2,对模型(Ⅵ)求解,其结果见表2所示,其中非阿基米德无穷小量取10-9。

利用表2和表3的数据,对六种投资方案的AMT无形效益价值进行有效性分析,并对那些无效的DMU方案提出改进措施,使得AMT无形效益的价值水平得到最优的提升。

4.1 无形效益价值的效率分析C2R模型中,θ=1,即无形效益的总效率有效,也就是说输入指标达到了最佳组合,而且得到了最大无形效益产出;θ≠1,即无形效益的总效率无效,说明输入指标存在资源冗余。BC2模型中,θ=1,即为技术有效,说明方案实施中,对于投入要素做到了有效地运用,以达到产出无形效益的最大化,其值越高表示其投入资源使用情形越有效。对于同一个决策单元,无形效益的总效率无效,但技术有效,说明这种无形效益总效率无效是一种规模无效。

从表2中的数据以及前述DEA有效性判断定理的结论可知,方案1、方案3、方案4、方案5中的θ=1,且对每个最优解λ*、s*-、s*+,都有s+s=0,所以是DEA有效的,即无形效益的总效率有效,说明如果将这几个方案的投入要素有机组合投入,可以达到最佳无形效益产出水平,每一个单位的投入都可以得到充分的利用,从而得出最大的无形效益产出;另外,每增加一个单位的投入,无形效益的产出也会增加一个单位。而方案2、方案6中的θ

从表3中的数据可以看出,方案2的θ=1,是DEA有效,而方案6的θ

4.2 无形效益价值的规模收益分析规模收益是用来表示某方案(即决策单元)的投入项和无形效益产出项之间是否达到最佳状态,包括无形效益的规模收益不变、规模收益递增、规模收益递减三种情况。若存在λ,使λ=1,则DMUk无形效益的规模收益不变;若λ1,则DMUk无形效益的规模收益递减。

由表2中的数据可知,方案1、方案3、方案4、方案5的∑λ=1,它们的无形效益规模收益不变,达到规模经济,而方案2和方案6的∑λ

4.3 无形效益价值的投影分析由定理3可知,非DEA有效的决策单元,按照变换公式:=θx-s=y+s进行调整,调整后的决策单元必定是DEA有效的。

从投入产出松弛变量的数据来看,在目前的规模下,方案6的投入还可以再减少,对于方案6做如下调整:

=θx-s=0.914826*95-5.173614=81.734856,

同理,=θx-s=0.914826*26-0=23.785476,=23.215386,

=75.015732。

同理可计算:=y16+s=7+0=7,=7.092394,=6,

=7.382725,=4.762871;=7.181349。

由计算结果可以看到,对于方案6,在现有规模的无形效益输出下,只要将投入资本额度,员工人数比率,技术人员比率,设备利用率分别调整为81.734856万元,23.785476%,23.215386%,75.015732%,那么在现有规模的输入下,具有无形效益特征的产品交货期,市场竞争能力,客户满意度,产品研发能力的无形效益价值分别可提高至7.092394,7.382725,4.762871,7.181349,系统柔性和产品质量的无形效益价值不变,而且使得投资方案成为有效决策单元。

综上所述,通过分析,本实例得到如下结论:方案2应该适当增加它的投资规模;方案6应该在投影量值的改变下,同时增加它的投资规模;方案1、方案3、方案4、方案5几个方案的投入要素可以根据实际情况进行有机组合,都将使AMT无形效益价值无论从规模效率还是技术效率方面达到最优水平。

5结束语

从文中讨论的结果可以看到,将DEA分析方法进行适当的变化,可以做到对AMT无形效益价值的定量分析和评价。文中将DEA最基本的C2R模型和BC2模型进行改进,充分利用对偶理论的本质特征,提出无形效益价值是一种新型的影子价格的观点,然后将这两种概念结合起来,从总效率、规模效率、技术效率和投影效益几个方面对AMT无形效益价值的效率进行了定量的分析和评价,得到一些有意义的决策结果,并通过实例的计算分析,验证了方法的可行性和实用性。文中提出的方法为无形效益的研究提供了一种量化分析的工具。

参考文献:

[1] 李春好.先进制造技术选择的多目标广义投资效率模型[J].中国软科学. 2002,(8):73-76.

[2] 宋之杰,谷晓燕.先进制造系统技术创新优势无形效益评价[J].经济问题.2008,(10):37-39.

[3] 宋金波,戴大双,王东波,宋砚秋.基于人员因素的先进制造技术成功实施研究[J].科研管理.2007,28(3):19-25.

[4] 杜丹丽.先进制造技术的DEA选择研究[J].工业技术经济.2006,25(2):69-72.

[5] 李晓明,孙林岩,汪应洛,高杰.先进制造技术(AMT)应用水平与制造业企业市场竞争力关系研究[J].管理工程学报.2004,18(4):55-59.

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一、将学科前沿引进“先进制造技术”的必要性

先进制造技术由传统的制造技术发展而来，保持了过去制造技术中的有效要素，是制造技术的最新发展阶段。先进制造技术的应用使工厂生产发生巨大的变化，产生一系列新的职业及岗位[1]。我国高等院校的机械专业正是为生产第一线培养和输送人才，这些人才作为制造部门的建设者和管理者应该紧跟新技术、新发明、新产品，全面了解制造业，为此高校开设了“先进制造技术”这门课程[2]。先进制造技术是一种动态技术，不断吸收各种最新的技术成果，那么“先进制造技术”课程也应该是一门动态的课程，随着新科技、新理念的出现而不断更新、充实和发展。而新技术、新理念、新产品、新发明等都和学科前沿紧密相关，所以将学科前沿引进“先进制造技术”的本科课堂教学就非常的必要。

二、教师以研促教、教研结合、终身学习

近些年来，国家在科学研究上投入大量的财力、物力和人力，设置不同级别和类型的基金项目，鼓励教师积极申报课题及进行成果转化。所以越来越多的高校教师积极投身科学的海洋，不断有新发明、新产品以及高水平的论文走在科学的前沿。教师在授课的过程中将自己的研究成果以及研究方向的科学前沿和教材有关章节的内容有机结合，对于学生而言能激发兴趣、开阔视野，提高课堂学习效果；对于教学而言教研结合，打破传统的教学模式，深挖教材，增加教学的深度和广度；对于教师而言提出更高的要求，要紧跟学科发展，不断提高自身科研水平，以研促教，树立终身学习的理念，同时将自己的科学研究成果展示给自己的学生是对自己的肯定，也是非常兴奋和自豪的[3]。

三、学生激发兴趣、开阔视野、积极向上

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【关键词】先进制造技术 转型院校 教学改革

【中图分类号】G641 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0250-02

引言

《先进制造技术》课程作为本科机械专业的专业限选课程，通常开设在大学本科第6或第7学期，也有的高校在研究生阶段开设此课程，一般为32～48学时。该课程最显著的特点在于：内容覆盖广，知识融合多，技术特点新，模式更新快。而相比之下，该课程的教材内容却存在：内容滞后性，知识概述性，体系分散性和技术动态性等特点[1]。同时，自十以来，在全国改革一盘棋的背景下，现代高等教育正引领高校向着为社会培养应用型、复合型、创新型人才方向转型发展。在此背景下，势必要求技术特点鲜明的先进制造技术课程本科教学要未雨绸缪，做好应对措施，以更好地完成在本科人才培养任务中的学科使命[2]。对此，本文从以下几个方面探索先进制造技术的课程改革，旨在更好服务学校转型发展，提高人才培养质量。

一、革新教学目标，完善评价方式

学科教学目标必须首先服从于人才培养目标。对于应用本科院校的技术类专业，其人才培养目标主要是为社会培养面向生产、管理、服务一线的应用型人才。这就要求学生具有开阔的视野，广博的知识，专业的实践能力和娴熟的动手能力。所以先进制造技术课程的教学目标也应当转变到培养学生的工程实践应用能力和综合性创新能力上来。而相应的课程评价方式也不应仅仅局限于考试或期末考查的方式来进行，可以将课程考核贯穿于整个行课时段，根据内容特点区别性考核，全方位评价学生对知识的掌握情况，培养学生实践应用能力。例如，对于基本概念，重点理论等知识点可通过学生事先预习，再通过一次随堂测验考核；对于重要技术，前沿科学可通过设置课后开放性作业考核，让学生通过查阅资料，检索文献后以书面报告形式提交考核；对于综合技术可通过学生汇报答辩考核；对于实践能力除考查课上实验报告外，还应将课外实验次数，实验内容，企业技术调研结果，工程训练活动等内容纳入进来。形成一套围绕教学目标比较完备的考核体系。

二、精整教学内容，丰富教学手段

先进制造技术课程内容知识涵盖广，在有限的学时里不可能做到一一尽述。所以，应根据应用型本科大学学生特点，有针对性地挑选部分内容讲解。可以适当增加先进制造工艺，制造自动化技术，先进管理技术的讲授；相对缩减现代设计技术，先进制造模式章节的学时。而每个章节内部讲授也应有详略之分。比如先进制造工艺一章中，就可以强化对其他课程中未介绍且技术应用广，发展前景好的特种加工，快速成型工艺等作详细讲授。而对其他课程中已介绍或技术相近的内容只作补充介绍，不必一一赘述，如材料成形工艺技术等。另外，教学的内容不必完全拘泥于教材，可根据实际情况增加最新的学术成果，技术应用和研究热点，以补充教材内容相对滞后的不足。

先进制造技术课程涉及内容多，哲理深奥，综合性强，使得学生在学习过程中理解和掌握比较困难。同时由于先进制造技术在生产实际中的应用与学生现行的学习实习内容融合较少，造成学生感性认识欠缺，对学习的兴趣不高，普遍感到枯燥难懂[3]。因此，授课时应避免只用讲授的教学方式，应尽量丰富教学手段，提升课堂教学质量。比如先进成型工艺一章有条件的学校可以开展实验演示教学，没有条件的学校可以安排学生到周边企业观摩或是通过播放多媒体资料进行教学；又如介绍柔性制造技术时，可以结合学生前期到企业认识实习参观的零件加工工艺，设置“同样的零件通过柔性制造加工时在工艺，设备，工具等方面与现行的加工方式相比将发生怎样的变化”这类问题，通过现场讨论作答的方式提高学生学习兴趣；再比如当介绍ERP的知识时，可只对ERP的基本思路和方法作介绍，可通过让学生课后自行搜集资料并课上汇报的方式，培养学生的自学能力。

三、增强共赢意识，培养创新思维

先进制造技术来源于应用实际，但并不仅仅局限于当前技术，它是用更新的工艺、设备、技术、管理方法优化或改造旧的生产模式。其本身的内涵就相当丰富且新颖，因此在制造类课程中它也具有广泛的代表性，能引起学生极大兴趣。利用这一点，采取一体化教学团学活动的方式，让学过该门课的高年级带动低年级同学良性互动，既可以巩固高年级同学的知识结构，培育榜样意识，也能够促进低年级同学的求知欲望，发扬进取精神，是一种双赢局面。通过开展一系列有益的专题讲座、知识问答、技能训练、模拟工程师、创新竞赛，在全专业内形成团结互助，热爱创新的浓厚氛围。

结束语

总之，《先进制造技术》的课程教育应该摒弃不合理的灌输式教学模式，革新长期不变的知识内容，探索与教学目标一致的过程式评价方式，尽最大力量发扬以课程特征为基本的价值效益。立足课程，服务于本科院校的转型发展，更好地培养实践型、复合型、创新型人才。

参考文献：

[1]王隆太.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2012（1）

[2]刘喜双，姚健.先进制造系统课程教学的研究与实践[J].教育探索，2010，（8）：61-62

[3]李国伟，董达善，黄婉娟.面向“卓越计划”的“先进制造技术”教学改革探索[J].课程教材改革，2014，（21）：31-32