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篇1

關(guān)鍵詞：集成；系統(tǒng)；技術(shù)構(gòu)成

一、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(Contemporary Integrated Manufacutring System)是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中相關(guān)思想的精華，從信息集成、過(guò)程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展，在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說(shuō)，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行。在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

二、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

先進(jìn)制造技術(shù)(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個(gè)專有名詞目前還沒(méi)有準(zhǔn)確的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識(shí)是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。其具有如下一些特點(diǎn)：

1、從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要；

2、從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮；

3、從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)；

4、從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量；

5、從按照功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。

通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn)，只不過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究工作，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想，將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。

（1）并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí)，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

（2）虛擬制造(VM Virtual Manufacturing)虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而使產(chǎn)品一次性制造成功，達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

（3）敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)的，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

（4）綠色制造(GM Green Manufacturing)綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小，資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護(hù)的必然選擇，發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià)。國(guó)際制造業(yè)的實(shí)踐表明，通過(guò)改進(jìn)整個(gè)制造工藝來(lái)減少?gòu)U棄物，要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開(kāi)支。綠色制造的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)達(dá)到目的，即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)看，綠色制造是必然選擇，它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。

從以上的分析中我們可以看到：各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的，在先進(jìn)制造技術(shù)的含義下，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心，并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇2

一、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(Contemporary Integrated Manufacutring System)是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中相關(guān)思想的精華，從信息集成、過(guò)程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展，在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說(shuō)，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行。在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

二、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

先進(jìn)制造技術(shù)(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個(gè)專有名詞目前還沒(méi)有準(zhǔn)確的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識(shí)是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。其具有如下一些特點(diǎn)：

1、從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要；

2、從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮；

3、從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)；

4、從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量；

5、從按照功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。

通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn)，只不過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究工作，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想，將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。

（1）并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí)，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

（2）虛擬制造(VM Virtual Manufacturing)虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而使產(chǎn)品一次性制造成功，達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。 　（3）敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)的，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

（4）綠色制造(GM Green Manufacturing)綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小，資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護(hù)的必然選擇，發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià)。國(guó)際制造業(yè)的實(shí)踐表明，通過(guò)改進(jìn)整個(gè)制造工藝來(lái)減少?gòu)U棄物，要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開(kāi)支。綠色制造的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)達(dá)到目的，即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)看，綠色制造是必然選擇，它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。

從以上的分析中我們可以看到：各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的，在先進(jìn)制造技術(shù)的含義下，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心，并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇3

近年來(lái)，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了研究應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的浪潮，以機(jī)械制造為代表的先進(jìn)制造技術(shù)己成為當(dāng)代國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。它的水平高低，在很大程度上反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的水平，是現(xiàn)代企業(yè)提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、増強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的看家本領(lǐng)在我國(guó)，先進(jìn)制造技術(shù)的重要性己引起各界的認(rèn)識(shí)和重視，被列為“九五”計(jì)劃和2010年中長(zhǎng)期科研發(fā)展規(guī)劃中的主要關(guān)鍵技術(shù)和重要發(fā)展方向。因而，了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和前沿技術(shù)，對(duì)全面把握我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向，確定它的發(fā)展目標(biāo)及我們的戰(zhàn)略對(duì)策是十分必要的。

2先進(jìn)制造技術(shù)的定義及技術(shù)特征

2.1定義

制造技術(shù)是使原材料成為產(chǎn)品所使用的一系列技術(shù)的總稱，是制造業(yè)賴以生存和進(jìn)步的主體技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)為了適應(yīng)時(shí)代要求以提高競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)制造技術(shù)不斷優(yōu)化及推陳出新而形成的它是一個(gè)相對(duì)的、動(dòng)態(tài)的概念，具有鮮明的時(shí)代特征，可以將先進(jìn)制造技術(shù)定義為:制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于制造的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效?低耗清潔、靈活生產(chǎn)，取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)總稱。

2.2技術(shù)特征

先進(jìn)制造技術(shù)具有以下五個(gè)技術(shù)特征：

2.21先進(jìn)性

先進(jìn)制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的工藝，它從傳統(tǒng)制造工業(yè)發(fā)展起來(lái)，并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成2.22通用性

先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨(dú)分割在制造過(guò)程的某一環(huán)節(jié)，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收再生的整個(gè)過(guò)程

  2.23系統(tǒng)性

隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進(jìn)制造技術(shù)能駕馭信息生成采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動(dòng)過(guò)程。先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程

   22.4集成性

先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化集成化，己發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。

22.5技術(shù)與管理的緊密結(jié)合

對(duì)市場(chǎng)變化作出更敏捷的反應(yīng)及對(duì)最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的追求，使先進(jìn)制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過(guò)程組織管理體制的合理化和最佳化，它是技術(shù)與管理自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。

3先進(jìn)制造技術(shù)的形成發(fā)展過(guò)程

先進(jìn)制造技術(shù)的形成和發(fā)展同科技進(jìn)步及市場(chǎng)需求密切相連在科技高速發(fā)展的推動(dòng)下，制造業(yè)的資源配置沿著“勞動(dòng)密集一一設(shè)備密集一一信息密集一一知識(shí)密集”的方向發(fā)展在市場(chǎng)需求不斷變化的驅(qū)動(dòng)下，制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模沿著“小批量一一少品種大批量一一多品種變批量”的方向發(fā)展與之相適應(yīng)，制造技術(shù)的生產(chǎn)方式沿著“手工一一機(jī)械化一一單機(jī)自動(dòng)化一一剛性流水自動(dòng)化一一柔性自動(dòng)化一一智能自動(dòng)化”的方向發(fā)展

當(dāng)代制造技術(shù)的前沿己經(jīng)發(fā)展到以信息密集的柔性自動(dòng)化生產(chǎn)方式滿足多品種、變批量的市場(chǎng)需求，并向知識(shí)密集的智能自動(dòng)化方向發(fā)展在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，制造技術(shù)的內(nèi)涵不斷延伸與發(fā)展，經(jīng)歷了重視輔助工序、工裝?生產(chǎn)過(guò)程，不斷更新工藝方法，引入和集成信息技術(shù)以及更新管理觀念，促進(jìn)生產(chǎn)組織變革等四個(gè)環(huán)節(jié)，逐漸形成了先進(jìn)制造技米

4先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

高生產(chǎn)率和高質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的兩大追求目標(biāo)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可概括成如下幾個(gè)方面

4.1向自動(dòng)化柔性化、集成化和智能化方向發(fā)展

微電子、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝及設(shè)備相結(jié)合，形成了多項(xiàng)制造自動(dòng)化單元技術(shù)，經(jīng)局部或簡(jiǎn)單到復(fù)雜不同檔次的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，使傳統(tǒng)工藝產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)然，冷加工的發(fā)展道路是：NC(數(shù)控卜FMS(柔性制造系統(tǒng)）^CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)hIMS(智能制造系統(tǒng)）熱加工的發(fā)展道路是：優(yōu)質(zhì)高效低耗工藝-低成本自動(dòng)化-綜合自動(dòng)化。

4.2向高精密方向發(fā)展

現(xiàn)代新技術(shù)產(chǎn)品需要高精度的制造，精密制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它包括精密加工和超精密加工、微細(xì)加工和超微細(xì)加工、微型機(jī)械等當(dāng)前有代表意義的是以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細(xì)加工為手段的微型機(jī)械技術(shù)。

精密加工和超精密加工的主要方法，目前有精密切削、超精密切削、超精密磨削和研磨加工等，其加工精度己從微米級(jí)(um)亞微米級(jí)（1~10-Vm)向納米級(jí)（1dVm)進(jìn)軍。

微細(xì)和超微細(xì)加工是一種特殊的精密加工，它不僅加工精度極高，而且加工尺寸十分微小。如大規(guī)模集成電路芯片上的圖形是用電子束?離子束刻蝕的方法加工的，線寬可達(dá)0.1um，微型機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米級(jí)水平上相融合的產(chǎn)物。國(guó)外有人將納米技術(shù)與微型機(jī)械稱為“21世紀(jì)的核心技術(shù)”。

4.3向非傳統(tǒng)加工技術(shù)方向發(fā)展

在繼續(xù)開(kāi)展傳統(tǒng)切削、磨削等新工藝的同時(shí)，各種非傳統(tǒng)加工方法也在開(kāi)拓發(fā)展，并不斷開(kāi)創(chuàng)新工藝，達(dá)到新的技術(shù)水平由于這類加工方法能解決大量普通機(jī)械加工方法難以解決甚至根本無(wú)法解決的問(wèn)題，因而得到迅速發(fā)展，并顯示出極大的潛力和前景非傳統(tǒng)加工方法主要指一些物理的、化學(xué)的特種加工和高能密度加工，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工的對(duì)象主要是難加工材料。高能密度加工主要指三束加工(激光束、電子束和離子束），它們是極有前途的加工方法不少非傳統(tǒng)加工法同時(shí)又是精密加工和超精密加工方法傳統(tǒng)加工和特種加工相結(jié)合的復(fù)合加工同樣有著良好的發(fā)展前景。

4.4采用新型生產(chǎn)模式，使企業(yè)適應(yīng)多變市場(chǎng)需求機(jī)械制造生產(chǎn)模式除有通用機(jī)床加專用工藝裝備、數(shù)控機(jī)床加具有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和自動(dòng)編程功

柔性制造單元（FMC)加管理信息控制系統(tǒng)（MIS)以外，還有計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS)智能制造系統(tǒng)（IMS)、并行工程（CE)、精節(jié)生產(chǎn)（LP)和敏捷制造（AM)等生產(chǎn)模式現(xiàn)代企業(yè)只有采取先進(jìn)的生產(chǎn)模式，改進(jìn)生產(chǎn)組織管理，才能増強(qiáng)在激烈的市場(chǎng)條件下的競(jìng)爭(zhēng)能力。

5先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)前沿與新型生產(chǎn)模式

計(jì)算機(jī)集成制造（CIM)技術(shù)作為人類未來(lái)工廠的概念模式，得到很多國(guó)家的重視企業(yè)從經(jīng)營(yíng)計(jì)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到市場(chǎng)銷售形成一個(gè)完整的系統(tǒng)，進(jìn)行綜合優(yōu)化它不斷吸收微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等最新技術(shù)成果形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)制造（CAM)工藝（CAPP)測(cè)試（CAT)評(píng)價(jià)（CAE)?數(shù)控機(jī)床（NC)加工中心（MC)、企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS)?柔性制造系統(tǒng)（FMS)等一系列具有劃時(shí)代意義的新技術(shù)對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行局部或系統(tǒng)集成，就形成了從單機(jī)到生產(chǎn)線、從剛性到柔性、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜等不同檔次的集成制造系統(tǒng)(CIMS)可以預(yù)言CIMS將成為21世紀(jì)占主導(dǎo)地位的生產(chǎn)方式。

智能制造技術(shù)（IMT)旨在將人工智能溶進(jìn)制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)模擬專家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造環(huán)境中的部分腦力勞動(dòng)，從而在制造過(guò)程中，系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界或內(nèi)部激勵(lì)時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整其參數(shù)，以期達(dá)到最佳狀態(tài)，具有自組織能力。它被稱為21世紀(jì)的制造技術(shù)。

并行工程（CE)技術(shù)旨在將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造以及相關(guān)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的綜合，以期在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)就將生產(chǎn)、維修的各個(gè)環(huán)節(jié)考慮進(jìn)去，大大縮短生產(chǎn)周期該技術(shù)的關(guān)鍵在于將CADCAMCATMIS等有機(jī)地集成起來(lái)，將引入動(dòng)態(tài)并行機(jī)制，即將產(chǎn)品生產(chǎn)周期中各種因素進(jìn)行有機(jī)綜合、并行處理，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃丨生產(chǎn)加工、質(zhì)量檢驗(yàn)、市場(chǎng)分析等同步規(guī)劃，它可顯著縮短新產(chǎn)品從構(gòu)思到實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)周期。

精節(jié)生產(chǎn)（LP)是由日本豐田公司率先提出并得以應(yīng)用，后來(lái)受到美國(guó)的重視，它綜合了單件生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)兩者的優(yōu)點(diǎn)，其特點(diǎn)是：行小組自治工作制，工人既是主人也是雇員，企業(yè)把雇員看作比機(jī)器更為重要的固定資產(chǎn)。

(2)精簡(jiǎn)一切生產(chǎn)中不產(chǎn)生價(jià)值的工作，減少管理層次，精簡(jiǎn)組織機(jī)構(gòu)。

(3)精益求精，以盡善盡美為最終目標(biāo)，持續(xù)不斷地改進(jìn)生產(chǎn)，降低成本，力爭(zhēng)無(wú)廢品、無(wú)庫(kù)存和產(chǎn)品品種多樣化。

敏捷制造（AM)是近年來(lái)美國(guó)為恢復(fù)其在國(guó)際制造業(yè)中領(lǐng)導(dǎo)地位而提出的一種生產(chǎn)模式它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)熟練掌握生產(chǎn)技能和有知識(shí)的勞動(dòng)力，與企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間合作的靈活管理集成在一起，通過(guò)所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)迅速改變或無(wú)法預(yù)見(jiàn)的消費(fèi)者需求和市場(chǎng)時(shí)機(jī)作出快速響應(yīng)它的主要特點(diǎn)是提出虛擬制造（VM)的概念，根據(jù)市場(chǎng)需求，采用虛擬公司來(lái)承接項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)產(chǎn)品和組織生產(chǎn)。從本企業(yè)和其它企業(yè)選出各種優(yōu)勢(shì)力量，集成為一個(gè)單一的經(jīng)營(yíng)實(shí)體一一虛擬公司，當(dāng)所承接的產(chǎn)品或項(xiàng)目一旦完成，虛擬公司即行解體。

CIMSIMSCELP和AM都是制造系統(tǒng)中新的生產(chǎn)模式，其宗旨都是為了提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，以適應(yīng)多變的市場(chǎng)需求;在運(yùn)行機(jī)理上都是強(qiáng)調(diào)集成，但在側(cè)重點(diǎn)上有所區(qū)別。

CE強(qiáng)調(diào)的是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)與其它相關(guān)過(guò)程的集成，盡量保證開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工作一次完善，減少反復(fù)，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)制造周期。

LP是通過(guò)項(xiàng)目組或生產(chǎn)小組形式把各方面人員集成在一起，在生產(chǎn)?檢驗(yàn)與維修等場(chǎng)地集成在一起，同時(shí)還采用相應(yīng)的措施做到與協(xié)作廠家、用戶的集成，從而實(shí)現(xiàn)最大限度地精簡(jiǎn)非増值人員和機(jī)構(gòu)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。因而它強(qiáng)調(diào)的是組織管理和人員的集成。

AM則在先進(jìn)的柔性生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)企業(yè)內(nèi)部的多功能項(xiàng)目組與企業(yè)外的多功能組織組成虛擬公司，把全球范圍內(nèi)的各種資源，包括人的資源集成在一起。

第一代CIMS只注重信息和功能的集成，隨著CIM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，CIMS含義也在深化，第二代CIMS更強(qiáng)調(diào)技術(shù)、組織和人的全面集成

可見(jiàn)，CIMS與CELP及AM等生產(chǎn)模式并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，他們之間的關(guān)系是一種互補(bǔ)而不是替代 。

沒(méi)有計(jì)算機(jī)通訊系統(tǒng)?不采用現(xiàn)代制造技術(shù)的集成，是很難充分發(fā)揮精節(jié)生產(chǎn)的組織集成和人員集成的優(yōu)勢(shì)，而敏捷制造的基礎(chǔ)和主體實(shí)質(zhì)還是CIMS，不過(guò)只是CIMS的橫向發(fā)展，是企業(yè)級(jí)的集成擴(kuò)展為社會(huì)系統(tǒng)內(nèi)的集成;而LP和AM則為CIMS真正取得效益提供了新的思想和技術(shù)，又促進(jìn)了CIMS的進(jìn)一步發(fā)展

6推動(dòng)我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略設(shè)想

改革開(kāi)放以來(lái)，通過(guò)研究開(kāi)發(fā)、技術(shù)改造與國(guó)外引進(jìn)，我國(guó)制造技術(shù)水平不斷發(fā)展和提高，己經(jīng)具有相當(dāng)規(guī)模和實(shí)力但是從總體上看，我國(guó)制造生產(chǎn)水平仍然比較落后，在質(zhì)量、品種、成本效率效益和售后服務(wù)等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比都有很大差距，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

為發(fā)展我國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)，我們應(yīng)把握時(shí)機(jī)，超越某些階段，迎頭趕上世界先進(jìn)水平。要使這種愿望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，必須明確先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)，采取相應(yīng)的戰(zhàn)略對(duì)策6.1先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)

先進(jìn)制造技術(shù)是使制造業(yè)強(qiáng)盛的關(guān)鍵所在，沒(méi)有先進(jìn)制造技術(shù)，就不可能在發(fā)達(dá)的制造業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主體的世界經(jīng)濟(jì)體系條件下，先進(jìn)制造技術(shù)是由市場(chǎng)選擇和決定的。市場(chǎng)是先進(jìn)制造技術(shù)存在、發(fā)展的源動(dòng)力。先進(jìn)制造技術(shù)研究的根本目的就在于及時(shí)、高效、優(yōu)質(zhì)、靈活、低耗地制造市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，這是先進(jìn)制造技術(shù)研究的市場(chǎng)觀發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的管理專家和先進(jìn)制造技術(shù)研究專家早己從殘酷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中明確了這一點(diǎn)，把占領(lǐng)市場(chǎng)作為發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的最終目標(biāo)，建立和完善了一整套市場(chǎng)、技術(shù)、產(chǎn)品間相互聯(lián)系、相互制約?相互促進(jìn)的機(jī)制。

我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)處在初級(jí)階段，制造業(yè)還比較落后，先進(jìn)制造技術(shù)主要依靠引進(jìn)和跟蹤的格局不會(huì)改變，中國(guó)是一個(gè)大國(guó)，應(yīng)當(dāng)有使產(chǎn)品具有進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)以提高制造業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為發(fā)展目標(biāo)

   6.2戰(zhàn)略對(duì)策

6.2.1組織起來(lái)，加強(qiáng)合作，共同開(kāi)發(fā)，推動(dòng)先進(jìn)制理技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，它的發(fā)展涉及到規(guī)模管理資金保障、研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)用等多個(gè)方面因此，必須把政策部門(mén)、科研單位、高等院校和企業(yè)各方面力量組織，加強(qiáng)合作，共同開(kāi)發(fā)，尤其是要吸引企業(yè)界參與先進(jìn)制造技術(shù)的研究，健全科技研究開(kāi)發(fā)一體化機(jī)制，在先進(jìn)制造技術(shù)研究中推進(jìn)和建立大學(xué)、研究所和制造業(yè)相結(jié)合的研究體制隨著市場(chǎng)的國(guó)際化和全球信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，制造技術(shù)國(guó)際化日趨明顯，我國(guó)制造領(lǐng)域?qū)＜液推髽I(yè)家要有使自己產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)、投置于國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的大環(huán)境下并成為知名品牌的雄才大略，要積極促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)研究的國(guó)際合作，以増強(qiáng)我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)力

  

  6.22確定優(yōu)先資助領(lǐng)域，支持應(yīng)用前景明確的先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)研究，加快研究成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化

當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)化技術(shù)科學(xué)化的科技一體化趨勢(shì)日益明顯，技術(shù)的生命周期不斷縮短如果一種現(xiàn)在還算先進(jìn)的技術(shù)不迅速應(yīng)用，過(guò)不了幾年就可能被淘汰而大學(xué)在選擇制造方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目時(shí)，往往缺乏先進(jìn)制造技術(shù)的市場(chǎng)觀，不注重實(shí)際考察，不注重應(yīng)用前景，不注重研究成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化國(guó)家在應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果到技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的成果轉(zhuǎn)化過(guò)程中的機(jī)制仍不健全。各部委?產(chǎn)業(yè)部門(mén)及國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)在資助先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)研究中，應(yīng)確定優(yōu)先資助領(lǐng)域，在強(qiáng)調(diào)支持前沿和創(chuàng)新的同時(shí)更要強(qiáng)調(diào)研究項(xiàng)目的應(yīng)用前景，支持和鼓勵(lì)項(xiàng)目的聯(lián)合資助在跟蹤國(guó)際先進(jìn)制造技術(shù)研究的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)結(jié)合國(guó)情選題，面向經(jīng)濟(jì)選題，瞄準(zhǔn)應(yīng)用選題

6.23持續(xù)開(kāi)展制造業(yè)的技術(shù)改造

制造技術(shù)的發(fā)展是通過(guò)技術(shù)改造過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)技術(shù)改造逐步淘汰老工藝、老設(shè)備，推廣應(yīng)用先進(jìn)的新工藝和新設(shè)備，以提高企業(yè)的制造技術(shù)水平，最終達(dá)到提高產(chǎn)品性能質(zhì)量和對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力?！鞍宋濉逼陂g己對(duì)一批重點(diǎn)骨干企業(yè)實(shí)行重點(diǎn)投資，進(jìn)行現(xiàn)代化的技術(shù)改造使諸如數(shù)控機(jī)床、加工中心'?計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和管理等新技術(shù)在這些企業(yè)得到普及、推廣和應(yīng)用?！熬盼濉逼陂g將這些技術(shù)在更多的企業(yè)中逐步推廣，視不同情況或建成FMCFMS，或進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。

進(jìn)行技術(shù)改造必須從經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略和生產(chǎn)系統(tǒng)整體出發(fā)，不能單純把技術(shù)改造局限于更新工藝設(shè)備上因此，進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析與論證，以作出科學(xué)的決策與判斷

6.2.4采用新型的生產(chǎn)模式，改進(jìn)生產(chǎn)組織管理，提高人員技術(shù)素質(zhì)

先進(jìn)制造技術(shù)既包括工藝技術(shù)設(shè)備，又包括生產(chǎn)的組織管理和人員技術(shù)素質(zhì)只有相適應(yīng)的生產(chǎn)組織管理和人員技術(shù)素質(zhì)與其配套，先進(jìn)的工藝技術(shù)裝備才能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，形成先進(jìn)制造技術(shù)為此，要根據(jù)企業(yè)特點(diǎn)，采取適用的生產(chǎn)模式，改進(jìn)生產(chǎn)的組織管理，提高人員的技術(shù)素質(zhì)，使生產(chǎn)組織管理便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化和信息化，便于集成為有機(jī)聯(lián)系的自動(dòng)化整體，使參與生產(chǎn)過(guò)程的人員盡可能在技術(shù)上成為多面手，更好地適應(yīng)多變的市場(chǎng)需求

篇4

使用者請(qǐng)注明文章內(nèi)容出處

陳曉川 劉曉冰

（大連理工大學(xué)CIMS中心，大連，116023）

內(nèi)容提要：近幾年新的先進(jìn)制造技術(shù)模式和哲理層出不窮，本文結(jié)合我國(guó)國(guó)情，通過(guò)分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與其它先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系，論述了我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展策略及途徑，希望為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做些有益的探索。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)，并行工程，虛擬制造，分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心

引言

信息技術(shù)的發(fā)展引起的革命使我們進(jìn)入了信息時(shí)代。信息革命不僅引起人們的思想觀念、生活方式的變化，而且導(dǎo)致了生產(chǎn)方式和制造哲理的巨大變化，可以說(shuō)近十年來(lái)提出的新的制造哲理都離不開(kāi)信息技術(shù)提供的支撐，以信息化制造技術(shù)為代表的先進(jìn)制造技術(shù)正使制造業(yè)處于重要的歷史性變革時(shí)期。多年來(lái)，我國(guó)的綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，入關(guān)在即，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已從賣(mài)方市場(chǎng)轉(zhuǎn)化為買(mǎi)方市場(chǎng)，而且正在迅速成為國(guó)際市場(chǎng)的一部分，許多大中型企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位，甚至破產(chǎn)、倒閉。本文結(jié)合我國(guó)國(guó)情，通過(guò)分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系，論述了我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展策略及途徑，希望為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做些有益的探索。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（Contemporary Integrated Manufacturing System）是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的相關(guān)思想的精華，從信息集成、過(guò)程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展，在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說(shuō)，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。從集成的角度看，早期的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)側(cè)重于信息集成，而現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴(kuò)展，除了信息集成外還實(shí)現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中的各種業(yè)務(wù)過(guò)程的整體優(yōu)化，即過(guò)程集成，并發(fā)展到企業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的企業(yè)之間的集成階段。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究范圍應(yīng)該介于國(guó)家攀登計(jì)劃和國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃之間。與攀登計(jì)劃研究項(xiàng)目相比較，它更注重成果的應(yīng)用性，盡可能將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，并推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程；與國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃相比較，它更注重解決我國(guó)制造業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵的共性問(wèn)題、前瞻性問(wèn)題和示范性問(wèn)題【1】。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

圖1 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

先進(jìn)制造技術(shù)（AMT－Advanced Manufacturing Technology）作為一個(gè)專有名詞至今還沒(méi)有一個(gè)明確的、一致公認(rèn)的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識(shí)是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱【3】。它具有如下一些特點(diǎn)：

從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要； 從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮； 從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)； 從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量； 從按照功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。 通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn)，只不過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大，因此通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的綜合考察，我們提出了一個(gè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成模式。如圖1所示，即在先進(jìn)制造技術(shù)中，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究工作深入進(jìn)行，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想，將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心，具體說(shuō)明如下：

1、并行工程（CE－Concurrent Engineering）：

并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí)，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。

雖然并行工程在我國(guó)進(jìn)行的研究工作中屬于熱點(diǎn)，也取得了一些成果，但是目前還存在以下一些問(wèn)題：

(1)研究的廣度和深度不夠：雖然并行工程的研究工作已經(jīng)廣泛開(kāi)展，但是無(wú)論從研究的內(nèi)容上看，還是從研究的水平上說(shuō)都明顯存在差距。如：并行工程在成本和質(zhì)量上的應(yīng)用才剛剛起步，與供應(yīng)商的集成問(wèn)題還沒(méi)有提上日程。

(2)與并行工程有關(guān)的技術(shù)實(shí)用化不夠：在實(shí)用技術(shù)研究方面，目前還沒(méi)有商品化軟件誕生，而國(guó)外公司已經(jīng)推出商品化軟件（如：PTC的Pro-Engineering、CV的CADDS5）。

(3)并行工程的實(shí)施隊(duì)伍不夠：由于科研力量薄弱，在研究上還不能全面開(kāi)花，并行工程的實(shí)施就更是難上加難了。而且，當(dāng)前國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中經(jīng)濟(jì)效益不好，CAD/CAM技術(shù)還有待普及，全面實(shí)施并行工程還缺乏基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。

由于并行工程所處的基礎(chǔ)性地位及我國(guó)研究工作的不足，就決定了必須將它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究工作不斷深入地進(jìn)行。

2、虛擬制造（VM－Virtual Manufacturing）：

虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來(lái)達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的【4】。

目前，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外有所應(yīng)用，例如：美國(guó)Boneing公司設(shè)計(jì)的一架VS-X虛擬飛機(jī)，可用頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套進(jìn)行觀察與控制，使飛機(jī)設(shè)計(jì)人員身臨其境地觀察飛機(jī)設(shè)計(jì)的結(jié)果，并對(duì)其外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用性能進(jìn)行考察；日本Matsushita公司開(kāi)發(fā)的虛擬廚房設(shè)備制造系統(tǒng)，允許消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)商品前，在虛擬的廚房環(huán)境中體驗(yàn)不同設(shè)備的功能，按自己的喜好評(píng)價(jià)、選擇和重組這些設(shè)備，他們的選擇將被存儲(chǔ)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)；美國(guó)Coventry School of Art and Design開(kāi)發(fā)的虛擬原型制作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的初始階段能夠在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造虛擬原型并對(duì)此原型進(jìn)行評(píng)價(jià)【6】。

國(guó)內(nèi)的研究剛剛起步，主要集中在三個(gè)方面【7】：

（1）產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)：

主要包括虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)、虛擬測(cè)試、虛擬裝配以及機(jī)床、模具的虛擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等。其中清華大學(xué)利用美國(guó)國(guó)家儀器公司的Labview開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了鎖相電路的虛擬，機(jī)械科學(xué)研究院采用C語(yǔ)言和OpenGL進(jìn)行編程初步實(shí)現(xiàn)了立體停車庫(kù)的虛擬現(xiàn)實(shí)下的參數(shù)化設(shè)計(jì)，可以直觀地進(jìn)行車庫(kù)的布局、設(shè)計(jì)、分析和運(yùn)動(dòng)模擬。

（2）產(chǎn)品虛擬制造技術(shù)

主要包括材料熱加工工藝模擬、加工過(guò)程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。北航與一汽用OPTRIS開(kāi)發(fā)的板料成型軟件已經(jīng)基本能夠模擬類似車門(mén)的中等復(fù)雜程度的汽車覆蓋件和其他沖壓成型件的沖壓成型過(guò)程；沈陽(yáng)鑄造研究所開(kāi)發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件包ESRD3D已經(jīng)應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)變曲面過(guò)流部件生產(chǎn)中，其產(chǎn)品在劉家峽、李家峽、天生橋、太平役等7個(gè)電站中使用；合肥工業(yè)大學(xué)研制的雙刀架數(shù)控車床加工過(guò)程模擬軟件已經(jīng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司車輪輪箍廠應(yīng)用，使數(shù)控程序現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間由幾個(gè)班縮短到幾小時(shí)，并保證一次試切成功；北京機(jī)床研究所、機(jī)械科學(xué)研究院、東北大學(xué)、上海交大和長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院等單位也研制出一些這方面的仿真軟件。

（3）虛擬制造系統(tǒng)

主要包括虛擬制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)支持、開(kāi)發(fā)策略等。其中提出了比較成熟的思想并可能實(shí)現(xiàn)的是由上海同濟(jì)大學(xué)教授提出的分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)和西安交通大學(xué)謝友柏院士組建的異地網(wǎng)絡(luò)化研究中心。

從以上的論述中可以看到國(guó)內(nèi)外研究水平差距是很大的，而且由于虛擬制造技術(shù)既是并行工程的發(fā)展方向又是敏捷制造的核心，這就決定我們必須以它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的中心技術(shù)，以帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的研究工作的進(jìn)行，并使它們協(xié)同一致順利地發(fā)展。

3、敏捷制造（AM－Agile Manufacturing）：

敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

自從1991年美國(guó)提出敏捷制造的思想后，美國(guó)政府就贊助許多研究單位開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工具，并鼓勵(lì)在不同行業(yè)進(jìn)行示范應(yīng)用，目前已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。例如：在遙測(cè)裝置生產(chǎn)的敏捷制造示范項(xiàng)目中，它聯(lián)合了加利福尼亞的圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合信號(hào)公司堪薩斯城分部和新墨西哥的圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及機(jī)械主箱、印刷電路板供應(yīng)商。通過(guò)聯(lián)合彌補(bǔ)了單一企業(yè)資源不足的弱點(diǎn)，這一聯(lián)盟的生產(chǎn)時(shí)間比單一企業(yè)的生產(chǎn)時(shí)間減少了50％，生產(chǎn)率提高顯著。現(xiàn)在美國(guó)的很多大公司都參加了這一研究計(jì)劃，在歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也紛紛成立了相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，進(jìn)行相應(yīng)的研究和實(shí)施工作。我國(guó)專家從1993年就開(kāi)始對(duì)敏捷制造進(jìn)行跟蹤研究，主要包括：實(shí)施敏捷制造的技術(shù)基礎(chǔ)；虛擬公司的建立步驟及其體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式；虛擬公司的組織與應(yīng)用等。與國(guó)外相比，這些研究工作只能算原則性的研究工作，距離實(shí)用還需要走很長(zhǎng)的一段路。因此，在我國(guó)企業(yè)目前還不可能實(shí)現(xiàn)敏捷制造，但是從科學(xué)研究的角度看，我們認(rèn)為需要在合適的條件下建立一個(gè)研究性的虛擬企業(yè)，加深我們對(duì)虛擬企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中所遇難題的理解，即在實(shí)踐中吸取有益的經(jīng)驗(yàn)，為今后的發(fā)展作一定的技術(shù)儲(chǔ)備。

4、綠色制造（GM－Green Manufacturing）：

綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響（負(fù)作用）最小，資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護(hù)的必然選擇，發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià)，國(guó)際制造業(yè)的實(shí)踐表明，通過(guò)改進(jìn)整個(gè)制造工藝來(lái)減少?gòu)U棄物，要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開(kāi)支。綠色制造的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)達(dá)到目的，即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)看，綠色制造是必然選擇，它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。

從以上的分析中我們可以看到：各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的，在先進(jìn)制造技術(shù)這一大廈下，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心，并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展，即現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。

我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)下，先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)系的分析，我們認(rèn)為在制定我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時(shí)，應(yīng)該注重以人為本的思想，運(yùn)用并行工程的哲理，使各種先進(jìn)制造技術(shù)相互銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)的成熟成果，為先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用起到促進(jìn)的作用。

目前，在美國(guó)并行工程已到了推廣應(yīng)用階段，在虛擬制造方面也有商品化軟件投入市場(chǎng)，在這方面我們存在巨大的差距，主要表現(xiàn)在：從研究工作方面看，科研經(jīng)費(fèi)緊缺，科研力量分散，科研成果難以推廣應(yīng)用，人才流失嚴(yán)重；從企業(yè)方面看，企業(yè)的整體素質(zhì)不高，管理工作落后，科研能力薄弱，當(dāng)面臨國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)時(shí)大多難以為繼，很難在現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)方面花費(fèi)過(guò)多，而且受企業(yè)人員素質(zhì)的制約，一些先進(jìn)的技術(shù)還不易取得立竿見(jiàn)影的實(shí)際效果，這些都影響了企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的熱情；從國(guó)家政策方面看，雖然國(guó)家對(duì)制造業(yè)十分重視，但是，由于我國(guó)當(dāng)前正處在改革過(guò)程中，多種機(jī)制同時(shí)運(yùn)行，多方利益難以協(xié)調(diào)，在資金使用上往往顧此失彼，而且國(guó)家財(cái)政困難，也難以使用重金支持現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究。針對(duì)上述實(shí)際情況，我們提出下列解決方案：

（1）以企業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)，以“甩圖板”工程為契機(jī)，大力普及CAD技術(shù)，幫助企業(yè)進(jìn)行人員培訓(xùn)，提高企業(yè)人員的素質(zhì)（其中包括技術(shù)水平、勞動(dòng)態(tài)度、道德水平等），不斷提高企業(yè)的管理水平，在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)成功示范企業(yè)中及時(shí)推廣并行工程，并適當(dāng)宣傳虛擬制造、敏捷制造等思想和技術(shù)，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）在政府方面，應(yīng)發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)職能，組織企業(yè)和科研部門(mén)進(jìn)行多方面、多層次的合作，加強(qiáng)科研成果的應(yīng)用推廣，而且應(yīng)組織多學(xué)科、跨地區(qū)的科研力量共同攻關(guān)；從宏觀上加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的指導(dǎo)，集中大家的智慧制定出符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展計(jì)劃，并將計(jì)劃的執(zhí)行落到實(shí)處。

（3）在技術(shù)的先進(jìn)性方面，不要過(guò)度追求世界領(lǐng)先，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)實(shí)際要求，解決實(shí)際問(wèn)題，力爭(zhēng)盡快創(chuàng)造效益，以此取得企業(yè)的支持并獲得資金上的幫助，以便形成良性循環(huán)，促進(jìn)研究工作的進(jìn)一步開(kāi)展。同時(shí)，應(yīng)該參與國(guó)際合作，跟蹤國(guó)際研究動(dòng)態(tài)，當(dāng)然，也可以適當(dāng)引進(jìn)一些關(guān)鍵的、有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，進(jìn)行消化和創(chuàng)新，縮短我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距，保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性。

（4）針對(duì)我國(guó)科研力量分散的弱點(diǎn)，仿照分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的思想，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展合作研究，建立分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心，協(xié)調(diào)一致進(jìn)行科技攻關(guān)。所謂分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心就是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)研究活動(dòng)中的人、物、信息及研究過(guò)程進(jìn)行全面的集成，在一定時(shí)期內(nèi)為了共同的目標(biāo)以最佳的人員和單位組合來(lái)開(kāi)展科學(xué)研究工作，調(diào)動(dòng)各方面的積極性通過(guò)協(xié)同工作達(dá)到研究工作的廣泛開(kāi)展和深入進(jìn)行，縮短科研周期，增強(qiáng)科技成果的競(jìng)爭(zhēng)力，也可以說(shuō)分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心是將現(xiàn)實(shí)的研究機(jī)構(gòu)的職能在網(wǎng)絡(luò)中的映射，是一種“虛擬”的工作模式【9】。

綜上所述，發(fā)展我國(guó)的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該以企業(yè)的需求為動(dòng)力，通過(guò)政府的政策和計(jì)劃的協(xié)調(diào)，繼續(xù)深入開(kāi)展并行工程、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造的研究與應(yīng)用，并利用分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心，組織各地區(qū)的科研力量集中突破與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)密切相關(guān)的如STEP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用、CORBA規(guī)范的推廣、企業(yè)過(guò)程重構(gòu)理論的研究等具有重大戰(zhàn)略意義的理論研究工作，逐步使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為我國(guó)制造業(yè)的靈魂。

參考文獻(xiàn)

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Chen Xiao-Chuan， Liu Xiao-Bing

(Dalian University of Technology， CIMS Centre，Dalian，116023)

篇5

引言

信息技術(shù)的發(fā)展引起的革命使我們進(jìn)入了信息時(shí)代。信息革命不僅引起人們的思想觀念、生活方式的變化，而且導(dǎo)致了生產(chǎn)方式和制造哲理的巨大變化，可以說(shuō)近十年來(lái)提出的新的制造哲理都離不開(kāi)信息技術(shù)提供的支撐，以信息化制造技術(shù)為代表的先進(jìn)制造技術(shù)正使制造業(yè)處于重要的歷史性變革時(shí)期。多年來(lái)，我國(guó)的綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，入關(guān)在即，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已從賣(mài)方市場(chǎng)轉(zhuǎn)化為買(mǎi)方市場(chǎng)，而且正在迅速成為國(guó)際市場(chǎng)的一部分，許多大中型企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位，甚至破產(chǎn)、倒閉。本文結(jié)合我國(guó)國(guó)情，通過(guò)分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系，論述了我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展策略及途徑，希望為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做些有益的探索。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（ContemporaryIntegratedManufacturingSystem）是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的相關(guān)思想的精華，從信息集成、過(guò)程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展，在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說(shuō)，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。從集成的角度看，早期的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)側(cè)重于信息集成，而現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴(kuò)展，除了信息集成外還實(shí)現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中的各種業(yè)務(wù)過(guò)程的整體優(yōu)化，即過(guò)程集成，并發(fā)展到企業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的企業(yè)之間的集成階段。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究范圍應(yīng)該介于國(guó)家攀登計(jì)劃和國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃之間。與攀登計(jì)劃研究項(xiàng)目相比較，它更注重成果的應(yīng)用性，盡可能將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，并推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程；與國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃相比較，它更注重解決我國(guó)制造業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵的共性問(wèn)題、前瞻性問(wèn)題和示范性問(wèn)題【1】。

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

圖1現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

先進(jìn)制造技術(shù)（AMT－AdvancedManufacturingTechnology）作為一個(gè)專有名詞至今還沒(méi)有一個(gè)明確的、一致公認(rèn)的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識(shí)是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱【3】。它具有如下一些特點(diǎn)：

從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要；從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮；從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)；從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量；從按照功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn)，只不過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大，因此通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的綜合考察，我們提出了一個(gè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成模式。如圖1所示，即在先進(jìn)制造技術(shù)中，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究工作深入進(jìn)行，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想，將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心，具體說(shuō)明如下：

1、并行工程（CE－ConcurrentEngineering）：

并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí)，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。

雖然并行工程在我國(guó)進(jìn)行的研究工作中屬于熱點(diǎn)，也取得了一些成果，但是目前還存在以下一些問(wèn)題：

(1)研究的廣度和深度不夠：雖然并行工程的研究工作已經(jīng)廣泛開(kāi)展，但是無(wú)論從研究的內(nèi)容上看，還是從研究的水平上說(shuō)都明顯存在差距。如：并行工程在成本和質(zhì)量上的應(yīng)用才剛剛起步，與供應(yīng)商的集成問(wèn)題還沒(méi)有提上日程。

(2)與并行工程有關(guān)的技術(shù)實(shí)用化不夠：在實(shí)用技術(shù)研究方面，目前還沒(méi)有商品化軟件誕生，而國(guó)外公司已經(jīng)推出商品化軟件（如：PTC的Pro-Engineering、CV的CADDS5）。

(3)并行工程的實(shí)施隊(duì)伍不夠：由于科研力量薄弱，在研究上還不能全面開(kāi)花，并行工程的實(shí)施就更是難上加難了。而且，當(dāng)前國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中經(jīng)濟(jì)效益不好，CAD/CAM技術(shù)還有待普及，全面實(shí)施并行工程還缺乏基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。

由于并行工程所處的基礎(chǔ)性地位及我國(guó)研究工作的不足，就決定了必須將它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究工作不斷深入地進(jìn)行。

2、虛擬制造（VM－VirtualManufacturing）：

虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來(lái)達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的【4】。

目前，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外有所應(yīng)用，例如：美國(guó)Boneing公司設(shè)計(jì)的一架VS-X虛擬飛機(jī)，可用頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套進(jìn)行觀察與控制，使飛機(jī)設(shè)計(jì)人員身臨其境地觀察飛機(jī)設(shè)計(jì)的結(jié)果，并對(duì)其外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用性能進(jìn)行考察；日本Matsushita公司開(kāi)發(fā)的虛擬廚房設(shè)備制造系統(tǒng)，允許消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)商品前，在虛擬的廚房環(huán)境中體驗(yàn)不同設(shè)備的功能，按自己的喜好評(píng)價(jià)、選擇和重組這些設(shè)備，他們的選擇將被存儲(chǔ)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)；美國(guó)CoventrySchoolofArtandDesign開(kāi)發(fā)的虛擬原型制作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的初始階段能夠在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造虛擬原型并對(duì)此原型進(jìn)行評(píng)價(jià)【6】。

國(guó)內(nèi)的研究剛剛起步，主要集中在三個(gè)方面【7】：

（1）產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)：

主要包括虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)、虛擬測(cè)試、虛擬裝配以及機(jī)床、模具的虛擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等。其中清華大學(xué)利用美國(guó)國(guó)家儀器公司的Labview開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了鎖相電路的虛擬，機(jī)械科學(xué)研究院采用C語(yǔ)言和OpenGL進(jìn)行編程初步實(shí)現(xiàn)了立體停車庫(kù)的虛擬現(xiàn)實(shí)下的參數(shù)化設(shè)計(jì)，可以直觀地進(jìn)行車庫(kù)的布局、設(shè)計(jì)、分析和運(yùn)動(dòng)模擬。

（2）產(chǎn)品虛擬制造技術(shù)

主要包括材料熱加工工藝模擬、加工過(guò)程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。北航與一汽用OPTRIS開(kāi)發(fā)的板料成型軟件已經(jīng)基本能夠模擬類似車門(mén)的中等復(fù)雜程度的汽車覆蓋件和其他沖壓成型件的沖壓成型過(guò)程；沈陽(yáng)鑄造研究所開(kāi)發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件包ESRD3D已經(jīng)應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)變曲面過(guò)流部件生產(chǎn)中，其產(chǎn)品在劉家峽、李家峽、天生橋、太平役等7個(gè)電站中使用；合肥工業(yè)大學(xué)研制的雙刀架數(shù)控車床加工過(guò)程模擬軟件已經(jīng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司車輪輪箍廠應(yīng)用，使數(shù)控程序現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間由幾個(gè)班縮短到幾小時(shí)，并保證一次試切成功；北京機(jī)床研究所、機(jī)械科學(xué)研究院、東北大學(xué)、上海交大和長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院等單位也研制出一些這方面的仿真軟件。

（3）虛擬制造系統(tǒng)

主要包括虛擬制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)支持、開(kāi)發(fā)策略等。其中提出了比較成熟的思想并可能實(shí)現(xiàn)的是由上海同濟(jì)大學(xué)教授提出的分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)和西安交通大學(xué)謝友柏院士組建的異地網(wǎng)絡(luò)化研究中心。

從以上的論述中可以看到國(guó)內(nèi)外研究水平差距是很大的，而且由于虛擬制造技術(shù)既是并行工程的發(fā)展方向又是敏捷制造的核心，這就決定我們必須以它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的中心技術(shù)，以帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的研究工作的進(jìn)行，并使它們協(xié)同一致順利地發(fā)展。

3、敏捷制造（AM－AgileManufacturing）：

敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

自從1991年美國(guó)提出敏捷制造的思想后，美國(guó)政府就贊助許多研究單位開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工具，并鼓勵(lì)在不同行業(yè)進(jìn)行示范應(yīng)用，目前已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。例如：在遙測(cè)裝置生產(chǎn)的敏捷制造示范項(xiàng)目中，它聯(lián)合了加利福尼亞的圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合信號(hào)公司堪薩斯城分部和新墨西哥的圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及機(jī)械主箱、印刷電路板供應(yīng)商。通過(guò)聯(lián)合彌補(bǔ)了單一企業(yè)資源不足的弱點(diǎn)，這一聯(lián)盟的生產(chǎn)時(shí)間比單一企業(yè)的生產(chǎn)時(shí)間減少了50％，生產(chǎn)率提高顯著?，F(xiàn)在美國(guó)的很多大公司都參加了這一研究計(jì)劃，在歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也紛紛成立了相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，進(jìn)行相應(yīng)的研究和實(shí)施工作。我國(guó)專家從1993年就開(kāi)始對(duì)敏捷制造進(jìn)行跟蹤研究，主要包括：實(shí)施敏捷制造的技術(shù)基礎(chǔ)；虛擬公司的建立步驟及其體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式；虛擬公司的組織與應(yīng)用等。與國(guó)外相比，這些研究工作只能算原則性的研究工作，距離實(shí)用還需要走很長(zhǎng)的一段路。因此，在我國(guó)企業(yè)目前還不可能實(shí)現(xiàn)敏捷制造，但是從科學(xué)研究的角度看，我們認(rèn)為需要在合適的條件下建立一個(gè)研究性的虛擬企業(yè)，加深我們對(duì)虛擬企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中所遇難題的理解，即在實(shí)踐中吸取有益的經(jīng)驗(yàn)，為今后的發(fā)展作一定的技術(shù)儲(chǔ)備。

4、綠色制造（GM－GreenManufacturing）：

綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響（負(fù)作用）最小，資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護(hù)的必然選擇，發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià)，國(guó)際制造業(yè)的實(shí)踐表明，通過(guò)改進(jìn)整個(gè)制造工藝來(lái)減少?gòu)U棄物，要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開(kāi)支。綠色制造的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)達(dá)到目的，即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)看，綠色制造是必然選擇，它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。

從以上的分析中我們可以看到：各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的，在先進(jìn)制造技術(shù)這一大廈下，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心，并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展，即現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。

我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)下，先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展十分迅速，新思想、新概念層出不窮，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)系的分析，我們認(rèn)為在制定我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時(shí)，應(yīng)該注重以人為本的思想，運(yùn)用并行工程的哲理，使各種先進(jìn)制造技術(shù)相互銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)的成熟成果，為先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用起到促進(jìn)的作用。

目前，在美國(guó)并行工程已到了推廣應(yīng)用階段，在虛擬制造方面也有商品化軟件投入市場(chǎng)，在這方面我們存在巨大的差距，主要表現(xiàn)在：從研究工作方面看，科研經(jīng)費(fèi)緊缺，科研力量分散，科研成果難以推廣應(yīng)用，人才流失嚴(yán)重；從企業(yè)方面看，企業(yè)的整體素質(zhì)不高，管理工作落后，科研能力薄弱，當(dāng)面臨國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)時(shí)大多難以為繼，很難在現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)方面花費(fèi)過(guò)多，而且受企業(yè)人員素質(zhì)的制約，一些先進(jìn)的技術(shù)還不易取得立竿見(jiàn)影的實(shí)際效果，這些都影響了企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的熱情；從國(guó)家政策方面看，雖然國(guó)家對(duì)制造業(yè)十分重視，但是，由于我國(guó)當(dāng)前正處在改革過(guò)程中，多種機(jī)制同時(shí)運(yùn)行，多方利益難以協(xié)調(diào)，在資金使用上往往顧此失彼，而且國(guó)家財(cái)政困難，也難以使用重金支持現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究。針對(duì)上述實(shí)際情況，我們提出下列解決方案：

（1）以企業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)，以“甩圖板”工程為契機(jī)，大力普及CAD技術(shù)，幫助企業(yè)進(jìn)行人員培訓(xùn)，提高企業(yè)人員的素質(zhì)（其中包括技術(shù)水平、勞動(dòng)態(tài)度、道德水平等），不斷提高企業(yè)的管理水平，在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)成功示范企業(yè)中及時(shí)推廣并行工程，并適當(dāng)宣傳虛擬制造、敏捷制造等思想和技術(shù)，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）在政府方面，應(yīng)發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)職能，組織企業(yè)和科研部門(mén)進(jìn)行多方面、多層次的合作，加強(qiáng)科研成果的應(yīng)用推廣，而且應(yīng)組織多學(xué)科、跨地區(qū)的科研力量共同攻關(guān)；從宏觀上加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的指導(dǎo)，集中大家的智慧制定出符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展計(jì)劃，并將計(jì)劃的執(zhí)行落到實(shí)處。

（3）在技術(shù)的先進(jìn)性方面，不要過(guò)度追求世界領(lǐng)先，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)實(shí)際要求，解決實(shí)際問(wèn)題，力爭(zhēng)盡快創(chuàng)造效益，以此取得企業(yè)的支持并獲得資金上的幫助，以便形成良性循環(huán)，促進(jìn)研究工作的進(jìn)一步開(kāi)展。同時(shí)，應(yīng)該參與國(guó)際合作，跟蹤國(guó)際研究動(dòng)態(tài)，當(dāng)然，也可以適當(dāng)引進(jìn)一些關(guān)鍵的、有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，進(jìn)行消化和創(chuàng)新，縮短我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距，保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性。

（4）針對(duì)我國(guó)科研力量分散的弱點(diǎn)，仿照分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的思想，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展合作研究，建立分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心，協(xié)調(diào)一致進(jìn)行科技攻關(guān)。所謂分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心就是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)研究活動(dòng)中的人、物、信息及研究過(guò)程進(jìn)行全面的集成，在一定時(shí)期內(nèi)為了共同的目標(biāo)以最佳的人員和單位組合來(lái)開(kāi)展科學(xué)研究工作，調(diào)動(dòng)各方面的積極性通過(guò)協(xié)同工作達(dá)到研究工作的廣泛開(kāi)展和深入進(jìn)行，縮短科研周期，增強(qiáng)科技成果的競(jìng)爭(zhēng)力，也可以說(shuō)分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心是將現(xiàn)實(shí)的研究機(jī)構(gòu)的職能在網(wǎng)絡(luò)中的映射，是一種“虛擬”的工作模式【9】。

綜上所述，發(fā)展我國(guó)的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該以企業(yè)的需求為動(dòng)力，通過(guò)政府的政策和計(jì)劃的協(xié)調(diào)，繼續(xù)深入開(kāi)展并行工程、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造的研究與應(yīng)用，并利用分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心，組織各地區(qū)的科研力量集中突破與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)密切相關(guān)的如STEP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用、CORBA規(guī)范的推廣、企業(yè)過(guò)程重構(gòu)理論的研究等具有重大戰(zhàn)略意義的理論研究工作，逐步使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為我國(guó)制造業(yè)的靈魂。

參考文獻(xiàn)

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ChenXiao-Chuan,LiuXiao-Bing

篇6

作者簡(jiǎn)介：周佳軍(1989-)，男，湖北黃岡人，博士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等

0引言

制造業(yè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主體和支柱，是綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)的總體情況依然落后，從資源與環(huán)境的角度看，我國(guó)制造業(yè)對(duì)能源和資源消耗巨大，環(huán)境污染嚴(yán)重；從技術(shù)與創(chuàng)新水平的角度看，我國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，科技含量低，技術(shù)水平落后，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，產(chǎn)品的附加值較低[1]；從產(chǎn)業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈的角度看，我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)處在價(jià)值鏈上(研發(fā)、制造、營(yíng)銷)價(jià)值創(chuàng)造能力最低的環(huán)節(jié)，在研發(fā)和營(yíng)銷領(lǐng)域，科技創(chuàng)新能力弱、品牌建設(shè)不足；從市場(chǎng)環(huán)境的角度看，知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，消費(fèi)更加個(gè)性化，傳統(tǒng)的以追求生產(chǎn)效率為目的而進(jìn)行的品種單一、大批量以及標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品制造模式，很難適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)中客戶的個(gè)性化和多樣化需求。

先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology，AMT)注重經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)的融合性，通過(guò)柔性生產(chǎn)、靈活生產(chǎn)、產(chǎn)品差異化、注重效率和質(zhì)量等方式增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)能力、提高自主創(chuàng)新能力，為客戶提供更加人性化的服務(wù)，具有產(chǎn)品質(zhì)量精良、技術(shù)含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好等特性，通過(guò)發(fā)展AMT和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)改造提升傳統(tǒng)的資源密集型和勞動(dòng)密集型工業(yè)，以開(kāi)辟一條科技含量高、資源消耗低和環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路，已成為提高我國(guó)高新技術(shù)發(fā)展、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足人民日益增長(zhǎng)需求的主要技術(shù)支撐。

2012年以來(lái)，新工業(yè)革命成為各國(guó)討論的熱點(diǎn)，以物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings)和大數(shù)據(jù)(bigdata)為代表的信息技術(shù)、以綠色能源為代表的新能源技術(shù)、以3D打印技術(shù)為代表的數(shù)字化智能制造等技術(shù)系統(tǒng)協(xié)同創(chuàng)新，將柔性化、智能化、敏捷化、精益化、全球化和人性化融為一體，將改變制造業(yè)的生產(chǎn)模式和全球經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，引領(lǐng)人們的生活走向智能化時(shí)代。工業(yè)西方發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出“再工業(yè)化戰(zhàn)略”，試圖實(shí)現(xiàn)從“產(chǎn)業(yè)空心化”到“再工業(yè)化”的回歸，提出的再工業(yè)化戰(zhàn)略并不是恢復(fù)傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)能力，而是通過(guò)加快突破和應(yīng)用AMT搶占新一輪科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈的高端。為了保證我國(guó)制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須盡快完成制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。

1先進(jìn)制造技術(shù)

AMT自20世紀(jì)80年代提出以來(lái)，世界各國(guó)都十分重視其理論和應(yīng)用實(shí)踐研究。AMT既包括先進(jìn)加工技術(shù)(AdvancedProcessingTechnology，APT)(主要指材料加工工藝及方法)，又包括對(duì)先進(jìn)裝備、人的智慧等有機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的智能控制和組織管理的先進(jìn)制造模式(AdvancedManufacturingMode，AMM)，主要指制造模式及系統(tǒng)。美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)(FederalCoordinatingCouncilorScienceEngineeringandTechnology，F(xiàn)CCSET)下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會(huì)AMT工作組提出其主要包括三個(gè)技術(shù)群[2]：主體技術(shù)群(AMT的關(guān)鍵支撐，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、加工工藝規(guī)劃、增材制造技術(shù)、并行工程，以及材料生產(chǎn)工藝、加工工藝、加工和測(cè)試技術(shù)等)、支撐技術(shù)群(如計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和框架等)和管理技術(shù)群(如質(zhì)量管理、基礎(chǔ)設(shè)施、人員培訓(xùn)、全局監(jiān)督等)。雖然先進(jìn)制造模式和AMT密不可分，實(shí)踐中也常將二者混為一談，但是它們是兩個(gè)不同的概念。AMT注重制造單元功能效用的發(fā)揮(偏重技術(shù))，AMM注重組織方式，強(qiáng)調(diào)的是人、組織結(jié)構(gòu)和技術(shù)三者的協(xié)同。兩者的關(guān)系如圖1所示。

從社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，任何制造系統(tǒng)都有兩個(gè)尺度，即技術(shù)系統(tǒng)和伴隨技術(shù)系統(tǒng)的社會(huì)系統(tǒng)，社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中技術(shù)系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)兩類因素的相互作用，技術(shù)影響社會(huì)系統(tǒng)投入的種類、轉(zhuǎn)換過(guò)程的性質(zhì)和系統(tǒng)的產(chǎn)出。然而，社會(huì)系統(tǒng)決定著技術(shù)利用的有效性和效率，如果孤立地試圖使其中一個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化，則可能使系統(tǒng)的總效能降低。AMT是各個(gè)單項(xiàng)技術(shù)在先進(jìn)制造哲理下的有機(jī)集成，從最初關(guān)注技術(shù)和工程科學(xué)等自然科學(xué)的集成，慢慢過(guò)渡為重視在AMT應(yīng)用過(guò)程中科學(xué)技術(shù)、組織結(jié)構(gòu)以及人的智慧等的深度融合，尤其注重自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的集成、系統(tǒng)體系觀念和整體全局優(yōu)化，最終目的是使整個(gè)制造系統(tǒng)能對(duì)外部市場(chǎng)環(huán)境的變化產(chǎn)生及時(shí)、高效、敏捷的反應(yīng)。

1.1先進(jìn)制造技術(shù)的概念、內(nèi)涵及主要內(nèi)容

制造指對(duì)原材料進(jìn)行加工或再加工，以及對(duì)零部件裝配過(guò)程的總稱。AMT的概念起源于美國(guó)[3]，早期其定義是以計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)的制造技術(shù)群，主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工程、機(jī)器人及柔性制造技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)控技術(shù)及裝備等[4-5]，從研究的角度看，先進(jìn)制造技術(shù)在不同時(shí)代具有不同的含義，當(dāng)前各種新出現(xiàn)的、先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)(納米加工、激光切割、增材制造等)、精益生產(chǎn)、并行工程、柔性制造、虛擬制造、敏捷制造和現(xiàn)代集成制造模式等，都屬于AMT的研究之列。

我國(guó)學(xué)者在對(duì)國(guó)外學(xué)者有關(guān)AMT定義的歸納和研究中，更為系統(tǒng)地對(duì)AMT進(jìn)行了定義，認(rèn)為AMT是一個(gè)多學(xué)科體系，包括從市場(chǎng)需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃到制造過(guò)程與市場(chǎng)反饋的人—機(jī)—物系統(tǒng)工程[6-7]。AMT本質(zhì)上是自然科學(xué)(自動(dòng)控制技術(shù)、工藝規(guī)劃技術(shù)等)和社會(huì)科學(xué)(組織管理和經(jīng)濟(jì)學(xué)等)的有機(jī)融合體，是通過(guò)生產(chǎn)方式的智能化和柔性化來(lái)提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的反應(yīng)能力。

從制造系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，AMT是一個(gè)三層次的技術(shù)群，如圖2所示：第一個(gè)層次(內(nèi)層)為基礎(chǔ)制造技術(shù)，主要指優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的通用共性技術(shù)，對(duì)應(yīng)AMT中的支撐技術(shù)(如圖1)；第二層(中層)是新型制造單元技術(shù)，由制造技術(shù)與信息技術(shù)、新型材料加工技術(shù)、清潔能源、環(huán)境科學(xué)等結(jié)合而成，涉及多學(xué)科交叉、集成與融合，對(duì)應(yīng)于先進(jìn)制造技術(shù)中的主體技術(shù)和管理技術(shù)；第三層(外層)為先進(jìn)制造模式/系統(tǒng)(集成技術(shù))，是由先進(jìn)制造單元技術(shù)和組織管理等融合而成的現(xiàn)代集成制造模式，強(qiáng)調(diào)技術(shù)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的協(xié)同與融合，對(duì)應(yīng)于圖1的先進(jìn)制造模式，是人、技術(shù)、組織和管理等要素的集成，也是人機(jī)物協(xié)同制造系統(tǒng)。

1.1.1基礎(chǔ)制造技術(shù)

優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的基礎(chǔ)制造技術(shù)，主要指?jìng)鹘y(tǒng)的制造工藝技術(shù)(如毛坯測(cè)量下料、鑄造/塑性成形、鍛壓、焊接、熱處理、材料強(qiáng)韌化、表面保護(hù)、機(jī)械加工、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層及各種與設(shè)計(jì)制造等)經(jīng)過(guò)優(yōu)化和改進(jìn)后形成的基礎(chǔ)制造工藝，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心組成部分。

1.1.2新型制造單元技術(shù)

新型制造單元技術(shù)由制造技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、人工智能、新型材料加工技術(shù)、清潔能源、環(huán)境科學(xué)等結(jié)合而成，涉及多學(xué)科交叉、集成與融合，主要包括以下內(nèi)容：

(1)新型材料、納米技術(shù)和激光加工傳統(tǒng)材料的研制過(guò)程通過(guò)基本材料的組合反復(fù)試驗(yàn)配制獲得，整個(gè)過(guò)程非常緩慢。2011年6月，美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)伙伴關(guān)系(AdvancedManufacturingPartnership，AMP)計(jì)劃之一的“材料基因組計(jì)劃”[8]，從分子結(jié)構(gòu)的角度分析材料，通過(guò)原子排列找出相—顯微組織—性能—環(huán)境參數(shù)—使用壽命的關(guān)系，建立了原子、分子的結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系，極大地提高了研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用先進(jìn)材料的速度。納米技術(shù)和激光加工引發(fā)了機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在毫微米水平上的融合。

(2)增材制造與精密成型技術(shù)增材制造(如3D打印[9])是材料技術(shù)、粘結(jié)技術(shù)和打印技術(shù)的融合創(chuàng)新，由原材料直接制造成精密工件的材料近凈成型技術(shù)(Near-netShapeForming，NSF)制作的零件不需要加工或少量加工即可投入使用，極大地改造了傳統(tǒng)的毛坯成型技術(shù)[10]。

(3)機(jī)器人、自動(dòng)化及智能化技術(shù)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)加工中可以完成某些過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)耗力的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程[11]；自動(dòng)化促使機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程從自動(dòng)控制發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)和自修復(fù)等；智能化技術(shù)綜合了信息技術(shù)、模糊算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能優(yōu)化算法，使機(jī)器在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下進(jìn)行生產(chǎn)，具有人機(jī)一體化、自律能力強(qiáng)、自組織與超柔性、自學(xué)習(xí)與自我維護(hù)等特點(diǎn)。

(4)先進(jìn)電子技術(shù)裝備先進(jìn)電子裝備，如平板電腦、智能手機(jī)、穿戴設(shè)備等普適人機(jī)交互設(shè)備和移動(dòng)終端會(huì)越來(lái)越普及，使人與物理世界的交互方式更加普適化、虛擬化、智能化和個(gè)性化，實(shí)現(xiàn)任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、任何人都能訪問(wèn)任何信息的交互，傳感器和嵌入式設(shè)備將會(huì)感知和采集各種環(huán)境和監(jiān)測(cè)對(duì)象信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理，用戶能夠利用自然普適智能的方式無(wú)縫地實(shí)現(xiàn)資源共享和服務(wù)的獲取。

(5)分子生物學(xué)和生物制造通過(guò)學(xué)習(xí)生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其控制機(jī)制，解決制造過(guò)程中的一系列難題。強(qiáng)調(diào)生命科學(xué)的應(yīng)用，方法包括基因算法、進(jìn)化算法、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

(6)供應(yīng)鏈管理制造過(guò)程是物質(zhì)流、信息流在控制流的協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)從原料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換，供應(yīng)鏈管理以整體效益最優(yōu)化為目標(biāo)，以系統(tǒng)化的觀點(diǎn)綜合考慮對(duì)人、技術(shù)、管理、設(shè)備、物料、信息等系統(tǒng)構(gòu)成要素的優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命全周期經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(7)清潔生產(chǎn)技術(shù)、綠色可持續(xù)制造清潔生產(chǎn)和綠色制造主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1綠色設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)階段就充分考慮對(duì)資源和環(huán)境的影響；2綠色選材，將環(huán)境因素融入材料的選擇過(guò)程中；3綠色制造，采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對(duì)環(huán)境污染小的制造方法；4回收和循環(huán)再制造，實(shí)現(xiàn)資源―產(chǎn)品―廢棄物―再生資源或再生產(chǎn)品的反饋式循環(huán)模式[12]。

(8)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算(cloudcomputing)等新一代信息技術(shù)IBM公司基于新一代信息技術(shù)提出的智慧地球(smartplanet)掀起了物聯(lián)網(wǎng)研究的，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者和政府的廣泛關(guān)注[13]。物聯(lián)網(wǎng)是利用無(wú)線射頻識(shí)別(RadioFrequencyIDentification，RFID)、嵌入式系統(tǒng)、傳感器等技術(shù)獲取現(xiàn)實(shí)世界信息，使物體與物體之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相互連接并進(jìn)行信息交互，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[14]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入產(chǎn)品的全生命周期及制造過(guò)程的各個(gè)階段，將形成新的制造模式———制造物聯(lián)。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，社交網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)、信息物理系統(tǒng)、移動(dòng)終端等迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)量尤其是半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，據(jù)著名咨詢公司IDC的研究報(bào)告，2011年網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)總量為1.8ZB，預(yù)計(jì)到2020年，總量將達(dá)到35ZB，大數(shù)據(jù)時(shí)代正在來(lái)臨[15]。一般意義上，大數(shù)據(jù)指無(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)機(jī)器和軟硬件工具對(duì)其進(jìn)行感知、獲取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合[16]，具有大量、高速、多樣、價(jià)值密度低的特點(diǎn)。對(duì)于制造業(yè)而言，數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)的廣度還不夠，數(shù)據(jù)應(yīng)用大多針對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)內(nèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，有效整合大數(shù)據(jù)，包括微博、論壇、網(wǎng)站等數(shù)據(jù)源，分析發(fā)掘這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏的潛在價(jià)值，有助于快速預(yù)測(cè)市場(chǎng)趨勢(shì)和客戶的個(gè)性化需求，細(xì)分客戶并提供量身定制的合適服務(wù)，及時(shí)了解整個(gè)供應(yīng)鏈的供需變化等。此外，制造系統(tǒng)中包括大量的物料、人員、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)及加工過(guò)程等數(shù)據(jù)，研究制造系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量不同來(lái)源的數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程，搜索、比較、聚類、分析、處理與融合制造過(guò)程的數(shù)據(jù)，可以支持制造過(guò)程的優(yōu)化決策，優(yōu)化生產(chǎn)流程和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，有效提升制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。大數(shù)據(jù)分析需要高效的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，目前制造業(yè)已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，而大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)體量巨大、數(shù)據(jù)類型繁多、查詢分析復(fù)雜等特點(diǎn)，超越了現(xiàn)有企業(yè)的IT架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的承載能力，因此需要高性能的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，必須依托云計(jì)算的分布式架構(gòu)、分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)等。云計(jì)算[17]是能夠提供動(dòng)態(tài)資源池、虛擬化和高可用性的下一代計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)按需使用的方式為用戶提供可配置的資源(包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、IT基礎(chǔ)設(shè)施、軟件、服務(wù)等)。云計(jì)算融合物聯(lián)網(wǎng)、面向服務(wù)、高性能計(jì)算和智能科學(xué)等技術(shù)形成云制造[18]，將各類制造資源或能力虛擬化、服務(wù)化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái)為用戶提供可高效便捷、按需使用、優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的制造全生命周期服務(wù)。

1.1.3先進(jìn)制造模式/系統(tǒng)

制造模式是制造業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)速度，以完成特定的生產(chǎn)任務(wù)而采取的一種有效的生產(chǎn)方式和一定的生產(chǎn)組織形式。先進(jìn)制造模式是以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和智能技術(shù)為代表的高新技術(shù)為支撐技術(shù)，在先進(jìn)制造思想的指導(dǎo)下，用扁平化、網(wǎng)絡(luò)化組織結(jié)構(gòu)方式組織制造活動(dòng)，追求社會(huì)整體效益、顧客體驗(yàn)和企業(yè)盈利，是最優(yōu)化的柔性、智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。按照歷史唯物主義的觀點(diǎn)，社會(huì)存在決定社會(huì)意識(shí)，從制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，不同社會(huì)發(fā)展時(shí)期決定了不同的制造思想、生產(chǎn)組織方式和管理理念，它們相互作用、共同決定了特定時(shí)期的制造模式。如圖3所示，按照制造技術(shù)的發(fā)展水平、生產(chǎn)組織方式和管理理念，將制造模式的發(fā)展歷程歸納為手工作坊式生產(chǎn)、機(jī)器生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、低成本大批量生產(chǎn)、高質(zhì)量生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)的制造、智能制造8個(gè)階段。

工業(yè)革命以前，產(chǎn)品主要以手工作坊式和單件小批量模式生產(chǎn)為主，產(chǎn)品質(zhì)量主要依賴手工匠的技藝，其成本較高、生產(chǎn)批量小，零部件的質(zhì)量可控性和兼容性比較差，供不應(yīng)求成為制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展必須解決的問(wèn)題。產(chǎn)業(yè)革命后，新的生產(chǎn)技術(shù)和管理思想大量涌現(xiàn)，這一階段的早期，制造技術(shù)的改進(jìn)重點(diǎn)是規(guī)模化大批量生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，流水線式生產(chǎn)方式使得專業(yè)分工和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模生產(chǎn)從技術(shù)方法上成為可能，科學(xué)組織管理理念等又從組織、結(jié)構(gòu)和方式上保障了流水線式生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，使得大規(guī)模制造成為可能。然而，大規(guī)模、批量化生產(chǎn)方式的精細(xì)化分工和高度標(biāo)準(zhǔn)化形成了一種剛性的資源配置系統(tǒng)，在買(mǎi)方市場(chǎng)下，市場(chǎng)環(huán)境瞬息萬(wàn)變，這種生產(chǎn)模式會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大損失，20世紀(jì)90年代，隨著先進(jìn)制造理念、先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)以及先進(jìn)管理方式的不斷成熟與發(fā)展，各種新的制造理念、先進(jìn)制造新模式得到了迅猛發(fā)展，理論界相繼出現(xiàn)了高質(zhì)量生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)的制造、智能制造等一系列新概念，各種先進(jìn)制造模式之間的關(guān)系如圖4所示。

(1)高質(zhì)量生產(chǎn)

并行工程、柔性制造、精益生產(chǎn)[19-20]這三類制造模式是基礎(chǔ)的生產(chǎn)管理方法，是虛擬制造、敏捷制造、現(xiàn)代集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)；虛擬制造[21]是實(shí)現(xiàn)敏捷制造[22-23]的重要手段；生物制造[24]和綠色制造[25-26]是考慮環(huán)境影響和資源利用率的制造模式，相關(guān)文獻(xiàn)已有介紹，不再贅述。

(2)網(wǎng)絡(luò)化制造

網(wǎng)絡(luò)化制造是指在產(chǎn)品全生命周期制造活動(dòng)中，以信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的制造技術(shù)/系統(tǒng)的總稱。比較典型的應(yīng)用模式有制造網(wǎng)格(MGrid)[27]、應(yīng)用服務(wù)提供商(ApplicationServiceProvider，ASP)[28]。制造網(wǎng)格是運(yùn)用網(wǎng)格技術(shù)對(duì)制造資源進(jìn)行服務(wù)化封裝和集成，屏蔽資源的異構(gòu)性和地理上的分布性，以透明的方式為用戶提供服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品全生命周期的資源共享、集成和協(xié)同工作；ASP是企業(yè)將其部分或全部流程業(yè)務(wù)委托給服務(wù)提供商進(jìn)行管理的一種外包式服務(wù)，以優(yōu)化資源配置、提高生產(chǎn)和管理效率。企業(yè)用戶可以直接租用ASP平臺(tái)提供的各類軟件進(jìn)行自己的業(yè)務(wù)管理，如產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifecycleManagement，PLM)、企業(yè)資源規(guī)劃(EnterpriseResourcePlanning，ERP)等，不必購(gòu)買(mǎi)整個(gè)軟件和在本地機(jī)器上安裝該軟件，從而節(jié)省了IT產(chǎn)品技術(shù)的購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)行費(fèi)用，降低了客戶企業(yè)的應(yīng)用成本，特別適用于中小型企業(yè)。

(3)面向服務(wù)的制造

制造的價(jià)值鏈正不斷延伸和拓展，制造和服務(wù)逐漸融合，制造企業(yè)更加傾向于為顧客提品服務(wù)及其應(yīng)用解決方案。面向服務(wù)的制造是為實(shí)現(xiàn)制造價(jià)值鏈的增值，通過(guò)產(chǎn)品和服務(wù)融合、客戶全程參與、提供生產(chǎn)型服務(wù)或服務(wù)型生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)分散的制造資源整合和各自核心競(jìng)爭(zhēng)力的高效協(xié)同，達(dá)到高效創(chuàng)新的一種制造模式[29]。面向服務(wù)的制造的典型應(yīng)用有眾包生產(chǎn)(CrowdSourcing，C-Sourcing)、工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)(IndustrialProductServiceSystem，IPSS)等。眾包生產(chǎn)源于眾包，眾包一詞最早出現(xiàn)在2006年，由美國(guó)《連線》雜志一位名叫杰夫·豪的記者首次提出[30]。眾包是一種分布式的問(wèn)題解決和生產(chǎn)模式，它將工作任務(wù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以公開(kāi)、自由自愿的方式分發(fā)給非特定的大眾。眾包生產(chǎn)就是網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)生產(chǎn)，讓更多產(chǎn)品和服務(wù)用戶參與到產(chǎn)品的創(chuàng)新活動(dòng)中來(lái)，打破企業(yè)創(chuàng)新來(lái)源的界限，聚集大眾智慧，增加公眾的參與度，并通過(guò)“用戶創(chuàng)造內(nèi)容”的形式生產(chǎn)出符合消費(fèi)者需求的個(gè)性化產(chǎn)品[31]。眾包生產(chǎn)對(duì)構(gòu)建創(chuàng)新型制造企業(yè)非常重要，它具有開(kāi)放式生產(chǎn)、組織構(gòu)成的動(dòng)態(tài)性、物理范圍的分布性、參與者的主動(dòng)性等特點(diǎn)，能夠突破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，通過(guò)外部資源的整合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù)；另外，它還可以通過(guò)激勵(lì)機(jī)制代替合約機(jī)制，以極低的成本聚集外部的零散個(gè)體用戶和群體資源，為客戶提品及其應(yīng)用解決方案。面對(duì)多樣化的個(gè)性需求和不斷變化的市場(chǎng)環(huán)境，眾包生產(chǎn)能夠靈活、高效、低成本地進(jìn)行資源的重新分配和整合，有效降低產(chǎn)品制造成本，減少企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高適應(yīng)個(gè)性化需求的靈活性，它的出現(xiàn)給企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、管理和售后服務(wù)帶來(lái)了巨大影響。產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)(ProductServiceSystem，PSS)通過(guò)系統(tǒng)地集成產(chǎn)品和服務(wù)，為用戶提品功能而不是產(chǎn)品本身來(lái)滿足用戶需求，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的價(jià)值增值和生產(chǎn)與消費(fèi)的可持續(xù)性[32]。IPSS[33]是在PSS的基礎(chǔ)上提出的。IPSS是工業(yè)產(chǎn)品及其相關(guān)服務(wù)的集成，它將產(chǎn)品與服務(wù)作為一個(gè)集成化的整體提供給用戶，這里的產(chǎn)品既可以是用戶所有，也可以是IPSS的提供者所有，不但關(guān)注產(chǎn)品本身質(zhì)量而且考慮顧客體驗(yàn)，通過(guò)用戶的參與來(lái)提高產(chǎn)品服務(wù)創(chuàng)新能力；服務(wù)則是覆蓋整個(gè)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的所有活動(dòng)(設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售、使用、維護(hù)、售后服務(wù)等)，通過(guò)專業(yè)的服務(wù)共享降低用戶的成本投入，從而集中更多的精力關(guān)注其核心競(jìng)爭(zhēng)力。IPSS的核心是提供工業(yè)產(chǎn)品的工作能力，這依賴于提供者的知識(shí)水平和經(jīng)驗(yàn)豐富程度，因此它具有知識(shí)服務(wù)和生產(chǎn)型服務(wù)的特點(diǎn)。

(4)智能制造

基于新一代信息技術(shù)和IBM智慧地球的研究框架，制造系統(tǒng)的集成協(xié)同越來(lái)越關(guān)注人的發(fā)展和周圍環(huán)境的融合，研究的關(guān)注點(diǎn)從之前側(cè)重信息技術(shù)和工程科學(xué)的集成，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)體系、組織結(jié)構(gòu)、人及環(huán)境的深度融合與無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與可持續(xù)制造。此類制造包括云制造、制造物聯(lián)、基于信息物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem，CPS)的智能制造乃至智慧制造。德國(guó)政府于2013年4月舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略，在該戰(zhàn)略下提出的智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術(shù)是在新一代信息技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、納米技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能等基礎(chǔ)上，通過(guò)感知、人機(jī)交互、決策、執(zhí)行和反饋，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、物流、管理、維護(hù)和服務(wù)的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的集成協(xié)同與深度融合。在產(chǎn)品加工過(guò)程中，智能制造將傳感器及智能診斷和決策軟件集成到裝備，由程序控制的裝備上升到智能控制，能自適應(yīng)反饋被加工工件在過(guò)程中的狀況[34]。例如，基于CPS的智能制造生產(chǎn)過(guò)程與傳統(tǒng)的數(shù)控加工技術(shù)相比，能感知溫度、環(huán)境、加工材料的屬性變化，并作出相應(yīng)調(diào)整，不會(huì)死板地執(zhí)行預(yù)定程序，能夠保證加工出的產(chǎn)品精度?；谠朴?jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、面向服務(wù)和智能科學(xué)等技術(shù)的云制造也是一種智能化的制造模式[35]，它利用網(wǎng)絡(luò)和云制造服務(wù)平臺(tái)，按需組織網(wǎng)上制造資源(制造云)，為用戶提供可隨時(shí)獲取的、動(dòng)態(tài)的、敏捷的制造全生命周期服務(wù)[36-38]。云制造能促進(jìn)制造資源/能力的物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化和智能化。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化制造相比，云制造具有更好的資源動(dòng)態(tài)性、敏捷性以及產(chǎn)品和服務(wù)解決方案的靈活性，同時(shí)能更好地解決ASP模式的客戶端智能性和數(shù)據(jù)安全性的不足問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)更大范圍的推廣和應(yīng)用；與制造網(wǎng)格相比，云制造在“分散資源集中使用”思想的基礎(chǔ)上，還體現(xiàn)了“集中資源分散服務(wù)”的思想。制造物聯(lián)[39]是基于互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)、RFID、傳感網(wǎng)、智能技術(shù)等構(gòu)建的現(xiàn)代制造物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是以中間件、海量信息融合和系統(tǒng)集成技術(shù)為基礎(chǔ)，基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)服務(wù)平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)，解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、管理、服務(wù)等過(guò)程中的信息感知、可靠傳輸與智能處理，增加制造的服務(wù)化與智能化水平的制造新模式。制造物聯(lián)在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效地管理制造資源、監(jiān)控制造過(guò)程、匹配制造需求等，將傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造從市場(chǎng)調(diào)研、研發(fā)設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過(guò)程、銷售、物流運(yùn)輸與售后服務(wù)融為一體，協(xié)同制造過(guò)程中物料流、能量流、信息流、價(jià)值流的優(yōu)化運(yùn)行，以支持產(chǎn)品智能化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、供應(yīng)鏈與物流的準(zhǔn)時(shí)化和精益化、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理輔助決策等應(yīng)用，極大地提高了制造企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

基于語(yǔ)義Web、務(wù)聯(lián)網(wǎng)(InternetofService，IoS)、社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(SocialNetworkService，SNS)等，智能制造/云制造的進(jìn)一步發(fā)展將會(huì)誕生智慧制造(WisdomManufacturing，WM)[40-41]。WM將機(jī)器智能、普適智能和人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)與智慧結(jié)合在一起，形成以客戶需求為中心、以人為本、面向服務(wù)、基于知識(shí)運(yùn)用、人機(jī)物協(xié)同的制造模式。

綜上所述，先進(jìn)制造模式是以所追求的目標(biāo)和生產(chǎn)開(kāi)展方式的轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)而產(chǎn)生及發(fā)展的，體現(xiàn)的是消費(fèi)者的個(gè)性化需求、科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，是由先進(jìn)制造哲理、先進(jìn)組織管理方式、先進(jìn)制造技術(shù)及人的相互融合發(fā)展、相互協(xié)同作用的產(chǎn)物。這是一個(gè)系統(tǒng)靈活性不斷增大、組織結(jié)構(gòu)和過(guò)程不斷優(yōu)化的進(jìn)程，將形成人機(jī)物協(xié)同制造系統(tǒng)，使制造資源得到最佳利用、生產(chǎn)效率得到極大提高，能夠?qū)κ袌?chǎng)變化和內(nèi)部變化作出迅速響應(yīng)。

1.2先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)的影響

從生產(chǎn)流程來(lái)看，AMT與傳統(tǒng)制造技術(shù)對(duì)制造過(guò)程的影響如圖5所示。傳統(tǒng)制造是利用制造資源將原材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的過(guò)程，僅為生產(chǎn)過(guò)程的一部分，一般包括產(chǎn)品的加工和裝配兩大內(nèi)容，制造商自行生產(chǎn)或者從供應(yīng)商購(gòu)買(mǎi)零件，將其組裝成產(chǎn)品并檢驗(yàn)以符合要求。制造過(guò)程中輸入的是原材料、能量、信息、人力資源等，輸出的是符合要求的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造與銷售各部分之間信息的傳遞與反饋不暢，各部門(mén)按功能分解任務(wù)，容易只考慮本部門(mén)的利益，對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化考慮較少，造成設(shè)計(jì)與制造部門(mén)間難以協(xié)調(diào)、矛盾突出。

AMT主要從材料設(shè)計(jì)、制造流程改造、產(chǎn)品服務(wù)融合的集成解決方案和循環(huán)利用四個(gè)方面拓展傳統(tǒng)制造技術(shù)的內(nèi)容：

(1)材料設(shè)計(jì)新型材料的成型和加工技術(shù)愈發(fā)重要，對(duì)材料分子層或原子層的定向改造極大地提高了產(chǎn)品性能，超硬材料、功能梯度復(fù)合材料的某些新的成形、加工技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，如超導(dǎo)材料成形加工等。

(2)制造流程改造傳統(tǒng)制造是面向批處理、時(shí)間上和空間上分離的分布式加工，先進(jìn)制造超效能加工和自動(dòng)化技術(shù)能夠促使連續(xù)流制造，減少零件庫(kù)存。

(3)產(chǎn)品服務(wù)融合先進(jìn)制造強(qiáng)調(diào)涵蓋從產(chǎn)品研發(fā)直至客戶應(yīng)用的全過(guò)程，提品、軟件和服務(wù)于一體的產(chǎn)品解決方案和端對(duì)端的服務(wù)。知識(shí)資本、人力資本和技術(shù)資本的高度聚合，使制造活動(dòng)擺脫了傳統(tǒng)制造低技術(shù)含量、低附加值的模式，通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、管理咨詢等活動(dòng)，技術(shù)和知識(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中被實(shí)際運(yùn)用，將技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)能力和競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)產(chǎn)生更高的附加價(jià)值。

(4)循環(huán)利用[42]先進(jìn)制造注重材料的回收利用，不但對(duì)環(huán)境友好而且節(jié)約原材料成本。傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造模式是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，即原料工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品使用報(bào)廢棄入環(huán)境，是以大量消耗資源和破壞環(huán)境為代價(jià)的制造方式；而循環(huán)生產(chǎn)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，整個(gè)生命周期考慮生態(tài)環(huán)境和資源效率，從單純的產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)擴(kuò)展到生命周期設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)所有資源應(yīng)該實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)的循環(huán)利用。

基礎(chǔ)制造技術(shù)、新型制造單元技術(shù)和現(xiàn)代先進(jìn)集成制造技術(shù)對(duì)制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響?；A(chǔ)制造技術(shù)通過(guò)改進(jìn)、整合形成新型制造單元技術(shù)，進(jìn)而影響整個(gè)制造過(guò)程。諸如網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)制造和智能制造等先進(jìn)集成制造技術(shù)已在前文說(shuō)明，這里著重探討新型制造單元技術(shù)對(duì)制造過(guò)程的影響。具體來(lái)講，新型制造單元技術(shù)(圖2中第二層)對(duì)傳統(tǒng)制造流程的改造如圖6所示，增材/精準(zhǔn)制造用于對(duì)加工階段的改造；機(jī)器人/自動(dòng)化技術(shù)用于組裝和生產(chǎn)流程的自動(dòng)化；先進(jìn)電子技術(shù)用于產(chǎn)品和服務(wù)的融合以及加工過(guò)程的控制；供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)以整體效益最優(yōu)化為目標(biāo)，以系統(tǒng)化的觀點(diǎn)綜合考慮人、技術(shù)、管理、設(shè)備、物料、信息等系統(tǒng)構(gòu)成要素的優(yōu)化組合，在滿足產(chǎn)品或服務(wù)供給要求的同時(shí)，達(dá)到成本最低；清潔生產(chǎn)技術(shù)主要用于材料的循環(huán)利用、回收等環(huán)節(jié)；分子生物學(xué)和生物制造用于材料設(shè)計(jì)及制造流程的改進(jìn)；納米材料技術(shù)用于合成與加工功能梯度材料、復(fù)合材料等；物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)用于對(duì)產(chǎn)品全生命周期制造過(guò)程進(jìn)行全方位跟蹤、分析、優(yōu)化和控制，實(shí)現(xiàn)多維度、透明化的泛在感知，確保制造過(guò)程的高效、敏捷、可持續(xù)和智能化。

需要指出的是，AMT對(duì)傳統(tǒng)制造流程的改造，不但使原有制造和裝配工藝等制造中期階段產(chǎn)生了質(zhì)的變化，而且涵蓋了市場(chǎng)信息分析、產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備等生產(chǎn)前階段，以及質(zhì)量監(jiān)測(cè)、銷售使用、售前售后服務(wù)、產(chǎn)品報(bào)廢的處理和回收再生產(chǎn)等后階段，覆蓋了產(chǎn)品生命周期的制造全過(guò)程，可提供集產(chǎn)品、軟件和服務(wù)于一體的整體解決方案，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)。

1.3各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展情況和研究進(jìn)展

近年來(lái)，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家先后針對(duì)AMT的研發(fā)提出了國(guó)家層面的發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃。美國(guó)在2009年12月頒布了《AFrameworkforRevitalizingAmericanManufacturing》(重振美國(guó)制造業(yè)框架)[43]；2011年6月宣布了《TheAdvancedManufacturingPartnership》(先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃)[44]；2012年2月了《ANationalStrategicPlanForAdvancedManufacturing》(先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略)[45]，提出通過(guò)加強(qiáng)研究和試驗(yàn)稅收減免、擴(kuò)大和優(yōu)化政府投資、建設(shè)智能制造技術(shù)平臺(tái)，以加快智能制造的技術(shù)創(chuàng)新。

日本在1989年就發(fā)起“智能制造系統(tǒng)”計(jì)劃，推動(dòng)本國(guó)AMT的研究和發(fā)展；2010年5月公布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)藍(lán)圖》，同年6月通過(guò)《新增長(zhǎng)戰(zhàn)略》法案，規(guī)劃了日本經(jīng)濟(jì)2011年~2020年的十年發(fā)展戰(zhàn)略，其中包括對(duì)先進(jìn)制造業(yè)的支持策略，通過(guò)大力調(diào)整制造業(yè)結(jié)構(gòu)，加快發(fā)展機(jī)器人、無(wú)人化工廠、3D打印技術(shù)等尖端領(lǐng)域，提升制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[46]。

德國(guó)作為工業(yè)強(qiáng)國(guó)，為保持其制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，采取積極有效的行動(dòng)，將大量人力和物力投入到AMT中，推動(dòng)AMT的發(fā)展，并制訂了相關(guān)的計(jì)劃[47]，特別是2010年7月制訂了《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，以支持制造領(lǐng)域新型革命性技術(shù)的研究與創(chuàng)新。其中“工業(yè)4.0”項(xiàng)目[48]是《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來(lái)技術(shù)項(xiàng)目之一，用以支持工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域新一代關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，該項(xiàng)目成為2013年漢諾威自動(dòng)化展最熱門(mén)的話題。工業(yè)4.0旨在通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、CPS、IoS等技術(shù)提升制造系統(tǒng)的智能化水平，它包括兩大主題：1智能工廠，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；2智能生產(chǎn)，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。歐盟于1998年~2007年相繼公布了第五框架計(jì)劃(1998~2002)、第六框架計(jì)劃(2002~2006)和第七框架計(jì)劃(2007~2013)，于2009年頒布了《歐盟共同關(guān)鍵使能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略》，次年3月頒布了《歐洲2020戰(zhàn)略》[49]。發(fā)達(dá)國(guó)家希望以高新技術(shù)為依托大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品、清潔能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)，構(gòu)筑新的優(yōu)勢(shì)，消除不利因素，創(chuàng)造有利環(huán)境及符合自身優(yōu)勢(shì)的新興市場(chǎng)，規(guī)避在傳統(tǒng)制造領(lǐng)域與中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家相比的競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)，以樹(shù)立其AMT的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高其先進(jìn)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

我國(guó)也十分重視AMT的發(fā)展，國(guó)家863計(jì)劃在清華大學(xué)建立了CIMS工程研究中心。先進(jìn)制造技術(shù)作為一個(gè)主題在國(guó)家科技部領(lǐng)導(dǎo)下取得重大進(jìn)展，如數(shù)字化制造與工業(yè)工程[50]、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)[51]、網(wǎng)絡(luò)制造、仿生制造[52]、綠色制造與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)制造[53]、供應(yīng)鏈、網(wǎng)絡(luò)化制造、大批量定制和仿生制造[54-55]等。特別是國(guó)家“十二五”制造業(yè)信息化科技工程規(guī)劃中，明確提出了大力發(fā)展新一代集成協(xié)同技術(shù)、制造服務(wù)技術(shù)和制造物聯(lián)技術(shù)，該規(guī)劃的實(shí)施將促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合，為加速制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展高端制造業(yè)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)揮極其重要的作用。制造業(yè)信息化工程的實(shí)施使我國(guó)在AMT領(lǐng)域取得了大批具有先進(jìn)水平的研究成果，促進(jìn)了制造業(yè)向精益化、全球化、協(xié)同化、服務(wù)化、綠色化、智能化的方向發(fā)展，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

2新工業(yè)革命

工業(yè)革命是生產(chǎn)技術(shù)的變革，同時(shí)也是一場(chǎng)深刻的社會(huì)關(guān)系變革。新科技群的協(xié)同效應(yīng)和深度融合將導(dǎo)致生產(chǎn)組織方式和制造模式發(fā)生重大變化，從而引發(fā)新的工業(yè)革命。目前正在出現(xiàn)一種新工業(yè)革命，但仍是一個(gè)十分模糊的概念，不同研究者對(duì)新工業(yè)革命的概念有各自的理解，主要有5種不同的觀點(diǎn)：

(1)杰里米·里夫金[56]認(rèn)為，歷史上重要的工業(yè)革命都是在新通訊方式和新能源結(jié)合之際產(chǎn)生的，當(dāng)前正由互聯(lián)網(wǎng)和新能源結(jié)合引發(fā)新的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)變革，即包括五大支柱的新工業(yè)革命，如圖7所示，其中：1能源轉(zhuǎn)型，向可再生能源轉(zhuǎn)型，利用風(fēng)和陽(yáng)光等，不再消耗石化產(chǎn)品；2分散式生產(chǎn)，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)大大減小了時(shí)間、空間對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)交流的制約，基于知識(shí)的共享、創(chuàng)新和發(fā)展的扁平式、分散化、合作性的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)更加符合現(xiàn)代商業(yè)的需求；3存儲(chǔ)，充分利用社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施存儲(chǔ)間歇式可再生能源；4構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)，通過(guò)一種網(wǎng)格式的智能分布式電力系統(tǒng)和他人共享；5交通工具轉(zhuǎn)變，將汽車、卡車、火車等運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)向插電式或者燃料電池等以可再生能源為動(dòng)力的交通工具，電動(dòng)車需要的電可在充電站購(gòu)買(mǎi)。這五大支柱協(xié)同發(fā)展實(shí)現(xiàn)了1+1+1+1+1>5的整合效應(yīng)，樹(shù)立起一個(gè)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展范例，帶領(lǐng)世界進(jìn)入新紀(jì)元。

(2)克里斯·安德森[57]認(rèn)為，新型材料的應(yīng)用和增材制造技術(shù)等數(shù)字化制造方式將引發(fā)新工業(yè)革命，采用新型材料、3D打印技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同制造服務(wù)等智能化與數(shù)字化制造方法，能夠迅速和精準(zhǔn)地將計(jì)算機(jī)中的虛擬設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為真實(shí)物體，甚至直接打印出零件或模具，基于網(wǎng)絡(luò)的新型數(shù)字化設(shè)計(jì)及制造的創(chuàng)新提供給網(wǎng)絡(luò)用戶以創(chuàng)造真實(shí)物體的能力，將制造延伸至范圍更廣的生產(chǎn)人群中，這些制造過(guò)程蘊(yùn)藏著由普通人完成的無(wú)限可能，眾多個(gè)人制造聯(lián)合推動(dòng)全面創(chuàng)造，將直接加快向新型工業(yè)化趨勢(shì)發(fā)展的步伐，從而引領(lǐng)新工業(yè)革命。

(3)英國(guó)彼得·馬什[58]在《新工業(yè)革命：消費(fèi)者、全球化以及大規(guī)模生產(chǎn)的終結(jié)》一書(shū)中，將工業(yè)革命劃分為五次，如表1所示，而將始于2005年的第五次工業(yè)革命稱為新工業(yè)革命。

(4)保羅·麥基利的三次革命說(shuō)[49，59]認(rèn)為，以制造業(yè)數(shù)字化為核心的第三次工業(yè)革命(新工業(yè)革命)即將到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、智能軟件、新能源、新材料、機(jī)器人、新的制造方法和以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的商業(yè)服務(wù)模式將使技術(shù)要素和市場(chǎng)配置要素發(fā)生革命性變革，產(chǎn)生改變社會(huì)發(fā)展歷程的巨大能量。而制造業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程正從智能計(jì)算機(jī)軟件、新材料、更靈巧的機(jī)器人、基于網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)服務(wù)化、新的制造方法5個(gè)方面向前推進(jìn)。

(5)德國(guó)政府于2013年4月舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，正式推出了工業(yè)4.0第四次工業(yè)革命[48]項(xiàng)目，目的是支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以信息物理融合系統(tǒng)為核心，將眾多智能體聚集在信息平臺(tái)上，形成一種高度協(xié)同的互聯(lián)互通關(guān)系，從而構(gòu)建智能化的新型生產(chǎn)模式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。工業(yè)4.0正引領(lǐng)新一輪的工業(yè)革命，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域、商業(yè)模式和合作形式，將導(dǎo)致工業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會(huì)結(jié)構(gòu)從垂直向扁平轉(zhuǎn)變，從集中向分散轉(zhuǎn)變。

這些研究預(yù)言了新的工業(yè)革命即將來(lái)臨，勾勒出了先進(jìn)制造業(yè)的影響，描繪了未來(lái)制造業(yè)的走向。從上述觀點(diǎn)可以看出，工業(yè)革命的實(shí)質(zhì)是制造方式與模式的革命：保羅·麥基利認(rèn)為生產(chǎn)工具發(fā)生很大變化將導(dǎo)致新工業(yè)革命；杰里米·里夫金認(rèn)為生產(chǎn)動(dòng)力的變革將引發(fā)新工業(yè)革命；彼得·馬什認(rèn)為新工業(yè)革命主要集中在材料、動(dòng)力、加工工藝、制造模式等方面的變革；克里斯·安德森的新工業(yè)革命觀點(diǎn)主要體現(xiàn)在生產(chǎn)方式的革新；德國(guó)工業(yè)4.0體現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，基于CPS建立了一種高度協(xié)同的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。其實(shí)，任何一項(xiàng)單一的技術(shù)都不足以引發(fā)新一輪工業(yè)革命，判斷工業(yè)革命的依據(jù)關(guān)鍵為是否有新科技群協(xié)同效應(yīng)以及是否帶來(lái)人類生產(chǎn)、生活方式的重大變革。因此，新工業(yè)革命是基于新能源、智能制造、數(shù)字化制造、機(jī)器人技術(shù)、新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)綜合系統(tǒng)協(xié)同創(chuàng)新及突破性的發(fā)展，融合信息、計(jì)算機(jī)、數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新變革，使工業(yè)生產(chǎn)方式與制造模式發(fā)生巨大變化，從而使交易方式與人們的生活方式發(fā)生重大變化。傳統(tǒng)的自上而下、集中規(guī)?；纳a(chǎn)模式將逐步被新工業(yè)革命的分散、扁平和協(xié)作的模式取代，定制化、個(gè)性化、智能化、分散化和合作化是新工業(yè)革命的主要特征。

3先進(jìn)制造技術(shù)與新工業(yè)革命之間關(guān)系

從主導(dǎo)技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)看，以生產(chǎn)方式變革為主線的AMT的群體涌現(xiàn)、協(xié)同融合將導(dǎo)致新的工業(yè)革命，各種技術(shù)之間產(chǎn)生的耦合效應(yīng)推動(dòng)了工業(yè)革命的進(jìn)程。新工業(yè)革命不是依賴單一學(xué)科或某幾類技術(shù)，而應(yīng)該是全方位的多學(xué)科、多技術(shù)層次、寬領(lǐng)域的協(xié)同效應(yīng)和深度融合。人類制造模式的演變從原始手工生產(chǎn)模式到現(xiàn)代先進(jìn)制造模式的演變過(guò)程中，經(jīng)歷了3次大的革命性變革。圖8所示為由市場(chǎng)變化與技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的先進(jìn)制造模式的變革。

圖中：第一次工業(yè)革命中，由于蒸汽機(jī)、電氣技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明與改進(jìn)，機(jī)器取代手工成為主導(dǎo)生產(chǎn)方式，制造業(yè)進(jìn)入機(jī)械化制造時(shí)代，成為近代工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)代的開(kāi)端。第二次工業(yè)革命中，大規(guī)模制造成為主導(dǎo)生產(chǎn)方式，20世紀(jì)20年代，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，以流水線為典型代表的大規(guī)模制造模式在組織結(jié)構(gòu)上追求縱向一體化與大規(guī)模，內(nèi)部分工仔細(xì)，專業(yè)化程度高，簡(jiǎn)單熟練的操作提高了生產(chǎn)效率，使制造成本隨規(guī)模遞減，同時(shí)質(zhì)量的穩(wěn)定性也得到提高，制造模式進(jìn)入批量大規(guī)模制造階段。新工業(yè)革命是現(xiàn)代先進(jìn)制造模式集成協(xié)同創(chuàng)新的結(jié)果，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能控制技術(shù)研究的深入和以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，制造業(yè)的市場(chǎng)環(huán)境與技術(shù)變革發(fā)生了根本性的改變。大規(guī)模制造系統(tǒng)的剛性與市場(chǎng)的個(gè)性化需求以及環(huán)境快速變化所要求的響應(yīng)速度之間的矛盾日益尖銳，正是在此背景下，各種新制造模式研究探索與試驗(yàn)如雨后春筍般迅速興起，現(xiàn)代AMT融合自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的最新進(jìn)展，以綠色、低碳、可持續(xù)為發(fā)展理念，帶來(lái)了產(chǎn)業(yè)組織模式的轉(zhuǎn)變，對(duì)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、政府管理模式和社會(huì)組織形態(tài)都有巨大的推動(dòng)作用，使全球技術(shù)要素和市場(chǎng)要素配置方式發(fā)生了革命性變化。

AMT的發(fā)展將在新工業(yè)革命中發(fā)揮重要作用。如前所述，工業(yè)革命的實(shí)質(zhì)是制造業(yè)生產(chǎn)方式與制造模式發(fā)生重大變化，它必然也是始于制造技術(shù)突破性的發(fā)展。AMT是制造業(yè)產(chǎn)生變革的根本力量，新一代信息技術(shù)(云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等)、新能源(再生能源、清潔能源等)、新材料(復(fù)合材料、納米材料等)技術(shù)等將為新工業(yè)革命創(chuàng)造強(qiáng)大的新基礎(chǔ)設(shè)施；分散式制造(網(wǎng)絡(luò)化制造、制造物聯(lián)、云制造、智能制造)、眾包生產(chǎn)、集群效應(yīng)、利基思維等使生產(chǎn)方式產(chǎn)生變革，將整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)體系提升到一個(gè)新的水平，工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)體系和社會(huì)結(jié)構(gòu)將從垂直轉(zhuǎn)向扁平、從集中轉(zhuǎn)向分散；以智能制造為代表的新一代先進(jìn)制造模式，必將使商業(yè)模式、管理模式、服務(wù)模式、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和人才資源需求發(fā)生巨大變化，給工業(yè)領(lǐng)域、生產(chǎn)價(jià)值鏈、業(yè)務(wù)模式乃至生活方式帶來(lái)根本性變革，進(jìn)而推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)新的工業(yè)革命。

制造模式的演進(jìn)與新工業(yè)革命的出現(xiàn)由市場(chǎng)發(fā)展、社會(huì)變革、技術(shù)突破、管理創(chuàng)新多種動(dòng)因的綜合作用決定。對(duì)新工業(yè)革命的內(nèi)涵的理解必須通過(guò)與社會(huì)科學(xué)(如經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué))等跨學(xué)科的對(duì)話和交流，適當(dāng)突破自然科學(xué)和工程技術(shù)學(xué)科的理論范疇。工業(yè)發(fā)展歷程表明，新的生產(chǎn)模式的出現(xiàn)均為與特定的社會(huì)制度、組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)因素等相互作用的產(chǎn)物，而新的制造模式又會(huì)對(duì)既有社會(huì)制度和管理方式提出新的要求，從而推進(jìn)企業(yè)管理模式、社會(huì)制度環(huán)境的變革[60]。綜上所述，在市場(chǎng)、技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化與全球一體化趨勢(shì)的推動(dòng)下，制造業(yè)正在經(jīng)歷著一場(chǎng)革命，一場(chǎng)以實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)和經(jīng)營(yíng)方式徹底變革為主要內(nèi)容的先進(jìn)制造模式的革命，涉及制造理念、制造戰(zhàn)略、制造技術(shù)、制造組織與管理各個(gè)領(lǐng)域的全面變革。

4新一代先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用案例

產(chǎn)品制造的智能化變革絕不僅是優(yōu)化現(xiàn)有的制造業(yè)，而是將制造延伸至范圍更廣的生產(chǎn)人群中———既有現(xiàn)存的制造商又有正成為創(chuàng)業(yè)者的普通民眾。隨著社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通過(guò)充分開(kāi)發(fā)大眾的智慧、力量和資源，以用戶創(chuàng)造內(nèi)容(Usergeneratedcontent)為代表的社會(huì)化生產(chǎn)模式更能形成突破性創(chuàng)新，彰顯出巨大的能量和商業(yè)價(jià)值。以思科(Cisco)為例[31]，2007年秋，思科借助Brightidea公司的創(chuàng)意網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為其一個(gè)十億美元的新業(yè)務(wù)尋找創(chuàng)意，通過(guò)征集創(chuàng)意—進(jìn)行篩選—提煉創(chuàng)意三個(gè)階段，最后從104個(gè)國(guó)家的2500多名參與者提交的約1200個(gè)創(chuàng)意中，成功篩選出最佳創(chuàng)意；再如美國(guó)越野賽車LocalMotors公司通過(guò)社會(huì)化生產(chǎn)方式，將越野賽車的個(gè)性化設(shè)計(jì)與制造分包給不同的社區(qū)，在社區(qū)內(nèi)的微型工廠實(shí)現(xiàn)了快速小批量設(shè)計(jì)與生產(chǎn)；波音公司聯(lián)合全球40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)企業(yè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同和制造服務(wù)外包的形式協(xié)同研發(fā)制造了波音787，將研發(fā)周期縮短至原來(lái)的30%，成本也減少了50%[18]。如此一來(lái)，創(chuàng)意新階層得以進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域，將自己的設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品，卻無(wú)需自行建立工廠或公司，制造變成了另外一種可由網(wǎng)絡(luò)瀏覽器獲取的云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了低成本的高技術(shù)，保持了小型化與全球化并存的能力。借助物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，用戶參與不再局限于創(chuàng)意征集階段，而向設(shè)計(jì)研發(fā)、制造、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)、營(yíng)銷等縱深發(fā)展，向產(chǎn)品全生命周期拓展，這些生產(chǎn)方式將為開(kāi)發(fā)出成功的產(chǎn)品、降低生產(chǎn)成本、提高效率作出巨大貢獻(xiàn)。

以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)/CPS、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)將促進(jìn)制造系統(tǒng)向服務(wù)化、智慧化、個(gè)性化、社會(huì)化的方向發(fā)展，智慧制造應(yīng)運(yùn)而生[40-41]。智慧制造將制造系統(tǒng)分為社會(huì)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)，其中社會(huì)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)群體智慧和人的主觀能動(dòng)性，尤其是人及其隱性知識(shí)的集成，是基于人際網(wǎng)(Internetofpeople)所形成的社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)，注重客戶參與的互動(dòng)性、個(gè)性化和創(chuàng)新性；物理系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體的互聯(lián)互通，利用RFID、嵌入在資源或產(chǎn)品內(nèi)的感知器等獲得資源狀態(tài)和環(huán)境的數(shù)據(jù)信息；信息系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象的屬性、位置和狀態(tài)等信息進(jìn)行整合，從海量數(shù)據(jù)中抽取出所需的信息、知識(shí)和智慧，為需求分析、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)銷和回收等制造全生命周期過(guò)程提供知識(shí)支持。物聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)與知識(shí)的價(jià)值是通過(guò)服務(wù)的形式來(lái)體現(xiàn)的，通過(guò)云計(jì)算和“一切皆為服務(wù)”的理念，為用戶提供按需即取的服務(wù)方式，將服務(wù)資源延伸到物理世界，最終得以在物理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)。

新工業(yè)革命將促進(jìn)社會(huì)制造/智慧制造理念的實(shí)現(xiàn)。社會(huì)制造將使傳統(tǒng)的企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛑鲃?dòng)感知并響應(yīng)客戶大規(guī)模個(gè)性化定制需求的智慧型企業(yè)，其核心就是主動(dòng)、實(shí)時(shí)地將社會(huì)需求與社會(huì)制造能力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而高效、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地滿足客戶需求。Shapeways公司就是一個(gè)典型的例子[61]，該公司于2007年創(chuàng)立于荷蘭，后將總部移至美國(guó)曼哈頓，是一家利用3D打印技術(shù)為客戶定制各種產(chǎn)品和服務(wù)的公司，至今已獲數(shù)千萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資支持，截止2012年6月20日，其生產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)款，產(chǎn)量超過(guò)60億件。2012年10月19日，該公司位于紐約皇后區(qū)的“未來(lái)工廠”正式投入運(yùn)營(yíng)。該工廠占地2.5×104m2，可以容納50臺(tái)工業(yè)打印機(jī)，每年可按照消費(fèi)者的需求生產(chǎn)上千萬(wàn)件產(chǎn)品。Shapeways的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式如下：通過(guò)Facebook和Twitter等社會(huì)媒體接受客戶關(guān)于各種產(chǎn)品的3D設(shè)計(jì)方案，將顧客的需求發(fā)送給Shapeways工廠，由工作人員確定是否可行，評(píng)估并制定方案，并在數(shù)天內(nèi)完成產(chǎn)品的打印生產(chǎn)，然后寄送給客戶。同時(shí)，該公司還為商家和設(shè)計(jì)者設(shè)立平臺(tái)，使他們可以利用公司的3D打印機(jī)生產(chǎn)并銷售自己設(shè)計(jì)或收集的產(chǎn)品，用戶提交他們的產(chǎn)品創(chuàng)意，如果有足夠多的人喜歡(如通過(guò)Twitter，F(xiàn)acebook等獨(dú)特社區(qū))，則產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將制作產(chǎn)品原型，用戶可在線對(duì)其進(jìn)行投票、評(píng)分、提意見(jiàn)或建議，參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、改進(jìn)、預(yù)售和營(yíng)銷等，即通過(guò)聚集大眾智慧的方式，讓社區(qū)參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程。如果產(chǎn)品獲得預(yù)期成功，則發(fā)明者和其他協(xié)作者可分享一定的產(chǎn)品銷售收入。在過(guò)去的2014年，其月均訂單已超過(guò)18.1萬(wàn)件，成為目前全球第一的在線3D打印社區(qū)。該案例成功地利用社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)、群體智慧和3D打印等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化產(chǎn)品的生產(chǎn)，涉及社會(huì)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)及物理系統(tǒng)的各個(gè)層次，大批3D打印機(jī)形成制造網(wǎng)絡(luò)，并與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)和人際網(wǎng)(社會(huì)性網(wǎng)絡(luò))無(wú)縫連接，形成復(fù)雜的社會(huì)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而將社會(huì)需求、虛擬設(shè)計(jì)與實(shí)物制造有機(jī)地銜接起來(lái)，在一定程度上為智慧制造/社會(huì)制造提供了例證。

5我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的思考

新工業(yè)革命將對(duì)全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)資料、勞動(dòng)者素質(zhì)等生產(chǎn)力要素和人類生產(chǎn)生活方式、思想觀念產(chǎn)生巨大影響，企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、管理方式、社會(huì)制度政策環(huán)境等因素決定了先進(jìn)制造技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的廣度和深度。我國(guó)應(yīng)基于國(guó)情把握好新工業(yè)革命的發(fā)展機(jī)遇，高度重視AMT的發(fā)展動(dòng)態(tài)，大力發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，為新工業(yè)革命創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展[62]。自2009年以來(lái)，我國(guó)密集部署未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向和主要任務(wù)，提出積極發(fā)展新能源、新一代信息技術(shù)、新材料等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，努力抓住“新工業(yè)革命”這一難得的發(fā)展機(jī)遇，發(fā)展知識(shí)技術(shù)密集、資源消耗小、成長(zhǎng)潛力巨大、綜合效益好的產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)自主發(fā)展能力。我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)目前主要由兩大部分構(gòu)成(如圖9)：1由融合先進(jìn)制造技術(shù)的傳統(tǒng)制造業(yè)改造而成的先進(jìn)制造業(yè)，如數(shù)控機(jī)床、海洋工程設(shè)備、航空航天裝備等；2科技重大突破創(chuàng)新的成果落地應(yīng)用后形成的新產(chǎn)業(yè)，如增量制造(3D打印)、生物制造、微納制造等。

(1)信息化和工業(yè)化深度融合

新工業(yè)革命的興起為我國(guó)探索資源消耗低、環(huán)境污染少的工業(yè)新類型和生產(chǎn)新方法帶來(lái)了契機(jī)，新一代智能化技術(shù)、新能源、新材料等新科技正快速形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模市場(chǎng)，該市場(chǎng)有利于發(fā)展循環(huán)生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益、社會(huì)效益的均衡發(fā)展。新工業(yè)革命以智能化微制造科技為關(guān)鍵科技支撐體系、以深層次循環(huán)式生產(chǎn)為主導(dǎo)，促使生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式向更深層次和更廣范圍拓展。我國(guó)未來(lái)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系應(yīng)該更多地建立在新的工業(yè)生產(chǎn)方式、新的生產(chǎn)組織方式和新的生產(chǎn)制造模式基礎(chǔ)上。

(2)發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)

戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[63]以重大科學(xué)技術(shù)突破性發(fā)展為基礎(chǔ)，對(duì)社會(huì)發(fā)展具有重大引導(dǎo)帶動(dòng)作用，而且知識(shí)密集、資源消耗小、發(fā)展?jié)摿薮蟛⑶揖C合效益好，能增強(qiáng)我國(guó)的自主創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展能力，更深入地參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)目前面臨知識(shí)科技創(chuàng)新、組織管理創(chuàng)新、體制政策創(chuàng)新三大重要?jiǎng)?chuàng)新任務(wù)。我國(guó)十分重視戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2010年10月18日頒布了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，準(zhǔn)備用20年左右時(shí)間，使節(jié)能環(huán)保能源產(chǎn)業(yè)、新一代電子信息技術(shù)、高端裝備制造業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力和發(fā)展水平達(dá)到世界領(lǐng)先；在《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出了七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和任務(wù)，以重大技術(shù)突破和重大發(fā)展需求為基礎(chǔ)，將知識(shí)技術(shù)密集型、引領(lǐng)作用強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿煤途C合效益大的新興產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn)，建立戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，大力發(fā)展可再生新能源、生物技術(shù)、智慧物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、普適人機(jī)交互等新技術(shù)，并且注重智力資源的開(kāi)發(fā)、新能源和互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，將創(chuàng)新放在關(guān)鍵的位置。

(3)為新工業(yè)革命創(chuàng)造環(huán)境條件

新工業(yè)革命創(chuàng)造環(huán)境條件包括至關(guān)重要的制度改革、政策環(huán)境和商業(yè)模式等，新工業(yè)革命帶來(lái)的不是個(gè)別政策的微量調(diào)整，而是系統(tǒng)化大規(guī)模變革問(wèn)題。首先建立創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，集聚大量的高端創(chuàng)新人才，將技術(shù)和管理、軟科學(xué)和硬科學(xué)結(jié)合在一起協(xié)同創(chuàng)新，增強(qiáng)市場(chǎng)化導(dǎo)向和創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制；其次加強(qiáng)政策引導(dǎo)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)改造，鼓勵(lì)企業(yè)和科研院所建立各種模式的創(chuàng)新聯(lián)盟，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚和資源整合；最后通過(guò)法律強(qiáng)制、財(cái)政資金支持、稅收優(yōu)惠等措施引導(dǎo)和支持企業(yè)突破核心關(guān)鍵技術(shù)，支持新技術(shù)新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。與新的制造技術(shù)相適應(yīng)的企業(yè)管理方式和社會(huì)制度基礎(chǔ)決定了其在制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的廣度和深度，同時(shí)也在一定程度上決定了AMT能在多大程度上轉(zhuǎn)化為制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

篇7

關(guān)鍵詞： 三維CAD技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；影響；分析

Key words： 3D CAD technology；mechanical design；impact；analysis

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）19-0051-02

0 引言

機(jī)械設(shè)計(jì)是一種古老的擁有幾百年歷史的技術(shù)工作，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變化，科學(xué)技術(shù)的更新?lián)Q代，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也獲得了新生。而三維CAD技術(shù)也在不斷發(fā)展，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，它是一個(gè)用處極大的技術(shù)，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的良好發(fā)展。故本文就三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，希望我國(guó)機(jī)械制造業(yè)能夠同三維CAD技術(shù)一起得到良好的發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)和三維CAD技術(shù)的含義

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的含義 機(jī)械設(shè)計(jì)顧名思義也就是指設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的工作領(lǐng)域，具體說(shuō)來(lái)就是依據(jù)機(jī)械的使用要求，設(shè)想、分析并計(jì)算機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)原理、整體構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)模式、能量傳遞方式、每一個(gè)零件的尺寸、材質(zhì)和形狀等等各種方面，并且將它們轉(zhuǎn)化成為具體的能夠作為制造依據(jù)的描述。

1.2 三維CAD技術(shù)的含義 新興的三維CAD技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其中CAD是指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而三維CAD技術(shù)則為一種更加深層次的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。三維CAD技術(shù)包括軟件和硬件兩個(gè)方面，軟件系統(tǒng)是三維CAD技術(shù)的核心，對(duì)于三維CAD技術(shù)所具有的功能起到?jīng)Q定性作用；而硬件則是指三維CAD技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 三維CAD技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

就目前而言，我國(guó)的三維CAD技術(shù)發(fā)展較為良好，硬件方面已經(jīng)達(dá)到了較高的水準(zhǔn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，基本不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，軟件方面也較為適應(yīng)現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用中的軟件包括Pro/E、I-DEAS、UG、Solid-Works、Solid-Edge、CADAM、CADDS等等，大多數(shù)軟件不僅能夠完成三維造型，還具有CAM、CAE等功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了二維CAD技術(shù)?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)的質(zhì)量、性能不斷提高，信息處理趨向智能化，多媒體技術(shù)也逐漸被廣泛應(yīng)用，三維CAD技術(shù)也正往集成化、開(kāi)放化、智能化的方向不斷發(fā)展。然而社會(huì)經(jīng)濟(jì)仍在持續(xù)快速發(fā)展，客戶對(duì)于三維CAD技術(shù)的要求也不斷變化、標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，并且同一些更加先進(jìn)的科技發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的三維CAD技術(shù)還有一定的進(jìn)步空間，所以我們需要正確地把握三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，更加深入地研究三維CAD技術(shù)，使其應(yīng)用更加廣泛，技術(shù)水平越來(lái)越高。

3 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及影響

3.1 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用于三維實(shí)體建模、模具的集成制造、工程分析（如結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)力/應(yīng)變計(jì)算、動(dòng)態(tài)特性、熱傳導(dǎo)特性分析等）、設(shè)計(jì)審查與評(píng)價(jià)（如公差分配審查、干涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真等）、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、工程數(shù)據(jù)庫(kù)的建立及操作、工程設(shè)計(jì)信息的處理、檢索和交換等方面。

3.2 三維CAD技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的影響 三維CAD技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的影響主要包含以下幾個(gè)方面：

3.2.1 方便機(jī)械零件的設(shè)計(jì) 通過(guò)三維CAD技術(shù)軟件來(lái)設(shè)計(jì)新的機(jī)械零件，可以提高完成速度，并且能夠提高零件之間相互配合的精確度，防止因?yàn)閱蝹€(gè)零件出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致裝配失敗。

3.2.2 能夠縮短機(jī)械設(shè)計(jì)的周期 采用三維CAD技術(shù)來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，可以利用相鄰零件的形狀和位置來(lái)設(shè)計(jì)新的機(jī)械零件，以提高零件設(shè)計(jì)的效率。在對(duì)新機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，工作人員僅僅需要對(duì)其中的部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、制作，其他大部分的零件設(shè)計(jì)都可以直接使用之前的信息；三維CAD系統(tǒng)還有一種高度變型設(shè)計(jì)的功能，能夠采用快速重構(gòu)的方式獲得一個(gè)全新的機(jī)械產(chǎn)品。這些功能能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)的計(jì)劃時(shí)間縮短近三分之一，大大地提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的速度以及機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。比如在裝配環(huán)境中，依據(jù)箱體的外形以及其余搭配要求就能夠迅速精準(zhǔn)地設(shè)計(jì)出相對(duì)應(yīng)的箱蓋。

3.2.3 方便直觀地裝配零件 在裝配機(jī)械零件的過(guò)程中， 資源查找器中的裝配路徑查找器將零件之間的裝配關(guān)系都記錄起來(lái)了，倘若產(chǎn)生干涉狀況或是沒(méi)有正確地進(jìn)行裝配，就會(huì)及時(shí)地在資源查找器中顯示出來(lái)，并且對(duì)零件的裝配實(shí)施靜干涉檢查，然后就可以及時(shí)地對(duì)零件進(jìn)行重新裝配，從而能夠保證設(shè)計(jì)的正確性；并且，還可以隱藏機(jī)械零件，在將外部零件隱藏之后，就使工作人員能夠清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)，從而檢驗(yàn)裝配是否達(dá)到要求；另外，當(dāng)某個(gè)零部件或者整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品完成裝配的時(shí)候還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，完整清晰地觀察到機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，從而在整體上對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2.4 方便直觀地修改零件 在完成機(jī)械零件造型的同時(shí)，零件環(huán)境中的資源查找器也將完成該零件的所有指令都列出來(lái)了，點(diǎn)擊這些指令就能夠清晰全面地獲取制成此零件每個(gè)步驟的信息。當(dāng)零件需要修改時(shí)，也只需點(diǎn)擊資源查找器中相對(duì)應(yīng)的指令就可以簡(jiǎn)單地完成，這種操作即使是在裝配環(huán)境中也可以進(jìn)行的，只要點(diǎn)擊需要修改的零件就可以進(jìn)入零件環(huán)境去完成零件的修改。

3.2.5 有利于提高機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并采取CAD設(shè)計(jì)方法和CIMS對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)制造，使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造都能夠有良好的發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，大型企業(yè)數(shù)控完善的加工手段則保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.2.6 有利于加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)者的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)意識(shí) 三維CAD技術(shù)將設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了徹底的更新，是一種基于高科技背景的高端的設(shè)計(jì)技術(shù)。所以面對(duì)這種先進(jìn)的現(xiàn)代化的技術(shù)，從事機(jī)械設(shè)計(jì)的工作人員既要擁有豐富的理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及最新的相關(guān)信息等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要素，也需要具備現(xiàn)代化的先進(jìn)的設(shè)計(jì)思維，能夠及時(shí)更新機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)和方法等，從而使機(jī)械設(shè)計(jì)工作與時(shí)俱進(jìn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)隨著我國(guó)制造業(yè)不斷發(fā)展而發(fā)展，而新興的、擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式束縛的、引進(jìn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)觀念和手段的三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的引入，是促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展良好的重要因素。所以為了充分實(shí)現(xiàn)從中國(guó)制造到中國(guó)創(chuàng)造的實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)變，我們需要對(duì)三維CAD技術(shù)進(jìn)行更深入的研究，使其在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到更好得應(yīng)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供強(qiáng)而有力的技術(shù)支撐，從而使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的水平得到進(jìn)一步的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]張立榮.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2011（02）.

篇8

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

21世紀(jì)以來(lái)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的信息技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化經(jīng)濟(jì)時(shí)代。這對(duì)于各個(gè)行業(yè)來(lái)講都是一次巨大的變革，尤其給制造業(yè)帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的制造思想已經(jīng)不再能滿足現(xiàn)代“動(dòng)態(tài)多變”市場(chǎng)需求了。在這種背景下，敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造和面向服務(wù)的制造等一系列先進(jìn)的制造模式應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，隨著云計(jì)算等信息技術(shù)的快速發(fā)展，在敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造和面向服務(wù)制造的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了一種更新的制造模式――云制造。作為一種嶄新的制造理念，云制造的內(nèi)涵是什么，它與其他先進(jìn)制造模式有什么區(qū)別與聯(lián)系？這將成為本文接下來(lái)要探討的主要內(nèi)容。

一、相關(guān)先進(jìn)制造模式介紹

（一）敏捷制造。

敏捷制造一詞最早出現(xiàn)于1991年由美國(guó)里海大學(xué)（Lehigh Uniersity）雅可卡（Lacocca）研究所聯(lián)合通用汽車公司（GM）、波音公司、IBM等15家大公司共同研究編寫(xiě)的《21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告》。作為一種新的制造模式，敏捷制造一經(jīng)提出，便迅速得到了美國(guó)社會(huì)各界人士廣泛關(guān)注，并很快成為理論研究的熱點(diǎn)。然而，對(duì)于“敏捷制造”的內(nèi)涵不同的研究者有不同的理解，其中頗具代表性的主要有：Booth R，Cheng K等認(rèn)為敏捷制造是為了使組織和設(shè)備更富有彈性和靈活性，將包括人員、技術(shù)和組織在內(nèi)的所有可用資源整合到自然協(xié)調(diào)的獨(dú)立系統(tǒng)中，從而縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，并對(duì)任何突現(xiàn)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)做出快速響應(yīng)；Huang， Yusuf等認(rèn)為敏捷制造是一種新的生產(chǎn)管理哲學(xué)，企業(yè)在全球化市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力和利益驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)對(duì)可重構(gòu)資源和最佳實(shí)踐的集成提供用戶需求的產(chǎn)品（包括服務(wù)），從而在迅速變化的市場(chǎng)環(huán)境中獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

虛擬企業(yè)（或稱虛擬組織、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟等）是敏捷制造的主要應(yīng)用模式。對(duì)于虛擬企業(yè)的內(nèi)涵，國(guó)內(nèi)外研究者并沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的主要觀點(diǎn)，本文認(rèn)為虛擬企業(yè)是一種企業(yè)間的暫時(shí)性聯(lián)盟形式，是指當(dāng)市場(chǎng)出現(xiàn)新機(jī)遇時(shí)，不同企業(yè)各自發(fā)揮自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，共同開(kāi)發(fā)一種或幾種產(chǎn)品，并最終推向市場(chǎng)，期間各個(gè)加盟企業(yè)共擔(dān)成本、利潤(rùn)和風(fēng)險(xiǎn)， 虛擬企業(yè)的生命周期取決于產(chǎn)品市場(chǎng)機(jī)遇，機(jī)遇一旦消失，聯(lián)盟即行解體。

協(xié)作網(wǎng)絡(luò)作為虛擬企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和敏捷制造新階段的典型代表，是由在不同工作環(huán)境、文化背景下，具有不同目標(biāo)的組織和人構(gòu)成的 ，成員之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的交互，并最終通過(guò)協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)。

（二）網(wǎng)絡(luò)化制造。

網(wǎng)絡(luò)化制造曾被認(rèn)為是敏捷制造模式的延續(xù)和發(fā)展，但是近年來(lái)，隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是Web技術(shù)的出現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)化制造相比敏捷制造又多了一些新的含義。目前，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化制造的概念并沒(méi)有明確、統(tǒng)一的定義，一般可以從狹義和廣義兩個(gè)角度來(lái)理解。狹義的網(wǎng)絡(luò)化制造是指利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布制造資源的信息共享與整合以及制造過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化，這里的制造是“小制造”的概念。而廣義的網(wǎng)絡(luò)化制造是指企業(yè)為快速響應(yīng)市場(chǎng)需求和提高競(jìng)爭(zhēng)力，以信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，在產(chǎn)品全生命周期各個(gè)階段中涉及制造技術(shù)和制造系統(tǒng)的總稱。這里的制造則是“大制造”的概念，涉及產(chǎn)品全生命周期各階段的制造活動(dòng)及企業(yè)經(jīng)營(yíng)的全過(guò)程。

制造網(wǎng)格和應(yīng)用服務(wù)提供商（ASP）是網(wǎng)絡(luò)化制造的典型應(yīng)用模式。網(wǎng)格技術(shù)的出現(xiàn)為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分散計(jì)算資源的共享與優(yōu)化配置提供了可能，同時(shí)也促進(jìn)了制造業(yè)向網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化的方向發(fā)展。ASP是IT外包服務(wù)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)化制造模式在實(shí)際應(yīng)用中，制造企業(yè)在利用公共ASP服務(wù)平臺(tái)提供的各類應(yīng)用軟件的同時(shí)，圍繞企業(yè)自身業(yè)務(wù)開(kāi)展一系列支持企業(yè)信息化的應(yīng)用，如企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理（SCM）、客戶關(guān)系管理（CRM）等，優(yōu)化了企業(yè)的資源配置，提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理效率。

（三）面向服務(wù)的制造。

近年來(lái)，為滿足用戶對(duì)高技術(shù)產(chǎn)品全生命周期服務(wù)的需求以及企業(yè)獲得增值服務(wù)的需要，面向服務(wù)的制造作為一種新的制造理念迅速發(fā)展，并涌現(xiàn)了一批相近的提法，如產(chǎn)品服務(wù)化、服務(wù)型制造等，其中最具代表性的是工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（IPSS）和眾包生產(chǎn)。

IPSS是在產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（PSS）的基礎(chǔ)上提出的，它主要是針對(duì)商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，目的是實(shí)現(xiàn)相互依賴、相互作用的產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)服務(wù)的高度集成，把產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)服務(wù)作為一個(gè)集成化的整體提供給用戶，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)提供者和使用者的“雙贏”。

眾包生產(chǎn)作為一種新的生產(chǎn)組織模式，是Jeff Howe于2006年6月首次提出的。Howe指出眾包是一種分布式的問(wèn)題解決和生產(chǎn)模式，問(wèn)題或任務(wù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以公開(kāi)的方式分發(fā)給未知的解決方案提供者。事實(shí)上，眾包模式是外包、開(kāi)源代碼等商業(yè)模式的延續(xù)和發(fā)展，是對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)方式顛覆性的變革，它把傳統(tǒng)上由企業(yè)員工或外部機(jī)構(gòu)完成的工作，通過(guò)外包的方式分配給一個(gè)大的群體或社區(qū)來(lái)完成，能夠充分利用群體的智慧和創(chuàng)造力。

二、云制造與相關(guān)先進(jìn)制造模式的比較分析

敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造與面向服務(wù)的制造體現(xiàn)的是制造理念和制造思想；而虛擬企業(yè)、協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、制造網(wǎng)格、應(yīng)用服務(wù)提供商（ASP）、工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（IPSS）和眾包生產(chǎn)等則是上述理念的應(yīng)用模式。下面就分別從制造理念和應(yīng)用模式角度，分析云制造與敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造和面向服務(wù)的制造之間的區(qū)別與聯(lián)系。

（一）云制造與敏捷制造。

敏捷制造所強(qiáng)調(diào)的敏捷化理念是云制造所追求的目標(biāo)之一，云制造利用云計(jì)算等最新的信息技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)敏捷化提供了新的手段。在理念上，云制造還綜合了敏捷化、智能化、綠色化和服務(wù)化等思想。從應(yīng)用模式角度來(lái)說(shuō)，云制造與敏捷制造相比也有一定的差異。

虛擬企業(yè)與協(xié)作網(wǎng)絡(luò)是敏捷制造的兩種主要的應(yīng)用模式，它們的核心思想是“聯(lián)盟”，即通過(guò)構(gòu)建企業(yè)內(nèi)或企業(yè)間的“協(xié)作聯(lián)盟”，來(lái)快速響應(yīng)外界的需求，從而達(dá)到提高企業(yè)敏捷化的目標(biāo)。其中虛擬企業(yè)強(qiáng)調(diào)“聯(lián)盟”的臨時(shí)性和動(dòng)態(tài)性，協(xié)作網(wǎng)絡(luò)側(cè)重協(xié)作網(wǎng)絡(luò)組織的相對(duì)穩(wěn)定，并強(qiáng)調(diào)用戶參與其中。而云制造則以制造資源和制造能力的按需使用為核心，通過(guò)搭建支持海量資源統(tǒng)一管理及具有彈性架構(gòu)的云平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)松耦合、緊耦合等不同形式的協(xié)作方式、構(gòu)建不同形式的聯(lián)盟。云制造模式與前面兩者的差別主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1、平臺(tái)開(kāi)放性與動(dòng)態(tài)適應(yīng)性 敏捷制造理念下的虛擬企業(yè)和協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)入約束條件較多，如企業(yè)規(guī)模、地理位置等，故其開(kāi)放性較低。而在云制造模式下，云平臺(tái)是高度開(kāi)放的，所有企業(yè)都能夠通過(guò)提供資源或能力自由出入。另外，與虛擬企業(yè)和協(xié)作網(wǎng)絡(luò)相比，云制造可以根據(jù)協(xié)作過(guò)程中出現(xiàn)的變化因素靈活的變更聯(lián)盟中的參與企業(yè)，增加聯(lián)盟的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性和應(yīng)變能力。

2、聯(lián)盟范圍與資源種類、數(shù)量 由于云制造平臺(tái)的高度開(kāi)放性，協(xié)作聯(lián)盟的范圍得以擴(kuò)大，參與企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求而自由增加。另外，云制造采用了物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的資源感知接入技術(shù)，使得平臺(tái)中資源種類及數(shù)量得到極大的豐富。

（二）云制造與網(wǎng)絡(luò)化制造。

就制造理念而言，云制造與網(wǎng)絡(luò)化制造基本上一致，因?yàn)樵浦圃煲彩墙⒃诰W(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，從某種意義上講，云制造是網(wǎng)絡(luò)化制造的一種新的形態(tài)。但由于融合了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算等新技術(shù)，與制造網(wǎng)格、ASP等傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化制造模式相比，有其鮮明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。制造網(wǎng)格強(qiáng)調(diào)網(wǎng)格技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)結(jié)合，通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一資源共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)分散資源的共享，但主要還是特定領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)、仿真等軟件資源的共享。與云制造相比，制造網(wǎng)格尚未涉及生產(chǎn)加工等核心制造業(yè)務(wù)，并且缺乏有效的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。此外，制造網(wǎng)格和云制造在平臺(tái)的構(gòu)建和運(yùn)行支撐技術(shù)方面也有很大的區(qū)別，制造網(wǎng)格資源共享平臺(tái)主要是以網(wǎng)格技術(shù)為支撐搭建的，平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為單一，缺乏靈活性，而云制造服務(wù)平臺(tái)則以云計(jì)算技術(shù)為主要支撐，其平臺(tái)和系統(tǒng)架構(gòu)更加靈活，擴(kuò)展性更強(qiáng)。

與ASP相比，云制造是主要以云計(jì)算為核心基礎(chǔ)架構(gòu)的，而傳統(tǒng)的ASP在技術(shù)層面上與云計(jì)算有明顯的區(qū)別。ASP主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)（即軟件資源）的托管或租賃等功能。雖然云計(jì)算中軟件即服務(wù)（SaaS）提供的主要也是以軟件資源為主，但二者在資源的提供方式和使用方式等方面有很大的差異，由于篇幅限制，此處不作詳細(xì)論述。另外，云制造在服務(wù)種類、服務(wù)模式和相關(guān)使能技術(shù)等方面與ASP也是有差異的。以服務(wù)種類為例，云制造除了基本的軟件為服務(wù)（SaaS）以外，還包括了論證為服務(wù)（AaaS）、生產(chǎn)加工為服務(wù)（FaaS）、設(shè)計(jì)為服務(wù)（DaaS）集成為服務(wù)（InaaS）、經(jīng)營(yíng)管理為服務(wù)（MaaS）等。

（三）云制造與面向服務(wù)的制造。

云制造本身就是面向服務(wù)的，是面向服務(wù)制造理念的一種具體體現(xiàn)。與面向服務(wù)的制造相比，云制造理念的內(nèi)涵更加豐富，如強(qiáng)調(diào)了制造能力的服務(wù)化和資源的按需使用等。IPSS與眾包生產(chǎn)作為面向服務(wù)的制造的代表性應(yīng)用模式，其側(cè)重點(diǎn)有所不同，IPSS主要是從生產(chǎn)系統(tǒng)的角度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)工業(yè)產(chǎn)品與服務(wù)的高度集成；眾包則是從資源組織方式的角度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)通過(guò)更廣泛的社會(huì)化服務(wù)實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)。

云制不僅造融合了上述面向服務(wù)制造模式的先進(jìn)思想，同時(shí)也為IPSS和眾包生產(chǎn)等面向服務(wù)制造模式的實(shí)現(xiàn)提供了更加豐富的技術(shù)手段和強(qiáng)有力的平臺(tái)支撐，可從以下幾個(gè)方面分析：

1、從服務(wù)集成的角度 在IPSS應(yīng)用過(guò)程中，云制造模式為企業(yè)實(shí)現(xiàn)向用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和專業(yè)化的服務(wù)提供了平臺(tái)支持，比如在產(chǎn)品論證和設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用云制造平臺(tái)中豐富的仿真服務(wù)，對(duì)用戶使用產(chǎn)品的過(guò)程進(jìn)行充分仿真與模擬，并以此來(lái)調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程及零配件的選用，從而提高產(chǎn)品服務(wù)的增值能力。

2、從服務(wù)使用的角度 云制造使得專業(yè)化服務(wù)的提供和使用更加便捷?；谠浦圃旆?wù)平臺(tái)，用戶能夠按需使用各類服務(wù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)產(chǎn)品使用過(guò)程中的各種狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3、從制造能力服務(wù)化的角度 云制造模式將加快“通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)”這一眾包理念的實(shí)現(xiàn)。云制造模式不僅強(qiáng)調(diào)了制造資源的按需使用，還包含了制造能力的服務(wù)化，這使得更多形態(tài)的資源（服務(wù)）進(jìn)入到云制造平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)涉及更廣泛業(yè)務(wù)、更復(fù)雜任務(wù)的眾包生產(chǎn)提供了資源基礎(chǔ)。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)著名的云制造研究專家李伯虎院士把云制造定義為：一種面向服務(wù)、高效低耗和基于知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)化、敏捷化制造新模式和技術(shù)手段，它將促進(jìn)制造的敏捷化、服務(wù)化、綠色化和智能化?？梢?jiàn)，云制造是以實(shí)現(xiàn)敏捷化、服務(wù)化、智能化和綠色化為重要目標(biāo)，是網(wǎng)絡(luò)化制造的新發(fā)展，是面向服務(wù)制造理念的具體體現(xiàn)。云制造借鑒了已有先進(jìn)制造模式的成果，并在理念、模式、技術(shù)架構(gòu)等多方面進(jìn)行了拓展。但目前關(guān)于云制造的相關(guān)研究仍處于起步階段，在模式、應(yīng)用和技術(shù)等方面，都還有許多有待深入探討的空間，同時(shí)云制造是一個(gè)戰(zhàn)略性的系統(tǒng)工程，需要政、產(chǎn)、學(xué)、研的共同努力。（作者單位：浙江師范大學(xué)經(jīng)管學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]李伯虎，張霖，陶飛等.云制造――面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造新模式.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16（1）.

[2]李伯虎，張霖，柴旭東等.再論云制造.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2011，17（3）.

篇9

1.1對(duì)工業(yè)工程技術(shù)的認(rèn)識(shí)

工業(yè)工程是一門(mén)通過(guò)對(duì)人、原材料、機(jī)器設(shè)備組成的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，從而提高生產(chǎn)率并降低成本的技術(shù)。也就是指把工業(yè)專業(yè)知識(shí)和系統(tǒng)工程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，去研究如何使生產(chǎn)要素組成生產(chǎn)力更高和更有效運(yùn)行的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)率為目標(biāo)，為管理提供科學(xué)依據(jù)；其學(xué)科特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)觀念與工程意識(shí)，側(cè)重于從技術(shù)角度去研究解決生產(chǎn)過(guò)程中的合理化效率、效益問(wèn)題，使管理與技術(shù)密切結(jié)合；其任務(wù)和目標(biāo)是研究將人員、物料、設(shè)備、能源、信息等要素進(jìn)行有效合理的組合與配置，并不斷改善，實(shí)現(xiàn)更有效運(yùn)行，為管理活動(dòng)提供技術(shù)上的支持與保證，以達(dá)到系統(tǒng)效益與生產(chǎn)率的實(shí)現(xiàn)和提高[2]。

工業(yè)工程技術(shù)包括并行工程、成組技術(shù)、虛擬制造、快速原型制造、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、敏捷制造以及工作研究等等。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明，在企業(yè)廣泛推行“工作研究”，可以大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少物質(zhì)和勞動(dòng)消耗，降低成本。這種既能改善生產(chǎn)環(huán)境又能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的技術(shù)，正是企業(yè)孜孜以求的挖潛降耗、科學(xué)實(shí)行以崗定人和按產(chǎn)定員的有效途徑[3]。因此，工作研究作為工業(yè)工程體系中最重要的基礎(chǔ)技術(shù)，是以提高生產(chǎn)率和整體效益為目標(biāo)的，是從方法、設(shè)備、工具和材料四者入手，以達(dá)到“最佳的方法、最好的動(dòng)作和最大效率”的技術(shù)[4]。

1.2產(chǎn)品與過(guò)程集成的內(nèi)涵

產(chǎn)品與過(guò)程集成不像制造業(yè)近20年中不斷出現(xiàn)的許多新理論、新學(xué)說(shuō)、新技術(shù)、新方法，不是又一種新的制造模式或新技術(shù)，它體現(xiàn)于諸多特定的技術(shù)和理論之中[5]。產(chǎn)品與過(guò)程集成代表了一種理念、原則、方法論和思維方式，是一種從實(shí)踐中來(lái)又回到實(shí)踐中去的指導(dǎo)思想，一種組織制造業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的基本觀念，它超越具體的制造模式或技術(shù)。也可以說(shuō)，集成產(chǎn)品技術(shù)與過(guò)程技術(shù)植根于諸多的技術(shù)和理論，又高于這些技術(shù)和理論。

產(chǎn)品與過(guò)程集成的深層次內(nèi)涵是超越產(chǎn)品與過(guò)程本身，而著眼于全面的系統(tǒng)集成。事實(shí)上，產(chǎn)品與過(guò)程集成的概念已經(jīng)不限于狹義的技術(shù)，而是涵蓋更廣闊的領(lǐng)域。多層面的產(chǎn)品與過(guò)程集成包括產(chǎn)品與過(guò)程技術(shù)的集成、產(chǎn)品規(guī)劃與過(guò)程規(guī)劃的集成、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與過(guò)程設(shè)計(jì)的集成、產(chǎn)品系統(tǒng)與過(guò)程系統(tǒng)的集成、產(chǎn)品管理與過(guò)程管理的集成、產(chǎn)品組織與過(guò)程組織的集成等[5]。另外，產(chǎn)品與過(guò)程集成的概念同樣可以擴(kuò)展到制造活動(dòng)與銷售、供應(yīng)、分包等活動(dòng)的集成關(guān)系。例如，在整機(jī)廠和配套廠的關(guān)系中，產(chǎn)品與過(guò)程集成的原則可以體現(xiàn)在早期參與和同步工程兩個(gè)方面，使得主要為配合整機(jī)廠產(chǎn)品技術(shù)而開(kāi)發(fā)過(guò)程技術(shù)的配套廠能夠發(fā)揮更積極主動(dòng)的作用，從而提高合作的深度和有效性。產(chǎn)品與過(guò)程集成所代表的超越制造模式或技術(shù)、全面的系統(tǒng)集成內(nèi)涵正是工業(yè)工程技術(shù)的核心內(nèi)容和實(shí)質(zhì)所在。

1.3典型工業(yè)工程技術(shù)實(shí)施產(chǎn)品與過(guò)程集成層出不窮的各種面向下游的設(shè)計(jì)技術(shù)中，有許多是過(guò)程導(dǎo)向的設(shè)計(jì)技術(shù)，如為制造而設(shè)計(jì)、為裝配而設(shè)計(jì)、為回收而設(shè)計(jì)、為檢測(cè)而設(shè)計(jì)、為維護(hù)而設(shè)計(jì)等，都是推進(jìn)產(chǎn)品與過(guò)程集成的基礎(chǔ)技術(shù)。其核心思想是設(shè)計(jì)和制造的有機(jī)結(jié)合，例如：盡早建立設(shè)計(jì)—制造團(tuán)隊(duì)、確定符合制造過(guò)程及技術(shù)的設(shè)計(jì)要求、共同評(píng)估成本和有風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)節(jié)、制造工程師從概念設(shè)計(jì)開(kāi)始參與設(shè)計(jì)各階段的評(píng)估、共同決定需要通過(guò)模型或模擬來(lái)確定的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等[6]。

1.3.1并行工程（ConcurrentEngineering）

并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法（1988年美國(guó)國(guó)家防御分析研究所提出）。目標(biāo)：提高質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和產(chǎn)品上市時(shí)間。具體做法：在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期，組織多種職能協(xié)同工作的項(xiàng)目組，使有關(guān)人員從一開(kāi)始就獲得對(duì)新產(chǎn)品需求的要求和信息，積極研究涉及本部門(mén)的工作業(yè)務(wù)，并將所需要求提供給設(shè)計(jì)人員，使許多問(wèn)題在開(kāi)發(fā)早期就得到解決，從而保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免大量的返工浪費(fèi)[7]。所以，并行工程強(qiáng)調(diào)面向過(guò)程，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)集成與整體優(yōu)化。并行工程是工業(yè)工程的重要技術(shù)之一，它出色地實(shí)現(xiàn)和體現(xiàn)了產(chǎn)品與過(guò)程的集成。有的文獻(xiàn)因此直接把并行工程解釋為“集成產(chǎn)品與過(guò)程開(kāi)發(fā)”（IntegratedProduct-ProcessDevelopment，IPPD）；有的把過(guò)程再造、制造競(jìng)爭(zhēng)力、系統(tǒng)工程、生命周期管理等都理解為集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的兩個(gè)同步工程轉(zhuǎn)輪上的組成輻條[8]。

1.3.2成組技術(shù)（GroupTechnology）

成組技術(shù)是指建立在以相似性原理基礎(chǔ)上合理組織生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的一種方法。成組技術(shù)也稱群組技術(shù)，它將企業(yè)的多種產(chǎn)品、部件和零件，按照一定的相似性準(zhǔn)則（如形狀、結(jié)構(gòu)、加工工藝等相似）分類編組，合理地組織生產(chǎn)[9]。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它不以單一產(chǎn)品為生產(chǎn)對(duì)象，而是將成組哲理用于設(shè)計(jì)、制造和管理等整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，按照若干產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)和加工工藝的相似性進(jìn)行處理。實(shí)施步驟：零件分類成組、制訂零件的成組加工工藝、設(shè)計(jì)成組工藝裝備、組織成組加工生產(chǎn)線，從而擴(kuò)大批量、減少品種，改變多品種小批量生產(chǎn)方式，便于采用高效方法、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械制造工程中，成組技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)。成組技術(shù)同樣是產(chǎn)品與過(guò)程集成的完整體現(xiàn)。以產(chǎn)品技術(shù)與過(guò)程技術(shù)的集成為指導(dǎo)思想的成組生產(chǎn)布局，能夠?qū)a(chǎn)品技術(shù)和過(guò)程技術(shù)最好地結(jié)合起來(lái)，在相對(duì)獨(dú)立的工作單元中，做到最大限度的靈活、快捷、高效率，既適用于多品種生產(chǎn)，也適合于一定數(shù)量的成批生產(chǎn)[10]。成組技術(shù)將是今后一段時(shí)期內(nèi)現(xiàn)代工廠布局的主要發(fā)展方向。

1.3.3虛擬制造（VirtualManufacturing）

虛擬制造又叫擬實(shí)制造，是20世紀(jì)80年代后期美國(guó)首先提出來(lái)的一種新思想，它是利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，并及時(shí)地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來(lái)制造過(guò)程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測(cè)、檢測(cè)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等，從而更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計(jì)給后期制造帶來(lái)的回溯更改，達(dá)到產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化[11]。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造技術(shù)是在一個(gè)統(tǒng)一模型之下對(duì)設(shè)計(jì)和制造等過(guò)程進(jìn)行集成，這里很難區(qū)分產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和過(guò)程設(shè)計(jì)階段、設(shè)計(jì)主導(dǎo)階段或是生產(chǎn)主導(dǎo)階段[12]。虛擬制造將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過(guò)程與技術(shù)集成在三維的、動(dòng)態(tài)的仿真真實(shí)過(guò)程的實(shí)體數(shù)字模型之上，以高度綜合的特征融合了各種先進(jìn)制造技術(shù)、組織和理念，使產(chǎn)品與過(guò)程的集成得到了完美的體現(xiàn)。因此，信息技術(shù)、虛擬技術(shù)等為完美實(shí)施產(chǎn)品與過(guò)程的集成創(chuàng)造了前所未有的理想環(huán)境。另外，快速原型制造技術(shù)、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)、制造資源管理、精益生產(chǎn)、敏捷制造等都以產(chǎn)品與過(guò)程的集成為重要原則和基礎(chǔ)，為產(chǎn)品與過(guò)程的集成創(chuàng)造了先進(jìn)的新手段，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、制造系統(tǒng)整體優(yōu)化、改進(jìn)企業(yè)組織管理工作提供了重要生產(chǎn)方法。

2產(chǎn)品與過(guò)程集成是制藥裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必然方向

2.1產(chǎn)品與過(guò)程集成是制造業(yè)發(fā)展的必然方向縱觀制造業(yè)發(fā)展的歷程，在手工制造時(shí)代，“做什么”和“怎么做”是一體化的，考慮這兩個(gè)問(wèn)題的主體是統(tǒng)一的。后來(lái)經(jīng)過(guò)采用機(jī)器、發(fā)展大規(guī)模生產(chǎn)、建造流水線、實(shí)施專業(yè)化，設(shè)計(jì)者與制造者脫離。這樣，在分工提高效率的同時(shí)，也帶來(lái)了許多新問(wèn)題，而且隨著產(chǎn)品的復(fù)雜化、多樣化，產(chǎn)生了越來(lái)越多的矛盾、脫節(jié)和對(duì)立。于是人們開(kāi)始致力于彌補(bǔ)這些缺陷，實(shí)施協(xié)同配合、及時(shí)調(diào)度、同步交叉、加強(qiáng)反饋。事實(shí)上，當(dāng)今發(fā)展的先進(jìn)制造模式都是以集成的思路來(lái)處理這一矛盾的。

回顧制造業(yè)發(fā)展軌跡，不難發(fā)現(xiàn)，從“一體”經(jīng)過(guò)“分離”，再走向“集成”，是螺旋式上升的發(fā)展[13]。產(chǎn)品與過(guò)程集成，是當(dāng)今受到普遍重視的方向。雖然在提法上有時(shí)用的是設(shè)計(jì)和工藝、設(shè)計(jì)和制造、設(shè)計(jì)和過(guò)程、產(chǎn)品和制造的集成等，其實(shí)質(zhì)和確切含義都是產(chǎn)品與過(guò)程集成。產(chǎn)品與過(guò)程集成不是簡(jiǎn)單的疊加，其目的不只是縮短周期，而是體現(xiàn)三大作用：（1）協(xié)調(diào)配合———相互溝通、減少矛盾、減少差錯(cuò)和返工；（2）縮短周期———早期介入、強(qiáng)化反饋、及早準(zhǔn)備、提前完成；

（3）相互提高———互相支撐和加強(qiáng)、了解并充分發(fā)揮自身及對(duì)方的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)[13]。因此，產(chǎn)品與過(guò)程集成是系統(tǒng)優(yōu)化的能力倍增，是質(zhì)的升級(jí)，是制造業(yè)發(fā)展的必然方向。

2.2產(chǎn)品與過(guò)程集成提高制藥裝備企業(yè)素質(zhì)和增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

在國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)期，狠抓內(nèi)部管理，苦練基本功，已成為許多企業(yè)扭虧增效的突破口。但現(xiàn)在問(wèn)題的關(guān)鍵是如何抓管理、如何練內(nèi)功？盡管有些企業(yè)在這方面已積累了不少經(jīng)驗(yàn)，并取得了可觀的成效，但總體來(lái)看，企業(yè)管理上仍然存在一些較嚴(yán)重的問(wèn)題：如產(chǎn)品合格率低、成本上升、技術(shù)優(yōu)勢(shì)弱等[14]。出現(xiàn)這些問(wèn)題的根源是企業(yè)的管理松懈以及隨意性管理。為了解決上述問(wèn)題，達(dá)到提高企業(yè)素質(zhì)和增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的，我國(guó)制藥裝備企業(yè)必須要有一套科學(xué)的方法體系作保證，這就是工業(yè)工程技術(shù)所推進(jìn)的產(chǎn)品與過(guò)程的集成?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要表現(xiàn)。企業(yè)發(fā)展空間有多大，取決于它的科技實(shí)力，所以我國(guó)制藥裝備企業(yè)必須十分注重科技開(kāi)發(fā)，在思想觀念上要牢牢樹(shù)立科技生存觀、科技發(fā)展觀；堅(jiān)持把發(fā)展科學(xué)技術(shù)這個(gè)“第一生產(chǎn)力”作為企業(yè)生存和發(fā)展的大計(jì)；堅(jiān)持把科技人才作為企業(yè)最重要的資源來(lái)愛(ài)護(hù)；確保企業(yè)裝備、技術(shù)、人才的科技含量[15]。工業(yè)工程作為一門(mén)邊緣交叉學(xué)科，是綜合性的應(yīng)用知識(shí)體系。我國(guó)制藥裝備企業(yè)應(yīng)通過(guò)實(shí)施以產(chǎn)品與過(guò)程集成為重要原則和基礎(chǔ)的并行工程、成組技術(shù)、虛擬制造、快速原型制造、精益生產(chǎn)等技術(shù)，通過(guò)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)管理，優(yōu)化生產(chǎn)流程、改進(jìn)操作方法、重新組合生產(chǎn)要素（人、機(jī)、料、方法、環(huán)境、檢測(cè)、能源和信息等），不斷改進(jìn)和有效運(yùn)行質(zhì)量體系，生產(chǎn)出顧客滿意的制藥機(jī)械產(chǎn)品或提供顧客滿意的服務(wù)，追求生產(chǎn)系統(tǒng)整體效益，降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率，從而達(dá)到增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

2.3產(chǎn)品與過(guò)程集成提高制藥裝備企業(yè)研發(fā)與創(chuàng)新能力

篇10

主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化從國(guó)家層面，地區(qū)層面的研究的比較多，但是以縣級(jí)為單位進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)研究還不多，縣級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化表現(xiàn)出與國(guó)家和地區(qū)層面不同的特點(diǎn)和側(cè)重，從國(guó)家層面講主要是一二三產(chǎn)業(yè)之間合理配置及內(nèi)部的優(yōu)化，但是像浙江嵊州市這樣在長(zhǎng)三角處于制造業(yè)縣級(jí)中心城市地位，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化雖然大體也要符合這個(gè)原理，但更主要體現(xiàn)為制造業(yè)產(chǎn)業(yè)之間以及內(nèi)部的整合和升級(jí)，因?yàn)橐环矫婵h級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)規(guī)劃不可能面面俱到。另一方面縣級(jí)也要從全球化?？h級(jí)政府只有緊緊把握產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展和演進(jìn)的脈搏，并大力推進(jìn)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)全球化及全球化發(fā)展中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，才能在走向經(jīng)濟(jì)全球化的過(guò)程中和區(qū)域一體化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

一、縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1、產(chǎn)業(yè)層次不高

縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)基本上處于國(guó)際分工的低端，主要產(chǎn)業(yè)以低水平加工業(yè)為主，眾多低層次出口產(chǎn)品主要集中在傳統(tǒng)出口市場(chǎng)展開(kāi)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，新興產(chǎn)業(yè)尚在發(fā)展當(dāng)中，具體到嵊州（見(jiàn)表1）主要是以領(lǐng)帶、針織、服裝等勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)和電聲零配件、電機(jī)、普通造紙等低附加值產(chǎn)業(yè)為主，高新技術(shù)和高加工度產(chǎn)業(yè)的規(guī)模明顯偏小，比重不大，嵊市的電聲行業(yè)是一股獨(dú)大，產(chǎn)值超億元企業(yè)只是天樂(lè)集團(tuán)，3000萬(wàn)元以上也只有8家，雖然有幾個(gè)專業(yè)區(qū)塊以同類產(chǎn)品集聚為主，但缺乏帶動(dòng)作用強(qiáng)的骨干企業(yè)。極大多數(shù)企業(yè)以家庭作坊式生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋。

2、技術(shù)創(chuàng)新能力差

縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)在科研方面的意識(shí)不強(qiáng)，研究開(kāi)發(fā)投入占銷售收入偏低，難以形成明顯的核心競(jìng)爭(zhēng)力（見(jiàn)表2）。一般來(lái)講國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)性公司的研究發(fā)用占銷售收入的5%。

3、縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)脆弱性較大

嵊州市由于工業(yè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：嵊州主導(dǎo)輕工業(yè)占比達(dá)68%，主要以紡織、服裝、印染、造紙為主，而又是勞動(dòng)密集性產(chǎn)業(yè)，由于這種行業(yè)發(fā)展的成熟，其脆弱性總問(wèn)題更為嚴(yán)重。具體來(lái)講，嵊州主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)面臨的系統(tǒng)性脆弱性問(wèn)題主要有：一是勞動(dòng)成本的提高，在完善民工制度的形勢(shì)下，企業(yè)在勞動(dòng)成本上需化較高的支出；二是出口受限、退稅下調(diào)、人民幣升值的情況下，導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，企業(yè)只能以損失自己的部分利益來(lái)維持目前的生存；三是原材料市場(chǎng)的不穩(wěn)定，在原材料供應(yīng)極其缺乏的背景下，企業(yè)需要更為強(qiáng)勢(shì)的嗅覺(jué)來(lái)洞悉市場(chǎng)行情，而一些企業(yè)在這方面又比較缺乏，因此受其影響比較大。四是產(chǎn)品影響力不大，市場(chǎng)單一，沒(méi)有自主品牌和核心競(jìng)爭(zhēng)力，就會(huì)導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)惡性競(jìng)爭(zhēng)相互殘殺，因此差別生產(chǎn)和提升自主品牌和核心競(jìng)爭(zhēng)力顯得更為必要。因此加快產(chǎn)業(yè)調(diào)整，盡快找到新的路子，轉(zhuǎn)入新的創(chuàng)新型、持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)尤為顯得重要。

面臨的特定脆弱性問(wèn)題主要有：一是企業(yè)對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)性貿(mào)易壁壘影響較大產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化是產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)因素，在很大程度上決定著產(chǎn)品貿(mào)易的走向，從更廣泛的意義上講決定主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品在世界市場(chǎng)上的地位。另外，隨著電子元件產(chǎn)品大量進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，在知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛、反傾銷調(diào)查和技術(shù)貿(mào)易壁壘等方面，將會(huì)面臨新的問(wèn)題，而我市的電聲企業(yè)明顯準(zhǔn)備不足。二是行業(yè)協(xié)會(huì)的作用還沒(méi)有發(fā)揮。我國(guó)東部縣的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)主要是制造行業(yè)，這些企業(yè)的出口業(yè)務(wù)往往占了很大比重，目前大部分行業(yè)協(xié)會(huì)僅對(duì)國(guó)內(nèi)外貿(mào)法規(guī)和政策關(guān)注較多，對(duì)國(guó)際貿(mào)易協(xié)定和外國(guó)貿(mào)易法規(guī)較少關(guān)注。當(dāng)行業(yè)直接卷入國(guó)際貿(mào)易摩擦，遭遇國(guó)外反傾銷、反補(bǔ)貼、知識(shí)產(chǎn)權(quán)調(diào)查等貿(mào)易大棒時(shí)，這些行業(yè)協(xié)會(huì)就發(fā)現(xiàn)知識(shí)儲(chǔ)備不夠，就是在國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，也難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。整個(gè)行業(yè)內(nèi)沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工，每個(gè)企業(yè)遵循小而全的生產(chǎn)模式，對(duì)未來(lái)的產(chǎn)業(yè)資源整合帶來(lái)了很大難度。

4、縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)與區(qū)域內(nèi)其他縣市的融合性差

第一，原來(lái)不同的產(chǎn)業(yè)，分別對(duì)應(yīng)不同的產(chǎn)業(yè)體系，現(xiàn)在這些產(chǎn)業(yè)體系之間可以實(shí)現(xiàn)兼容和通用，第二，原來(lái)不同產(chǎn)業(yè)之間分工發(fā)生了模糊以到消滅，原有產(chǎn)業(yè)中具有較大產(chǎn)業(yè)影響力的代表性企業(yè)，或者是產(chǎn)業(yè)中的多數(shù)企業(yè)，開(kāi)始由原來(lái)的單一經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)為融合意義上的多元經(jīng)營(yíng)，也就是說(shuō)這些企業(yè)向融合的另一方產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展了自己的經(jīng)營(yíng)范圍，降低了專業(yè)化程度，原來(lái)不同產(chǎn)業(yè)的企業(yè)之間的分工，轉(zhuǎn)化了同一產(chǎn)業(yè)內(nèi)的企業(yè)之間的分工以及企業(yè)內(nèi)的分工，第三，原來(lái)不同產(chǎn)業(yè)的企業(yè)在融合時(shí)發(fā)生業(yè)務(wù)交叉和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，事實(shí)上，競(jìng)爭(zhēng)不僅僅是融合的結(jié)果，競(jìng)爭(zhēng)本身是融合的標(biāo)志，競(jìng)爭(zhēng)還促進(jìn)了融合，第四，在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)融合后的產(chǎn)業(yè)內(nèi)仍然存在分工，目前，對(duì)東部縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)業(yè)融合最大的問(wèn)題是區(qū)域之間的同構(gòu)和本區(qū)域內(nèi)自身產(chǎn)業(yè)的分工合作問(wèn)題，這種同構(gòu)和自身產(chǎn)業(yè)的分工不足激化了縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，在一定程度上不利于主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對(duì)嵊州來(lái)說(shuō)，在浙江省政府做出了打造浙江先進(jìn)制造業(yè)基地的戰(zhàn)略決策以來(lái)，杭州、紹興、溫州、臺(tái)州等地區(qū)紛紛行動(dòng)。由于各地也同樣具有建設(shè)先進(jìn)制造業(yè)基地的強(qiáng)烈愿望和實(shí)際行動(dòng)，為了各地的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)就業(yè)和地方利益，行政區(qū)域間的競(jìng)爭(zhēng)程度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相互協(xié)作的程度，競(jìng)爭(zhēng)不僅僅表現(xiàn)為爭(zhēng)奪相對(duì)有限的市場(chǎng)份額和資源份額，而且還上升到地區(qū)間支柱行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和引進(jìn)外資的競(jìng)爭(zhēng)，構(gòu)成發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的新局面。嵊州制造業(yè)與周邊縣市比較，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨同（見(jiàn)表3），最明顯的是紡織、機(jī)械業(yè)都是各縣市的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，是打造先進(jìn)制造業(yè)基地的首選產(chǎn)業(yè)，因此，嵊州打造以紡織、機(jī)械業(yè)為方向的先進(jìn)制造業(yè)基地面臨較大的競(jìng)爭(zhēng)。

對(duì)于嵊州市平講主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)還沒(méi)有形成有效的分工合作體系，企業(yè)生產(chǎn)加工成本較高。企業(yè)生產(chǎn)組織方式普遍存在“大而全，小而全”現(xiàn)象，產(chǎn)業(yè)目前尚未形成有效的分工合作體系。

二、縣級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化對(duì)策

1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

傳統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整是指產(chǎn)業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需求及其結(jié)構(gòu)的變化要求，對(duì)產(chǎn)品的品種、規(guī)格、樣式、比例及其相互間的組合關(guān)系進(jìn)行改變和優(yōu)化的行為和過(guò)程。從內(nèi)容上看，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整包括產(chǎn)品的品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品的規(guī)格結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品的樣式結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)構(gòu)調(diào)整等。

2、產(chǎn)業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整

其含義包括三個(gè)方面：一是對(duì)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有技術(shù)存量的重新協(xié)調(diào)、選擇與整合；二是對(duì)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有技術(shù)的使用、發(fā)揮狀況進(jìn)行改進(jìn)；三是對(duì)產(chǎn)業(yè)潛在可用技術(shù)的選擇、開(kāi)發(fā)、吸收與引進(jìn)。從系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，衰退產(chǎn)業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整是對(duì)衰退產(chǎn)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)諸技術(shù)元素間的質(zhì)的組合和量的比例關(guān)系的重新選擇、協(xié)調(diào)與整合的過(guò)程。該過(guò)程的實(shí)現(xiàn)有兩條途徑：一是產(chǎn)業(yè)技術(shù)存量的調(diào)整，意指上述含義的前兩個(gè)方面；二是產(chǎn)業(yè)的技術(shù)增量調(diào)整?？h級(jí)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)必須以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)高新化和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的未來(lái)技術(shù)的調(diào)整也可從產(chǎn)品類型上進(jìn)行分析，從產(chǎn)品類型上分，創(chuàng)新可大致分為原始創(chuàng)新、消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新三種。嵊州市企業(yè)在產(chǎn)品創(chuàng)新上大多屬于后兩種，尤其是消化吸收創(chuàng)新方面，很多企業(yè)把眼光瞄準(zhǔn)了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)和工藝改進(jìn)，研制出自己的拳頭產(chǎn)品。比如為了提升產(chǎn)品檔次，嵊州美多電器有限公司投資200多萬(wàn)元，購(gòu)進(jìn)先進(jìn)的激光切割機(jī)和激光焊接機(jī)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了投入和技術(shù)改造，加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，提高產(chǎn)品工藝質(zhì)量水平，使他們企業(yè)生產(chǎn)的廚具能夠跟國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行接軌。在集成創(chuàng)新方面，天樂(lè)集團(tuán)的集五大功能為一體的家庭影院產(chǎn)品和“福威重工”的多功能農(nóng)用機(jī)械都是成功的例子。但集成創(chuàng)新和消化吸收創(chuàng)新門(mén)檻相對(duì)較低，適合企業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)品上的改良和提升。

3、產(chǎn)業(yè)的組織結(jié)構(gòu)調(diào)整

產(chǎn)業(yè)的組織結(jié)構(gòu)調(diào)整是指產(chǎn)業(yè)為了達(dá)到較高的市場(chǎng)績(jī)效，在有關(guān)政策指導(dǎo)下，結(jié)合自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和資產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過(guò)相關(guān)企業(yè)合并、兼并、破產(chǎn)、退出、出售、拍賣(mài)、收購(gòu)與重組等方式對(duì)企業(yè)的外部市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，如市場(chǎng)的集中度和市場(chǎng)進(jìn)入退出壁壘等以及企業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如企業(yè)產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)等進(jìn)行改變和優(yōu)化的行為和過(guò)程。總體而言，嵊州市企業(yè)離科學(xué)規(guī)范管理的標(biāo)準(zhǔn)還有很遠(yuǎn)，這也意味著組織結(jié)構(gòu)調(diào)整依然艱苦。目前嵊州已經(jīng)加對(duì)對(duì)領(lǐng)帶服裝、絹絲針織、廚房用具、電機(jī)、機(jī)械、電子電聲、生物醫(yī)藥、汽摩托車配件和造紙十大特色工業(yè)行業(yè)進(jìn)行了整合，重點(diǎn)培育領(lǐng)帶服裝/電器廚具/機(jī)械電機(jī)融合而成三大主體產(chǎn)業(yè)集群，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的融合提升。領(lǐng)帶產(chǎn)業(yè)面臨加快產(chǎn)業(yè)的整合與升級(jí)，拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的壓力。

4、產(chǎn)業(yè)的空間區(qū)位調(diào)整

所謂產(chǎn)業(yè)的空間區(qū)位調(diào)整，就是指產(chǎn)業(yè)根據(jù)外部環(huán)境變化和自身發(fā)展的需要，通過(guò)生產(chǎn)單元、銷售單元、控制（決策）單元等產(chǎn)業(yè)基本功能單元的主動(dòng)空間遷移而對(duì)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)區(qū)位、市場(chǎng)區(qū)位和決策區(qū)位進(jìn)行全部或部分的空間重構(gòu)的行為與過(guò)程。產(chǎn)業(yè)的空間區(qū)位調(diào)整的實(shí)質(zhì)就是產(chǎn)業(yè)的空間轉(zhuǎn)移。從概念上看，衰退產(chǎn)業(yè)空間區(qū)位調(diào)整包括生產(chǎn)區(qū)位調(diào)整、市場(chǎng)區(qū)位調(diào)整和決策區(qū)位調(diào)整三個(gè)內(nèi)容。其中，具有重要意義的是產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)區(qū)位的調(diào)整。通常講的產(chǎn)業(yè)空間區(qū)位調(diào)整就是指產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)區(qū)位調(diào)整。

【參考文獻(xiàn)】

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篇11

［關(guān)鍵詞］世界工廠制造業(yè)自主創(chuàng)新

一、“世界工廠”的演進(jìn)歷程

1.“世界工廠”的含義

（1）“世界工廠”的定義

什么叫“世界工廠”？簡(jiǎn)言之，“世界工廠”就是為世界市場(chǎng)大規(guī)模提供工業(yè)品的生產(chǎn)制造基地?！笆澜绻S”不僅是某些工業(yè)制成品的全球主要供應(yīng)者，而且是一系列對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起關(guān)鍵性拉動(dòng)作用的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和主導(dǎo)產(chǎn)品的全球主要生產(chǎn)商。

（2）“世界工廠”在經(jīng)濟(jì)全球化下新的內(nèi)涵

經(jīng)濟(jì)全球化是指世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)過(guò)程都被納入一個(gè)以通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)接起來(lái)的全球性網(wǎng)絡(luò)，在全球范圍內(nèi)尋求資源的最佳配置。

2.英國(guó)：自由競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代的“世界工廠”

從17世紀(jì)到19世紀(jì)末，隨著市場(chǎng)機(jī)制的形成及其運(yùn)作，特別是資本主義生產(chǎn)方式率先在英國(guó)取得統(tǒng)治地位，反對(duì)國(guó)家干預(yù)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)自由經(jīng)營(yíng)、自由競(jìng)爭(zhēng)和自由貿(mào)易的經(jīng)濟(jì)自由主義思想及其政策，強(qiáng)化了市場(chǎng)機(jī)制對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的自發(fā)調(diào)節(jié)作用，支持并促進(jìn)了這一時(shí)期英國(guó)的工業(yè)化發(fā)展。英國(guó)成為“世界工廠”主要有三個(gè)因素：

（1）工業(yè)革命使英國(guó)成為世界工業(yè)生產(chǎn)第一大國(guó)

工業(yè)革命完成后，機(jī)器的使用進(jìn)一步普及，更使經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)保持世界首位，從而形成了強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ)。在紡織業(yè)，紡紗機(jī)和織布機(jī)的問(wèn)世使產(chǎn)品的質(zhì)和量得到極大提高，而以蒸汽作動(dòng)力更是解決了人力紡織的困難。

（2）他國(guó)的工業(yè)革命為英國(guó)提供了產(chǎn)品市場(chǎng)和原料產(chǎn)地，19世紀(jì)中期，歐洲大陸各國(guó)和美國(guó)正處于工業(yè)革命時(shí)期，他們急需各種機(jī)器設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)和大量資金，這為英國(guó)的工業(yè)產(chǎn)品出口創(chuàng)造了極大的需求，從而促進(jìn)了英國(guó)工業(yè)的急劇發(fā)展。

（3）自由貿(mào)易政策進(jìn)一步增強(qiáng)了英國(guó)工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力

過(guò)去嚴(yán)格的保護(hù)關(guān)稅制嚴(yán)重阻礙了英國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且成本低廉的英國(guó)工業(yè)品無(wú)須關(guān)稅保護(hù)。通過(guò)取消保護(hù)關(guān)稅政策，英國(guó)成為世界上第一個(gè)實(shí)行自由貿(mào)易的國(guó)家。

3.美國(guó)：市場(chǎng)自由競(jìng)爭(zhēng)走向政府干預(yù)時(shí)代的“世界工廠”

在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，各主要資本主義國(guó)家發(fā)展不平衡加劇，英國(guó)作為老牌的資本主義國(guó)家發(fā)展的步伐緩慢下來(lái)，并逐漸喪失了“世界工廠”的地位，而美國(guó)的工業(yè)出現(xiàn)跳躍式發(fā)展。在市場(chǎng)作用的基礎(chǔ)上，政府加強(qiáng)了對(duì)經(jīng)濟(jì)的宏觀干預(yù)，使美國(guó)作為新的“世界工廠”脫穎而出。美國(guó)成為“世界工廠”主要受三方面因素的影響：

（1）產(chǎn)業(yè)革命促進(jìn)了美國(guó)工業(yè)的發(fā)展

（2）兩次世界大戰(zhàn)極大刺激了美國(guó)工業(yè)的發(fā)展

（3）政府的投資使美國(guó)具備了一系列領(lǐng)先的新興工業(yè)

二、中國(guó)“世界工廠”化的基本發(fā)展戰(zhàn)略

1.以我為主，自主創(chuàng)新

由于通過(guò)引進(jìn)方式只能獲得一般意義上的邊緣技術(shù)，核心技術(shù)的取得是無(wú)捷徑可走的，但核心技術(shù)又決定著制造業(yè)發(fā)展的總體方向，因此中國(guó)要成為真正意義上的“世界工廠”，必須擁有自己的關(guān)鍵性核心技術(shù)作支撐。主要是要以我為主，自主創(chuàng)新，充分發(fā)揮政府的政策誘導(dǎo)作用，積極調(diào)動(dòng)企業(yè)自主開(kāi)發(fā)的積極性。

2.加強(qiáng)技術(shù)裝備，推廣先進(jìn)制造技術(shù)

先進(jìn)的技術(shù)裝備是一國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的物化形式和集中體現(xiàn)，沒(méi)有自己先進(jìn)的技術(shù)裝備，就不可能有現(xiàn)代化工業(yè)，也不可能出現(xiàn)真正意義上的“世界工廠”。另外，先進(jìn)制造技術(shù)是支撐現(xiàn)代制造業(yè)的骨架和核心，在信息科技革命浪潮影響著人類一切經(jīng)濟(jì)活動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)制造技術(shù)必然受到?jīng)_擊，先進(jìn)制造技術(shù)就是傳統(tǒng)制造技術(shù)與信息科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代管理相結(jié)合的產(chǎn)物。

3.加強(qiáng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造和保護(hù)

企業(yè)是技術(shù)自主創(chuàng)新的主體，作為產(chǎn)業(yè)層面的制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，其實(shí)最終還是體現(xiàn)在企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力上。激勵(lì)企業(yè)進(jìn)行自主創(chuàng)新活動(dòng)是提升我國(guó)制造業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，是自主創(chuàng)新制度安排的核心問(wèn)題。

4.制定配套的產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策和金融財(cái)稅政策

適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)政策和金融財(cái)稅政策對(duì)提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力也有很大的幫助。如政府可以制定產(chǎn)業(yè)政策，鼓勵(lì)對(duì)技術(shù)含量較高的產(chǎn)業(yè)或項(xiàng)目投資，對(duì)那些高消耗、高污染的項(xiàng)目叫停等。由于研發(fā)創(chuàng)新活動(dòng)都具有較高的不確定性，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)就面臨較大風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)家可以制定適當(dāng)?shù)慕鹑谡?，如?cái)政撥款、優(yōu)惠貸款、補(bǔ)貼以及擔(dān)保等，來(lái)分散創(chuàng)新者的風(fēng)險(xiǎn)，激勵(lì)企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新活動(dòng)。對(duì)于由研發(fā)創(chuàng)新結(jié)果得到的收益，可以在稅收上給予優(yōu)惠等。

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