先进制造技术及其发展趋势

先进制造技术及其发展趋势

0 .前言 (2)

1. 先进制造技术的概述 (3)

2. 先进制造技术的体系结构 (4)

3. 先进制造技术的现状 (5)

4. 先进制造的发展趋势 (7)

5. 柔性制造技术 (9)

5.1柔性 (9)

5.2柔性制造技术 (11)

5.2.1 柔性制造系统（FMS） (11)

5.2.2 柔性制造单元（FMC） (11)

5.2.3 柔性制造线（FML） (11)

5.2.4 柔性制造工厂（FMF） (12)

6 .计算机集成制造系统 (12)

6.1 CIMS 系统的功能组成 (13)

6.2 CIMS 系统的技术优势分析 (14)

6.2.1 保障和提高了新产品开发的质量 (14)

6.2.2 缩短了新产品的上市周期 (14)

6.2.3 经营管理科学化, 同时降低了产品的成本 (15)

7 超精密加工技术 (15)

7.1 超精密加工的技术范畴 (15)

7.2 超精密加工的关键技术 (16)

7.2.1 主轴 (16)

7.2.2 直线导轨 (17)

7.2.3 传动系统 (17)

7.2.4 超精密测控技术 (18)

7.2.5 微进给技术 (18)

7.2.6 超精密环境控制技术 (19)

7.2.7 加工原理 (20)

7.3 结论 (21)

8 结语 (21)

0 .前言

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱, 在国民经济建设、社

会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位, 其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20% ~ 55%。世界各国经济实力的竞争, 主要是先进制造技术的竞争, 其竞争能力又体现在所生产产品的市场占有率上。随着经济的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化, 这种竞争日趋激烈, 因而各国政府都非常重视对先进制造技术( advancedmanufactuing technology, 先进制造技术)的研究。1. 先进制造技术的概述

先进制造技术, 往往用先进制造技术来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说, 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果, 并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程, 以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产, 提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。与传统的制造技术相比, 当代的先进制造技术以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。先进制造技术是生产力的主要构成因素, 是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务, 成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的/ 土壤0。尤其是一些尖端科技, 如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等技术的出现和发展, 如果没有先进制造技术作为基础, 是根本不可能的。

2. 先进制造技术的体系结构

先进制造技术主要包括以下3个技术群(图1):a) 主体技术群: 这是制造技术的核心, 它包括两个基本部分: 有关产品设计技术和工艺技术。1) 面向制造的设计技术群。面向制造的设计技术群系指用于生产准备的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品品质以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具, 例如计算机辅助设计( CAD) 以及工艺过程建模和仿真等, 生产设施、装备和工具, 甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。2) 制造工艺技术群( 制造技术环境)。制造工艺技术群是指用于物质产品生产的过程及设备。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术, 也是制造技术的传统领域。b) 支撑技术群: 支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术, 如: 测试和检验、物料搬运、生产计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体技术的协调运行所需的技术, 是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群包括:1) 信息技术: 接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统;2) 标准和框架: 数据标准、产品定义标准、工艺标准、3) 机床和工具技术;4) 传感器和控制技术: 单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划;5) 其他。c) 制造技术基础设施: 制造技术基础设施是指为了管理好各种适当的技术群的开发并

鼓励这些技术在整个国家制造行业内推广应用而采取的各种方案和机制。制造技术的基础设施是使先进的制造技术与企业组织管理体制和使用技术的人员协调工作的系统工程, 是先进制造技术不可分割的一个组成部分。图1 AM T 体系结构

3. 先进制造技术的现状

先进制造技术是现代技术和工业创新的集成和典范, 是国家制造业水准的主要标志, 是国家工业的基础和支柱。目前, 世界各工业发达国家已充分认识到发展先进制造技术的重要性和紧迫感, 纷纷对此进行广泛深入的研究, 展开了激烈的竞争。各种创新成果和先进技术不断涌现。它们主要包括: 计算机集成制造系统( computer integrated manufacturing system,CIMS), 敏捷制造( agile manu factur ing, AM), 并行工程( concurrent engineer ing, CE ), 虚拟制造( virtua lmanufactur2ing, VM)以及可持续发展技术等等。

a) CIMS是现代信息技术条件下的新一代制造系统。它以计算机来辅助制造系统的集成, 以充分的、及时的信息交流或信息共享将企业的设计、工艺、生产车间以及供销和管理部门集成为一个有机的整体, 使他们相互协调地运作,以提高产品品质, 缩短产品开发周期, 提高生产效率, 确保企业的整体效益, 提高企业的竞争能力和生存能力。

b) CE是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中, 设计中的问题或不足, 要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现,

然后再修改设计,改进加工、装配或售后服务(包括维修服务)。而CE 就是将设计、工艺和制造结合在一起, 利用计算机互联网并行作业, 大大缩短生产周期(图2)。图2 串、并行工程时序的比较c) AM 是指企业实现敏捷生产经营的一种制造哲理和生产模式。AM包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理及企业重构。AM是借助于计算机网络和信息集成基础结构, 构造有多个企业参加的/ VM0环境, 以竞争合作的原则, 在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴, 组成面向任务的虚拟公司, 进行快速和最佳生产。d) VM是虚拟现实( virtual reality, VR) 技术在制造中的应用。VM实际上是一种计算机科学技术, 以信息技术、仿真技术、VR 技术为支柱, 在产品设计或制造系统的物理实现之前, 就能使人体会到或感觉到未来产品的性能或者制造系统的状态, 从而可以做出前瞻性的决策与优化实施方案。VM 技术是对真实制造过程的动态模拟、仿真, 是在计算机上制造数字化产品, 在VM环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验, 对其性能和可制造性进行预测和评价, 从而缩短产品的设计与制造周期, 降低产品的开发成本, 提高系统快速响应市场变化的能力。VM技术是CE, AM, 精益生产的支撑技术, 是品质工程实现的有力保证。e) 可持续设计是在生态哲学的指导下, 将设计行为纳入/ 社会2经济2环境2人类0的系统中, 既实现社会价值又保护人与自然的共同繁荣, 旨在平衡环境、社会、经济三方面的设计实践和设计管理。可持续设计包含并超越了传统的产品设计, 并代表了人类对传统产品设计的新思考, 是产品设计学

科的新的发展方向。目前可持续设计并不成熟, 主要设计工具有生命周期评价( LCA); 面向环境的设计(DFE ); 面向材料选择的设计(DFMS); 面向拆装的设计(DFD); 面向回收的设计(DFR) 等, 可持续设计可以说是人类文明的巨大进步。

4. 先进制造的发展趋势

先进制造业追求的目标是: 高品质、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品, 因此,ATM的发展趋势应体现在以下几个方面:

a) 制造技术向自动化与智能化方向发展: 随着电子技术、信息技术和计算机技术的发展, 推动了制造技术向更深层次发展。基于CAD /CAM技术的CIMS是制造业自动化的一个重要方向。CIMS 通过CAX ( CAD, CAPP,CAE, CAM)系统和PDM 系统, 进行产品的数字化设计、仿真, 并结合数字化制造设备, 进行自动加工。并采用MRPII /ERP系统, 对整个企业的物流、资金流、管理信息流和人力资源进行数字化管理。智能制造技术( IMT )是将人工智能融入制造过程的各个环节, 通过模拟人类专家的智能活动, 取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动, 在制造过程中系统能自动监测其运行状态, 在外界干扰或内部激励下能自动调整其参数, 以达到最佳状态和具备自组织能力。例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统, 它具有信息处理和知觉反馈、决策能力, 可同时控制指挥多种操作, 从而能提高效率、保证品质和降低成本。

b) 精密成形与加工: 精密加工、超精密加工技术、微型机械是先进制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等) 三大领域。超精密加工技术己向纳米技术发展。纳米技术已在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。

c) 新型特种加工方法的形成: 特种加工亦称非传统加工或现代加工方法, 泛指用电能、光能、热能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法。它包括激光加工技术、电子束加工技术、离子束加工技术、等离子加工技术、电加工技术等。今后, 特种加工将从实际出发, 在融合传统技术和现代技术的基础上大力开发特种加工领域中的新方法, 包括微细加工和复合加工。

d) 制造业中广泛应用VM 技术和柔性制造技术: 制造过程中的VM 是指面向产品生产过程的模拟和检验。VM的核心是计算机仿真, 通过仿真软件来模拟真实系统, 以保证产品设计和产品工艺的合理性, 保证产品制造的成功和生产周期, 发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。所谓柔性, 是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力, 它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务, 完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

e) 网络化和全球化: 随着网络通讯技术的迅速发展和普及, 企业的产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售等都可以异地或跨越国界进行。此外, 网络通讯技术的快速发展, 加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习, 推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。因此制造业发展的必然是由网络化迅速向全球化迈进。

f) 实施无污染绿色制造: 绿色制造是通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品, 产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响, 同时使原材料和能源的利用效率达到最高。对于目前世界资源紧张, 环境恶化的现状以及人类的持续发展的要求来讲, 绿色制造是必然的趋势。5. 柔性制造技术

5.1柔性

柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰(如机器出现故障)情况下，系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率

也很高，单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件，难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括：

①机器柔性。当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。

②工艺柔性。一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。

③产品柔性。一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。

④维护柔性。采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。

⑤生产能力柔性。当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。⑥扩展柔性。当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。

⑦运行柔性。利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品，换用不同工序加工的能力。

5.2柔性制造技术

柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前，按规模大小划分为：

5.2.1 柔性制造系统（FMS）

FMS 包含2 台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置

的数控机床，以加工中心为核心设备，配有自动物料传递和管理系统，如有轨运输小车或自动导引运输小车，并在中央计算机统一控制和管理下，动态地平衡资源地有效利用，具有生产调度和对加工过程的实时监控能力，可动态地实现多种零件族的自动加工。

5.2.2 柔性制造单元（FMC）

FMC 可视为一个规模最小的FMS，是FMS 向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它由1～2 台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性，现已进入普及应用阶段。

5.2.3 柔性制造线（FML）

FML 是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品

种FMS 之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC 机床，

亦可采用专用机床或NC 专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS) 为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，现已进入实用化阶段。

5.2.4 柔性制造工厂（FMF）

FMF 是将多条FMS 连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统（CIMS）投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF 将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统（IMS）为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化。

6 .计算机集成制造系统

计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systems,简称CIMS), 是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。它借助于计算机的硬件、软件技术, 综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术。对企业的生产作业、管理、计划、调度、经营、销售等整个生产过程中的信息进行统一处理, 并对分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统的功能进行有

机地集成,并优化运行, 从而缩短产品开发周期、提高质量、降低成

本。它是工厂自动化的发展方向, 未来制造业工厂的模式, 是当代生产自动化领域的前沿学科, 也是集中多种高新技术为一体的现代化制造技术。

6.1 CIMS 系统的功能组成

一般CIMS 有六部分组成

(1)管理信息系统(MIS): 具有生产计划与控制、经营管理、销售管理、采购管理、财务管理等功能, 处理生产任务方面的信息。(2)工程设计应用分系统(CAD&CAPP): 由计算机辅助设计、计算机

辅助工艺编制和数控程序编制等功能组成, 用以支持产品的设计和工艺准备, 处理有关产品结构方面的信息。

(3)车间管理与自动化应用分系统(CAM): 也可以称为计算机辅助

制造分系统, 它包括各种不同自动化程度的制造设备和子系统, 用来实现信息流对物流的控制和完成物流的转换。它是信息流和物流的接合部, 用来支持企业的制造功能。

(4)计算机辅助质量保障分系统(CAQ): 具有制订质量管理计划、实施质量管理、处理质量方面信息、支持质量保证等功能。

(5)数据库存管理分系统: 用以管理整个CIMS 的数据, 实现数据

的集成与共享。

(6)计算机与网络分系统: 用以传递CIMS 各分系统之间和分系统

内部的信息, 实现CIMS 的数据传递和系统通信功能。它们的联接关系如图1 示:

6.2 CIMS 系统的技术优势分析

6.2.1 保障和提高了新产品开发的质量

CIMS(包括并行工程和虚拟制造技术等)使企业提高了产品创新

设计的深度, 大大有利于提高企业产品的技术含量。CIMS 建立了企业从产品设计、生产制造、经营管理全方位的计算机集成制造环境, 做到了企业信息流、物流、资金流的集成。市场综合反馈信息在CIMS(MIS部分: 管理信息分系统)的支持下, 迅速反馈到CIMS~程设计自动化分系统(CAD/CAPP /CAM/CAE), 产品设计人员在PDM(产品数据管理)、CAD 等系统支持下, 综合产品过去设计成果及各项信息(包括零部件明细、价格、供货质量、生产加工能力等), 在MIS 过来的市场综合反馈信息地推动下, 就能不断设计出更加满足市场需求的高争论、低成本、适销对路的产品

6.2.2 缩短了新产品的上市周期

CIMS 是一个集成化的生产模式, 覆盖了市场分析、经营决策、新

产品研制、工程设计、加工制造、库存供应、质量保证、销后服务等整个制造业的活动, 并力图实现三流集成。在这种环境支持下, 通过企业信息的快速流动, 加速了产品的设计周期。同时, 由于在设计时参考了产品的可制造性等特性, 在MIS 及制造自动化系统的支持下, 也极大地提高了产品的生产及销售分派效率, 这些都保证了企业新产品上市周期的显著改善。

6.2.3 经营管理科学化, 同时降低了产品的成本

在经营管理方面, 使企业的经营决策和生产管理趋于科学化。使

企业能够在市场竞争中, 快速、准确地报价, 赢得时间; 在实际生产中,解决“瓶颈”问题, 减少再制品, 同时, 降低了库存资金的占用。调查材料表明, 采用计算机集成制造系统后, 企业新产品的各项因

素发生了明显的变化,。

7 超精密加工技术

超精密加工是在超精密机床设备上利用零件与刀具之间产生的

具有严格约束的相对运动对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和极低表面粗糙度的加工过程，其精度从微米到亚微米，乃至纳米。它与当代一些主要科学技术的发展有密切的关系，是当代科学发展的一个重要环节。而且，超精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

7.1 超精密加工的技术范畴

由于加工技术水平的发展，超精密加工划分的界限逐渐向前推移，但在具体数值上没有固定的界定。根据目前技术水平及国内外专家的看法，对中小型零件的加工形状误差△和表面粗糙度Ra的数量级可分为以下档次。精密加工:Δ =1.0~0.1 μm，Ra=0.1~0.03 μm；超精密加工：Δ =0.1~0.01 μm，Ra=0.03~0.005 μm；纳微米加工：Δ <0.01 μm，Ra<0.005 μm。随着科学技术的飞速发展，超

精密加工技术日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密微细加工、超精密计量等，并向更高层次发展。超精密加工的影响因素很多，只有广泛研究和综合采用各种新技术，并在各方面精益求精，才能突破目前常规加工技术不能达到的精度界限。实现超精密切削加工的条件主要包括超精密加工机床、超精密切削刀具、超精密加工环境、超精密加工的工件材质、超精密加工用夹具和超精密测控技术等多项技术。超精密加工技术实际上就是这些技术的综合应用。

7.2 超精密加工的关键技术

7.2.1 主轴

机床的主轴在加工过程中直接带动工件或刀具运动，故主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度。现在超精密加工机床中精度最高的主轴采用的是空气静压轴承，其实用精度可达0.05 μm，但还不能满足纳米级加工的要求。近年来磁悬浮轴承的发展非常迅速，有望在未来有所突破，但目前还达不到空气静压轴承的精度。而提高空气轴承主轴回转精度的途径之一是提高轴及轴套的圆度，因为理论上这两者是成正比的。另外，还要想办法提高气孔供气的平稳性。通过多孔粉末冶金材料的小孔供气是理想的供气形式，有待进一步研究。此外，还可以利用控制技术以补偿的形式来减小或消除回转误差。

7.2.2 直线导轨

总的来说，从精度角度看，空气导轨是现在最好的导轨。虽然它没有液体静压导轨的刚性大，但气浮导轨优点也很明显，如无需进行油温控制，对环境没有污染。此外，纳米级精度加工机床的负荷和行程没有那么大，所以应优先考虑空气导轨。目前，空气导轨的直线度可达（0.1~0.2）μm/250 mm，国内303所也可做到0.1 μm/200 mm的水平。纳米水平的机床导轨行程比上述要短，通过补偿技术还可进一步提高导轨的直线度。国防科技大学利用二维微进给装置补偿导轨直线度，取得了较好的效果，可补偿到0.1 μm/300 mm 的精度水平。在导轨的结构设计上还有潜力可挖，如采用多根导轨并联来加强气膜的误差匀化作用，加大气垫式导轨跨度来缩小直线度误差等。由于空气导轨的气膜厚度大概只有10 μm，在使用过程中防尘显得很重要，若不保证洁净的环境，导轨有可能因为灰尘而受损伤，这种损伤常常是难以修复的。

7.2.3 传动系统

传统进给装置的主要任务之一是把旋转运动转化成直线运动，主要使用滚珠丝杠。与轴承一样，为了克服摩擦引起的爬行和反向间隙现象，出现了静压丝杠。由于介质膜的均化作用，目前的空气静压丝杠分辨率可达到0.01 μm，进给精度比C0级滚珠丝杠高2个数量级，但刚度有所欠缺。所以，又出现了传动原理类似齿轮齿条传动的摩擦传动，它能够实现无反向间隙的传动，同时因为结构非常简单，弹性变形因

素较小。目前，已有的摩擦传动分辨率能达到1.25 nm，定位精度能达到0.1 μm，而根据其原理，采用高分辨率的电机还可以使这两个数值进一步减小。微进给机构在超精密加工领域获得广泛应用，它一般被用作补偿工具。用压电陶瓷驱动、弹性铰链支撑的微位移机构得到了广泛的应用。

7.2.4 超精密测控技术

在距离的测量仪器中，双频激光干涉仪测量精度高、测量范围大，但对环境的要求过高，在使用中有很多困难。近年来，微光学器件的发展使光栅技术有了很大的进步。德国Heidenhain 的超精密光栅尺被世界各超精密设备厂家选用。在小距离的测量仪器中，电容式、电感式测微仪仍是主要的设备，光纤测微仪也发展很快。在更小测量范围的测量仪器中有扫描隧道显微镜（STM）、扫描电子显微镜、原子力显微镜，这些仪器可进行纳米级的测量，常用于表面质量检测。测量仪器的稳定性和可靠性也是超精密测量中的一项十分重要的指标。

7.2.5 微进给技术

微进给机构在超精密加工领域获得广泛应用，它一般被用来微进给或作补偿工具。压电陶瓷材料具有较好的微位移特性和可控制性。以压电陶瓷为驱动器的基于弹性铰链支撑的微位移机构目前是用得最多的。美国LODTM机床上用的快速刀具伺服机构（FTS）在±1.27 μm

范围内分辨率达2.5 nm，频响可达100 Hz，可进行主轴回转误差的补偿（转速在150 r/min 以下）。日本东京工业大学用压电陶瓷微进给机构补偿气浮导轨运动直线度，可将直线度提高到0.14 μm/600 mm。国防科技大学利用自研的二维微进给刀具进行二坐标工作台定位误

差的补偿，获得了较好的效果。在机床跟踪半径50 mm的圆时，定位误差从0.7 μm 提高到0.033 μm。这种微进给机构在行程是5 μm

时分辨率可达5 nm。目前希望解决的是提高这种机构的频响和刚度，对于主轴回转误差的补偿来说100 Hz的频响是不够的。开环控制可提高系统的频响，但会牺牲刚性和精度。利用补偿技术来提高机床的精度是一种有效的手段。

7.2.6 超精密环境控制技术

为了适应超精密加工的需要，达到微米甚至纳米级的加工精度，必须对它的支撑环境加以严格的控制，主要包括空气环境、热环境、振动环境、声环境和磁环境等。空气环境中主要应控制的品质是洁净度，一般超精密加工要求的洁净度在1 000~100级，即每立方米空间0.5 μm大小的尘埃不多于35×1 000~35×100个(1ft3的空间0.5 μm 大小的尘埃不多于1 000~100个)。随着半导体工业的快速发展，对空气洁净度提出了更加苛刻的要求，美国联邦标准209D上增加了1级和10级的洁净度级别。热环境与加工精度有密切关系，热环境中主要应控制的品质为温度和湿度。普通金属在温度变化1 ℃时的热膨胀量约为1.6 μm，所以为进行亚微米精度的加工，温度变动范围应控制在

±0.05 ℃，相对湿度控制在35%~45%为宜。目前，实用的温度控制技术最高水平为美国的恒温油喷淋技术，可实现20±0.002 5 ℃的温度控制。振动是影响超精密加工精度的又一重要因素。利用良好的隔振地基和空气隔振垫，可以隔离绝大部分“常时振动”，是目前应用较多的隔振手段。另外，还应考虑设备运动件的动平衡或振动隔离，消除或减少内部振源，尽量远离外部振源。通过综合努力，70 Hz以下的振动幅度小于1 μm，满足超精密加工的要求。

7.2.7 加工原理

超精密加工的精度要求越来越高，机床相对工件的精度裕度已很小。在这种情况下，只是靠改进原来的技术是很难提高的，应该从工作原理着手进行研究，来寻求解决办法。从这种意义上说，没有必要一定要采用原来的通过固定磨料去加工的方法，而可以采用不用刀具的研磨，通过游离磨料去除材料。还可采用各种能量束的加工方法。在采用能量束直接进行的加工中，无需刀具等中间物，也就不会有弹性变形等问题，因此被看作是很好的加工方法，特别是将来进行纳米级、0.1 nm级甚至分子级的加工时，这种方法将是极为有效的。使用STM 方式的能量束加工已能进行分子级的加工。因此从微细加工方面来看，最终的加工目标已经确立。分子单位的加工，在生物和基因工程学、医学上是合适的，对机械工程学的加工来说，加工效率不能满足大批量生产的实际要求。以分子为单位对机械零件进行加工，简直需要天文数字的加工时间。其他能量加工，例如电子束、激光束和离子

先进制造技术的现状和发展趋势

先进制造技术的现状和发展趋势xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技进展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济进展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上进展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在猛烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的进展状况和进展趋势。 1 先进制造技术的含义和特点 1.1 含义 先进制造技术（AMT）是以人为主体，以运算机技术为支柱，以提升综合效益为目的，是传统制造业持续地吸取机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统治理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、治理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏制造，并取得理想技术经济成效的前沿制造技术的总称。 1.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产预备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术专门强调运算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统治理技术在产品设计、制造和生产组织治理、销售及售后服务等方面的应用。它要持续吸取各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越猛烈，先进制造技术正是为适应这种猛烈的市场竞争而显现的。因

国内外先进制造技术的新发展现状和趋势

国内外先进制造技术的新发展现状和趋势 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

国内外先进制造技术的新发展现状和趋势1?当前制造科学要解决的问题 （1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。? （2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real?Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间 (配置空间Configuration?Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw?Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。

智能制造技术的发展论文

智能制造技术的发展 (共10页) 姓名：陈加定 学号：SF1105006 南京航空航天大学 2011/12/23

智能制造技术的发展 摘要：介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标, 人工智能与 I M T、 I M S的 关系, I M S 和 C I M S, 智能制造的物质基础及理论基础, 智能制造系统的特征及框架 结构, 并简要介绍了智能加工中心 IMC, 智能制造技木的发展趋势，以及智能制造系统研 究成果及存在问题。 关键词：智能制造，智能制造技术，IMS，IMC，IMT。 一、智能制造技术提出的背景 制造业是国民经济的基础工业, 是决定国家发展水平的最基本因素之一。从机械制造业发展的历程来看, 经历了由手工制作、泰勒化制造、高度自动化、柔性自动化和集成化制造、并行规划设计制造等阶段。就制造自动化而言, 大体上每十年上一个台阶: 50～60年代是单机数控, 70 年代以后则是CNC机床及由它们组成的自动化岛，80年代出现了世界性的柔性自动化热潮。与此同时, 出现了计算机集成制造, 但与实用化相距甚远。随着计算机的问世与发展, 机械制造大体沿两条路线发展: 一是传统制造技术的发展, 二是借助计算机和自动化科学的制造技术与系统的发展。80年代以来, 传统制造技术得到了不同程度的发展，但存在着很多问题。先进的计算机技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计人员和管理人员提出了新的挑战, 传统的设计和管理方法不能有效地解决现代制造系统中所出现的问题, 这就促使我们借助现代的工具和方法, 利用各学科最新研究成果, 通过集成传统制造技术、计算机技术与科学以及人工智能等技术, 发展一种新型的制造技术与系统, 这便是智能制造技术 ( Intelligent Manufacturing Technology, IMT) 与智能制造系统( Intelligent M anufacturing System，IMS)。 90 年代以后, 世界各国竞相大力发展 I M T 和I M S 的深层次原因有：(1)集成化离不开智能；(2)机器智能化比较灵活；(3)智能化的经济效益较高；

2020年公需课考试——人工智能技术及其发展趋势(93分)

单选题： 1.生物特征识别技术不包括（）。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A√答对 2.（）是人工智能的核心，是使计算机具有智能的主要方法，其应用遍及人工智能的各个领域。（ 3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片 我的答案：B√答对 3.下列选项中，不属于生物特征识别技术的是（）。（3.0分） A.步态识别 B.声纹识别 C.文本识别 D.虹膜识别 我的答案：C√答对

4.（）是自然语言处理的重要应用，也可以说是最基础的应用。（3.0分） A.文本识别 B.机器翻译 C.文本分类 D.问答系统 我的答案：C√答对 5.（）是指直接通过肢体动作与周边数字设备和环境进行交互。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A√答对 6.立体视觉是（）领域的一个重要课题，它的目的在于重构场景的三维几何信息。（3.0分） A.人机交互 B.虚拟现实 C.自然语言处理 D.计算机视觉 我的答案：D√答对

7.（），中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习。（3.0分） A.2018年3月15日 B.2018年10月31日 C.2018年12月31日 D.2019年1月31日 我的答案：B√答对 8.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片 我的答案：A√答对 9.下列对人工智能芯片的表述，不正确的是（）。（3.0分） A.一种专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的芯片 B.能够更好地适应人工智能中大量矩阵运算 C.目前处于成熟高速发展阶段 D.相对于传统的CPU处理器，智能芯片具有很好的并行计算性能 我的答案：C√答对

快速成型技术的现状和发展趋势

快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前，交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心快速成

型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面： 2.1 用于新产品的设计与试制。 （1）CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。 （2）机构设计应用: 进行干涉验证，及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 （3）CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具，以进行产品功能性测试与研讨。 （4）视觉效果：设计人員能在短时间之便能看到设计的雛型，可作为进一步研发的基石。 （5）设计确认:可在短时间即可完成原型的制作，使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 （6）复制于最佳化设计：可一次制作多个元件，可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作，以在最短时间完成设计的最佳化。 （7）直接生产: 直接生产小型工具，或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造 由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。2.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，而快速成型技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。

专业技术人员继续教育《人工智能技术发展趋势和应用》试题和答案涵盖80%内容

《人工智能技术发展趋势及应用》试题及答案 (一) 单选题，每题 2 分，共 20 题。 1. 下列有关人工智能的说法中，不正确的是（）。 (A)人工智能是以机器为载体的智能 (B)人工智能是以人为载体的智能 (C)人工智能是相对于动物的智能 (D)人工智能也叫机器智能 2. 以下属于素养性知识的是（）。 (A)为人处事方面的知识 (B)行业性知识 (C)分析性知识 (D)创造性知识 3. 本课程提到，人工智能皇冠上的明珠是（）。 (A)数据智能 (B)读写智能 (C)逻辑智能 (D)语言智能 4. 根据本课程，以下哪项不属于情感分析四维模型的内容（）。 (A)读音知情 (B)读脸知情

(C)读搏知情 (D)读书知情 5. 人工神经网络发展的第一次高潮是（）。 (A)1986年启动“863计划” (B)1977年，吴文俊创立吴方法 (C)1957年，罗森布拉特提出感知机神经元关系 (D)1985-1986年提出误差反向传播算法 6. 人工智能在围棋方面的应用之一是AlphaGo通过（）获得“棋感”。 (A)视觉感知 (B)扩大存储空间 (C)听觉感知 (D)提高运算速度 7. 以下哪项不属于教育信息化的三个阶段（）。 (A)教育创新化 (B)教育技术化 (C)教育智能化 (D)教育智慧化 8. 以下不属于人工智能对当前经济社会冲击最大的四个领域的是（）。 (A)制造 (B)教育

(C)艺术 (D)金融 9. 2013年，麻省理工学院的基础评论把（）列为第一大技术突破。 (A)机器学习 (B)人工智能 (C)智能围棋 (D)深度学习 10. 根据本课程，过去生产一台哈雷机车需要21天，但在工业4.0时代，只需要（）就可以把私人定制的摩托车交给客户，极大提高了生产效率，同时满足用户的个性化需求。 (A)2天 (B)24小时 (C)12小时 (D)6小时 11. 根据本课程，根据相关机构数据分析，中国制造业总体成本与美国相比（） (A)远远低于美国 (B)远远高于美国 (C)已经几乎相等同 (D)无法判断 12. 根据本课程，高速公路自动驾驶属于智能网联汽车的哪个发展阶段？（） (A)驾驶辅助 (B)部分自动驾驶

先进制造技术的现状和发展趋势

先进制造技术的现状和发展趋势 xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技进展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济进展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上进展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在猛烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的进展状况和进展趋势。 1 先进制造技术的含义和特点 1.1 含义 先进制造技术（AMT）是以人为主体，以运算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸取机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统治理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、治理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏制造，并取得理想技术经济成效的前沿制造技术的总称。 1.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产预备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术专门强调运算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统治理技术在产品设计、制造和生产组织治理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸取各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越猛烈，先进制造技术正是为适应这种猛烈的市场竞争而显现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 2 先进制造技术的组成 先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形

焊接技术的发展及发展趋势

焊接技术的发展及发展趋势 黄牡丹 佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江省佳木斯市154007 摘要：本文综述焊接技术的发展及发展趋势，焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺，随着人类社会的发展，各种新材料的不断开发及科学技术不断的发展，焊接技术已经成为一门独立的学科，它广泛应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、微电子技术等工业部门。可以预测，在未来焊接技术的发展趋势必然走向自动化、高效、环保、节能等方面。 关键词：焊接技术、自动化、环保 The development of welding technology and development trend HUANGMudan Jia-mu-si University, School of materials science and engineering, Jia-mu-si 154007 Abstract：This paper reviews the development of welding technology and developing trend of welding technology, also known as the connection of engineering, is a kind of important material processing technology, with the development of human society, all kinds of new materials to develop and continuously with the development of science and technology, welding technology has become an independent discipline, it is widely used in petrochemical, electric power, aerospace, Marine engineering, microelectronics and other industrial sectors. Can be predicted that in the future development trend of welding technology inevitably toward automation, high efficiency, environmental protection, energy saving, etc. Key words：Welding technology ; automation; Environmental protection; 0引言 焊接的定义如下：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程成为焊接[1]。焊接的发展过程就某种意义上来说就是焊接热源的发展过程，从上个世纪80年代开发电弧以来，焊接热源也在不断发展中。进入到新世纪，焊接技术的不断的在得到发展，从目前的发展趋势看来，焊接技术逐步向高效率、高质量、低成本、降低劳动强度、降低能耗的方向发展。所以焊接技术将随着科学技术的进步而不断发展，主要体现在以下几个方面 1数字化控制推动焊接技术的升级和发展 在几年前，数字化控制的焊机只是少数几个国际知名公司的“尖端科技”，但现在数字化控制的焊机已经广泛应用在我国的许多企业，在芬兰KEMPPI和奥地利Fronius 的推动下，数字化焊机已进入产业规模化生产阶段。虽然目前智能化还处在初级阶段，但有着广阔前景，是一个重要的发展方向。有关焊接工程的专家系统，近年来国内外已有较深入的研究，并已推出或准备推出某些商品化焊接专家系统。焊接专家系统是具有相当于专家的知识和经

我国的先进制造技术研究现状及发展趋势

中国先进制造技术的发展趋势 随着科学技术的进步以及新的管理思想、管理模式和生产模式的引进，近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。改革开放以来，随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。 一先进制造技术概述 （1）先进制造技术的体系结构及分类 先进制造技术是系统的工程技术，可以划分为三个层次和四个大类。 三个层次：一是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。这一层次的技术是先进制造技术的核心，主要由生产中大量采用的铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺优化而成。二是新型的制造单元技术。这是制造技术与高技术结合而成的崭新制造技术。如制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、新材料成型与加工技术、激光与高密度能源加工技术、清洁生产技术等。三是先进制造的集成技术。这是运用信息技术和系统管理技术，对上述两个层次进行技术集成的结果，系统驾驭生产过程中的物质流、能量流和信息流。如成组技术（CT）、系统集成技术（SIT）、独立制造岛（AMI）、计算机集成制造系统（CIMS）等。 四个大类：一是现代设计技术，是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案并使方案付诸实施的技术。它是门多学科、多专业相互交叉的综合性很强的基础技术。现代设计技术主要包括：现代设计方法，设计自动化技术，工业设计技术等；二是先进制造工艺技术，主要包括精密和超精密加工技术、精密成型技术、特种加工技术、表而改性、制模和涂层技术；三是制造自动化技术，其中包括数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、传感技术、自动检测及信号识别技术和过程设备工况监测与控制技术等；四是系统管理技术，包括工程管理、质量管理、管理信息系统等，以及现代制造模式（如精益生产、CIMS、敏捷制造、智能制造等）、集成化的管理技术、企业组织结构与虚拟公司等生产组织方法。 （2）先进制造技术的特点 先进性：作为先进技术的基础——制造技术，必须是经过优化的先进工艺。因此，先进制造技术的核心和基础必须是优质、高效、低耗、清洁的工艺。它从传统工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成。 通用性：先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、维修服务、甚至回收再生的整个过程。 系统性：随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术能驾驭生产过程的物质流、能源流和信息流的系统工程。 集成性：先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至

关于人工智能技术及其发展趋势2020考试答案

人工智能技术及其发展趋势 1.关于专用人工智能与通用人工智能，下列表述不当的是（）。（10.0分） A.人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域 B.专用人工智能形成了人工智能领域的单点突破，在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能 C.通用人工智能可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题 D.真正意义上完备的人工智能系统应该是一个专用的智能系统 我的答案：D√答对 2.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。（10.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片 我的答案：A√答对 3.下列选项中，不属于生物特征识别技术的是（）。（10.0分） A.步态识别 B.声纹识别 C.文本识别

D.虹膜识别 我的答案：C√答对 4.（）是自然语言处理的重要应用，也可以说是最基础的应用。（10.0分） A.文本识别 B.机器翻译 C.文本分类 D.问答系统 我的答案：C√答对 1.一般说来，人工智能技术包括（）。（10.0分）） A.深度学习、机器学习 B.计算机视觉、自然语言处理 C.人机交互、生物信息技术、智能芯片 D.虚拟现实/增强现实、机器人技术 我的答案：ABCD√答对 2.指纹识别是通过（）等物理传感器获取指纹图像，经过数据处理进行分析判别。（10.0分）） A.光 B.电 C.力 D.热

我的答案：ABCD √答对 1.机器学习是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。（10.0分） 我的答案： 正确 √答对 2.卷积神经网络是一种常用来处理具有网格结构拓扑数据的神经网络，如处理时序数据和图像数据等，广泛应用于人脸识别、物品识别等领域。（10.0分） 我的答案： 正确 √答对 3.人工智能是科学交叉的结果，它由不同领域多学科综合发展而来。（10.0分） 我的答案： 正确 √答对 4.机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置、控制系统和复杂机械等组成，涉及到控制论、机械电子、计算机、材料、仿生等学科，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。（10.0分） 我的答案： 正确 √答对 1、最困难的事就是认识自己。20.7.57.5.202008:2708:27:50Jul-2008:27 2、自知之明是最难得的知识。二〇二〇年七月五日2020年7月5日星期日 3、越是无能的人，越喜欢挑剔别人。08:277.5.202008:277.5.202008:2708:27:507.5.202008:277.5.2020 4、与肝胆人共事，无字句处读书。7.5.20207.5.202008:2708:2708:27:5008:27:50 5、三军可夺帅也。Sunday, July 5, 2020July 20Sunday, July 5, 20207/5/2020 6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。8时27分8时27分5-Jul-207.5.2020 7、人生就是学校。20.7.520.7.520.7.5。2020年7月5日星期日二〇二〇年七月五日 亲爱的用户： 烟雨江南，画屏如展。在那桃花盛开的地方，在这醉 人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一 样美丽，感谢你的阅读。

先进制造技术的现状和发展趋势

先进制造技术的现状和发展趋势

摘要近年来, 制造业出现了世界范围的研究并采用“先进制造技术”的浪潮，先进制造技术已成为当代国际间的科技竞争的重点。本文论述了先进制造技术的发展现状与发展趋势，指出：信息化、精密化、集成化、柔性化、动态化、虚拟化、智能化、绿色化将是未来制造技术的必然发展方向。 1.先进制造技术简介 1.1先进制造技术的定义 先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。它集成了现代科学技术和工业创新的成果，充分利用了信息技术，使制造技术提高到新的高度。先进制造技术是不断利用新技术逐步发展和完善的技术，因而它具有动态性和相对性。先进制造技术以提高企业竞争能力为目标,应用于产品的设计、加工制造、使用维修、甚至回收再生的整个制造过程，强调优质、高效、清洁、灵活生产，体现了环境保护与可持续发展和制造的柔性化。 1.2 先进制造技术的内涵和技术构成 先进制造技术的技术构成可以分为以提高生产效率和快速响应市场需求为 目的的技术构成和以满足特种需求为目的的技术构成。 以提高生产效率和快速响应市场需求为目的的技术构成强调制造系统与制 造过程的柔性化、集成化和智能化。包括： (1) 系统理论与技术(着重制造系统组织优化与运行优化,以提高制造系统的整体柔性与效率) 。 (2) 制造过程的单元技术(着重制造过程的优化,以提高单元的效率与精 度) 。系统理论与技术涉及范围包括：CIMS、敏捷制造、精益生产、智能制造等。制造过程单元技术涉及的范围包括：设计理论与方法、并行工程、系统优化、运行、控制、管理、决策与自组织技术、虚拟制造技术、制造过程智能检测、信息处理、状态检测、补偿与控制、制造设备的自诊断与自修复、智能机器人技术、

先进制造技术的发展及体系结构

先进制造技术的发展及体系结构 目录 摘要 (3) 关键词 (3) 1 知识经济条件下制造业的发展 (3) 1.1 制造系统的定义和内涵 (3) 1.2 制造业的发展 (3) 1.3 制造业的变革及挑战 (3) 2 先进制造技术的技术构成及特点 (4)

2.1 先进制造技术的定义 (4) 2.2 先进制造技术的技术构成 (4) 2.3 先进制造技术的特点 (4) 3 先进制造技术的分类 (5) 4 先进制造技术在国内外的发展 (5) 4.1 发达国家制造业的发展 (5) 4.2先进制造技术在我国的发展 (5) 5 先进制造技术的发展趋势及技术前沿 (6) 5.1 先进制造技术的发展趋势 (6) 5.2 先进制造技术的技术前沿 (6) 6总结 (6) 参考文献 (7)

先进制造技术的发展及体系结构 摘要：介绍了什么是先进制造技术，阐述了在当今社会条件下先进制造技术的 重要作用，综述了国内外先进制造技术的发展，讨论了先进制造技术的内涵、特点、体系结构及分类，指出我国先进制造技术的优先发展方向。 关键词：制造业；制造系统；先进制造技术 1 知识经济条件下制造业的发展 1.1 制造系统的定义和内涵 制造系统是制造业的基本组成实体。制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变成产品的有机整体，称为制造系统。制造系统从结构、功能、过程三个方面又有各自不同的定义。制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和。 1.2 制造业的发展 在知识经济条件下，制造业正在发生质的飞跃，制造业成为参与市场竞争的主体，是国民经济的支柱产业。知识经济对制造工业的影响表现在对产品和消费观念的改变，产品设计和制造过程的数字化和智能化，以及经营和制造活动的全球化等。越来越多的人认识到一个没有工业基础和制造业的城市是没有根基的城市。 1.3 制造业的变革及挑战 科学技术的发展和市场需求的不断变化，促进制造业生产规模沿着“小批量"少品种大批量"多品种变批量”方向发展，资源配置沿着“劳动密集-设备密集-信息密集-知识密集”的方向发展，生产方式沿着“手工-机械化-刚性流水自动化-柔性自动化-智能自动化”方向发展。 传统的制造业是建立在规模经济的基础上。靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率。但这种条件不能满足当今市场对产品花色品种和交货期的要求，为此工业经济时代对传统制造业提出了严峻的挑战。其特点是：产品生命周期缩短；用户需求多样化；大市场和大竞争；交货期成为竞争的第一要素；信息化和智能化；人的知识、素质和需求的变化；环境保护意识的增强与可持续发展。这些都促进

人工智能技术及其发展趋势

人工智能技术及其发展趋势 1.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片 我的答案：A√答对 2.（），中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习。（ 3.0分） A.2018年3月15日 B.2018年10月31日 C.2018年12月31日 D.2019年1月31日 我的答案：B√答对 3.下列选项中，不属于生物特征识别技术的是（）。（3.0分） A.步态识别 B.声纹识别 C.文本识别

D.虹膜识别 我的答案：C√答对 4.立体视觉是（）领域的一个重要课题，它的目的在于重构场景的三维几何信息。（3.0分） A.人机交互 B.虚拟现实 C.自然语言处理 D.计算机视觉 我的答案：D√答对 5.生物特征识别技术不包括（）。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A√答对 6.关于专用人工智能与通用人工智能，下列表述不当的是（）。（3.0分） A.人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域 B.专用人工智能形成了人工智能领域的单点突破，在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能 C.通用人工智能可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题

D.真正意义上完备的人工智能系统应该是一个专用的智能系统 我的答案：D√答对 7.（）是指直接通过肢体动作与周边数字设备和环境进行交互。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A√答对 8.下列对人工智能芯片的表述，不正确的是（）。（3.0分） A.一种专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的芯片 B.能够更好地适应人工智能中大量矩阵运算 C.目前处于成熟高速发展阶段 D.相对于传统的CPU处理器，智能芯片具有很好的并行计算性能 我的答案：C√答对 9.（）是人工智能的核心，是使计算机具有智能的主要方法，其应用遍及人工智能的各个领域。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片

(完整版)先进制造技术习题答案

第一章制造业与先进制造技术 1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。 制造：把原材料加工成适用的产品。 制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。 制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。 制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。 狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。 1-2 试简述制造技术的发展历程。 制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。 两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“手工——机械化——单机自动化——刚性流水自动化——柔性自动化——智能自动化”的方向发展。制造技术则从机械化——机电—一体化与自动化——网络化与智能化发展。在组织管理方式上，从集中、固定的组织管理方式——分布、自治的管理——协同、创新的组织管理发展；在生产管理方式上，从面向库存——面向订单——面向市场与顾客发展；与资源环境的关系上，从利用资源、破坏环境——节约资源、关心环境——主动更新资源和美化环境发展。 1-3试简述机床发展历史及其各个阶段机床的技术特点。 1-4 论述制造业在国民经济中的地位与作用如何？ 它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。在知识经济条件下，制造业是参与市场竞争的主体，它始终是国民经济的支柱产业。 1-5分析制造业在新世纪所面临的机遇与挑战及发展趋势。 人类进入21世纪后，社会与政治环境、市场需求、技术创新预示着制造业人类进入将发生巨大变化。美国国家科学研究委员会工程技术委员会、制造与工程设计院“制造业挑战展望委员会”对2020年制造业所面员会对临的形势，提出了六大挑战：快速响应市场能力的挑战——全部制造环节并行实现；打破传统经营面临的组织、地域及时间壁垒的挑战——技术资源的集成；信息时代的挑战——信息向知识的转变；日益增长的环保压力的挑战——

我国通用航空发展现状及未来发展前景预测

我们所说的通用航空实际上只是整个民用航空业中的一个独立的分支，通用航空所涉及到的活动范围特别广阔，它基本包括了去除公共航空运输之外的所有内容，通用航空从事的方面包括了工农林渔等一系列方面，它的作业区域一般集中在低空区域，高度普遍在3000米以下，有一大部分甚至于是在600米以下的低空区域。通用航空作为一个新兴的领域，近几年来不断的蓬勃发展，根据报告数据显示，我们国家的通用航空的规模一直在以15%以上的增速在发展壮大，与几年前相比都是翻了几番，通用航空行业规模不断壮大，应用的场景也是日益增多，通用航空在整个国家GDP中的贡献率也越来越高。 1中国通用航空的现状分析 1.1中国通用航空的现状 中国的通用航空发展较晚，但是发展的比较迅猛，特别是近几年来一直保持着持续高效的发展趋势。就一个国家的通用航空而言，我们一般都是通过六个方面来考察它的整体水平：通用航空企业数量、通用航空机组规模、通用航空机场数量、年总飞行时长、从业人员水平以及社会经济效益。但是中国是一个人口和经济大国，按照这些指标来进行简单的评判的话并不能直接明了的判断出我国的通用航空发展的实际情况。就比如我国目前获得了通用航空许可证的企业超过了200家，航空机组规模也超过了3000架，但是这并不能代表我们国家的通用航空发展的水平比较高。若要真正的知晓我们国家的通用航空发展状况，我以为还是得从以下四个方面来实际的评判：(1)整体的通用航空的运输能力有多强;(2)通用航空用于工业作业以及农林作

业等的普及率有多高;(3)通用航空用于抢险救灾等重大事故救援中的水平有多高;(4)国内的普通居民的通用航空使用率有多高。 就通用航空的运输能力而言，我国目前的物流运输能力已经是初具规模，航空运输系统已经经受住了电网大型活动如“双十一”等的考验，但是这种规模的航空物流运输仅仅是停留在了大中型城市，通用航空运输的覆盖范围还是有限的，小型城市以及农村地区都无法被通用航空所覆盖。并且根据对通用航空企业的统计发现，现有的企业大多分布在我国的东部，西部地区的企业只有零星20来家，这种分布不均也会对整体的航空运输体验感造成很大影响。 就通用航空用于工业作业以及农林作业等的普及率而言，通用航空用于工农业的历史还是比较长的，但是根据调查研究是数据显示，截至到2016年，通用航空在工农业中的实际应用时长都没有达到15万小时，这个数据真实的表明了通用航空在工农业中的应用状态，整体都是十分缓慢的。 再来看看我国通用航空在抗震救灾中的应用，在天灾人祸发生的时候，通用航空会起到无法替代的作用。在几年前我国发生重大地震灾情的时候，地面通行都已经被阻断了，这个时候通用航空的作用是无可替代的，只能依靠直升机以及运输机等机组来进行运输救援，在这几次的天灾事故之中，虽然通用航空起到了得天独厚的作用，但是同样也暴露出了特别大的问题，相比国外，我们的通用航空的设备相对较为落后，各类配置都不够齐全，整体的救援能力还有待提高。 1.2通用航空存在的问题

2020年继续教育答案人工智能技术及其发展趋势

单选题 1.生物特征识别技术不包括（）。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A √答对 2.立体视觉是（）领域的一个重要课题，它的目的在于重构场景的三维几何信息。（ 3.0分） A.人机交互 B.虚拟现实 C.自然语言处理 D.计算机视觉 我的答案：D √答对 3.下列对人工智能芯片的表述，不正确的是（）。（3.0分） A.一种专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的芯片 B.能够更好地适应人工智能中大量矩阵运算 C.目前处于成熟高速发展阶段 D.相对于传统的CPU处理器，智能芯片具有很好的并行计算性能 我的答案：C √答对 4.下列选项中，不属于生物特征识别技术的是（）。（3.0分） A.步态识别 B.声纹识别 C.文本识别 D.虹膜识别 我的答案：C √答对

5.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片 我的答案：A √答对 6.关于专用人工智能与通用人工智能，下列表述不当的是（）。（3.0分） A.人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域 B.专用人工智能形成了人工智能领域的单点突破，在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能 C.通用人工智能可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题 D.真正意义上完备的人工智能系统应该是一个专用的智能系统 我的答案：D √答对 7.（）是指直接通过肢体动作与周边数字设备和环境进行交互。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A √答对 8.（）是人工智能的核心，是使计算机具有智能的主要方法，其应用遍及人工智能的各个领域。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习

先进制造技术的现状和发展趋势

浅谈先进制造技术现状和发展趋势 xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距， 销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 2 先进制造技术的组成 先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形

成的。它是一个相对的，动态的概念。在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成。从目前各国掌握的制造技术来看可分为四个领域的研究，它们横跨多个学科，并组成了一个有机整体： 2.1 现代设计技术 1）计算机辅助设计技术包括：有限元法，优化设计，计算机辅助设计技术，模糊智能CAD等。 2）性能优良设计基础技术包括：可靠性设计；安全性设计；动态分析与设计；断裂设 7）过程设备工况监测与控制。 2.4 系统管理技术 1）先进制造生产模式； 2）集成管理技术；3）生产组织方法。 3先进制造技术的国内外现状 3.1国外先进制造技术现状 在制造业自动化发展方面, 发达国家机械制造技术已经达到相当水平, 实现了机械制