陳根：製造技術之嬗變，助力走向未來製造_風聞

文/陳根

20世紀80年代，先進製造技術的提出成為新一輪製造技術嬗變的開始。

**先進製造技術的概念起源於美國，早期是指****以計算機和信息技術為基礎的製造技術羣，**主要包括計算機輔助設計、計算機輔助製造、計算機輔助工程、機器人及柔性製造技術、自動控制系統、數控技術及裝備等。

**隨着技術的發展，其內涵也不斷被擴展，**包括當前各種新出現的、先進的機械加工技術，比如納米加工、激光切割、增材製造等。從生產流程來看，先進製造技術與傳統制造技術對製造過程具有極大不同。

傳統制造是利用製造資源將原材料轉換為產品的過程，僅為生產過程的一部分，一般包括產品的加工和裝配兩大內容，製造商自行生產或者從供應商購買零件，將其組裝成產品並檢驗以符合要求。製造過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品。

傳統的製造系統設計、製造與銷售各部分之間信息的傳遞與反饋不暢，各部門按功能分解任務，容易只考慮本部門的利益，對系統的優化考慮較少，造成設計與製造部門間難以協調、矛盾突出。

先進製造技術****主要從材料設計、製造流程改造、產品服務融合的集成解決方案和循環利用四個方面拓展傳統制造技術的內容：新型材料的成型和加工技術愈發重要，對材料分子層或原子層的定向改造極大地提高了產品性能，超硬材料、功能梯度複合材料的某些新的成形、加工技術將不斷湧現，如超導材料成形加工等。

對於製造流程改造來説，傳統制造是面向批處理、時間上和空間上分離的分佈式加工，先進製造超效能加工和自動化技術能夠促使連續流製造，減少零件庫存。

並且，先進製造強調涵蓋從產品研發直至客户應用的全過程，提供產品、軟件和服務於一體的產品解決方案和端對端的服務。知識資本、人力資本和技術資本的高度聚合，使製造活動擺脱了傳統制造低技術含量、低附加值的模式，通過產品設計、管理諮詢等活動，技術和知識在生產過程中被實際運用，將技術進步轉化為生產能力和競爭力，為企業產生更高的附加價值。

**此外，先進製造還****注重材料的回收利用，不但對環境友好而且節約原材料成本。**傳統的產品製造模式是一個開環系統，即原料→工業生產→產品使用→報廢→棄入環境，是以大量消耗資源和破壞環境為代價的製造方式。

而先進製造技術將在製造的整個生命週期中考慮生態環境和資源效率，從單純的產品功能設計擴展到生命週期設計。

其中，增材／精準製造用於對加工階段的改造；

機器人／自動化技術用於組裝和生產流程的自動化；

先進電子技術用於產品和服務的融合以及加工過程的控制；

供應鏈設計以整體效益最優化為目標，以系統化的觀點綜合考慮人、技術、管理、設備、物料、信息等系統構成要素的優化組合，在滿足產品或服務供給要求的同時，達到成本最低；

清潔生產技術主要用於材料的循環利用、回收等環節；

分子生物學和生物製造用於材料設計及製造流程的改進；

納米材料技術用於合成與加工功能梯度材料、複合材料等；

物聯網、雲計算和大數據用於對產品全生命週期製造過程進行全方位跟蹤、分析、優化和控制，實現多維度、透明化的泛在感知，確保製造過程的高效、敏捷、可持續和智能化。

可以看見，先進製造技術注重經濟效益和技術的融合性，通過柔性生產、靈活生產、產品差異化、注重效率和質量等方式增強企業對市場的反應能力、提高自主創新能力，為客户提供更加人性化的服務，具有產品質量精良、技術含量高、資源消耗低、環境污染少、經濟效益好等特性。