制造自動化技術(shù)的發(fā)展歷程和及前景

1、精品文檔制造自動化技術(shù)的發(fā)展歷程和前景自動化( automation )是指機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)或過程(生產(chǎn)、管理過程)在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的過程。自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè) 治療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動、 部分腦力勞動以及惡劣、 危險的工作環(huán)境中解放出來， 而且能擴(kuò)展人的器官功能， 極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化 的 重要條件和顯著標(biāo)志。自動化是美國科學(xué)家哈德在1936 年提

2、出的。他認(rèn)為在一個生產(chǎn)過程中， 機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人區(qū)搬運就是自動化， 這就是早期自動化的概念。制造自動化概念是一個動態(tài)發(fā)展的過程， 在過去一段時間內(nèi)人們認(rèn)為自動化使用機(jī)器代替人的體力勞動能夠只能完成指定的作業(yè)， 但是隨著科技不斷地進(jìn)步， 計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用， 制造自動化的功能目標(biāo)不再是僅僅代替人的部分腦力勞動去自動完成指定的作業(yè)。隨著制造技術(shù). 電子技術(shù) . 信息技術(shù) . 管理技術(shù)等發(fā)展， 制造自動化已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破上述傳統(tǒng)的概念。二十世紀(jì)以來，為了實現(xiàn)自動化，人們研究和制造了成千上萬種自動控制系統(tǒng)， 極大地推動了生產(chǎn)勞動、 社會服務(wù)、軍事工程和科學(xué)研究等活動。 自動控制系統(tǒng)通常由控

3、制器、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和信息反饋裝置三部分組成。 反饋裝置的任務(wù)是監(jiān)視和測量執(zhí)行機(jī)構(gòu)和工作對象的狀態(tài)變化和執(zhí)行結(jié)果， 把這些信息反饋給控制器。 控制器則根據(jù)任務(wù)的定義和當(dāng)前執(zhí)行情況決定以后應(yīng)該采取的措施， 以機(jī)械的、 光電的或其他的物理方式向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，以便后者準(zhǔn)確地加以執(zhí)行。第二次世界大戰(zhàn)以來的四十多年中，特別是六十年代以后，在發(fā)達(dá)國家和很多發(fā)展中國家，人們的生產(chǎn)方式和生活方式都發(fā)生了巨大的變化。這種變化最重要的標(biāo)志是，在社會勞動時間不斷縮減的情況下，社會勞動生產(chǎn)率和人均國民收入都增長了大約十倍，人的平均壽命大大延長。促成這種急劇變化的主要原因是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，所以普遍認(rèn)為人類正在經(jīng)歷著一場

4、新的技術(shù)革命。在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域里對新技術(shù)革命貢獻(xiàn)最大的是兩個相互聯(lián)系緊密的領(lǐng)域：一是信息技術(shù)（微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等）的重大突破；二是系統(tǒng)科學(xué)的概念、理論和方法的工程化應(yīng)用。前者是后者得以成功的物資基礎(chǔ)，后者又為前者的發(fā)展開辟了道路制造自動化的發(fā)展與技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)，其生產(chǎn)模式也經(jīng)歷了五個階段。第一階段：剛性自動化階段。這一階段包括單機(jī)自動線和剛性自動線，在上世紀(jì)四五十年代這個技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，在這一階段中應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計與制造工藝方法，其特征是高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。第二階段：數(shù)控加工階段。數(shù)控技術(shù)包括數(shù)控和計算機(jī)數(shù)控，數(shù)控加工設(shè)備包括數(shù)控機(jī)床，加工中心等，該

5、階段引入的新技術(shù)有數(shù)控技術(shù)， 計算機(jī)編程技術(shù)等。 第三階段：柔性制造階段。該階段的特征是強(qiáng)調(diào)制造過程的柔性和高效率，比較適合于多品種 . 中小批量的生產(chǎn)，此階段涉及的主要技術(shù)包括成組技術(shù)，計算機(jī)直接數(shù)控和分布式數(shù)控，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)，柔性加工線，離散系統(tǒng)理論和方法 . 仿真技術(shù) . 車間計劃與控制 . 制造過程監(jiān)控技術(shù). 計算機(jī)控制與通信網(wǎng)絡(luò)等。第四階段：計算機(jī)集成制造和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)階段，其特征是強(qiáng)調(diào)制造全過程的系統(tǒng)性和集成性。第五階段：新的制造自動化模式階段，包括智能制造敏捷制造 . 虛擬制造 . 網(wǎng)絡(luò)制造 . 全球制造和綠色制造。發(fā)展趨勢現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對自動化技

6、術(shù)提出越來越高的要求，同時也為自動化技術(shù)的革新提供了必要條件。 70 年代以來， 自動化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個領(lǐng)域，實現(xiàn)更大規(guī)模的自動化，例如大型企業(yè)的綜合自動化系統(tǒng)、全國鐵路自動調(diào)度系統(tǒng)、國家電力網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動化指揮系統(tǒng)、國民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。自動化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)療自動化、人口控制、經(jīng)濟(jì)管理自動化等。自動化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農(nóng)業(yè)自動化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。但是制造業(yè)的發(fā)展也要盡可能的減少當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染，綠色制造是一種綜合考慮環(huán)境影響和資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計 . 制造 .包裝 . 運輸 . 使用到報廢處理的整個產(chǎn)品壽命周期中，對環(huán)境的負(fù)面影響最小 . 資源利用效率最高。總之制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主要支柱，而先進(jìn)制造技術(shù)室增強(qiáng)新產(chǎn)品開發(fā)和企業(yè)競爭力的重要手段，先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵已遠(yuǎn)非人們傳統(tǒng)的概念，它已經(jīng)是計算機(jī)信息 . 電子 . 自動化 . 材料 . 各種加工等技術(shù)綜合。所以對已國家 . 企業(yè) .