先进制造技术毕业论文新精编版

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先进制造技术论文

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先进制造技术先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,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,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。

随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。

改革开放以来,我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接新的挑战,对先进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,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,实现我国机械制造业跨入世界先进行列之梦想。

一、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。

二是新型的制造单元技术。

三是先进制造的集成技术。

四个大类:一是现代设计技术二是先进制造工艺技术三是制造自动化技术四是系统管理技术。

1、现代设计技术现代设计技术是先进制造技术的一个组成部分,是制造技术的第一个环节。

根据德国工程师协会文件VDI2225 的调查分析,产品设计成本约占产品成本的5% 7%,但却决定了产品制造成本的75%- 80%。

为此,世界各国都非常重视产品的设计问题。

而现代设计技术在机械设计技术中的地位同样重要。

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。

先进制造技术论文范例(研究热点5篇)

先进制造技术论文范例(研究热点5篇)

先进制造技术论文范例(研究热点5篇)为更全面地理解先进制造技术与正在全球兴起的新工业革命,在分析先进制造技术的概念、内涵、体系结构和关键技术的基础上,系统总结了现有的制造模式,重点介绍了基于信息物理系统、物联网、云计算、大数据发展起来的新一代先进制造技术,如制造物联、云制造、智慧制造、社会生产等。

我们在这里为大家提供了五篇先进制造技术论文,供你参考借鉴。

范文第一篇题目:先进机械制造技术的发展现状和发展趋势【摘要】经济的快速发展带动制造技术的进步,根据以往的经验累积,加之专业人员采取的有效措施,能够促使先进制造技术能够得以不断升级,从而推动我国制造技术始终走在前端。

文章简要阐述了目前我国先进制造技术的发展现状,并且根据于此提出其未来的发展趋势,以促进先进制造技术能够得以持久创新。

【关键词】先进机械制造技术;发展现状;发展趋势1引言从某种程度来说,一个国家的进步离不开创新,这样才能促进经济的快速发展,先进制造技术属于我国社会发展创新极为重要的组成部分,其在工业、农业、服务乃至汽车行业中都发挥了关键性的作用,因而优化机械制造技术的发展是目前面临的重要课题,相关部门必须予以充分的重视,采取积极有效的对策,以机械制造技术推动我国经济增长。

2先进机械制造技术发展情况工业发展是我国社会建设中核心的环节,而机械制造技术对于工业发展具有一定的影响,我国也在不断完善工业发展政策,构建最优机械制造技术应用模型,由此促使我国与世界先进技术水平接轨,并且能够在激烈的市场竞争中占据一席之地。

我国社会经济发展过程中,机械制造业属于国民经济的重要产业,也是我国制造业的重要组成部分,在某种程度上,机械制造产业决定了制造业的整体发展趋势,同时也是非常重要的衡量标准。

在制造业发展的初级阶段,产业结构及成绩并不显着,而且在发展过程中,因为自身发展特色的制约,其在发展过程中质量及效率相对较低,相较于汽车产业明显处于劣势,这就需要对机械制造行业予以足够的重视,对管理人员强化认知,优化管控措施,以期达到良好的效果。

先进制造技术——课程结业(论 文)

先进制造技术——课程结业(论 文)

先进制造技术——课程结业(论文)设计(论文)题目:3D打印技术——第三次工业革命的重要标志学生姓名:班级:学号:目录摘要 (II)1 绪论 (1)2 什么是3D打印 (2)3 3D打印的基本原理 (3)4 3D打印的历史发展 (4)5 3D打印的应用 (6)5.1 医疗行业 (6)5.2 科学研究 (6)5.3 产品模型 (7)5.4汽车制造业 (7)5.5建筑模型 (8)5.6 食品行业 (8)5.7 工艺品制造 (9)6 3D打印的优点 (10)7 国内3D技术的发展 (11)8 国外3D技术的发展 (12)9 我国3D打印面临的挑战 (13)9.1 材料的限制 (13)9.2 机器的限制 (13)9.3 知识产权的忧虑 (13)9.4 道德的挑战 (13)9.5 花费的承担 (14)10 3D打印对我们生活产生的影响 (15)11 结论 (16)参考文献 (17)3D打印技术—第三次工业革命的重大标志摘要因为快速成型技术在市场上占据主导地位,3D打印机在生产应用方面有着巨大的潜力。

3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天、牙科及医疗方面都能得到广泛的应用。

本文就以什么是3D打印、3D打印的基本原理、3D打印的发展历史、3D打印的应用、3D打印的优势、我国3D打印面临的问题及3D 打印对我们生活的影响等方面来探讨3D打印。

关键词:3D打印基本原理应用优势面临的问题1 绪论今年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。

传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。

2 什么是3D打印3D 打印是增材制造技术的一种形式,在增材制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。

3D打印机相对于其他的增材制造技术而言,具有速度快,价格便宜,高易用性等优点。

关于先进制造技术论文

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关于先进制造技术论文改革开放以来,通过技术改造和引进国外先进制造技术,使我国的制造工业有了长足的进步,下面是店铺整理的关于先进制造技术论文,希望你能从中得到感悟!关于先进制造技术论文篇一先进生产制造技术摘要:分别介绍CAPP、CAM、FMS、CIMS、AM和IMS等先进生产制造技术,探讨相关的关键技术及发展趋势关键词:制造技术;计算机柔性;敏捷;智能专家认为,世界上各个国家的经济竞争,主要是制造技术的竞争。

其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上,随着经济技术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生产制造技术的研究。

1 计算机辅助工艺设计(CAPP)1.1 CAPP概述CAPP是将产品零件的设计信息和加工条件输入计算机,建立工艺数据库,计算机依据这些些信息自动进行编码、绘图、建立工艺文件。

CAPP不仅解决了工艺过程设计中的多样性问题,减少了工艺人员的重复劳动,而且有利于实现标准化和工艺过程的优化,保证工艺设计的质量。

1.2 CAPP的发展趋势1)知识化、智能化:基于知识的CAPP系统作为工艺设计的辅助工具,具有将工艺专家的知识和经验积累起来并加以利用的任务。

该系统必将在表达、获取和处理各种知识的灵活性和有效性上进一步发展。

2)工具化、工程化:CAPP既要适应各企业的具体情况,又要控制针对具体企业的实施工作量、提高通用性,因此,需要加强CAPP系统的工具化和工程化。

3)网络化、集成化:CAPP是CAD与CAM之间的桥梁,是CAQ、PDM及ERP的重要产品信息来源,必须在并行工程思想的指导下实现CAPP与CAD、CAM等系统的全面集成。

网络化是现代系统集成应用的必然要求。

4)交互式、渐近式:CAPP系统用来帮助而不是取代工艺设计人员,操作者要有足够的判断能力和工艺知识,做出关键决策。

知识库及使用法则需要逐步建立、完善、验证,基于知识的、商品化的CAPP工具系统需要有目标、有计划的渐近式发展。

先进制造技术论文

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先进制造技术论文篇一:先进制造技术论文先进制造技术论文院专姓学号:时间:20xx年5月10日目录一、概述***************************** 1二、材料加工************************* 1三、先进制造工艺技术***************** 6四、先进制造自动技术***************** 8五、先进生产模式********************* 9六、生产与技术********************** 11七、参考文献************************ 13一:概述随着我国制造业的的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。

介绍了先进制造技术和先进制造模式的内容和发展情况,从两种角度解释其结构特征和关系,并从各种不同角度展望先进制造技术和先进生产模式的发展前景及其趋势特征。

先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,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,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。

当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术,特别在生产管理技术方面。

先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。

二:材料加工材料加工工程在先进制造技术中占有重要地位,是发展高新技术产业和传统工业更新换代的重要科学基础和共性技术。

其中包括高效、精密的加工工艺、装备和检测技术,低能耗、低成本产品的流程制造,集成、柔性、智能化制造系统,是工程可持续发展与绿色制造体系的重要组成部分。

先进制造技术论文

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先进制造技术论文摘要:本论文旨在探讨先进制造技术在当前工业领域的应用及其对生产效率和质量的影响。

通过对先进制造技术的介绍和分析比较,我们可以清晰地看到其在提高生产自动化程度、降低成本、增加产品创新和提高生产效率等方面的显著优势。

因此,为了适应时代的发展,企业应积极采纳并利用先进制造技术来提升自身的竞争力。

1. 引言随着科技的不断进步和工业化的加速发展,先进制造技术逐渐成为促进工业生产进步的重要因素之一。

本文将从先进制造技术的概念、分类和发展现状等方面进行分析。

同时,还将讨论先进制造技术对提高生产效率、降低成本和改善产品质量等方面的影响。

2. 先进制造技术的概念和分类2.1 先进制造技术的概念先进制造技术指的是在传统制造技术基础上,采用先进的生产设备、工艺和信息化技术等手段,提高制造过程中的自动化程度和效率。

它主要包括信息技术、机器人技术、生物技术、材料技术和传感器技术等。

2.2 先进制造技术的分类根据应用领域不同,先进制造技术可以分为工业制造技术和生物制造技术两大类。

工业制造技术主要应用于传统工业领域,如汽车制造、机械制造和电子制造等;而生物制造技术主要应用于生物医药领域,如药物制造和组织工程等。

3. 先进制造技术的应用案例3.1 信息技术在先进制造中的应用信息技术在先进制造领域的应用是最为广泛和重要的。

企业借助信息系统、物联网技术和大数据分析等手段,实现生产过程的智能化和自动化管理,从而提高生产效率和产品质量。

3.2 机器人技术在先进制造中的应用机器人技术在先进制造中起到了关键的作用。

自动化生产线上的机器人可以完成繁重、危险和高精密度的工作,有效降低了人力成本和生产事故风险。

3.3 材料技术在先进制造中的应用材料技术的进步对制造业的发展起到了重要推动作用。

新一代的高性能材料,如复合材料、纳米材料和柔性材料等,具有轻质、高强度和耐磨等特点,为先进制造提供了先进而可靠的基础材料。

3.4 传感器技术在先进制造中的应用传感器技术的应用可以实现对生产过程的实时监测和数据采集,进而实现精确控制和调整。

现代先进制造技术论文2000字

现代先进制造技术论文2000字

现代先进制造技术论文2000字随着社会的先进技术的不断进步,制造技术也获得快速的发展,具有精密化、智能化、清洁化以及集成化的特点。

下面是精心推荐的先进制造技术2000字论文,希望能对大家有所帮助!先进制造技术2000字论文篇一:《浅析机械制造技术》摘要:随着社会科技的迅速发展,同时市场竞争日益激烈,传统的机械制造生产模式很难满足现实需要,因此,本文首先分析了现代机械制造的特点,然后就发展趋势展开论述。

关键词:机械制造;特点;发展趋势;随着社会的不断进步,机械制造技术也获得快速的发展,具有精密化、智能化、清洁化以及集成化的特点。

就目前而言,计算机、传感、自动化、新材料以及管理等技术与传统的机械制造技术进行结合,保证成为一体,在发展过程中,形成物质流、信息流和能量流的整体系统工程,不断保证生产规模的扩大和追求最佳的经济技术效果,实现机械制造过程中管理的简化和合理化,促进不断采用最新的生产方式。

一、现代机械制造技术发展的国内外现状从国外发展情况来看,发达国家的机械水平已经相当高,在进行实际的设计过程中,一般采油工计算机辅助和仿真等方法,同时对企业管理的方法和手段也日趋规范化和科学化,尤其在机械加工技术方面实现全面的自动化,采用数控技术和自动引导小车等技术。

发达国家主要制造了一系列新的系统,主要包括计算机集成制造、智能制造以及敏捷制造和并行工程等系统。

(一)计算机集成制造系统主要建立在自动化、信息技术等基础上,有效利用计算机软件,把企业内部的生产较为分散的自动化系统集成起来,在很大程度上可以提高机械制造的效率。

在利用计算机集成系统过程中,要注意以下几个方面,在功能方面来讲,要做好市场预测、产品设计、加工技术以及制造管理和售后服务等,这比传统机械企业自动化服务的范围要大的多,系统非常复杂。

这种计算机集成主要以信息和功能,在很大程度上可以有效不断缩短产品开发、保证产品质量,降低工程投资等。

(二)智能制造系统。

先进制造技术基础论文

先进制造技术基础论文

先进制造技术基础论文篇一:先进制造技术论文浅谈先进制造技术在机械工艺中的运用摘要:论述了先进制造技术与机械制造工艺的相互关系,并提出我国机械工业发展先进制造技术应采取的对策,因此广泛采用先进制造技术应用于制造业,无论从战略角度还是发展策略,都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的。

关键词:先进制造技术机械工艺1、引言先进制造技术是当今议论较多的一个专用词语。

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,并取得了很大的成绩。

然而,如何看待先进制造技术与机械制造工艺之间的相互关系、如何面对市场的竞争和新技术的挑战,采取相应的对策。

这是我们机械行业必须认真思考的一个重要问题。

2、先进制造技术的提出与体系什么是先进制造技术?对此,目前尚没有一个明确的、一致的定义。

但普遍公认的含义是: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、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称。

先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群,经过发展,已形成了完整的体系结构。

但在不同的国家、不同的发展阶段,先进制造技术有不同的内容及组成方式。

在我国,机械科学研究院提出了由多层次技术群构成的先进制造技术体系。

第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术,它是先进制造技术的核心。

第二个层次是新型的制造单元技术。

制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术,如数控技术、清洁生产技术、机器人技术等等。

第三个层次是先进制造集成技术。

这是应用信息技术和系统管理技术,通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。

如虚拟技术等。

3、先进制造技术与机械制造工艺的关系制造技术是现代制造产业的基础与核心。

而机械制造工艺是制造业的根本。

一方面先进制造技术广泛应用于机械制造业。

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先进制造技术毕业论文新GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-先进制造工艺现状与发展趋势张锦华班级 09机电一体化专业机电一体化指导老师张锦华。

目录前言 (3)第一章先进制造技术的发展状况………………………………….第二章先进制造工艺技术的现状与发展趋势…………………第三章谈谈我国目前先进制造技术的现状及发展途径…………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………………………先进制造技术的发展状况摘要:本文介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。

关键词:问题;先进制造技术;前沿科学;应用前景论文制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。

在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。

专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。

其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。

随着经济技术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的研究。

1 当前制造科学要解决的问题当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面:(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。

例如在计算机辅助设计与制造(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。

(3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。

(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。

一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。

制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。

这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。

这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。

2 现代机械工程的前沿科学不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。

前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。

前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。

工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。

超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。

大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。

信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。

因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。

2.1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学机电产品是信息在原材料上的物化。

许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。

因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。

信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。

人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。

随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。

与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容:(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。

(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。

这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。

2.2 微机械及其制造技术研究微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。

MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。

MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。

它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。

微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。

早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。

1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。

微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。

近10年来,微机械的发展令人瞩目。

其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。

目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。

微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。

微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。

2.3 材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。

每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。

21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。

材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。

一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。

进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。

形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。

2.4 机械仿生制造21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。

这是一个极富创新和挑战的前沿领域。

地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。

从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。

仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。

如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。

仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。

所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。

仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。

仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。

仿生制造的研究内容目前有两个方面:2.4.1 面向生命的仿生制造研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等;2.4.2 面向制造的仿生制造研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。

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