1、绿色
绿色包括人类友好(所有生物)、资源节约(能量、物料、信息)、环境友好(生态、空气、水),这就是绿色的含义。而且在时间长度上,绿色应该是全生命周期的,制造过程、运行使用过程、维修保养再制造过程、用后处理过程都要绿色。
绿色制造技术包括绿色设计技术、绿色材料技术、绿色制造工艺(包括精确成形、干式准干式切削、废物再利用、快速原型制造等)、绿色包装技术(包括包装设计,包装材料、包装结构和包装废弃物处理)、绿色处理技术(再制造技术及绿色回收技术)。
2、智能
(1)智能制造是制造技术与信息技术综合交叉的技术;
(2)制造活动中的各种数据与信息的感知和分析,经验与知识的学习和创建,基于数据、信息、知识的智能决策与执行;
(3)智能制造技术包括制造智能、智能制造装备、智能制造系统、智能制造服务;
(4)智能工程机械(机床,机器人,特种制造装备);
复杂、恶劣、不确定的作业环境要求智能化的工程机械,以提高设备的可靠性和物流作业的安全性,提高工程质量和生产效率。熟练工人的短缺和复杂艰苦的工作环境要求提供更便捷、更人性化的智能作业辅助操作系统。大规模的现场施工也对作业机群的智能化管理和调度提出了更高的要求。
(5)智能化制造的目标;
2020年,工程机械实现单机的智能化,具有针对环境和作业特征的智能辅助行进与作业操作物流系统、智能状态检测与故障诊断系统、自适应动力与燃油控制系统、GPS导航/精密定位与实时通信系统。
2030年,建立作业机群协作施工系统,机群监测与控制系统和单机系统实现无缝链接,具备完善的信息通信功能、作业数据的统计与智能分析功能、机群定位与工况分析功能、资源优化与智能调度功能、作业信息管理功能。
3、超常
超常态条件下的制造技术:
(1)巨系统制造:航天运载工具、100万千瓦以上的动力装备、数百万吨级的石化装备、数万吨级的模锻装备、超大型零部件和系统的制造;
(2)超微超精密制造:微纳电子器件、微纳机电系统等极小尺寸或极高精度的产品需要微细制造和超精密制造;
(3)超高能制造:极高能量密度的激光、电子束、离子束等强能束制造;
(4)超高性能产品制造:航空发动机叶片工作环境温度1300度,合金叶片用单晶制造技术,海洋工程装备在高压低温腐蚀环境中;
(5)超常成形工艺:增量制造工艺。
4、融合
(1)多种工艺融合。车铣刨磨复合加工、激光电弧复合热源焊接、冷热加工等不同工艺通过融合将出现更高性能的复合机床和全自动柔性生产线;激光、数控、精密伺服驱动、新材料与制造技术相融合产生先进快速成形工艺,金属材料直接快速成型逐渐转向工业应用。
(2)与信息技术融合。更高档次的数控装备、数码产品和智能装备;自下而上的产品协同设计和制造技术,基于网络的集成企业信息系统。
(3)与新材料融合。先进复合材料、电子信息材料、新能源材料、先进陶瓷材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、高性能结构材料、智能材料等将催生新的生产工艺。2009年投资超百亿美元的波音787机身80%由碳纤维复合材料和钛合金材料制造,节能减排。
(4)与生物技术融合。模仿生物的组织、结构、功能和性能的生物制造。
(5)与纳米技术融合。纳米材料表征技术水平进一步提高,新的光学现象可能被发现,导致新光电子器件的发明,对纳米结构的尺寸、材料纯度、位序以及成份的精确控制将取得突破性进展。
(6)与文化融合。
5、服务
未来20年我国将更关注服务型制造技术的发展,其特点主要有:
(1)知识性。重点向支持高附加值环节服务的技术发展,更具知识性和高技术性。如:设备状态智能感知、信息传送及其与控制系统的智能互联技术的研发。
(2)集成性。即通过技术集成达到服务功能集成。如:机械产品服务系统技术将实物产品和服务集成起来作为一个整体解决方案销售给客户,以满足客户特殊需求。又如:产品售后服务集成技术包括设备运行、维修、产品再循环使用等服务技术的集成。
(3)战略性。机械产品用户的需求已扩大到战略咨询领域。如:机械设备系统资产与寿命评估技术,用户企业往往将这项评估作为制定发展战略或经营策略的依据,或者在资产重组等方面发挥重要的作用。服务由局域扩展到全球,由离线展转向在线,由被动转向主动。
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