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摘要：在世界经济一体化的进程中，制造技术不断汲取、渗透和融合计算机、信息、自动化、材料、生物及现代管理等方面的成果，使传统意义上的制造技术有了质的飞跃，形成了现代先进制造技术的新体系，并使产品技术、制造、检测、管理和市场开发、销售、使用、服务乃至回收等全生命周期各个环节的活动纳入先进制造范畴，以便从整体和全局上提升制造企业对动态和不可预测市场环境的适应能力和竞争能力，实现优质、高效、低耗、敏捷和绿色制造，取得更大的社会和经济效益。
关键词：现代设计技术先进制造工艺与装备
柔性自动化制造技术与装备现代制造管理技术与系统
先进制造技术在传统制造技术基础上不断吸收机械，电子，信息技术，材料，能源和现代管理等方面的成果,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，灵活的生产,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总称。也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
日本率先采用新的制造技术及管理理念，使其制造业成为公认的世界之最。20世纪80年代初期，美国一批有识之士在对美国的制造业的衰退进行了深刻反省后，提出了发展先进制造技术，以促进美国的制造业得竞争力和国民经济快速发展。先进制造技术这一全新概念的提出，立即受到世界各国政府、企业界和学术界的高度重视，并将其称之为面向21世纪的技术。因为先进制造技术的主要特征是强调实用性，它以提高企业综合经济效益为目的，所以被认为是提高制造业竞争能力的主要手段，对促进整个国民经济的发展有着不可估量的影响。
随着个性化与全球化市场的形成，信息、微电子、生物等高新技术在不断发展，世界制造科技四大发展趋势是绿色制造、高新技术、信息化和极端制造。因此，目前先进制造技术的研究与实践领域主要涉及现代设计技术、先进制造工艺与装备、柔性自动化制造技术与装备、现代制造管理技术与系统等四大部分。
产品设计是制造业发展的灵魂，是产品全生命周期的前期工序，设计质量和水平直接关系到产品的功能、性能、环保性、可制造性、质量、竞争力、经济性和社会效益。随着材料科学、制造科学、信息科学、微电子咳血、系统科学、优化理论、人机工程等的迅速发展，现代设计技术也发生了日新月异的变化，出现了并行设计，反求设计，给予只是的理性设计等新的设计理念：计算机辅助设计、优化设计、有限元分析等新的设计方法与手段：基于系统工程的，考虑技术、经济和社会等综合因素的，面向产品全生命周期的设计过程。
现代设计技术的主要内容包括计算机辅助设计、计算机辅助工程分析、模块设计、优化设计、可靠性设计、智能设计、动态设计、人机工程设计、并行设计、价值工程、创新设计、反求工程涉及、虚拟设计、全生命周期设计等。
现代设计技术是继承和发展传统设计技术，以产品设计为目标，融合了新的科学理论和技术成果形成的知识群体。现代设计技术涉及面很广，可以从四个方面说明现代设计技术的发展历程。设计理念的发展；设计范畴的扩展；设计过程的演变；设计手段的进展。
制造工艺与装备是制造业发展的基础。近年来，先进的制造工艺与装备有了长足的进展，出现了精密形成和近静成形、快速原型等先进的成行技术：精密与超精密、高速与超高速等先进的金属加工技术；复合特种加工、表面工程等新的制造技术；多工种一体化的加工中心、高速内装式电主轴等关键部件的新型机床、并联桁架结构的数控机床等先进的制造装备。
柔性自动化制造技术的研究发展迅速，其发展趋势可用“六化”简述描述，即制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
生产管理是制造业发展的杠杆。世界制造业的发展经历了少品种小批量生产、少品种大批量生产和多品种小批量生产模式的变化，先后出现了物料需求计划（MRP）、准时制（JIT）生产、精益生产（LP）、敏捷制造（AM），绿色制造（GM）等科学的生产管理理念与制造模式，柔性制造（FM）、计算机/现代集成制造（CIM）、分布式网络制造以及智能制造等先进的生产系统。
制造系统管理指的是将企业中的人、财、物、工作过程环境等视为相互联系、相互作用的有机整体；把分散的、局部的思维方式上升带系统的、全面的研究方式；把定性的思维方式提高到定性和定量相结合的研究方式；通过对多方案进行分析比较，求得整个制造过程的最优化。先进制造系统的管理技术涉及制造系统的组织及管理模式、先进科学的管理技术和现代制造系统，其主要观点和绿色体现：认识企业一切活动的主体；计算机与信息管理系统是企业信息集成的基础；高效率与高柔性是现代制造系统的标志；精简机构、消除浪费是高效益企业的根本；人与环境的和谐共存是当代制造的目标。
1.重视实现优质、高效、低耗、敏捷、绿色生产的经营目标，尤其强调了
提高制造企业及其产品对动态多变市场的适应能力和竞争能力的发展目标。
2.覆盖市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务以及回收再
生的全生命周期，而不局限与制造工艺及其生产过程。
3.强调制造系统是一个由物质流、能量流、信息流和资金流组成的相互作
用的整体，因此必须重视技术、管理、信息和人的重要作用及其相互关系，必须重视和加强多学科交叉，多技术融合和多系统集成优化。先进制造技术的发展趋势：精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化。先进制造技术已成为世界各国争居现代制造业领先地位
1、精益生产有5个方面的特征，即工厂组织、产品设计、供货环节、顾客和企业管理。具体来说就是：对外以用户为“上帝”，对内以“人”为中心，在组织机构上以“精简”为手段，在工作方法上采用“小组化工作方式”和“并行设计”，在供货方面采用“准时供货制”（Just-In-Time，JIT）的方式，在最终目标方面为“零缺陷”。
2、（1）以用户为上帝。产品面向用户，与用户保持密切联系，将用户纳入产品开发过程，以多变的产品、良好的服务、尽可能短的交货期来满足用户的需求，真正体现用户是“上帝”的精神。不仅要向用户提供周到的服务，而且要洞悉用户的思想和要求，才能生产出适销对路的产品。产品的适销性、适宜的价格、优良的品质、快捷的交货速度、优质的服务都是面向用户的基本内容。
3、（2）以人为中心。人是企业一切活动的主体，应以人为中心，充分挖掘人的潜力，发挥人的主观能动性与特长。为此，企业应经常对职工进行爱厂如家的教育，并从制度上保证职工的利益与企业的利益挂钩。应下放部分权力，使人人有权力、有责任、有义务随时解决碰到的问题。还要满足人们学习新知识和实现自我价值的愿望，建立独特的、具有竞争意识的企业。
4、（3）以精简为手段。在组织机构方面实行精简化，去掉一切多余的环节和人员。在生产过程中，采用先进的柔性加工设备，减少非直接生产工人的数量，使每位工人都真正对产品实现增值负责。另外，采用JIT方式供货和Kanban方式管理物流，大幅度减少库存量甚至实现零库存，减少库存管理人员、设备和场所。此外，精简不仅仅是指减少生产过程的一切多余环节，还包括减少生产过程及产品的复杂性，在减少产品复杂性的同时，提供多样化的产品。
5、（4）协同工作和并行设计。精良生产强调采用协同工作方式进行产品的并行设计。综合工作组（Team Work）是指由企业各部门专业人员组成的多功能设计组，对产品的开发和生产具有很强的指导和集成能力。综合工作组全面负责一个产品型号的开发和生产，包括产品设计、工艺设计、编制预算、材料购置、生产准备及投产等工作，并根据实际情况调整原有的设计和计划。综合工作组是企业集成各方面人才的一种组织形式。
6、（5）JIT供货方式。JIT工作方式可以保证最小的库存量和最少的在制品数。为了实现这种供货方式，应与供货商建立起良好的合作关系，相互信任，相互支持，利益共沾。
7、（6）零缺陷工作目标。精良生产所追求的目标不是“尽可能好一些”，而是“零缺陷”，即最低的成本、最好的质量、无废品、零库存与产品的多样性。当然，这样的境界只是一种理想境界，但应无止境地去追求这一目标，才会使企业永远保持进步，永远走在他人的前头。
8、图5-63精良生产的体系结构如果把精良生产体系看作一幢大厦，这幢大厦的屋顶就是精良生产体系，如图5-63所示。它的基础就是在计算机网络支持下的、以小组方式工作的并行工作方式。在此基础上的5根支柱就是：全面质量管理，它是保证产品质量、达到零缺陷目标的主要措施；准时生产和零库存，它是缩短生产周期和降低生产成本的主要方法；柔性成组技术，这是实现多品种、按顾客订单组织生产、扩大批量、降低成本的技术基础；以企业重组（Business Proeess Reengineering，BPR）作为精简的手段，简化掉一切无用环节；以人为中心，充分发挥人的主观能动性。
1、精益生产十大工具之准时化生产（JIT）
JIT，准时生产，又译实时生产系统，简称JIT系统，在1953年由日本丰田公司的副总裁大野耐一提出，是由日本丰田汽车公司创立的一种独特的生产方式。指企业生产系统的各个环节、工序只在需要的时候，按需要的量，生产出所需要的产品。
单件流指的是当产品以顾客需要的速率通过整个生产流程时的一种状况，生产批量与转移的批量只有一个，JIT是精益生产的终极目标，它是通过不断消除浪费、降低库存、减少不良、缩短制造周期时间等具体要求来实现的。单件流是帮助我们达到这一目标的关键手法之一。
看板管理，是丰田生产模式中的重要概念，指为了达到准时生产方式（JIT）控制现场生产流程的工具。准时生产方式中的拉式（Pull）生产系统可以使信息的流程缩短，并配合定量、固定装货容器等方式，而使生产过程中的物料流动顺畅。准时生产方式的看板旨在传达信息：“何物，何时，生产多少数量，以何方式生产、搬运”。看板是可以作为交流厂内生产管理信息的手段。看板卡片包含相当多的信息并且可以反复使用。常用的看板有两种：生产看板和运送看板。
4、精益生产十大工具之零库存管理
零库存是一种特殊的库存概念，零库存并不是等于不要储备和没有储备。所谓的零库存，是指物料（包括原材料、半成品和产成品等）在采购、生产、销售、配送等一个或几个经营环节中，不以仓库存储的形式存在，而均是处于周转的状态。工厂的库存管理是供应链的一环，也是最基本的一环。就制造业而言，加强库存管理，可缩短并逐步消除原材料、半成品、成品的滞留时间，减少无效作业和等待时间，防止缺货，提高客户对“质量、成本、交期”三大要素的满意度。
5、精益生产十大工具之全面生产维护（TPM）
先进的设备管理系统是制造型企业生产系统的最有力的支持工具之一，能够保证生产计划的如期执行以及时响应客户的市场需求，同时能够有效地降低企业的制造成本，如库存积压成本，维修维护成本及其它管理（人工、时间）成本，而且能够有效降低不良品的产生机率，从过去认为维护只是生产费用的管理提升为企业在失常竞争力的关键项目之一，最终提高企业的经济增值水平。以全员参与的方式，创建设计优良的设备系统，提高现有设备的利用率，实现安全性和高质量，防止故障发生，从而使企业达到降低成本和全面生产效率的提高。
6、精益生产十大工具之运用价值流图来识别浪费
价值流程图（Value Stream Mapping，VSM）是丰田精益制造（Lean Manufacturing）生产系统框架下的一种用来描述物流和信息流的形象化工具。VSM可以作为管理人员、工程师、生产制造人员、流程规划人员、供应商以及顾客发现浪费、寻找浪费根源的起点。从这点来说，VSM还是一项沟通工具。但是，VSM往往被用作战略工具、变革管理工具。 VSM通过形象化地描述生产过程中的物流和信息流，来达到上述工具目的。从原材料购进的那一刻起，VSM就开始工作了，它贯穿于生产制造的所有流程、步骤，直到终端产品离开仓储。
7、精益生产十大工具之生产线平衡
由于流水线布局不合理导致生产工人无谓地移动，从而降低生产效率；由于动作安排不合理、工艺路线不合理，导致工人三番五次地拿起或放下工件。生产线平衡即是对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。目的是消除作业间不平衡的效率损失以及生产过剩。生产线平衡是一门很大的学问，生产线平衡直接关系到生产线的正常使用。生产线平衡指南主要包括生产线平衡的相关定义、生产线平衡的意义、工艺平衡率的计算、生产线平衡的改善原则和方法。
8、精益生产十大工具之拉动式生产系统
所拉式生产就是指一切从市场需求出发，根据市场需求来组装产品，借此拉动前面工序的零部件加工。每个生产部门、工序都根据后向部门以及工序的需求来完成生产制造，同时向前向部门和工序发出生产指令。在拉式生产方式中计划部门只制定最终产品计划，其他部门和工序的生产是按照后向部门和工序的生产指令来进行的。根据“拉动”方式组织生产，可以保证生产在适当的时间进行，并且由于只根据后向指令进行，因此生产的量也是适当的量，从而保证企业不会为了满足交货的需求而保持高水平库存产生浪费。
SMED的全称是“六十秒即时换模”（Single Minute Exchange of Die），是一种快速和有效的切换方法，快速换模法这一概念指出，所有的转变（和启动）都能够并且应该少于10分钟-----因此才有了单分钟这一说法。所以又称单分钟快速换模法、10分钟内换模法、快速作业转换，用来不断设备快速装换调整这一难点的一种方法-将可能的换线时间缩到最短（即时换线）。它可以将一种正在进行的生产工序快速切换到下一生产工序。快速换模法同时也常指快速切换。快速换模法能够并且常常是用于启动一个程序并快速使其运行，且处于最小浪费的状态。
10、精益生产十大工具之持续改善
当开始精确地确定价值，识别价值流，使为特定产品创造的价值的各个步骤连续流动起来，并让客户从企业拉动价值时，奇迹就开始出现了。
