“高档数控机床的高端制造模式”(四):数控机床的先进制造模式研究

制造模式是高端制造的方法论，它决定了制造企业的制造理念、技术系统和组织管理体系，为了以“自然而然”的方式而不是以“特制”的方式实现高档数控机床的制造，就需要深入研究其制造模式。本文首先讨论了先进制造模式及其相关概念，详细介绍了几种常见的先进制造模式，如：成组技术(GT)、计算机集成制造系统(CIMS)、虚拟制造(VM)、智能制造(IMS)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)、绿色制造模式(GM)等，接着论述了各种先进制造模式在国产机床行业中的研究和应用情况，为在国产机床行业引入高端制造模式打下坚实的基础。     

支持协同制造的制造网格平台研究

为支持虚拟企业间的协同，借鉴网格技术和网络化制造运行机制，讨论了制造网格的定义，提出了制造网格体系结构及制造网格协同制造平台模型。通过采用Globus Tookit3提供的元计算目录服务和各种组件，设计了制造网格资源管理系统，实现了制造资源的封装、发布、搜索、信任评估、优选评估等管理。结合Agent技术开发了制造网格任务管理系统，实现了制造网格制造任务的分解、分配、调度等管理。建立了应用原型，说明了制造网格平台的应用过程。     

注射模的绿色设计与制造初探

将绿色制造的理念运用于注射模的设计与制造中，在介绍绿色制造的概念、内涵的基础上，介绍了注射模绿色制造的整个生命周期，包括绿色设计、绿色制造、绿色回收、再处理等，并结合注射模自身的特点，具体阐述了基于绿色制造的注射模设计与制造方法。     

制造网格与资源共享

在中国国家自然科学基金重点资助项目《网络环境下的数字制造理论与关键技术》和中国国家科技攻关项目《支持网络制造的协同交互与资源共享平台与产业化研究》共同资助下，基于制造业的发展现状以及现代制造技术的总体要求，研究网格在制造技术及制造产业中的应用形态，探讨基于产品全生命周期要求的制造资源共享格式，研究制造资源在网格中动态共享的方式及其共享的安全技术，提出数字制造网格的关键技术。 制造网格是制造互联网，其目的是隐藏技术的复杂性，使用户以简单方式共享广泛异构的制造资源，解决制造资源不平衡问题。制造资源的全生命周期共享格式、制造资源的网格接口标准、制造资源在网格中的调度及安全控制，是建立制造网格的关键技术。     

网络化可重构制造资源优化配置技术研究

在中国国家863高技术发展计划重大专项《基于制造资源优化配置的制造过程管理系统》之子课题《可重构制造资源优化配置平台》，中国航空科学基金项目《以工艺流程为核心的异地协同制造资源优化配置及其实现技术研究》资助下，面向网络化、智能化、敏捷化的数字制造模式，综合运用面向对象技术、分布式数据库技术、集成技术，以及多目标优化理论，开展网络化可重构制造资源优化配置关键技术研究，重点是建构网络化协同制造任务信息模型，网络化制造资源信息模型，动态可重构的制造资源优化配置方案，开发网络化可重构制造资源优化配置平台。     

推进绿色制造实现制造业可持续发展

绿色制造是实现制造业可持续发展的必由之路。探讨了绿色制造的内涵，研究了产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理整个生命周期的绿色制造的内容，分析了绿色制造与制造业可持续发展之关系，提出了推进绿色制造之对策。     

机械与制造科学“十一五”发展的战略方向(制造科学)

根据中国国家自然科学基金委员会《机械与制造科学“十一五”发展战略研究报告》，阐述机械与制造科学有关制造科学“十一五”发展战略。 给出先进制造科学技术和制造系统的内涵、研究范围及其重要性。指出“十一五”期间将进行以下研究。 成形制造科学与技术，应研究特大型及关键零部件的成形制造技术, 精密、高效、清洁成形制造科学与技术, 新材料成形制造技术与科学,激光加工成形制造科学与技术，以及基于模拟仿真的数字化成形制造科学与技术。 先进加工制造技术的主要发展方向和重要研究领域是，超高速切削加工技术和超高速磨削技术，精密/超精密加工技术和微细、复合加工技术，以及相应的新一代装备制造技术，机械加工制造追求优质、高效、低耗、柔性和洁净。 数字制造和数字装备的重要科学问题是，数字建模与仿真的理论和方法，基于视觉信息的数字装备运动规划和自律控制，数字化协同产品开发的基础理论与关键技术。 机械系统和制造过程的测量及仪器研究领域是，新型传感原理及传感器，先进制造的现场、非接触、数字化测量，微/纳米级超精密测量，超大尺寸精密测量，基标准及相关测量理论。     

碳达峰碳中和背景下低碳制造研究现状与技术路径研究

通过对国内外低碳制造发展分析，系统探讨低碳制造内涵、低碳制造理论体系，从碳排放核算与碳足迹评估、产品低碳设计与开发、低碳制造工艺与装备、数据驱动的碳排放动态监测、制造系统低碳优化运行、制造过程碳效率优化与精益管控以及低碳制造模式等几个方面分析了国内外低碳制造技术创新现状，进而针对我国碳达峰碳中和需求，提出基于工业互联网、大数据等新一代信息技术的“碳核算、碳诊断、碳减排”低碳制造技术路径，建立了工业双碳大数据平台。     

面向制造网格的资源优化配置方法

时间、质量、成本和服务是影响现代制造企业竞争力的关键因素。为此，在制造网格中，需要设计一个合理高效的制造资源优化配置方法，从而为每个制造任务寻找到最适合的制造资源。在对网格制造资源优化配置过程中的一些概念进行形式化定义和描述的基础上，基于物理网络，详细论述了制造资源的网络结构模型及其性质；然后以此为基础，提出了应用逐步筛选的方法进行制造资源的优化配置，从而搜索出满足制造任务需求的T，Q，C，S性能指标的最佳制造资源。最后通过一个实例验证了此方法的正确性。     

网格技术在制造业中的应用研究

在分析当前制造领域的制造资源集成问题之后，引入当前先进的正在发展的网格技术，提出了制造网格的概念。目的在于充分利用先进和开放的网格技术，标准化各种网络化制造手段和方式，形成整个上海、全国、乃至全球制造业的信息规范，真正实现信息化带动工业化的跨越式发展。项目以快速制造为应用背景，建立快速制造网格，以此作为制造网格的前期研究和试点工程。通过对快速制造网格的系统结构和网格的技术原理的深入分析，以制造过程中的产品数据交换为例，阐明在快速制造网格中各种服务是如何创建和提供的。     

21世纪的制造技术

在回顾制造技术发展和美、日等发达国家和欧共体发展先进制造技术历史的基础上，阐述了发展制造技术的重要性，列举了已经出现的多种先进制造技术。制造技术的发展集中体现了２１世纪制造技术的发展趋势是将随着市场的全球化、竞争的激烈化、需求的个性化、生产的人性化而呈现出信息化、服务化和高技术化。描述了构成２１世纪制造技术发展前景的几个重点发展的制造技术，并给出了一些技术的应用实例。最后，根据世界科技发展和工业革命历史，预测到２１世纪５０年代，纳米技术的发展有可能会导致新的工业革命和产业革命，并指出为了使这场革命发生在中国，中国应采取的先进制造技术发展战略。“失去制造就失去未来”是本文的主题。     

制造网格中制造资源的建模

为了规范网格体系下的制造资源的管理，实现资源的共享与优化配置，建立了基于制造网格的制造资源管理模型。提出了服务域的概念，并将服务域引进到UML类图中对制造网格资源进行了分析与建模，使用域来支持资源模型的层次化管理，从而解决了只用一幅UML类图来构建海量制造网格资源的弊端。为了进一步方便制造网格中的资源存储、发布、封装和搜索，结合STEP和XML／WSDL对制造资源进行了描述。在开发的制造网格原型系统中，基于制造资源管理模型，对制造资源封装过程进行了分析。     

制造系统的集成与计算机集成制造系统

一、制造系统的集成由于市场的国际化与生产的高度社会化，今天，全球的制造产业正在集结成一个复杂、庞大的制造系统。制造系统内部各环节、各子系统之间，以及制造系统与外部的错综复杂的关系和联系，形成今天人类经济生活的一大特色。这种情况要求人们以系统的观点和动态的方法来看待制造系统。制造系统包含市场调查、投资决策、产品设计、加工、销售与售后服务以及管理等组成环节或单元，而在这些环节之间流动的物质材料、能量与信息则组成现代制造系统的三大要素。自从制造活动出现专业和行业分工以来，制造系统各环节、各单元的有效集…     

网络化协作环境下机械产品加工任务粒度分析

面向网络化协作制造环境，分析了产品任务规划与制造资源配置的关系，建立了机械产品加工任务粒度模型。针对机械产品网络化协作制造成本、产品功能组件和工艺方法、任务制造周期等3方面的影响因素，从宏观角度定性、定量地分析了产品制造任务粒度的规划问题，建立了它们与制造任务粒度之间的数学关系式，得出了在相应条件下任务粒度的最佳值。从这些数量化的结果与关系中，得出一些在网络化制造环境中对机械产品制造任务设计有意义的结论，为进一步的制造资源优化配置打下了理论基础。     

水泥行业机械设备制造质量相关问题探讨

水泥工业的主要支柱是依靠社会经济发展、市场需要、能源以矿山及资源而发展，当今我国在水泥机械制造设备方面具有质量标准、制造达不到标准要求，造成质量要求程度和水平相对低行业管理的情况，特别是一些主机设备的制造，存在着设备制造质量的问题，影响了水泥设备制造、工程产业的发展。基于此，本文主要对水泥机械设备的制造质量管理措施进行了一些说明和解读，与大家一起讨论。     

虚拟制造的关键技术探究

虚拟制造是实施敏捷制造的核心环节，本文在提出其功能的基础上，从产品实施的角度出发，对实施虚拟制造技术中的一些关键软件技术，如智能设计、可制造性自动分析、产品／工艺／生产模型、分布式制造和设计的现状进行了分析，并指出了其发展方向。     

仿生制造技术研究

在论述制造过程和生命过程的相似之处后，阐明仿生制造应向生物体学习诸如自我发展、自组织、自适应、进化等功能，以适应日渐复杂的制造环境。在综述仿生制造技术模型化的基础上，提出了基于智能结构的仿生制造模型     

传播数字制造理念的制造展——访上海国际数字制造展总监陈长年先生

数字制造是在制造过程中，用信息技术进行设计，制造，控制，通信以及管理，它由数字化硬件——数字机床及相关设备和数字化软件组成——制造业中使用的各种软件，包括设计、制造、流程控制以及管理类软件。数字制造是自动化生产发展的新阶段．是各种新的制造装备、制造技术和管理模式的综合。数字制造是信息技术与传统的制造技术的完美结合，这一概念．覆盖了传统制造业的方方面面，联结着制造技术、生产装备、管理方式、经营理念等各个因素．因此，她已经并且必将对制造业产生革命性的影响。     

基于资源全局整合分配的分布式制造系统研究

针对制造联盟企业或制造应用服务网成员的资源自治性、分布性、异构性和动态性特点，对制造企业联盟(或制造应用服务网成员)共享资源的整合与分配、分布式制造系统构建时资源的申请与分配调度，给出了一个有效解决方案。提出了联盟企业共享资源基于XML文档树全局整合的模式与整合方法、资源整合管理结构与服务代理机制，以及实现分布式制造系统的共享资源分配机制。设计了联盟企业的盟主企业，即网络化设计制造服务中心的服务平台与共享资源库，以支持分布式制造的实现。     

21世纪的先进制造模式——服务型制造

分析了世界制造业变革的新趋势，提出了适应制造和服务相融合趋势的先进制造模式——服务型制造。相比于传统制造模式，服务型制造模式具有整合、增值和创新等新特点。在分析中国制造业发展面临的问题基础上，提出发展服务型制造有助于提高中国制造企业的竞争力，促进制造业结构升级和区域经济的均衡发展。最后，指出了服务型制造研究中亟待解决的新问题。