什么是先进制造?
与传统制造业相比,先进制造业是指制造业不断吸收电子信息、计算机、机械、材料、现代管理技术等高新技术成果,并将这些先进制造技术应用于制造产品的研究和开发。从设计、制造、在线检测、营销服务、管理等全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、柔性化生产,即实现信息化、自动化、智能化、柔性化、生态化生产,取得更好的经济效益和市场效应,带动了制造业的发展和突破。
先进制造是利用创新的技术和方法来提高制造业的竞争力
先进制造的目的是提高产量,增加产品附加值,提高产品质量,巩固对市场的弹性和灵活性。缩短产品研发和上市时间,减少单位数量、材料含量、材料库存和工厂资本使用。
传统制造业是基于使用专用工厂和生产线,很少或没有灵活性。先进制造涉及多种生产方法。这些方法可以充分利用资本工厂,并且具有更高的效率、更高的效率和更快的响应速度。虽然在某些情况下,传统的专用方法仍然适用(例如,可预测的长期生产操作),但先进的制造技术可以满足行业中常见的各种生产要求和大规模定制,而无需过多的资金投入。
先进制造涵盖了从概念到废料的价值链的各个方面,并依靠信息和通信技术(ICT)将制造和商业活动整合为无缝和高效的运作。
先进制造涉及的技术可以分为三大类:高效生产、智能生产和有效组织。
- 高效生产涉及到设计、仿真、物理和计算机建模、先进的生产技术和控制技术。关键是要同时做,而不是按顺序做。相关的生产技术包括快速成型、近净成形、精密铸造、机加工和连接技术。
- 智能生产涉及在制造和相关物流系统中使用信息通信技术。除了以生产为导向的智能机器、电池和生产线,这一概念还涉及通过有效的监控、维护和维修策略来实施系统,以延长使用寿命并优化生产设施的使用。
- 有效的组织包括制造资源的有效协调和开发。这包括物质资源和知识。相关主题包括虚拟投标与企业、共享设施与资源、新型组织、孵化单位、知识管理与交易、电子商务等。该领域的重点是利用技术提高中小企业和大型组织的参与和能力。
先进的制造技术可以在许多方面提高生产率。它们使某些行业的制造商能够为客户提供“按自己的方式行事”的选择,从而大大增加了灵活性。制造商还可以为特定客户生产小批量产品,根据设计变化调整生产线,甚至通过快速生成原型来加快上市时间。
先进的制造技术还可以促进创新,使制造商能够创造出传统方法无法经济有效地生产的新产品。它们还允许制造商生产符合买方确切规格的高质量产品。此外,这些过程是环保的,因为它们通常消耗较少的原材料,产生较少的废物。通过减少工人接触有害物质,他们也提高了安全性。根据市场观察,以下五种技术工具在未来几年内最有可能影响制造业格局并提高生产率。
- 自主机器人。
新一代自动化系统通过信息技术将工业机器人与控制系统连接起来。配备传感器和标准化接口的新型机器人和自动化系统已经开始在许多过程中补充(在某些情况下消除)劳动力。这使制造商能够经济有效地生产小规模产品,并提高他们提高质量的能力。 - 集成计算材料工程(ICME)。
通过创建产品的计算机模型并在产品制造之前模拟其性能,而不是构建和测试多个物理原型,工程师和设计师可以更好,更快,更便宜地开发产品。 - 数字制造。
虚拟化技术可以用来生成一个完整的数字工厂,模拟整个生产过程。除其他外,数字仿真可以帮助工程师通过优化工厂布局,识别和自动纠正生产过程中每一步的缺陷,以及建模产品质量和输出来节省时间和金钱。整个装配线可以以相对较低的成本复制到不同的地点。 - 工业互联网与柔性自动化。
制造硬件可以连接在一起,这样机器就可以相互通信,并根据传感器产生的数据自动调整生产。他们可以“看到”供应链。 - 加法制造。
增材制造工艺通常被称为3d打印,它通过不断沉积薄层材料来创建基于数字模型的三维物体。这种工艺已经用于某些行业的原型制作,包括航空航天、汽车零部件和基本消费品。在未来,预计这些工艺将用于制造小批量的固体材料制成的产品,如无接缝的空心球。
先进制造需要考虑的五个方面的工作
- 医疗器械设计与制造-随着时间的推移,医疗保健是一个可能增长的领域,医疗设备的开发和制造包含机会。
- 可持续制造-在当今世界的许多国家,随着需求的增长和消费的增加,我们需要具有环保意识的解决方案,并要求产品在其使用寿命结束时被丢弃。可持续的制造设计在这里非常有价值——如果工程师能找到产品,甚至是电子游戏的方法,这些产品最终都会变成垃圾或被回收利用。即使是小型电器也需要考虑这样做的必要性。
- 控制传感器研制——开发和利用嵌入式传感器,促进自动驾驶汽车技术突破,提高安全性。
- 焊接工程师焊接工程师需求量很大,激光和电子束工作是主要的机会领域。激光以非常高的速度膨胀,还必须考虑到熔焊涉及到电子束、摩擦、投影阻力等。
- 供应链战略-学习如何使供应商的产品合格是关键,供应链机制的最终结果最终导致生产具有正确规格的最终产品。