编者语：先进制造技术的发展可以用8个字来概括：“数”是核心，“精”是关键，“极”是焦点，“自”是条件，“集”是方法，“网”是道路，“智”是前景，“绿”是必然。

    先进制造技术发展特点

    与科学技术与市场经济的发展相应，先进制造技术的发展趋势有以下特点：①信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用；②设计技术的不断现代化；③成形技术向精密成形或称净成形的方向发展；④加工技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展；⑤制造工艺、设备和工厂的柔性和可重构性将成为企业装备的显著特点；⑥虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用；⑦智能化、数字化是先进制造技术和机电产品的发展方向；⑧以提高市场快速反应为目标的制造技术将得到迅速发展和应用；⑨绿色制造成为21世纪制造业的重要特征；⑩21世纪的企业面临管理创新。

    先进制造技术发展趋势

    先进制造技术的发展可以用8个字来概括：“数”是核心，“精”是关键，“极”是焦点，“自”是条件，“集”是方法，“网”是道路，“智”是前景，“绿”是必然。现分述如下：

    “数”是发展的核心

    “数”就是“数字化”。“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是先进制造技术发展的核心。信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比，有着3个不可比拟的优点：信息精确，信息安全，信息容量大。数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。它包含了3大部分：以设计为中心的数字制造，以控制为中心的数字制造和以管理为中心数字制造。对制造设备而言，其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言，各种信息(如图形、数据、知识、技能等等)均以数字形式，通过网络，在企业内传递，以便根据市场信息，迅速收集资料信息，在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下，对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组，实现对产品设计和产品功能的仿真，对加工过程与生产组织过程的仿真，或完成原型制造，从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应，以满足客户化要求。

    “精”是发展的关键

    “精”是“精密化”。它一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高，一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。显然，这两方面是一回事。有了前者，才要求有后者；有了后者，才促使前者得以发展。“精”可以说，是指加工精度及其发展，精密加工，细微加工，纳米加工，如此等等。20世纪初，超精密加工的误差是10微米，30年代达1微米，50年代达0.1微米，70至80年代达0.O1微米，至今达0.001微米，即1纳米。由一组数据，可以看到微电子产品对加工精度的依赖程度，电子元件制造误差为，一般晶体管50微米，一般磁盘5微米，一般磁头磁鼓0.5微米，集成电路0.O5微米，超大型集成电路达0.005微米，而合成半导体为1纳米。在现代超精密机械中，对精度要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达纳米级；基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米。细微加工、纳米加工技术可达纳米以下的要求，如离子束加工可达纳米级，借助于扫描隧道显微镜(STM)与原子力显微镜的加工，则可达0.1纳米{4-5}。实际上，纳米级的加工就是移动原子级的加工。

    “极”是发展的焦点

    “极”就是极端条件，就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品，从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等等要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。显然，这些产品都是科技前沿的产品。其中之一就是“微机电系统(MEMS) ”，这是工业发达国家与有关国家所高度关注的项前沿科技。甚至可以说，“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。例如，在信息领域中，分子存储器、原子存储器、量子阱光电子器件、芯片加工设备；军事武器中，精确制导技术，精确打击技术，微型惯性平台，微光学设备；航空航天领域中，微型飞机，微型卫星，“纳米”卫星(0.lkg以内)。MEMS可以完成特种动作与实现特种功能，乃至可以沟通微观世界与宏观世界，其深远意义难于估量。

    “自”是发展的条件

    “自”就是自动化。它就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。显然，自动化是重要的，自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。可以说，机械是一切技术的载体，也是自动化技术的载体。第一次工业革命，以机械化这种形式的自动化来减轻、延伸或取代人的有关体力劳动；第二次工业革命，电气化进一步促进了自动化的发展。据统计，从1870年至1980年，加工过程的效率提高到20倍，即体力劳动得到了有效的解放；但管理效率只提高为1.8至2.2倍，设计效率只1.2倍，这表明脑力劳动远没有得到有效的解放。即使在美国，1984年，CAD在福特公司只占40%，通用公司34 % , Chrysler也不过67% ；此后，CAD发展极为迅速。今天在我国大量设计单位已“甩图板”了，CAD已十分普及了。信息化、计算机化与网络化，不但极大地解放了人的体力劳动，而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动自动化的水平，解放了人的部分的脑力劳动。

    “集”是发展的方法

    “集”就是集成化。它一是技术的集成，一是管理的集成，一是技术与管理的集成；归根结底，其本质就是知识的集成，当然亦即知识表现形式的集成。已如前述，先进制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。“集成”就是“交叉”，就是“杂交”，就是取人之长，补己之短，这是发展的一大方法。目前，“集”主要指：①现代技术的集成，机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础，如微电子制造装备，信息化、网络化产品及配套设备，仪器、仪表、医疗、生物、环保等高技术设备。显然，在机电一体化技术中，关键往往是；a检测传感技术；b信息处理技术；c自动控制技术；d伺服传动技术；e精密机械技术；f系统总体技术，而这些技术又同许多学科有关，又是一个“集”。②加工技术的集成，特种加工技术及其装备是个典型，如增材制造(即快速原型)、激光加工、高能束加工、电加工等等。③企业集成，即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成；包括生产过程的集成、全寿命周期过程的集成；也包括企业内部的集成，企业外部的集成。当然，管理的集成不可能不包含管理与技术的集成。还有一点值得注意，即由生物技术与制造技术集成而成的“微制造的生物方法”，或所谓的“生物制造”；即依据生物是由内部生长而成“器件”，而非同一般制造技术那样由外加作用以增减材料而成“器件”。可以预期，这是一个崭新的充满着活力的领域。