先进制造技术

　第16期总第266期

内蒙古科技与经济

InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyAugust2012

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先进制造技术

郭砚荣,周文杰,王　欣

(内蒙古化工职业学院测控与机电工程系,内蒙古呼和浩特　010070)

　　摘　要:综述了先进制造技术的概念、内容、特点,结合工程实例介绍了先进制造技术的概念和应用做了简要介绍,最后指出了先进制造技术的发展前景。关键词:先进制造技术;核心技术;发展前景　　中图分类号:F403.6　　文献标识码:A　　文章编号:1006—7981(2012)16—0079—01　　先进制造被看作是21世纪制造业变革的核心技术之一,已经成为世界各国科技界、企业界研究的热点。据统计,现在国内有多家高校、研究机构及企业正在进行先进制造技术的研究。笔者在综合国内外的研究基础上对先进制造技术做了一些探讨。1　先进制造技术概念先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology,简称为AMT)是指微自动化技术、电子技术、信息技术等先进技术结合传统制造技术形成的新型技术群。准确地说,先进制造技术是指集机械工程技术、自动化技术、电子技术、信息技术等多种工程技术为一体所产生的前沿技术、设备及系统的总称。主要包括:计算机辅助制造、计算机辅助设计和集成制造系统等。制造业企业取得竞争优势的必要条件之一就是先进制造技术,其优势有赖于能充分发挥技术力量的科学的组织管理,有赖于管理、技术及人力资源的有机协调和融合。2　先进制造技术的内容2.1　现代设计理论和方法并行工程的设计方法(CE)以及由此派生出的一系列新的设计理念,如面向制造、面向装配、面向检测、面向环境的绿色设计等,使设计与制造系统的全过程相结合,涵盖了从产品概念设计到产品报废处理的整个生命周期中的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求,并通过计算机信息化制造手段、快速制造、虚拟制造技术等在设计的初期对产品的结构、工艺进行优化,对产品的性能进行预测。2.2　先进的加工技术产品的加工制造是ATM的基础,是实现快速、灵活地生产出创新产品的主体,进入90年代来,制造过程和加工工艺的精密化、高速化、自动化、信息化得到了发展;精密成形或净成形技术;激光、电子、离子束、高压水射流、电化学及电火花加工技术、快速原型制造技术RPM、计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、工艺规划CAPP、计算机辅助制造CAM、产品数据管理PDM集成的制造系统。2.3　先进的制造自动化技术柔性快速制造系统(FMS)、数控(NC)技术、机

器人技术、计算机集成制造技术制造过程的计划和调度技术、人机一体化制造系统、虚拟制造等得到广泛使用。制造自动化技术的发展趋势可用“六化”简要描述。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。2.4　先进的生产管理模式为了快速响应市场满足客户提供低成本、小批量、个性化、高质量产品的需求,基于先进制造自动化技术的及时生产,并行工程、精良生产、敏捷制造等现代制造模式成为现代化企业管理发展的方向。以制造资源计划、企业资源计划为代表的,进行企业资源计划与控制的高度集成的管理信息系统成为对企业影响深远的战略工具。对制造全过程进行质量管理,把形成产品质量的设计试制过程、制造过程、辅助生产过程、使用过程都管起来的全面质量管理广泛被企业采用。3　先进制造技术的特点3.1　先进制造技术是制造业中的崭新领域社会物质文明的发展依赖于制造业,而制造业是随着人类社会的动态不断地发展的,所以,随着科学技术的进步,制造技术也一定将不断地更新,制造技术的最近发展阶段就是先进制造技术。作为先进制造技术,它首先是基于传统的制造技术,保留了传统制造技术中的先进合理要素;另一方面,由于高新技术的渗透和生产环境的变化,先进制造技术已经产生了质的飞跃。传统制造技术与现代高新技术的深入结合逐渐形成一个完整的技术群,这个技术群便是先进制造技术。所以它是崭新的技术领域,是面向未来的技术。3.2　先进制造技术是完全适用工业生产的技术它的发展是特别有针对性的、有明显的需求导向的特征。比如针对具体的汽车工业、航空航天工业的制造业的需求而出现的适用的先进制造技术。所以,它是一种能很好地在工业生产企业推广应用并且可以取得良好的生产效益和经济效益的技术。实施先进制造技术的目的是产生较好的实践效果、提高企业的核心竞争力、促进国家经济增长。3.3　先进制造技术是面向全世界竞争的当前各国正处于全球化浪(下转第82页)收稿日期:2012-05-22

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时,牺牲无功平衡,自动转为按电压控制为主,控制输送到省网关口无功尽量小;当电压越上限且区域无功过剩时,考虑区域内有能力的发电机进相运行;③在主站级控制策略中,按母线电压约束进行优化,保证优化后母线电压在合格范围内。4.4　保证省网与地区电网关口功率因数在允许范围AVC关口一般为220kV主变高压侧,采取省地调上下级AVC之间的协制策略保证省网与地区电网的无功交换在合格范围。4.5　全网的网损最小全网网损最小是经济性指标要求,AVC降低网损的主要手段是控制电压水平和无功潮流分布,并采取如下控制策略:①在主站级控制策略中,利用全局信息进行网损优化,得到全网网损最小时电压无功分布,并以此时中枢母线电压作为区域控制实施的理想设定值;②在区域级控制策略中,兼顾电压和无功平衡,在保证区域内电压在尽量高水平运行前提下,使区域对外无功交换最小。上述属于安全性约束和经济性指标,AVC控制策略总体思想是在满足安全约束条件下追求经济性指标,安全性是第一位的,经济性是第二位。在AVC分级控制模式中,厂站和区域级控制以安全性约束为主要控制目标,响应周期较短,主站级控制则主要考虑经济性控制目标,响应周期较长,通过时间解耦实现多目标协制。5　控制目标优先级AVC是安全性和经济性混合优化控制问题,优先考虑安全性,其次考虑经济性。安全性优化包括电压稳定性(无功裕度)、支路输送功率极限、电压质量等控制目标,而经济性优化则包括关口功率因数、全网网损等控制目标。根据当前电网无功电压状态和优化目标可人工或自动选择各控制目标优先级,并按照设备越限紧急情况进行不同处理:①电压处于越限紧急状态时,AVC自动切换到紧急协制模式,快速恢复电压至正常水平,电压越限最严重的母(上接第79页)　潮中,每个国家要想提高其制造业在全球市场的竞争力,就必须大力发展先进制造技术。但是,由于各个国家的国情和发展环境都不一样,所以各国的发展先进制造技术的战略都有所不一致。而我国目前正处于快速的全球化市场进程中,因此,我国非常有必要开发和使用与我国经济发展相适用的先进制造技术。否则,就会落后于其他国家的制造水平。4　先进制造之技术的发展和应用目前,能够高度代表先进制造技术的典型技术包括:先进制造工艺与装备、硅片加工、光刻电铸技术、微细电加工、快速成型制造、高压水射流加工、虚拟加工以及高速加工。这些典型技术已经在机械制造、航空航天技术、汽车制造、精密车床、医疗工程等领域应用并取得了良好的效果。5　结束语先进制造模式是未来企业生产模式,是现代企　内蒙古科技与经济

线优先得到恢复;②如果按电压为理想目标进行控制可能造成支路功率越限时,自动切换为按支路功率控制,而如果按支路功率为理想目标进行控制可能造成电压越限时,牺牲无功平衡,尽量维持电压水平;③电压处于正常范围内时,AVC在安全约束条件下进行网损优化,兼顾安全性和经济性。6　SCADA接口AVC作为EMS的一个重要应用与平台一体化设计,具有统一的通信支撑服务,AVC与SCADA公用下行命令通道。AVC控制命令由SCADA功能转发到前置下行通道,并下发到厂站端执行。①建立AVC遥控关系表,从EMS设备库中选取AVC控制设备子集并由人工进行确认,仅对该子集中的无功设备进行遥控遥调,其余设备自动闭锁,保证命令下发安全。②AVC应用与SCADA应用通过EMS消息总线直接进行通信,将控制命令形成报文发给SCADA。③AVC可以且仅对电容/电抗器开关进行遥控,执行容抗器投退命令。④AVC可以且仅对变压器分接头进行遥调,对分接头遥调一次只升降一个档位。SCADA将控制命令执行的结果返回给AVC,AVC一方面显示该返回结果(如遥控预置失败、遥控执行失败/成功等),另一方面根据控制前后相关遥信、遥测变化等来综合判断控制方案闭环执行是否成功。7　结束语电力系统各节点电压的高低直接影响系统运行的安全性和经济性。因此,自动电压控制系统的应用对于提高电网的安全性及电网运行的经济性都有着极为重要的意义。[参考文献][1]　蒋建民,冯志勇,刘美仪.电力电网电压无功功率自动控制系统[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2010.业在全球化的市场上立足之本,利用先进制造技术来提高中小企业的先进性已成为更多经理人的选择。今后,先进制造技术尤其是虚拟技术会有广阔的应用前景。[参考文献][1]　高奇微,莫欣农.产品数据管理(PDM)及其实施[M].北京:机械工业出版社,1998.[2]　吴季良.柔性制造系统实例[.北京:机械M]工业出版社,19.[3]　汪定伟.先进制造的ERP及其决策优化[.M]北京:机械工业出版社,2003.[4]　张申生.先进制造的理论、技术与实践[M].上海:上海交通大学出版,2000.[5]　汪定伟,于海斌.面向先进制造的企业资源计划的设计与开发[J].计算机集成制造系统—,(2):35～37.CIMS,2001·82·