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高度な製造技術

高度な製造技術(高度な製造技術、AMTと呼ばれる)は、マイクロエレクトロニクス、自動化、情報技術などの高度な技術によって従来の製造技術にもたらされたさまざまな変化と新しいシステムを指します。 具体的には、機械工学技術、電子技術、自動化技術、情報技術などの技術を統合して生み出される技術、設備、システムの総称です。 主に含まれるもの:コンピュータ支援設計、コンピュータ支援製造、統合製造システムなど。 AMTは、製造業が競争優位を獲得するための必要条件の1つですが、十分条件ではありません。その優位性は、技術の力を最大限に発揮できる組織や経営にも依存し、有機的な調整にも依存します。技術、管理、および人的資源の統合。

  1. 高度な製造技術には、市場調査、製品開発とプロセス設計、生産準備、加工と製造、アフターサービスなど、製品ライフサイクルのすべてのコンテンツが含まれます。その目的は、製造業。産業用途向けの技術。
  2. 高度な製造技術は、製品設計、製造および製造組織の管理、販売およびアフターサービスにおけるコンピューター技術、情報技術、センサー技術、自動化技術、新素材技術および最新のシステム管理技術の適用を強調しています。 生産工程の材料の流れ、エネルギーの流れ、情報の流れを制御し、生産工程の体系的なエンジニアリングです。
  3. 高度な製造技術の最新の開発段階は、過去の製造技術の有効な要素を維持すると同時に、さまざまなハイテクの成果を吸収し、製品生産のすべての分野とすべてのプロセスに浸透し、完全な技術グループを形成します。 21指向世紀の新技術分野。

コンピュータ技術、自動制御理論、数値制御技術、ロボット工学、CAD / CAM技術、CIM技術、ネットワーク通信技術などの情報自動化技術の急速な発展により、開発と応用のための高効率な手段がますます増えています。高度な製造技術の。

(1)産業応用技術、機械、電子、情報、材料、エネルギー技術の成果。製造プロセスに包括的に適用されます。

  1. 数値制御(数値制御)は、数値制御(NC)と略され、自動制御を実現するための処理命令として数字と文字を使用する技術です。 CNCと略され、数値制御技術は一般的に海外ではCNCと呼ばれています。数値制御技術の中核はデジタル制御技術です。コンピュータを使用して、入力命令を保存、デコード、計算、論理的に操作し、処理された情報を対応する制御信号に変換して、ドライブコンポーネントをより高いモーション精度で制御します。効率的な処理プログラマーが設定した移動軌道に従って実行されるため、従来の機械的処理の欠点を完全に克服します。
  2. コンピューター支援設計製造(CAD / CAM)は、CADと略されるコンピューター支援設計(コンピューター支援設計)とCAMと略されるコンピューター支援製造(コンピューター支援製造)で構成されるシステムであり、強力なソフトウェアに依存して製品を完成させます。設計。モデリング、計算、分析、仮想シミュレーション、処理シミュレーション、描画、数値制御プログラミング、および作業中のプロセスドキュメントの準備。
  3. 特殊加工技術、従来の機械的切削加工の本質は次のとおりです。工具材料はワークピースよりも硬く、ワークピース上の余分な材料は機械的エネルギーによって除去され、部品の形状は工作機械。しかし、生産の発展と科学実験の必要性に伴い、多くの産業部門は、高精度、高速、高温耐性、小型化、複雑な構造の方向に発展するために最先端の科学技術製品を必要としています。寸法精度、表面粗さ、および特定の特別な要件がますます高くなり、ワークピースの材料がますます硬くなり、加工面がますます複雑になっています。従来の加工方法では、もはや生産のニーズを満たすことができません。人々は、電気、磁気、音、光、化学、その他のエネルギー、または複数のエネルギーの組み合わせをワークピースの処理部分に適用して、材料の除去、変形、性能の変化、またはメッキなどの従来とは異なる処理方法を実現します。まとめて特殊処理と呼びます。

(2)統合生産自動化、情報技術、自動化技術、および最新の企業管理技術の有機的な組み合わせ。

  1. ロボット工学、コンピューター制御の再プログラム可能な多機能マニピュレーター、産業用ロボットとしても知られています。 3次元空間でさまざまな操作を行うことができます。ロボット工学は、コンピューター、サイバネティックス、メカニズム、情報、センサーテクノロジー、人工知能、生体工学、その他の分野を統合する高度で新しいテクノロジーです。
    関節要素、エンドエフェクター、身体および制御装置で構成され、人間の動きと同様の機能を備えています。もう1つは、感覚要素とリモートセンシング要素を備え、コンピューターと歩行装置を分析し、感覚、触覚、分析機能を備えています。 。判断、意思決定、歩行の機能はインテリジェントロボットと呼ばれます。
  2. グループ技術、人々は大量生産組織を使用して、効率的な生産設備と効率的なプロセス技術を備えた単一および小ロットの部品を生産し、生産コストを削減し、グループ技術(略してGT)が誕生しました。グループ技術は、類似性の原則を適用して、類似部品をまとめて多品種製品の生産に使用し、グループ内の部品が元の単一品種の大量生産、または単一部品または小型製品に類似するようにすることです。バッチ生産を大量生産に変更します。、大量生産の生産組織と管理技術に従い、生産を行います。
  3. FMS-フレキシブル生産システム(FMS-フレキシブル生産システム)は、コンピューターを制御センターとして、ワークの処理、ロード、アンロード、輸送、管理を自動的に完了するシステムです。オンラインプログラミング、オンライン監視、修理、加工製品の自動変換の機能を備えています。フレキシブル生産システムは、処理システム、資材保管・輸送システム、コンピュータ制御の情報フローシステムの3つの部分に要約されます。
  4. 柔軟な製造システムには次のものがあります。高い柔軟性、オンラインプログラミングにより、コンピューターは高度に自動化された機器の制御に対応できます。効率的で合理的な機器の切断量の制御により、効率的な処理を実現し、補助時間と準備および終了時間を短縮します。高度な自動化、ワークピース処理、組み立て、検査、取り扱い、倉庫へのアクセスは、高度に自動化された機器によって完全に完了します。柔軟な生産により、オペレーターと工作機械の数が大幅に削減され、工作機械の使用率が向上し、生産サイクルが短縮され、製品コストが削減され、在庫が削減されます。 、および作業資本を削減します。資本フローサイクルを短縮して、より包括的な経済的利益を達成できるようにします。

(3)システム管理技術、統合製造自動化、プロセス産業統合自動化、システム技術などを製造プロセス全体に適用して、高品質、高効率、低消費、クリーンで柔軟な生産を実現し、理想を実現します技術的および経済的効果

  1. コンカレントエンジニアリング(CE)は、製品とその設計プロセスおよび製造プロセスの並列統合設計のための体系的な作業モードです。このモードにより、製品開発者は、コンセプト形成から製品廃棄までの生産サイクル全体のすべての要素を最初から検討できます。 、処理品質、コスト、スケジュール、製品の技術的パフォーマンスおよびパフォーマンス要件などを含め、処理および製造で発生する可能性のある問題を減らし、製品開発プロセスを加速し、開発サイクルを短縮します。コンカレントエンジニアリングの最大の特徴は、コンピューターシミュレーション技術の使用、上流と下流の共同意思決定方法の使用、コンピューター上での製品のライフサイクル全体の各段階の設計です。
  2. バーチャルマニュファクチャリング(バーチャルマニュファクチャリング)、略称(VM)は、コンピューターテクノロジー、モデリングテクノロジー、情報処理テクノロジー、シミュレーションテクノロジーを使用して、実際の製造活動における人、物、情報、製造プロセスの包括的なシミュレーションを実行し、設計や問題を発見します。製品の実際の製造前に製造における改善が行われ、製品の開発および研究段階が省略され、設計および製造コストの削減、製品開発サイクルの短縮、および製品競争力の強化という目的が達成されます。
  3. (CIMS)と略されるコンピュータ統合生産システム(Computer Integrated Manufacturing System)は、自動化技術、情報技術、製造技術に基づいており、コンピュータネットワークとデータベースを介して、散在する自動化システムを有機的に統合し、高効率で高度な原材料調達から製品販売までの一連の生産工程に対応する柔軟で先進的な製造システム。このシステムには、技術アプリケーションシステム(エンジニアリング設計および製造システム、管理情報システム、製造自動化システム、品質保証システム)、およびサポートシステム(データベースシステム、通信ネットワーク保証システム)が含まれます。

メインテクノロジーグループ

これには、関連する製品設計技術とプロセス技術の2つの基本的な部分が含まれます。

⑴製造用

製造指向の設計技術グループとは、生産準備(製造準備)に使用されるツールグループおよび技術グループを指します。設計技術は、新製品の開発と製造のコスト、製品の品質、および新製品の市場投入までの時間に大きな影響を与えます。製品の設計と製造プロセスでは、コンピューター支援設計(CAD)やプロセスのモデリングとシミュレーションなどの一連のツールを使用できます。生産設備、機器、ツール、さらには製造企業全体でも、高度なテクノロジーを使用してより効果的に設計できます。 。近年開発された製品とプロセスの同時設計には、新製品の市場投入までの時間を短縮することと、製造プロセスで発生する廃棄物を最小限に抑えて最終製品をリサイクル可能にすることの2つの目的があります。したがって、環境志向の製造を実現するためには欠かせません。

⑵製造工程

製造プロセス技術グループとは、物理的製品(物理的物理的製品)の製造に使用されるプロセスと機器を指します。たとえば、成形、鋳造、スタンピング、研削など。ハイテクの継続的な浸透により、従来の製造プロセスと設備は質的な変化を遂げています。製造工程技術グループは、加工・組立に関連する技術であり、製造技術や生産技術の伝統的な分野でもあります。

Advanced Manufacturing Technique(AMT)。AMTは、産業の品質と効率を向上させるために1995年に中国で上場された主要な開発およびプロモーションプロジェクトです。この技術は、情報、機械、電子機器、材料、エネルギー、管理などを対象としています。したがって、この技術の開発は、国民経済の発展を促進する上で重要な役割を果たします。

AMTの開発履歴:

人類の長い歴史の中で、製品製造のための工具や製造工具の使用は、基本的な生産活動の1つです。 18世紀半ばの産業革命まで、製造は手作業と作業場での生産でした。

産業革命で生まれたエネルギー機械(蒸気機関)、作業機械(繊維機械)、工作機械(工作機械)は、製造活動にエネルギーと技術を提供し、新製品市場を開拓しました。

100年以上の技術の蓄積と市場開発の後、製造業は19世紀の終わりまでに最初に形になりました。主な製造方法は、機械化および電動化された大量生産です。

20世紀前半、機械技術と電気機械自動化技術に基づく製造業はかつてないほど発展しました。大量生産が支配的な機械工業は、製造業の主体となっています。

電子計算機は20世紀半ば(1946年)に登場しました。

コンピューターの誕生から2年後、航空機製造のニーズに応えて、米国でデジタル制御(NC)工作機械が発明されました(航空機のスキンパネル、ビームフレーム)。やがてコンピュータがNC工作機械のプログラミングを支援するために使用され始め、自動プログラミングツールAPT(自動プログラムツール)が導入されました。その後、CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPⅡ、ERP 、PDM、Web-Mなどのデジタル製造技術が次々と登場し、応用されてきました。

高度な製造技術は、製造生産と技術、運用管理、設計、製造、およびマーケティングのすべての側面を含む、幅広い分野と幅広いコンテンツを備えた、包括的で交差するフロンティアの分野と技術です。高度な製造技術は、コンピューター技術、ネットワーク技術、制御技術、センサー技術の最新の進歩、および機械的、光学的、電気的技術の統合を使用して継続的に開発および改善する、従来の製造技術に基づいています。

支援技術

支援技術グループとは、設計と製造の両方のプロセスの進歩を支援する基本的なコア技術を指します。 基本的な生産プロセスには、テストと検査、マテリアルハンドリング、生産(運用)計画の管理、パッケージングなどの一連のサポート技術が必要です。 それらはまた、主要な技術の協調的な運用を確実にし、改善するために必要な技術であり、ツール、手段、およびシステム統合のための基本的な技術です。 サポートするテクノロジーグループは次のとおりです。

  • 情報技術:インターフェースと通信、データベース技術、統合フレームワーク、ソフトウェア工学人工知能、エキスパートシステムとニューラルネットワーク、意思決定支援システム。
  • 標準とフレームワーク:データ標準、製品定義標準、プロセス標準、検査標準、およびインターフェースフレームワーク。
  • 工作機械と工具技術。
  • センサーと制御技術:単一の機械処理ユニットとプロセス制御、アクチュエーター、センサーとセンサーの組み合わせ、生産操作計画。
  • その他

インフラストラクチャー

製造技術インフラストラクチャとは、さまざまな適切な技術グループの開発を管理し、国の産業(拠点)全体でこれらの技術の促進と適用を促進するために採用されたさまざまなプログラムとメカニズムを指します。 技術は適切に適用された場合にのみ効果的であるため、その技術インフラストラクチャの要素は基本技術自体と同じくらい重要です。 これらの要素には、企業の生産競争力を向上させるさまざまな高度な生産技術およびプログラムにおけるワークショップワーカー、エンジニアリングおよび技術担当者、および管理担当者のトレーニングと教育が含まれます。 製造技術のインフラストラクチャは、製造技術を特定のエンタープライズアプリケーション環境に適応させて、その機能を十分に発揮し、最高のメリットを得る一連の手段であると言えます。これは、高度な製造技術の作業を企業とその技術を使用する人員の組織と管理システムシステムエンジニアリングは、高度な製造技術の成長と成長のための土であり、したがって、その不可分の一部です。 高度な製造技術は、技術的および経済的発展を促進するための基礎です。

背景を提案する

1993年、米国政府は、連邦科学技術調整委員会(FCCSET)が主催するAdvanced Manufacturing Technology(AMT)プログラムを承認しました。

Advanced Manufacturing Technology Plan(Advanced Manufacturing Technology-AMT)は、製造業の競争力を高め、国家の経済成長を促進するために、米国の製造業が直面する課題と機会に基づいています。先端製造技術(先端製造技術)の概念。 それ以来、ヨーロッパ諸国、日本、そして韓国などの新興工業アジア諸国も対応してきました。

特徴

  • 高度な製造技術は、製造技術の最新の開発段階であり、21世紀に向けた技術です。製造は社会的物質文明の保証であり、人間社会とともにダイナミックに開発されます。したがって、製造技術は必然的に技術の進歩とともに継続します。更新します。高度な製造技術は、製造技術の最新の開発段階であり、従来の製造技術から開発され、過去の製造技術の有効な要素を維持していますが、ハイテクの浸透と製造環境の変化により、質の変化があります、先端製造技術は、製造技術と現代のハイテクを組み合わせて生み出された完全な技術グループであり、明確な範囲を持った新しい技術分野であり、21世紀を迎える技術です。
  • 高度な製造技術は産業用途向けの技術です。高度な製造技術は、産業企業での振興に適しており、優れた経済的利益を達成できる必要があります。高度な製造技術の開発は、特定の製造産業(自動車産業など)を対象とすることがよくあります。エレクトロニクス産業のニーズに基づいて開発された適用可能な高度な製造技術は、明らかな需要指向の特徴を持っています。高度な製造技術は、ハイテク技術を追求することを目的としておらず、企業の競争力を向上させ、国の経済成長と全体的な強さを促進することを目的として、最高の実用的な結果を生み出すことに焦点を当てています。
  • したがって、高度な製造技術の本体は世界レベルでなければなりません。ただし、各国の国家情勢も、既存の製造技術レベルから高度な製造技術への移行戦略や対策に影響を及ぼします。中国はかつてないスピードでグローバル化した国際市場に参入しており、国の状況に適した高度な製造技術を開発し、適用することが不可欠です。

キーテクノロジー

1グループテクノロジー(GT)

グループテクノロジー(GT)は、モノ間の類似性を明らかにして利用し、特定の基準に従ってグループに分類し、同じ方法を使用して同じグループのモノを処理し、グループテクノロジーと呼ばれるテクノロジーの効率を向上させます。機械製造工学では、グループ技術がコンピュータ支援製造の基礎であり、グループ哲学は、設計、製造、管理などの生産システム全体に適用され、最大の経済的利益を得るために複数の品種や小ロットの生産方法を変更します。

グループ技術の中核は、類似の構造、材料、プロセスを持つ部品の部品ファミリ(グループ)を形成するグループプロセスです。このプロセスは、部品ファミリに従って、処理、バッチの拡張、削減を行うように策定されます。多様性、効率的な方法の使用を容易にし、労働生産性を向上させます。部品の類似性は広い意味であり、幾何学的形状、サイズ、機能要素、精度、材料などの類似性が基本的な類似性です。基本的な類似性、製造、組み立て、その他の製造面の類似性に基づいて、派生類似性は、二次類似性または派生類似性と呼ばれます。

2アジャイルマニュファクチャリング(AM)

アジャイル製造(AM)とは、企業がアジャイルな生産と管理を実現するための製造哲学と生産モードを指します。アジャイルマニュファクチャリングには、製品製造機械システムの柔軟性、従業員の承認、メーカーとサプライヤー間の関係、全体的な品質管理、企業再編が含まれます。アジャイルマニュファクチャリングは、コンピュータネットワークと情報統合インフラストラクチャを使用して、複数の企業が参加する「VM」環境を構築します。競争と協力の原則に基づいて、仮想製造環境でパートナーを動的に選択し、タスク指向の仮想企業を形成します。最高の生産。

3コンカレントエンジニアリング(CE)

コンカレントエンジニアリング(CE)は、製品および関連プロセス(製造プロセスとサポートプロセスを含む)の並列および統合設計のための体系的な作業モードです。従来の連続開発プロセスでは、設計の問題や欠陥は、処理、組み立て、またはアフターサービスでのみ発見でき、その後、処理、組み立て、またはアフターサービス(保守サービスを含む)を改善するために設計が変更されます。コンカレントエンジニアリングとは、設計、プロセス、製造を組み合わせたもので、コンピュータインターネットを使用して並行して作業することで、生産サイクルを大幅に短縮します。

4ラピッドプロトタイピングテクノロジー(RPM)

ラピッドプロトタイピング技術(RPM)は、CAD / CAM技術、レーザー加工技術、数値制御技術、新素材などの技術分野における最新の成果を統合した部品プロトタイプ製造技術です。これは、材料を除去して部品を製造する従来の方法とは異なりますが、材料を層ごとに蓄積することによって部品モデルを構築します。製造する部品の3次元CADモデルデータを使用して製品のプロトタイプを直接生成し、CADモデルを簡単に変更して製品のプロトタイプを再製造することができます。この技術は、木型、プラスチック型、セラミック型の製造を必要とする従来の部品製造方法とは異なり、部品プロトタイプの製造時間を数日または数時間に短縮し、製品開発サイクルを大幅に短縮し、開発コストを削減できます。コンピュータ技術の急速な発展と3DCADソフトウェアアプリケーションの継続的な推進により、ますます多くの製品が3D CADに基づいて設計および開発され、ラピッドプロトタイピング技術の広範なアプリケーションが可能になっています。ラピッドプロトタイピング技術は、航空宇宙、航空、自動車、通信、医療、電子機器、家電製品、おもちゃ、軍事機器、産業モデリング(彫刻)、建築モデル、機械工業などの分野で広く使用されています。

5仮想製造技術(VMT)

仮想製造技術(VMT)は、コンピューターがサポートするモデリングおよびシミュレーション技術を前提として、設計、製造、および組み立てのプロセス全体の統一モデリングを実行します。製品設計段階では、将来の製品製造のプロセス全体とその製品設計の影響は、製品の性能、製品製造技術、製品の製造可能性および組み立て可能性を予測し、生産をより効率的かつ経済的に組織化し、工場およびワークショップの設計レイアウトをより合理的にし、効果的。製品開発サイクルとコストを最小限に抑え、製品設計品質を最適化し、生産効率を最大化します。仮想製造技術は、CAD / CAM技術と生産プロセス全体および企業管理との間の技術的ギャップを埋め、製品プロセス設計、運用計画、生産スケジューリング、製造プロセス、在庫管理、コスト会計、部品調達、およびその他の企業生産業務を統合します。製品が使用される前にアクティビティがコンピュータに表示および評価されるため、設計者、エンジニア、技術者はコンピュータ仮想製品を使用して、製品が実際に製造される前に発生する可能性のある問題や結果を予測できます。仮想製造システムの鍵は、モデリング、つまり、実環境の物理システムをコンピューター環境の仮想システムにマッピングすることです。仮想製造システムによって生成される製品は仮想製品ですが、実際の製品のすべての特性を備えています。

6インテリジェントマニュファクチャリング(IM)

インテリジェントマニュファクチャリング(IM)は、製造技術、自動化技術、システムエンジニアリング、人工知能の相互浸透と織り交ぜによって形成された包括的な技術です。その具体的な兆候は、インテリジェントデザイン、インテリジェント処理、ロボット操作、インテリジェント制御、インテリジェントプロセス計画、インテリジェントスケジューリングと管理、インテリジェントアセンブリ、インテリジェント測定と診断などです。 「スマート機器」と「自律制御」による新世代のインテリジェント製造システムモデルの構築に重点を置いています。

インテリジェント製造システムは、自己規律能力、自己組織化能力、自己学習および自己最適化能力、自己修復能力を備えているため、非常に適応性が高く、VR技術の使用により、マンマシンインターフェースはより多くなりますフレンドリー。したがって、インテリジェントな製造技術の研究開発は、生産効率と製品品質の向上、コストの削減、製造市場の回復力、国民の経済力、国民の生活水準の向上にとって非常に重要です。

スキルアップ

製造技術とは、製造業で使用されるすべての生産技術の総称であり、原材料などの生産要素を、直接利用できる完成品・半製品や付加価値の高い技術サービスに経済的かつ合理的に変換する技術グループです。 過去200年間、絶え間なく変化する市場の需要に牽引されて、製造業の生産規模は「小ロット→小品種、大バッチ→複数品種および可変バッチ」の方向に発展してきました。 科学技術の急速な発展に牽引されて、製造業の資源配分は「労働集約型→設備集約型→情報集約型→知識集約型」の方向に発展しています。 それに対応して、製造技術の生産方法は「手動→機械化→スタンドアロン自動化。リジッドフロー自動化→フレキシブル自動化→インテリジェント自動化」の方向に発展しています。 これは製造業の継続的な発展を促進し、製造業の継続的な進歩を促進しました。

アメリカのAMT

アメリカのAMTプログラムの目標は、世界をリードする高度な製造技術を研究開発し、高度な製造技術に対するアメリカの製造業界のニーズを満たし、製造業界の競争力を向上させることです。教育を通じて労働力の質を向上させ、トレーニングプログラム;環境に配慮した製造などを促進します。
アメリカのAMT計画のプロジェクトは次のとおりです。

  • 設計技術製造準備段階で必要な設計ツールと技術。
  • 製造技術実際の製造工程で必要とされる加工技術と設備。
  • サポート技術最初の2種類の開発プロジェクトに必要な基本的なコア技術を提供します。
  • 製造技術インフラストラクチャプロジェクトの開発を効果的に管理し、これらのプロジェクトを生産慣行に適用するための方法とメカニズムを促進するため。

AMT計画の統合イノベーションの主要分野は次のとおりです。

  • 次世代のインテリジェントな製造ユニットおよび機器。
  • 新製品、プロセス、機器、およびエンタープライズ統合設計ツールを迅速かつ効果的に設計するのに適しています。
  • 企業が高度な製造技術を広く理解して適用できるようにするためのインフラストラクチャの構築。