近年來,制造自動化技術的研究發(fā)展迅速,其發(fā)展趨勢可用“六化”簡要描述。即制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
1.制造全球化
制造全球化的概念出于美、日、歐等工業(yè)發(fā)達國家的智能系統(tǒng)計劃,并隨著internet技術的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的,制造全球化的研究和應用發(fā)展的非常迅速。制造全球化主要指市場的國際化、產品銷售的全球網絡化、產品設計和開發(fā)的國際合作化、產品制造的跨國化、制造企業(yè)在世界范圍內的重組與集成等,如動態(tài)聯(lián)盟公司,制造資源的跨地區(qū)、跨國家的協(xié)調、共享和優(yōu)化利用。 全球制造的體系結構正在形成,并有逐漸發(fā)展和壯大趨勢。
2.制造敏捷化
敏捷制造是一種面向21世紀的制造戰(zhàn)略和現(xiàn)代制造模式,敏捷制造是對廣義制造系統(tǒng)而言。制造環(huán)境和制造過程的敏捷性問題是敏捷制造的重要組成部分。敏捷化是制造環(huán)境和制造過程面向21世紀制造活動的必然趨勢。制造環(huán)境和制造過程的敏捷化包括的內容很廣,如:柔性:機器柔性、工藝柔性、運行柔性和擴展柔性等, 重構能力:能實現(xiàn)快速重組重構,增強對新產品開發(fā)的快速響應能力??焖倩募芍圃旃に嚕喝缈焖僭椭圃旒夹g,是一種cad/cam的集成制造工藝。
3.制造網絡化
當前由于網絡技術特別是internet/intranet技術的迅速發(fā)展,正在給企業(yè)制造活動帶來新的變革,其影響的深度、廣度和發(fā)展速度往往遠超過人們的預測?;诰W絡的制造,包括以下幾個方面:
(1) 制造環(huán)境內部的網絡化,實現(xiàn)制造過程的集成。
(2) 制造環(huán)境與整個制造企業(yè)的網絡化,實現(xiàn)制造環(huán)境與企業(yè)中工程設計、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成。
(3) 企業(yè)與企業(yè)間的網絡化,實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與優(yōu)化利用。
(4) 通過網絡,實現(xiàn)異地制造。
總之,制造的網絡化,特別是基于internet/intranet的制造已成為重要的發(fā)展趨勢。
4.制造虛擬化
制造虛擬化主要指虛擬制造,又稱擬實制造。虛擬制造(virtual manufacturing)是以制造技術和計算機技術支持的系統(tǒng)建模技術和仿真技術為基礎,集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、人工現(xiàn)實技術和多媒體技術等多種高新技術為一體,由多學科知識形成的一種綜合系統(tǒng)技術。它將現(xiàn)實制造環(huán)境及其制造過程通過建立系統(tǒng)模型映射到計算機及其相關技術所支撐的虛擬環(huán)境中,在虛擬環(huán)境下模擬現(xiàn)實制造環(huán)境及其制造過程的一切活動和產品制造全過程,并對產品制造及制造系統(tǒng)的行為進行預測和評價。
虛擬制造是實現(xiàn)敏捷制造的重要關鍵技術,對未來制造業(yè)的發(fā)展至關重要;虛擬制造的研究正越來越受到重視。
5.制造智能化
智能制造將是未來制造自動化發(fā)展的重要方向。所謂智能制造系統(tǒng)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。智能制造技術的宗旨在于通過人與智能機器的合作共事,去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動,以實現(xiàn)制造過程的優(yōu)化。
6.綠色化
環(huán)境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主要問題。特別是環(huán)境問題。其惡化程度與日劇增,正在對人類社會的生存與發(fā)展造成嚴重威脅。近年來的研究和實踐使人們認識到環(huán)境問題決非是孤立存在的,它和資源、人口兩問題有著根本性的內在聯(lián)系。特別是資源問題,它不僅涉及人類世界有限的資源如何利用,而且它又是產生環(huán)境問題的主要根源。于時,近年來,一個新的概念已經提出:最有效地利用資源和最低限度地產生廢棄物,是當前世界上環(huán)境問題的治本之道。
制造業(yè)量大面廣,對環(huán)境的總體影響很大。可以說,制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類財富的支柱產業(yè),但同時又是當前環(huán)境污染的主要源頭。如何使制造業(yè)盡可能少地產生環(huán)境污染是當前環(huán)境問題研究的一個重要方面。進而產生了綠色制造(green manufacturing)技術。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環(huán)境的影響(負作用)最小,資源效率最高。綠色制造是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn),或者說綠色制造是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綠色制造涉及到產品的整個生命周期和多生命周期。對制造環(huán)境和制造過程而言,綠色制造主要涉及到資源的優(yōu)化利用、清潔生產和廢棄物的最少化及綜合利用。綠色制造是目前和將來制造自動化系統(tǒng)應該予以充分考慮的一個重大問題。