所謂先進制造技術，是指制造業不斷吸收信息技術和現代管理的成果，綜合運用於產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的整個制造過程，實現優質、高效、低耗、清潔、柔性生產，提高對動態多變的產品市場的適應性和競爭力的制造技術。換句話說，它不再是傳統意義上的機械加工，而是以計算機技術為基礎，集機械、電子、光學、信息、材料、能源、環境和現代管理於壹體，貫穿產品生命周期，以實現理想的經濟效益為目標的有機整體。
自20世紀80年代末國際上提出先進制造技術(AMT)概念以來，以CAD/CAM技術、快速原型制造技術、柔性制造系統技術、計算機集成制造系統技術、虛擬制造、綠色制造、敏捷制造等為代表的壹系列AMT。在許多國家和地區得到了迅速發展和廣泛應用，並逐步實現:
(1)靈活性。使用相同的設備和人員生產不同的產品或實現不同的制造目標。
(2)自動化。減輕、加強、擴展或替代與人類相關的勞動，實現制造系統中人機系統的協調、控制、管理和優化，提高工作效率，保證產品質量。
(3)敏捷。企業可以實現快速重組和重構，快速有效地綜合應用新技術，快速響應用戶、貿易夥伴和供應商的變化和特殊要求。
(4)虛擬化。利用計算機仿真軟件模擬真實系統，檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，對生產過程規劃、組織管理、車間調度、供應鏈和物流設計進行建模和仿真，從而發現設計和生產中不可避免的缺陷和錯誤，保證產品制造的成功和生產周期。
進入21世紀後，以計算機技術、網絡技術、通信技術為代表的信息技術、生物技術和新材料技術應用於制造業的各個領域，使制造業技術發生了質的飛躍，極大地改變了制造業的生產方式。2004年，日本推出“新產業創造戰略”，為制造業尋找未來的戰略產業。這引起了美歐日新壹輪的機械制造技術競爭。
2 AMT的新發展
目前，國際上對AMT的研究主要包括網絡化制造、微機電系統、快速原型制造、生物制造等。
2.1網絡化制造
所謂網絡化制造(Networked Manufacturing，NM)是指按照敏捷制造的思想，建立壹個靈活、有效、互利的動態企業聯盟，實現研究、設計、生產和銷售各種資源的重組，從而提高企業的快速市場反應能力和競爭力的壹種新模式。
互聯網技術的快速發展帶來了網絡基礎設施的不斷完善，同時也催生了壹種新的服務模式，即“應用服務提供商”，簡稱ASP。ASP作為壹種商業模式，是指企業客戶基於* * * *簽訂的外包協議或合同，將其與業務流程相關的部分或全部應用委托給服務提供商，由服務提供商通過網絡管理和交付服務並保證質量的壹種業務運營模式。SP行業協會將ASP定義為“通過廣域網(WAN)管理並向各種實體交付許多應用能力的組織”。另外，關於ASP還有壹個比較新的說法:“隨需應變”或者“軟件即服務(SAAS)”，這是壹種軟件使用模式，應該是壹種很有前景的商業模式。
MASP(網絡化制造應用服務提供商)可以為產品設計和制造過程提供服務和優化，可以進行虛擬過程仿真，作為產品設計和工藝制定的參考。通過網絡化應用服務對產品及其制造過程進行仿真、優化設計和協同制造，可以大大節省企業的投資，提高生產效率。此外，企業的技術人員還可以從客戶端直接在遠程服務器上優化產品和過程的設計或模擬。
網絡環境下的制造是新時代發展的需要。該系統可以充分利用網絡的優勢，利用各種人力物力資源，將知識工程和仿真技術融入系統，為制造業服務。
(1)用於模具制造業。如中國深圳的網絡化模具制造示範系統，將CAD/CAM技術、虛擬設計制造技術、計算機網絡技術、快速原型和後處理技術有機結合，形成異地人員、技術、設備優勢的模具設計制造網絡系統，可大幅提高制造能力和勞動效率，克服以往模具制造周期長、成本高、響應慢的缺點。
(2)動態聯盟在企業中的應用。例如，法國航空航天公司、英國航空航天公司、德國DASA公司和西班牙組成空中客車集團，空中客車並行工程采用等同於波音公司的異地無紙化設計技術，實施並行工程，以便在空中客車系列飛機的研制中與波音公司競爭。
(3)用於汽車制造業。壹個典型的例子是，2000年，三大汽車公司——通用汽車公司、福特汽車公司和戴姆勒克萊斯勒公司——終止了零部件采購計劃，轉而建立零部件采購的電子商務市場，使每筆交易的平均成本從65，438+000美元——65，438+050美元降低到5美元以下，每輛汽車的制造成本至少降低了65，438+0200美元。
2.2微系統
隨著許多工業產品對功能集成和小型化的需求，零件的尺寸越來越小。此外，進入人體的醫療機械和自動管道檢測裝置需要微型齒輪、電機、傳感器和控制電路。微觀力學的應用也取得了顯著的經濟效益。比如汽車安全氣囊的傳感器采用微加工技術，傳感器和電路壹起蝕刻，使成本從25美元降到10美元。這些需求導致了微納制造技術的出現，也促使微機械向系統化方向發展，形成了具有廣闊發展前景的微系統。
微系統作為壹個獨立的智能系統，主要由微驅動器、微傳感器、微執行器、微處理器和微能源等基本元件組成。可分為幾個獨立的功能單元:物理信號輸入，傳感器轉換成電信號，信號處理(模擬或數字)，執行器與外界交互，使每個微系統通過數字或模擬信號(電、光、磁等物理量)與其他微系統進行通信。因為它體積小，重量輕，能耗低，性能穩定；有利於大規模生產，降低生產成本；慣性小，諧振頻率高，響應時間短；高科技成果密集，附加值高，其應用領域相當廣泛:
(1)在生物醫學應用方面，其具體應用有:定向給藥系統、微創手術用微型機器人、手術用內窺鏡和鑷子、微小分散人工器官等。比如在進行視網膜手術時，醫生可以將遙控機器人放入眼球內，在眼球運動的情況下進行高難度手術。此外，臨床分析和基因診斷所需的各種微型泵、微型閥、微型照相機、微型槽、微型容器和微型流量計都可以用MEMS技術制造。
(2)在航天領域，完全集成的氣相色譜微系統可以散布在浩瀚的太空中，探測星際物質和生命起源。當壹個特殊的微型機器人被送到壹個星球上並在上面飛行時，它上面的攝像系統可以幫助軌道飛行器繪制該星球的地形圖。
(3)在工業領域，微型機器人可用於清除腐蝕、檢查和維護高壓容器的焊縫。目前“Yamakoski Ichro”行走機器人已由日本精工公司開發，外形小巧，只有8.6mm x 9.3mm x 7.2mm，但能在狹窄空間和細小管道內行走、操作和維護，用途廣泛。
(4)在環境科學中，利用MEMS的化學傳感器、生物傳感器和數據處理系統制成的微型測量分析設備，用於檢測氣體和液體、核生物、化學物質和有毒物質的化學成分，具有體積小、價格低、功耗低、便於攜帶等優點。MEMS的電子鼻形狀類似於人和動物的鼻子，可以檢測和識別各種氣味。
2.3低溫快速原型制造技術
快速原型制造技術是集CAD/CAM、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術和激光技術於壹體的先進制造技術，實現了從零件設計到三維實體原型制造的集成。
在RP技術中，傳統的幾種成型工藝多以激光為能源，激光系統(包括激光器、冷卻器、電源和外部光路)的價格和維護成本昂貴，導致成型件成本高。此外，在成型過程中，這些工序存在壹些粉塵、有毒化學氣體甚至激光或液態聚合物泄漏，不符合綠色制造的發展趨勢。如果RP技術采用低溫，即LT-RP(低溫-快速成型)技術，可以解決這些問題。隨著對更低生產成本的追求，低溫冰模快速成型工藝發展非常迅速，開發了不同的低溫轉化工藝:
(1) IRP (Ice快速成型)技術由清華大學激光快速成型中心首先提出。以水或溶液為成型材料，在數字信號的控制下，根據需要通過噴射使水或溶液的液滴在低溫環境下快速凝固，然後將它們粘合並逐層堆積，最終得到冰型。這種新工藝是以噴塗代替激光，以水為原料。整個成型過程及成品節能、綠色、無汙染，具有廣闊的應用前景。例如，將IRP原型與低溫熔模鑄造或其他特殊鑄造工藝相結合來制造金屬零件，這是壹種新的工藝路線。
(2)由於生物材料和細胞只能在低溫下維持其生物活性，因此開發壹種低溫下多噴嘴復合數字噴塗技術具有決定性的意義，它可以使多種材料(物理、化學和生物性能不同的材料)和細胞按照計算機指令規劃的路徑，定量、實時、不流口水地通過微噴嘴。
以生物材料和細胞為成型材料，采用不同的LT-RP工藝，可以獲得骨組織工程支架，並可擴展到具有復雜生物學功能的組織工程支架的直接成型，甚至應用於細胞的三維直接組裝。這也是壹種應用於醫療領域的新型綠色制造。
2.4生物制造
21世紀是生命科學的世紀。隨著納米制造技術、材料科學等新技術的不斷發展，機械科學與生命科學深度融合，先進制造技術的重要方向——生物制造技術正在形成。
制造過程、制造系統、生命過程、生命系統在很多方面都是相似的。生命系統和現代制造系統具有自組織、協調、適應性和柔性的特點。從生命科學的基礎研究成果中選取對工程技術富有啟發性的內容，並將這些研究成果與制造科學相結合，可以建立新的制造模式，開發新的加工技術。日本三重大學和岡山大學率先開展了生物技術在工程材料加工中的應用研究，初步證實了金屬材料微生物加工的可行性。例如，氧化亞鐵硫桿菌T-9菌株可以去除純銅、純鐵和銅鎳合金。氧化亞鐵硫桿菌T-9是壹種具有嗜溫、好氧、嗜酸和特化無機能量的自養細菌，能將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，將其他低價無機硫化物氧化成硫酸和硫酸鹽，並能掩蔽和控制去除區域，達到去除的目的。目前，該領域的進展僅局限於實驗室中的原理探索，僅用少數幾種微生物對少數幾種金屬進行了測試，零件的實際應用仍在探索中。此外，我們還可以開發自生長成形工藝，即在制造過程中模仿生物形狀結構的生長過程，使零件結構最外層的開始隨著其應力值與理想狀態的差異而自適應地膨脹和收縮，直到滿意為止。
3 AMT發展趨勢
隨著全球經濟競爭的不斷加劇，AMT的發展在柔性化、自動化、敏捷化和虛擬化的基礎上趨向於以下發展方向:
(1)聯網
隨著經濟全球化，制造業也開始步入全球壹體化。從采購、設計到制造加工再到銷售，不再局限於某個企業、某個集團、某個國家。地域上的分散肯定會給企業的經營管理帶來很多不便，制造成本也會相應增加。隨著網絡通信技術的快速發展和普及，企業可以通過制造的網絡化來有效地組織和管理分散的制造資源。此外，制造企業還可以基於網絡在全球範圍內實現動態聯盟。這些都是虛擬市場，基於信息技術和虛擬化技術的進壹步延伸。
(2)整合
制造業不再局限於先進的制造和加工技術，而應該是集機械、電子、光學、信息、材料、能源、環境和現代管理最新成果於壹體的新興技術。各專業、各學科要不斷滲透、交叉、融合，使技術趨於系統化、綜合化。同時，為了最大限度地享受和優化信息資源，企業內部和企業之間也應實現整合。
(3)綠化
大規模的生產方式是以消耗資源為代價的，由此帶來的資源枯竭、環境汙染等問題給人們敲響了警鐘。最有效地利用資源和最少產生廢物是當前全球環境問題的根源，也是制造業探索更清潔、更好的制造模式的重要方向，即通過綠色生產工藝、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色技術、綠色包裝、綠色管理等生產綠色產品。，產品使用後循環使用。
(4)極端化
“極”是尖端科學技術發展的重點，即在高溫、高壓、高濕、強腐蝕條件下工作，或要求高硬度、高彈性，或在幾何形狀上極大、極小、極厚、極薄的壹種制造技術或產品。
(5)智力
智能化是先進制造技術自動化的深度延伸。隨著計算機技術的不斷發展，制造業迫切需要實現傳統手工勞動在物流控制上的自動化，也需要實現腦力勞動在信息流控制上的自動化，從而借助計算機模擬的人類專家的智能活動，在制造環境中替代或延伸人類的部分腦力勞動，以高度靈活和集成的方式實現制造各環節的分析、判斷、推理、構思和決策。致力於設計技術的現代化、加工制造的精密化和快速化、自動化技術的柔性化和智能化、整個制造過程的網絡化、全球化和綠色化。
4結論
當今世界各國之間的競爭主要是先進制造技術的競爭。美國現在正在進行微電子驅動的第三次工業革命，重點是發展先進制造技術。世界各國都在致力於設計技術的現代化，加工制造的精密化和快速化，自動化技術的柔性化和智能化，以及整個制造過程的網絡化、全球化和綠色化。