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先进制造技术的含义范文1
关键词：集成；系统；技术构成
中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1671-1297（2008）08-129-01
一、现代集成制造系统的含义与定位
现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacutring System)是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。具体地说，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合，通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行。在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
二、现代集成制造系统的技术构成
先进制造技术(AMT Advanced Manufacturing Technology)作为一个专有名词目前还没有准确的定义。通过对其内涵和特征的研究，目前共同的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。其具有如下一些特点：
1、从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；
2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；
3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；
4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；
5、从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。
通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现，现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点，只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大，现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上，继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作，并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想，将它们进行推广应用，由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。
（1）并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果，使其成为先进制造技术的基础。
（2）虚拟制造(VM Virtual Manufacturing)虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而使产品一次性制造成功，达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
（3）敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础的，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
（4）绿色制造(GM Green Manufacturing)绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源的使用效率最高。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择，发展不能以环境污染为代价。国际制造业的实践表明，通过改进整个制造工艺来减少废弃物，要比处理工厂处理已经排放的废弃物大大节省开支。绿色制造的实现可以通过计算机仿真来达到目的，即它是虚拟制造的一部分。从可持续发展战略的观点看，绿色制造是必然选择，它将成为现代集成制造系统的一个重要的组成部分。
从以上的分析中我们可以看到：各种先进制造技术是相互关联、彼此交叉的，在先进制造技术的含义下，现代集成制造系统成为它的核心，并随着先进制造技术的不断发展而发展。
参考文献
［1］李伯虎等.现代集成制造系统的发展与863/CIMS主题的实施策略.CIMS，1998,(10).
先进制造技术的含义范文2
[关键词] 特点；机械设计；制造工艺
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：
现代制造技术是20世纪80年代提出的，但它的工业基础已有办个多世纪。最初的制造是靠手工，以后出现机械代替手工，从而达到提高产品质量和生产效率的目标，同时也为了解放劳动力和克服繁重体力劳动，因此出现了机械制造技术。它有两方面的含义：一时指用机械、机器来加工零件的技术，也就是通常所说的用机床来加工；另一方面是指制造某种机械的技术，例如汽车、电机产品等。其后，经过发展，制造加工方法有了更大的提高，突破传统意义上加工外出现电加工、化学加工、光学加工等等非机械加工方法。因此，原本被叫做机械制造技术则被改叫为制造技术。但是，不可否认的是，机械制造仍为其主体和重要部分。
1、现代制造技术的重要性
1.1 制造技术和社会发展休戚相关
现代制造技术是当今世界各国研究和发展的统一命题，在全球市场经济的竞争大潮中，它更是显得格外重要。
人类的发展史也就是生产制造史。人类初期，为了生存和自然界抗争，制造处石器，而后有出现陶器、青铜器、铁器并出现了简单机械，如：战争防卫用的刀、剑、弓箭，农作使用的犁、水车、碾磨等。这些都是简单的制造过程，随着社会进一步发展，制造技术也在不停提高。它的发展体现在广度和宽度的拓展，特别是蒸汽机的发明带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成现在汽车、火车等制造技术并进一步促进了喷气式飞机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现更开创了微型机械的先河。因此，制造技术和人类社会发展密切相关，人类活动的水平也受到制造水平的极大约束。
1.2制造技术是所有工业基础
制造技术是国民经济的基石，在国民经济中具有十分重要的地位和作用。无论是传统产业还是新兴产业都离不开制造技术的强有力支持，因此，制造业是个支柱产业，不同的历史时期有不同的发展重点，但需要制造技术的支持是永恒的。制造技术的规模和水平更是反应国民经济实力和科学技术水平的重要标志。因而，世界各国都把提高制造技术水平当做振兴和发展国民经济的战略重点来抓，可见制造技术是如何的重要了。
1.3制造技术是科学技术转化的基础
从设想到现实，从精神到物质，都是靠制造来转化实现的，制造是科学技术向现实转化的基础，科学技术的发展反过来又促进制造水平的提高。因此，它们体现为相互作用，相互促进。信息技术的发展和引入是制造技术产生了革命性的变化，出现了制造系统和制造科学，从此制造就以系统的新概念重新定义，并以物质流、能量流和信息流组成，物质流是本质，能量流是动力，信息流则是控制，制造技术和系统论、方法论、信息论、控制论和协同论相结合造就了新的制造学科---制造系统工程学。
1.4制造技术是增强国防和国力的保障
一个国家的国力主要体现为政治势力、经济实力、军事实力。经济和军事实力依托于制造技术的基础上，只有制造技术上是强国才能是军事上的强国，一个国家不能总是靠购买别国军事装备来保卫自己，必须有自己的军事工业。国力的强盛才能凸显政治实力，才能立足于世界强国之林。二战以后，日本、德国正是高度重视制造技术，大力恢复发展制造业，因为，国力也很快得以恢复，经济实力也一直处于世界前列。而原先一直处于制造技术领先的美国则由于未能重视它则每况愈下。克林顿执政后，迅速把制造技术提到重要日程上，决心重新夺回霸主地位，期间推行很多先进制造技术和理念，促进先进制造技术的发展，并对美国经济的复苏产生巨大影响。
2、加工制造工艺
加工制造工艺是指产品实现过程中，人、机、料、法、环各相关要素的总称。它是在深入了解和实践的基础上，利用各类基础理论知识，经过实事求是的对比分析，找出客观规律解决面临的制造加工问题的学科。
加工制造工艺涉及行业众多，产品品种也成千上万，但是做好工艺工作通常可归纳为：质量、效率和经济性三类。
2.1保证提高产品质量。产品质量包括整机的装配精度、使用性能、使用寿命和可靠性，深入探究更加表现为零件的加工精度和加工表面质量。近代，由于航天、精密机械、电子工业和军工的需要，对零件的精度和表面质量的要求也越来越高，各种新工艺新材料层出不穷，加工精度更有精密加工、超精密加工和微细加工。
2.2提高制造生产效率。中国是人口大国，有较多的劳动力资源，但随着人口老年化加剧，同是也面临着社会发展人力成本的不断提高这两方面的压力，加工制造过程中也越来越看重生产效率的提高。提高生产效率的办法：一是提高切削用量，采用高速切削，高速磨削和重磨削。今年来出现得聚晶金刚石和聚晶氮化硼等新型刀具材料，其切削速度可达900m/min,高速磨削速度可达200 m/min。重磨削也是高效磨削的方向，包括大切深缓进给、大进给等磨削。二是改进工艺方法、创新工艺。例如，利用锻压设备实现快速成型和少切削加工，创新使用高效设备，如无心磨床、双端面磨床，使用粉末冶金技术直接获得零件成品等。三是提高自动化程度，实现高度自动化。如采用数控机床、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）和用机器人组建实现无人化车间或工厂等。
2.3合理经济性分析。对整个加工制造过程不断的进行经济性分析，把降低成本作为持续改进的目标，节省和合理的选择原材料并不断研制新材料，合理使用和改进现有设备，不断研制新型高效设备。
先进制造工艺可大大节省原材料消耗，降低能源的消耗，提高了对日益枯竭的自然资源的利用率。应用先进制造工艺可做到零排放或少排放，生产过程不污染环境，符合广大人民群众日益增长的环境保护要求，更加是担负起社会责任的具体表现。
3、精密加工技术
先进制造技术是当前世界各国国民经济的主攻方向和战略决策，同时又是一个国家独立自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科学上保持先进的长远大计。精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分，它是先进制造技术的基础和关键，是一个国家制造工业水平的重要标志之一。
3.1 精密切削技术。用直接切削来得到高精度仍是常用的方法，然而，要想得到高水平和高精度的产品，必须尽可能的减少材料、刀具、机床和工件等因素的影响。如要求材料的切削加工性能要好，材料的硬度不能太高，鉴于服务过程中要长久保持高的精度，材料的耐磨性、耐腐蚀性要好。机床具有高刚度、小热变形和抗震性能，就必须有更先进的技术，如机床床身采用花岗岩、使用精密控制技术、空气静压轴承、全闭环技术等，此外，提高刀具的切削速度增加机床转速进行高速切削也是有效的办法，当前的超精密加工机床早已提高到每分钟几万转。
3.2特种加工技术。特种加工是相对于常规加工而言的，它是指利用力、热、声、光、电、磁、院子、化学等能源的物理的、化学的非传统加工方法。从材料加工成型原理来分析，特种加工又可分为去除加工、结合加工和变形加工。
特种加工中，工具的硬度和强度可以低于工件的，因为它不是靠机械力来切削，适于加工高硬度材料、脆性材料等难加工材料，也适于加工精密微细零件、波比零件、弹性零件等易变形零件。又由于工具损耗小，甚至不损耗，可加工复杂成形表面、型腔等。当前特种加工已向精密加工方向发展，出现了精密特种加工，许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法，如电子束加工、离子束加工、激光束加工等。精密电火花加工的精度可达微米级（0.5～1μm），表面粗糙度可达镜面（Ra0.02～0.012）。
3.3 光整加工。光整加工是指精加工后，从工件上不切除或只切除极薄材料层，泳衣降低工件表面粗糙度或强化其表面的加工方法。光整加工可以获得比一般机械加工更高的加工精度和表面质量。
按照工具类型进行分类，光整加工课分为以下两种：
（1）固结磨料加工，加工时，磨粒和微粉与结合剂粘结在一起，具有一定的形状和强度。固结磨料加工时对提高形位精度和尺寸精度有较高效率，常见的有研磨、珩磨加工等。
（2）游离磨料加工，加工时，磨粒和为分成游离状态，如研磨时的研磨剂、抛光时的抛光液。游离磨料加工的典型方法有研磨和抛光等。近年来，这些传统工艺的基础上出现许多新的工艺方法，如喷射磨料加工、弹性发射加工、磁流体抛光等。
3.4 纳米技术。纳米科学是涉及到多个学科的科学，是先进工程技术与现代物理学相结合的产品。几年来，纳米机械技术取得了快速的发展，能够在硅片上刻画纳米宽的线，这充分表明信息存储的密度提高了若干个数量级。同时，纳米技术在传动、材料、密封等方面更取得了颠覆传统的辉煌成绩，随着深入的研究，纳米技术必将会越来越更好的为机械制造服务。
3.5 微细加工技术。随着科技的不断发展，电子元件的体积也越来越小而使用频率则越来越高，能量消耗也应越来越低。超微细粒子技术的问世使得半导体加工精度达到了几百个埃的程度。随着微机械需求的不断增加，微细加工技术发展空间也越来越大，未来必将会在各行业中起到更重要的作用。
先进制造技术的含义范文3
一、河南新一轮产业革命发展综述
产业革命在目前产业发展的现状和趋势下，被赋予了更多的含义，它不仅包括科学技术的革新，还包括产业结构的调整和新型发展路径的形成等一系列会对产业发展形成重大深远影响的变革。当前，河南产业结构调整剧烈、新兴产业迅猛发展以及产业间的趋同发展效应明显，具体表现为以下两个方面：
（一）以先进制造业为首的传统工业的转型升级
产业革命的发生通常最先是以工业的技术革新为标志，作为传统工业的重要组成部分，制造业一般都是最先进行技术革命的，而先进制造业作为未来制造业的发展趋势，越来越广泛的被制造业企业使用。先进制造业相对传统制造业而言，具有巨大的优势，主要体现在以下五个方面：
1.信息化：先进制造业主要采用电子计算机和互联网等设备第一时间接收外部最新产业发展方向和行业产品信息，反馈给设计研发中心，对产品的外观、功能、功耗等方面进行实时改进，将信息传输给生产线，实现产品及时的更新换代。
2.自动化：先进制造业的生产线大多采用自动生产机器人来辅助人力生产，生产机器人已广泛应用于汽车、机械、造船、航天等领域，生产自动化可大幅度地提高生产效率，保障生产安全，解决生产劳动力不足的问题。
3.智能化：以智能机床和3D打印机为代表的智能化设备已经占据了制造企业厂房的重要位置，随着这些设备在生产当中的大规模普及，企业可以为消费者制造出他们想要的个性化产品，从而进一步扩大消费群体，取得更高的收益。
4.柔性化：柔性生产，是指主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种、小批量的生产方式。柔性生产线可以根据市场供求关系的变化实时作出针对性的调整，实现小批量精准生产，为企业获得最大收益。可以实现“供—产—销”一条龙的高效流畅的供应链体系，达到全产业链的高效运行。
5.生态化：相对于传统制造业，先进制造业由于采用了更加环保和高效的生产设备，降低了长时间持续性的环境污染，做到了工业生产和自然环境的共同发展，实现了人与自然的和谐统一。河南目前大多数工业企业仍然处于传统制造业阶段，先进制造业发展水平较低，工信部公布的2015年智能制造专项项目中，河南仅有宇通客车、许继电器两家企业入围。
（二）大力发展以新型服务业为代表的新兴产业
新的产业革命使原有在产业内部发展的下属子产业由于获得了技术和管理上的巨大进步，逐渐发展壮大并最终成为独立的新兴产业，使现有的产业布局发生重大变化，显著改变了产业未来的发展趋势和走向。以生产业为例，生产业是指为保持工业生产过程的连续性、促进工业技术进步、产业升级和提高生产效率提供保障服务的服务行业。河南生产业虽起步较晚，但近年来发展迅速，生产业增加值和占第三产业增加值比重逐年提高，2013年全省生产业增加值为5830.52亿元，2014年已经增加到了6687.43亿元，不考虑价格因素比上年增长14.7%，而生产业增加值占第三产业增加值的比重呈现出逐年稳步提高的态势，2013年生产业增加值占第三产业增加值的50.81%，2014年上升到了51.59%，增加了0.78个百分点。除生产业外，生物医药、3D打印、光伏制造等新兴产业不仅更加丰富了现有产业的组成，同时也提升了产业的核心竞争力和可持续发展性。
二、企业在新一轮产业革命背景下的管理创新研究
以往历次产业革命都无一例外地引发了企业管理方式的革新，而新一轮产业革命同样影响着企业管理体系和管理模式。外部整体产业发展和市场经营的大环境发生重大变化，企业原有的管理体系逐渐表现出水平滞后、效率低下等缺点，已不能完全适应新的产业发展趋势，在这种情况下，只有在原有的管理体系上进行创新，创造出新型的、能够更加适应产业发展环境的管理方式，才能在本轮产业革命中立足。本文从组织结构设计和管理机制两方面提出三种新型的管理模式进行探讨。
（一）嵌入式组织结构管理体系
相对于产业间频繁的互动发展，企业之间由于生产流程、管理体系之间有较大差异，加之保密等因素的存在，致使企业的运行相对外界仍然是封闭的，依然是以单独个体的形式存在，即使是有亲密合作关系的企业之间也仅限于较浅层面的交流，导致企业间的合作发展效率低下，阻碍了共同发展的进程。在这种情况下，针对企业间互动发展的嵌入式组织结构管理体系应运而生。嵌入式组织结构管理体系应用于企业的管理体系中，特别是有合作关系的企业之间的互动发展，很好地解决了由于管理体系的封闭性带来的阻隔问题，嵌入式组织结构可以是事业部、职能部门甚至是整个管理层的嵌入模式的多种方式，形式多样、灵活多变，可以实现一个企业直接地对合作企业管理体系的监管、调整、重组等一系列活动，这种互动发展的模式可以使生产业企业更好地与生产企业母体进行对接，消除彼此之间的差异和磨合，实现高效的生产。目前，嵌入式组织结构管理体系主要应用于联系紧密的产业，如生产业与制造业的互动发展、食品行业的全产业链生产等领域，今后还会逐步向更多的产业推进，形成产业互动发展的未来趋势。
（二）自适应式柔性管理体系
柔性管理是从企业的经营方面出发，对事业部、职能部门进行柔性化改革，实现各部门对企业整体战略调整的自动适应。以事业部为例，事业部制组织结构最早起源于美国通用汽车公司，是由通用汽车公司总裁艾尔弗雷德•斯隆于1924年提出，故被称为“斯隆模型”，又称“联邦分权化”，是一种高度（层）集权下的分权管理体制。事业部制，就是按照企业的主营业务包括按产品、地区、市场等来划分部门，设立若干个事业部。事业部是在企业宏观的领导下，拥有完全经营自，实行独立经营、独立核算的部门，既是具有利润生产和经营管理职能的受公司控制的利润中心，同时也是产品责任单位或市场责任单位，对产品设计、生产制造及销售活动负有统一领导的职权。经过数十年的发展，事业部已经在传统工业领域的管理体系中占据统治地位，进入了发展的稳定期，但随着新一轮的产业革命特别是先进制造业的异军突起，传统的事业部体系受到强烈的冲击，事业部一成不变的规模和流程客观上阻碍了以适应市场需求为导向的灵活应变的生产方式，事业部制也急需像先进制造业一样采用柔性化的管理体系。柔性事业部可以通过自身的调整自动适应整体的管理体系，不仅能与管理层实现同步发展，自身的战略调整甚至还可以反向引导管理层进行相应的调整，产生促使管理层进行调整的“外溢改革效应”，企业整体互动发展，以实现企业的最终发展目标。柔性事业部与先进制造业在形态、路径和机理等方面高度相似，已率先应用到了先进制造业企业的管理体系当中，今后还会扩张到其他行业和领域，发挥其应有作用。
（三）基于业务流程的管理控制体系
现代企业以事业部制为主体的组织结构设计虽然较之前的职能制组织结构在管理效率上有了很大的提高，但是仍然存在一些缺陷，其中对企业发展影响最大的就是各事业部内部由于有自己的职能部门，可以以一个独立的、封闭式的体系运行，久而久之容易形成各自为政的局面，对其他事业部的协调性下降，甚至对领导层的指令的执行力也有所下降，企业内部体系松散，整体性和凝聚力差，导致企业运行效率下降。究其根本原因，并非事业部这种形态的结构性缺陷，而是在宏观层面上缺少根据将各事业部以及事业部与领导层之间衔接起来的纽带，加强各部门之间的联系和沟通，提高部门间的协调性，而企业基于业务流程的管控体系的出现可以较好地解决这一问题。以制造业企业为例，业务流程从最高级别的董事会开始，将分属各事业部当中的职能部门如研发部门、营销部门通过流程指令串联起来，并严格按照从最初战略的制定到最终产品的销售这一流程的先后顺序来执行，涵盖了战略流程、经营流程和保障流程，而同时也将公司级流程、部门级流程和岗位级流程串联起来，由于各事业部之间的职能部门已经通过流程紧密的联接在一起，事业部之间的协调也顺理成章地通畅了，大大提高了沟通效率，减少了无谓损耗，最终为企业创造了更多价值。基于业务流程的管理控制系统目前已经在制造业企业特别是高端制造业企业中开始采用，今后会有更多的企业采用这一先进的管控体系。
三、意义与启示
先进制造技术的含义范文4
[关键词]中药制药工程；中药工业4.0；数字制药；智慧制药；先进制药技术
中国制造2025战略规划以来，中药制造业对采用先进制药技术有了强烈愿望，中药工程科技创新驱动力正在形成。为实现“制药强国”建设目标，我们应该以更高的站位和更宽的视野谋划中药制药工程科技创新发展战略，牵引中药产业技术创新升级，建立全面提高国家药品标准的支撑技术体系，占据国际天然药物制造业的科技制高点，进而使我国倡导并制定的中药工业技术标准成为全球规则。
具有现代工业形态的我国第一代中药制药技术创始于
20世纪70年代，以水煮醇沉等工艺的“机械化和半机械化”为技术特征，可称为“中药工业1.0”，20世纪90年代出现了第二代中药制药技术，以中药制药设备的“管道化自动化和半自动化”为技术特征，可谓“中药工业2.0”；21世纪初笔者率先提议运用高新技术改造中药传统制造方式，重视发展中药制药工程技术，应尽快实现中药工业数字化网络化自动化及智能化等技术突破，提高产品质量及资源利用度并降低物耗（即提质增效），引导中药制造业步上先进产业台阶这可视作提出“中药工业3.0”构想：面对“云计算”和大数据时代的到来，笔者提出创新发展以制药工艺“精密化、数字化及智能化”为主要技术特征的第三代中药制药技术，实现中药制药技术的升级换代，迎接第三次工业革命。2013年7月在天津举办的国家人社部高级研修项目“现代中药制药质量控制技术高级研修班”上，笔者分别介绍了新一代中药制药技术及中药数字制药；同年8月在中国工程院主办的第165场中国工程科技论坛上，笔者在专题报告“从数字制药到智慧制药；大数据时代的制药工程科技”中提议：大力发展数字制药技术，打造数字化中药先进制造平台，并推动中药工业从数字制药迈向智慧制药时代；在2015年4月召开的第201场中国工程科技论坛上，笔者阐述了“对制药工程科技创新与中国医药工业4.0的思考”。本文根据国际先进制药技术最新进展，对笔者以往论述进行整理和归纳，结合我国制药强国建设中现实情况，进一步思考中药制药技术创新升级策略，提出发展“中药工业4.0”的战略性构想和技术路线图。
1中药制药工程科技前瞻分析
中医药是实现“健康中国梦”的重要支撑力量，中成药是中华民族贡献给人类的拥有特定临床优势的药品，中药工业是在我国生物医药领域中具有重要战略地位的核心产业，确保中药产品安全、有效和质量可控是医药工业界肩负的重大使命。为切实提高中药产品质量，必须将制药工艺与制药工程技术创新研究延展前移到中药新药研发阶段；而对于已上市中成药品种，应当实施制药技术升级改造，这也是制定中药配方颗粒制备工艺标准及生产技术规程中必须重视的问题。如何使用化学组成差异度较大的药材原料制造质量一致性较好的中药产品是世界性难题，唯有通过中药制药工程科技创新才有可能破解。
1.1中药工业的历史遗题 受制于药品原研时代在医药知识、工艺技术、制药设备以及药品监管政策等诸多方面的历史局限，大部分中成药品种的制药技术较落后，存在粗放、缺控、零乱、低效、高耗等问题，导致相关药品标准难以提升，这是做大做强中药产品必须直面的关键性挑战。
1.2中药工业的新动能 数字化是当今世界的技术潮流，前所未有的巨量数据喷涌给人们带来大数据时代的空前机会。笔者认为，应尽快推动大数据技术在制药业的应用，当前须对药品生产全过程注入“数字技术NDA”，即实施制药车间数字化改造，收集、管理、分析及利用制药过程数据；倘若大量使用工业传感器和智能检测仪表甚至分析仪器等过程检测设备，将使制药过程数据呈指数级增长，积累形成制药工业大数据，这是极为重要的信息资产，具有不可估量的知识资源价值，从而引发颠覆性的制药技术理念和模式创新；应采用数字技术将制药工艺系统与生产管理系统相融合，由此提升制药过程管控技术水平，依据真实数据而不是经验及直觉做出控制和管理决策，这将为制药过程质量控制、制药工艺品质优化、降低生产成本及节能减排、药品质量风险管控、生产车间管理及企业经营决策等提供强有力的技术支撑，为中药工业跨越发展提供新动能。
1.3中药工业的重大挑战 中药制药车间的现实技术表现远达不到人们理想的要求，更不是理论上完善的技术设计，设计和建造优质中药产品生产线已成为中药制药工程界的紧要任务。中药制药过程的分段式工艺布局形成了“各自为政”的割裂式控制现状，积累的大量数据分散在各自的“信息孤岛”，无法有效用于制药过程控制与管理决策，导致实现中药生产全程质量控制目标的技术难度极大；另一方面，药品要求的均质性与药材以及制药工艺过程的异质性形成了中药制造的复杂性，如果不对制药过程进行全面而深刻的持续性跟踪考察与系统研究，就难以透彻地认知控制药品质量的各项要素；再者，不同种类的中药工业数据都是以彼此独立的方式收集，对众多来源的庞大数据集群进行整合及自动化分析存在难以想象的困难，考验着业界的智慧和能力，上述这些都是设计和建造数字化制药工厂所面对的艰巨挑战。
目前，中药制药工程界技术概念陈旧落后，没有围绕制药过程质量控制这一提高药品质量的关键核心技术开展系统深入的研究。在中药生产车间技术改造中，有人将制药工艺设备自动化说成是数字制药，甚至出现将近红外光谱检测等同于在线质量检测并等同于过程质量控制的怪象，严重误导中药企业，造成花大钱没有解决质量控制实际问题的不良后果。因此，如何引领我国中药工业迈向数字制药时代面临极严峻的技术挑战
1.4中药制药工程科技战略思考 面对新一轮工业革命的机遇与挑战，应当认清中药产业乃至全球医药产业大格局，着眼于未来国际制药业竞争，思考中药工业战略性定位，注重中药制药技术的后发优势，进行前瞻性技术布局，制定中药制药工程科技创新的大战略（grand strategy），即开展中药工业大设计（grand design）。布局未来需要我们显示战略勇气和智慧，也需具备全球眼光及产业战略思维。通过启动中药制药工程科技创新的引擎就能激发中药产业发展的新活力，建立撬动显著提升中药产品质量和生产效能的“新支点”。
当制药工业跨入大数据世界，依赖经验对制药过程进行操控和管理的传统方式将沦为落伍。谁拥有药物“智”造的核心技术，便拥有了改变医药产业格局的话语权，仍采用陈旧制药技术的企业将可能淘汰出局
时不待我，中药制造业应集结千帆竞发的聚合之势，加快推进中药工业数字化和信息化，谋势而动，顺势而为，乘势而上，借梯登高，迎接和把握国际制造业科技变革大趋势，借助数字化网络化智能化制药技术提高药品标准，实施中药工业技术标准国际化战略，造就一批中药企业成为附加值更高的价值链环节
中药制造业应当采用制药工业物联网及医药大数据等领先一步的前沿技术，建设智能制药的“未来工厂”，将中药产业从粗放型向智慧性升级
1.5中药制造业的“未来工厂”德国工业4.0所引发的工业革命悄然而至，其技术特征是将信息物理融合系统（GPS）广泛应用于制造业，构建智能工厂并实现智能制造，这标志着世界即将进入以智能制造为核心的智能经济时代制造中药的“未来工厂”应瞄准国际前沿技术水平，以制药工业物联网为核心，将所有结构性与非结构性数据整合进“大数据仓库，”构建功能强大的中药工业信息智能管理系统通过大数据分析从巨量数据中提炼出有价值信息，同时通过可视化技术将数据转变成明晰易懂的制药过程信息，并进一步转化为知识，应用于改善过程管控模式、提高药品质量、避免生产事故、减少质量风险、降低能耗和物耗、预测制药过程结果、增加生产效力等。
中药制造由多个单元工艺组合而成，导致其制药过程数据集合以分段式的复杂多维空间为基本特征。因此“未来工厂”应在信息技术的主导下多段融合，建立多维多段一体的全过程管控模式，重构制药过程控制与管理体系。运用数据挖掘工具发现制药过程动态规律、各类关联和最佳控制模式，构建预测模型以优化控制和管理决策，弥补操作和管理经验的不足，提高生产精益化程度，进而持续提升中药产品质量和生产效能，实现智能制药和绿色制造目标。
2中药制药工程领域若干概念、术语及定义
中药制药界许多概念、术语或技术名词在中药制药工程理论上尚无明确的定义，某些术语含义不确切，在有歧义时仍含混使用，导致不同的人使用同一个名词时，其词意差别很大，易引发技术困惑或误导，甚至影响某些先进技术方法的声誉，阻碍了先进制药技术在中药产业的应用与发展。因此，极有必要厘清这些概念、术语或技术名词的真实含义，对其涵义作准确的定义。
2.1中药制药过程管控 通常简称过程管控，包括过程控制与过程管理两大方面，制药过程控制主要包括：①提取浓缩、干燥、纯化、制剂等工艺的制药设备控制，②制药工艺品质控制，③制药过程质量控制，④中药产品质量检验，⑤质量风险控制。制药过程管理主要包括：①GMP管理，②以设备为中心的全员生产管理，③IS010012测量管理，④AQ/T9006企业安全生产管理，⑤IS014000环境保护管理等。
2.2在线检测 这是一个常被混淆的技术名词。在线检测系指在生产线上检测制药过程参数，而过程参数通常包括工艺参数、状态参数、质控参数、物料属性参数及环境参数等不同类别参数（如密度，pH，水温，乙醇浓度，蒸气压力，气温，流量等）。显然，在线检测不等同于在线检测药品质量或检测药用物料质量，更不意味着在线质量控制。
2.3质量在线检测 通常是指在生产线上检测药用物料质量。在不至于混淆的情况下，有时也将检测与药品质量相关的过程参数称之为质量在线检测。有必要指出，物料质量属性并不等同于质控参数，质控参数不一定是药用物料成分当检测的物料属性参数与药品质量无关时，则无法表征药用物料质量；即检测物料属性参数并不一定能检测出药用物料质量。因此，在使用近红外光谱等过程分析仪器检测药材或某工艺环节的药用物料质量前，必须全面深入研究哪些成分与药品质量相关，以及这些成分含量的范围。
2.4过程质量监测 一般是指不仅检测药用物料质量参数，而且在给定的范围内进行观察和判断质量状况，通常设置越限报警功能。因此，检测与监测的工业意义不同，监测质量比检测质量更为重要，难度也更大。
2.5过程质量监控 一般是指不仅检测药用物料质量参数，而且将这些质量参数调控在给定的范围内。显然，近红外光谱在线检测并不一定能在制药过程中准确检测出药用物质，也难以应用于监测过程质量；过程质量监控需要多种技术方法的融合才能实现，仅靠单一的近红外光谱检测技术无法控制中药产品质量，不少企业盲目投资建设近红外在线检测系统失败的主因就在于此。
2.6过程质量控制 一般是指在中药生产全程中通过调节各种关键的过程参数来控制药品质量，使制药工艺流程制造出来的中药产品符合特定的质量要求。
由上述定义可知，在线检测方法包括工业传感器、过程检测仪表及过程分析仪器等；不能将在线检测视作为在线质量检测，也不能将在线质量检测等同于过程质量监测，更不能视作为过程质量控制；过程质量监测不等同于过程质量监控，也不能视作为过程质量控制。
3中药数字制药技术概述
中药数字制药是采用统一的数字化技术，不仅对制药工艺参数、质控参数、状态参数、物料属性参数、环境参数等过程参数进行数字化检测、控制及储存，而且对药材原料及制药过程中药用物料进行数字化检测，监测各类过程参数与药用物质在制药过程中的变化轨迹，综合判断过程状态并控制工艺进程，从而控制中药产品质量；同时，对CMP，计量器材，安全生产，生产车间，环保，仓储及物流等实施数字化管理按照制造业国际上目前通行的观点，可称之为“中药工业3.0”。
中药数字制药的主要技术特征是：原料药材数字化、药用物质数字化、制药过程各类参数的数字化（包括工艺参数、状态参数及质控参数等）、单元工艺模型化及定量化、生产车间各类管理体系数字化、全过程测管控信息一体化、各类信息集成管理和综合应用。
中药数字制药技术包括：①提取、浓缩、干燥、纯化、制剂等工艺的制药设备自动控制技术；②制药工艺模型化及定量化/制药工艺品质优化技术；③复制药过程各类参数在线检测技术；④制药过程质量数字化控制技术；⑤制药过程分析建模/PAT技术；⑥制药过程测管控信息一体化技术；⑦质量风险数字化管理及控制技术；⑧药效物质数字化辨析技术；⑨数字GMP系统；⑩精益生产MIS系统；⑾药品质量检验LTMS系统；⑿数字化仓储系统等。经过十余年的努力，本团队已建立中成药二次开发核心技术体系（包括中药数字制药技术），促进了中药产业的数据制药时代到来。
笔者认为：在中药数字制药技术体系建设中，单元工艺建模是前提，数字化设备是基础，全过程测管控信息融合是关键，管控质量风险是底线，药用物质全程监测是核心，数据集成管理及应用是根本，数字CMP管理是保障。中药制药工程界应当在中药制药工艺模型化和定量化方面聚焦发力，根据单元工艺流程将制药过程质量控制序贯化、精准化和规范化并具备预测性，将精益生产理念渗透到中药制造过程的每一个工艺环节，打造“数字化透明”的中药制造平台，实现制药过程数字追溯，为持续性提升中药产品质量奠定技术基础。
4中药智能制造技术概述
21世纪的工业信息科学将像20世纪的硅信息科学一样具有变革性意义，将产生全新的产业技术并使药物制造方式发生根本性改变伴随着数字制药技术广泛应用而产生的以各种形式存储的海量数据可创造丰硕的知识财富和经济价值，这就需要制药工业的大数据分析师“点石成金”。超大规模的信息交互与多维融合必将引发制药过程控制模式和生产管理方式的深刻变革，在制药过程高度信息化前提下实现知识发现管理和应用，牵引“数字化透明”中药制造平台向智能化发展，从而升华形成中药智能制造技术，即中药工业4.0。
中药智慧制药的主要技术特征是，使用大量的工业传感器过程检测仪表以及过程分析仪器等组成一张庞大而灵敏的可反映制药过程全貌的感知网，并将信息技术与制药技术深度融合，进而实现人与人、人与机器机器与机器生产管理与过程控制等之间互通互联，通过制药设备、生产管理、质量检测等与过程控制系统网络化联接，形成集聚了原料/制药生产/药品流通/临床使用等中药产品全生命周期信息的智能网络，使制药过程的每一个工艺细节均被注入“智慧基因”通过赋予中药制造平台学习和思考能力，用充满智慧的数据整合、分析与挖掘，从多种来源的中药工业数据中寻找关联，发现制药过程规律，洞察引起药品质量波动的因素，不仅实现制药工艺精湛控制，而且达到管理精益化要求，实现优质保量低耗绿色高效能制药。
中药智能制造技术主要包括：①制药信息处理、信息解释、信息利用、知识发现与管理等关键技术；②测管控信息融合智能管理技术；③中药产品质量智能预测技术；④质量风险智能预警及预控技术；⑤制药过程智能预测控制技术；⑥制药过程轨迹智能追踪分析技术；⑦水、汽、电系统智能优化管理技术；⑧精益生产智能管理技术等。
5中药工业4.0技术路径
制药工业数据储备、数据分析、数据建模、数据挖掘及可视化能力将成为医药产业未来最重要的核心竞争力。工业信息感知技术的发展，使获取制药过程全貌的数据描述成为可能，通过分析各类数据集群间关联关系，不仅能认知制药工艺各环节输入/输出的药用物料变化规律，而且可以揭示在生产全过程中物质、能量、信息等变换规律，发掘出中药工业数据的内在价值，创新定义数据制药技术，开辟获取中药工艺知识的新路径，重新建构中药工业技术格局，这是建设中药工业4.0的战略价值所在。
目前，我国有些地方已出现智能制造园区及智能工厂建设热潮，许多地方政府在规划未来5年建设上千个智能工厂或车间，但至今未见制药企业参与，以工业互联网为代表的信息技术如何进入制药工业领域仍面临巨大困难。一方面工业互联网和大数据在制药业并无技术应用基础，缺乏制药信息工程技术人才，容易出现只做“表面文章”而没有促进企业提质增效现象；另一方面，很多制药企业生存艰难，无暇顾及新概念技术，缺乏应用新技术的积极性或足够资金。我国中药制造业仍处于工业2.0进程中，传统制药工艺与现代制药技术共生，落后与先进并存。
根据中药工业的上述现实情况，笔者认为在实现中药工业4.0战略目标的征程中应实行分步走策略，倡议在现阶段首先大力推进中药数字制药技术的广泛应用，促进中药工业化与信息化融合，以应用目标牵引，构建“信息主导、系统集成”的中药数字制造技术平台，为实施中药工业4.0技术升级工程建设夯实数字化基础，创造必要的技术条件。人才是第一资源，组建科技创新团队是我国中药工业跨越发展的关键，应当构建成长性环境以及多样性、包容性学术生态，使中药制药工程科技创新力量成为中药产业可持续发展的发动机和推动力。
在新兴信息技术进入中药工业领域时，工业互联网只是一种技术工具，主导我国中药产业创新升级的应是精湛的制药工艺和过程质量控制技术。唯有通过制药相关技术的融合创新，提升中药产业的整体质量及效益，以工业物联网为核心的智慧制药技术才能在中药工业“落地”。因此，在中药制造向中药智造转向发展中，不仅需要基于物联网思维的现代工业精神，而且需要追求精益生产目标的“工匠精神”，更需要注重工业转化，防止出现一哄而上、不重视实效的局面。
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【关键词】数控技术数控机床教学方法
一、提高教师队伍的责任心
指导教师都应该带有一种很强的责任感，尽职尽责地指导学生参加实习，而且要自始至终地，容不得半点松懈。同时，教师的所作所为、敬业精神也会影响到学生的实习态度，以至于直接影响到学生的学习效果。例如在学生操作机床时，教师要做到不离现场，而且还要来回反复巡看学生的操作过程，发现问题要及时指出并进行讲解更正。
二、加强实践环节
数控技术是现代先进制造技术的主要组成部分，实践性强，因此，在教学中结合专业特点采用的是理论和实践紧密结合的方法，以典型的数控设备―――数控机床为主，围绕数控加工的过程控制开展教学与实践。
2.1理论教学的实践性
在理论教学中，介绍数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法，着重阐述计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和计算机辅助数控加工编程等内容。以数控机床为主线，根据加工过程中数控系统内部信息流处理过程展开阐述、由浅入深、循序渐进，理论密切联系实际，并注重机电结合和系统理念，反映当今世界机床数控系统技术的发展前沿。对数控技术的几个重要内容、核心技术和最新技术成果作较为系统、深入的叙述。例如，在讲解手工编程和自动编程的教学内容中，着重强调以下几个方面：（1）引出编制程序的基本功能指令，它是数控机床自动加工工件的基础。首先，讲授数控机床的五大功能指令的作用；其次，介绍每个指令的含义，要求学生能牢记并能正确理解和应用。只有掌握了这些指令的区别与联系，才能选用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的检验或排屑，合适的指令只能是MOO和M01。（2）介绍编制加工程序的格式。目前，常用的数控系统有FANUC系统和SIEMENS系统，这两种数控系统程序的格式框架基本相同，但也有一些区别。针对我校的实际数控系统，要求学生熟练掌握FANUC系统和SIEMENS系统的程序格式。（3）通过大量编制程序的练习，达到熟悉编程的方法和步骤，提高程序编制的准确率。当然，对于其他的理论教学内容，比如插补原理、刀补原理、速度控制原理等，尽可能的注意理论教学的实践性。在进行了理论课程的学习后，如果直接通过实际操作来验证程序的实用性，在学生没有实践经验的前提下，应该说是非常危险的。因为，虽然在实习老师的指导下操作机床，但因缺乏经验，熟练程度欠佳，可能会有不正确的操作，造成刀具和机床损坏。因此，在实习环节之前增加数控加工仿真系统的学习和练习对更好的掌握这门技术非常必要的。
2.2实际操作训
练有了前两个环节，使学生较好的掌握了编程方法，通过仿真验证了程序的准确性，接下来的实践环节，就是让学生在实习教师的指导下动手加工零件。
（1）手工编程及加工。选择合适的零件，根据被加工零件的图纸、技术要求及其工艺要求等切削加工必要的信息，确定适合数控加工的内容，进行数控加工工艺性分析并做出相应的工艺处理和数学处理，按照数控系统所规定的指令和格式编制加工程序。提醒学生注意数控加工工序与普通工序的衔接。考虑到加工安全，要求学生采用仿真系统校验程序的正确性，指导教师还要核查工艺的可靠性，才允许学生在老师的指导下进行实物加工。先采用走空刀的方法，检验刀具路径是否有错误，是否碰撞零件、夹具或机床等；通过程序检验，然后采用蜡模为原材料，开机试切；通过对蜡模零件几何尺寸的检验，决定学生是否可以采用铝合金来代替石蜡进行正式加工；最后通过钢件的切削加工，使学生对材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量对加工质量的影响有更深的认识。（2）自动编程及加工。针对已采用手工编程加工的零件，让学生使用计算机为辅助工具，在学习CAD/CAM课程的基础上，采用CAD/CAM软件进行计算机辅助数控编程及加工，并与手工编程及加工相比较，使学生认识手工编程是基础，图形交互式自动编程是复杂零件数控编程的发展必然趋势，也是现在复杂零件普遍使用的数控编程方法。突出其编程速度快、直观性好、使用方便和便于检查等优点。
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论文摘要：本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程,分析了高速加工的优点和应用领域，总结了发展数控高速切削加工需要的关键技术和研究方向。
数控高速切削技术(high speed machining,hsm，或high speed cutting,hsc)，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一，相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步落后。研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。
1、数控高速切削加工的含义
高速切削理论由德国物理学家carl.j.salomon在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。
随着制造工业的发展，这一理论逐渐被重视，并吸引了众多研究目光，在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早，经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用，目前已经在一些领域进入实质应用阶段。
关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削。也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积dn定义，如果dn值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。
另外，从生产实际考虑，高速切削加工概念不仅包含着切削过程的高速，还包含工艺过程的集成和优化，是一个可由此获得良好经济效益的高速度的切削加工，是技术和效益的统一。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能cnc系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展基础之上综合而成的。因此，高速切削技术是一个复杂的系统工程，是一个随相关技术发展而不断发展的概念。
2、数控高速切削加工的优越性
由于切削速度的大幅度提高，高速切削加工技术不仅提高了切削加工的生产率，和常规切削相比还具有一些明显的优越性：第一、切削力小：在高速铣削加工中,采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常规切削降低30％以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少。既减轻刀具磨损，又有效控制了加工系统的振动，有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削，切削速度和进给速度都大幅度提高，相同时间内的材料切除率也相应大大提高。从而大大提高了加工效率。第三、工件热变形小:在高速切削时，大部分的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，因此加工表面的受热时间短，不会由于温升导致热变形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力学性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常进给量也比较小，使加工表面的粗糙度大大降低，同时由于切削力小于常规切削，加工系统的振动降低，加工过程更平稳，因此能获得良好的表明质量，可实现高精度、低粗糙度加工。第五、绿色环保：高速切削时，工件的加工时间缩短，能源和设备的利用率提高了，加工效率高，加工能耗低，同时由于高速切削可以实现干式切削，减少甚至不用切削液，减少污染和能耗。
3、数控高速切削技术的应用领域研究
鉴于以上所述高速切削加工的特点，使该技术在传统加工薄弱的领域有着巨大应用潜力。首先，对于薄壁类零件和细长的工件，采用高速切削，切削力显著降低，热量被切屑带走，可以很好的弥补采用传统方法时由于切削力和切削热的影响而造成其变形的问题，大大提高了加工质量。其次，由于切削抗力小，刀具磨损减缓，高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料、耐磨铸铁等用传统方法难以加工的材料，可以研究采用数控高速切削技术来加工。另外，在汽车、模具、航天航空等制造领域, 一些整体构件需要比较大的材料切除率，由于数控高速切削的进给速度可随切削速度的提高而相应提高, 使得单位时间内的材料切除率大大提高，因而在模具制造、汽车制造、航空航天制造中，数控高速切削技术的应用将产生巨大的经济效益。第四，由于高速切削时，加工过程平稳、振动小，与常规切削相比, 高速切削可显著提高加工精度1～2级,完全可以取消后续的光整加工, 同时，采用数控高速切削技术, 能够在一台机床上实现对复杂整体结构件同时进行粗、精加工,减少了转工序中可能的定位误差, 因而也有利于提高工件的加工精度。因此, 高速切削技术在精密制造中有着广阔的应用前景。如某企业加工的铝质模具，模具型腔长达1500mm，要求尺寸精度误差±0.05mm，表面粗糙度ra0.8μm，原先的制造工艺为：粗刨—半精刨—精刨—手工铲刮—手工抛光，制造周期要60小时。采用高速铣床加工后，经过半精加工和精加工，加工周期仅需6小时，不仅效率提高，而且模具质量也大大提高。
4、实现数控高速切削加工的关键技术研究
数控高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及到切削机理、切削机床、刀具、切削过程监控及加工工艺等诸多相关的硬件与软件技术，数控高速切削技术的实施和发展，依赖于此系统中的各个组成要素的，这些实现数控高速切削技术离不开的关键技术，具体体现在以下方面：
1）高速切削机理：有关各种材料在高速加工条件下，切屑的形成机理，切削力、切削热的变化规律，刀具磨损规律及对加工表面质量的影响规律，对以上基础理论的实验和研究，将有利于促进高速切削工艺规范的确定和切削用量的选择，为具体零件和材料的加工工艺制定提供理论基础，属于原理技术。目前，黑色金属及难加工材料的高速切削工艺规范和切削用量的确定，是高速切削生产中的难点，也是高速切削加工领域研究的焦点。
2）高速切削机床技术模块：高速切削机床需要高速主轴系统、快速进给系统和高速cnc控制系统。高速加工要求主轴单元能够在很高的转速下工作，一般主轴转速10000 r/min以上，有的甚至高达60000－100000r/min，且保证良好动态和热态性能。其中关键部件是主轴轴承，它决定着高速主轴的寿命和负载容量，也是高速切削机床的核心部件之一，主轴结构的改进和性能的提高是高速机床的一项重要单元技术。另一项重要的单元技术是高速进给系统。随着机床主轴转速的提高，为保证刀具每齿或每转进给量不变，机床的进给速度和进给加速度也相应提高，同时空行程速度也要提高。因此，机床进给系统必须快速移动和快速准确定位，这显然对机床导轨、伺服系统、工作台结构等提出了新的更高要求，是制约高速机床技术的关键单元技术。
3）高速切削刀具技术模块：由机床、刀具和工件组成的高速切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素。切削刀具是保证高速切削加工顺利进行的最关键技术之一。随着切削速度的大幅度提高，对切削刀具材料、刀具几何参数、刀体结构等都提出了不同于传统速度切削时的要求，高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨大的变化，高速切削加工时，要保证高的生产率和加工精度，更要保证安全可靠。因此，高速切削加工的刀具系统必须满足具有良好的几何精度和高的装夹重复定位精度，装夹刚度，高速运转时良好的平衡状态和安全可靠。尽可能减轻刀体质量，以减轻高速旋转时所受到的离心力，满足高速切削的安全性要求，改进刀具的夹紧方式。刀具系统的技术研究和发展是数控高速切削加工的关键任务之一。
4）数控高速切削工艺：高速切削作为一种新的切削方式，要应用于实际生产，缺乏可供参考的应用实例，更没有实用的切削用量和加工参数数据库，高速加工的工艺参数优化是当前制约其应用的关键技术之一。另外，高速切削的零件nc程序要求必须保证在整个切削过程中载荷稳定，但是现在使用的多数cnc软件中的自动编程功能都还不能满足这一的要求，需要由人工编程加以补充和优化，这在一定程度上降低了高速切削的价值，必须研究采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线，充分发挥数控高速切削的优势。
高速切削加工技术的发展和应用有赖于以上原理方面、机床、刀具、工艺等各项关键单元技术的发展和综合。
5、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势
由于高速切削在提高生产效益方面具有巨大潜力，早己成为美、日、德等国竞相研究的重要技术领域。美国日本等国早在60年代初，就开始了超高速切削机理的研究。上世纪70年代，美国已经研制出最高转速达20000r/min 的高速铣床。如今，欧美等发达国家生产的不同规格的各种超高速机床已经商业化生产并进入市场，在飞机、汽车及模具制造行业实际应用。例如，在美国波音公司等飞机制造企业，已经采用数控高速切削加工技术超高速铣削铝合金、钛合金等整体薄壁结构件和波导管、挠性陀螺框架等普通方法难加工的零件。近年来，美、欧、日等国对新一代数控机床、高速加工中心、高速工具系统的研究和产业化进程进一步加快，高性能的电主轴技术及其产品的专业化生产步伐加大；高性能的刀具系统技术也进展迅速；直线电机技术应用于高速进给系统。
我国在研究和开发高速切削技术方面，许多高校和研究所作了努力和探索，包括切削机理、刀具材料、主轴轴承、等方面，也取得了相当大的成就。 然而，与国外工业发达国家相比，仍存在着较大的差距，基本上还处在实验室的研究阶段。为适应社会经济发展需要，满足航空航天、汽车、模具等各行业的制造需求，数控高速切削技术应用研究任重道远。
目前，针对高速切削技术的研究已从实验阶段转向应用阶段。在应用方面的研究包括两个层面：一是高速加工关键技术的基础理论研究，包括高速主轴单元和高速进给单元等，实现高速机床国产化。另一方面，在现有实验室实践技术基础上，进行工艺性能和工艺范围的应用研究。其中，关于高速切削工艺的研究是当前最活跃的研究领域之一，主要目标是通过试验或引进的先进设备直接进行工艺研究，努力解决关键零部件的加工工艺问题，开发和完善特种材料的高速切削工艺方法；研究开发适应高速加工的cad/cam软件系统和后处理系统，建立在新型检测技术基础上的加工状态安全监控系统。
参考文献
[1] h .舒尔茨著，高速加工发展概况，王志刚译，机械制造与自动化[j].2002（1）.
[2] 孙文诚 高速切削加工模具的关键技术研究 [j].-机械制造与自动化2008(5).
[3] 艾兴，高速切削加工技术[m].北京:国防工业出版社，2003.
