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模块化制造及其关键技术

（2006-06-05 14:36:15 阅读数：37 ）

1．引言
现代机械制造技术是集工艺方法、工艺装备、工艺材料及检测控制等于一体的成套技术，它的核心和基础就是优质、高效、低耗、清洁、它具有先进性、系统性、集成性、技术与管理紧密结合等特点。为了适应市场的多变，近十年来，快速原型制造（RPM）、智能制造（IM）、精良生产（LP）、并行过程（CE）、敏捷制造（AM）和虚拟制造（VM）等新的制造技术、方法、概念和哲理不断涌现，极大地推动了先进制造技术的发展。由于现实制造环境、制造产品、以及制造本身（包括制造系统结构和制造过程）的复杂性，而且制造机械的多样化导致了生产需求的多样化，因而限制先进制造系统的发展，主要的问题有：
(1) 当前使用的制造设备种类繁多，使得生产系统的设计和控制非常困难；
(2) 制造业利用现在的生产组织和经营结构，转向并行工程的模式（如面向制造的设计DFM），很难见成效。
(3) 基于数控装备的软件方法使得制造业已经在某种程度实现了柔性制造，对于那些在操作需求上具有严格相似性的制造任务具有良好的灵活性，但若制造任务稍有显著变化，该柔性制造系统往往不能有效地适应新的情况。在引入新产品时，常导致增加产品成本、降低生产效率、延长产品交货期。制造企业中出现的这种非柔性，已经引起了广泛的注意，需要新的解决方法，以使制造系统通过重构便可同时具备软件和硬件柔性。
(4) 设计、生产和控制过程都基于完全不同的模型。从而导致设计工具操作的"理想世界"与制造过程发生的"现实世界"之间需要复杂的变换。虚拟制造系统与现实制造系统缺乏有效的联系手段，从而妨碍了虚拟制造效果的发挥。
产生这些问题的原因，一方面是缺乏系统而统一的制造设备标准和设备构造的协议，另一方面也缺少可具体操作和实施的生产框架和科学合理的制造系统设计理论。在现代制造系统向集成化、柔性化、敏捷化、智能化、多样化、分散化、个性化、国际化、信息化等方向发展的过程中，模块化制造从产品设计及其制造过程（包括控制和管理）贯彻模块化原理、实施标准化入手，为上述问题的解决提供了一条可行的途径。
２．模块化制造的概念和基本原理
模块化制造的概念是在产品（尤其是制造装备）模块化设计基础上发展形成的。模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合来构成不同产品，以满足市场不同需求的一种设计方法。基于CAD的产品模块化设计是企业实施模块化制造的基础。

(源自：)

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