现代制造科学面临的任务

一、现代制造科学面临的任务

制造业在21世纪将面临着重要的变革，这种变革的起因是制造对象、制造材料、制造环境和制造手段发生了根本的变化。从20世纪初直至80年代初，制造业的重要产品是汽车、机床和各种行业装备，并因此带动了整个制造业的快速发展。今天，经过一个世纪的发展，制造产品发生了很大的变化，如微机械电子系统的产量正在逐年增加，其市场份额已被日益看好。由于微电子和计算机技术的发展，机械工业及其制造技术中的软件比值呈上升趋势，光、机、电技术的一体化将进一步推动机械产品与装备的软件化。预计再过10～15年，电子和信息产业将跃升为国民经济的主导产业。再如，新的生物活性产品(如人造器官)的需求将随着科学技术的进步和生活水平的提高而变得日益迫切，人工器官的制造将成为一个新兴产业。新材料的使用使得现有的制造技术面临考验，需要产生相应的新的制造技术。这些改变导致我们需要研究完全不同的、新的制造技术。制造环境的改变已对制造业产生了革命性的影响，信息化的浪潮使得制造日趋数字化和服务化，无图纸制造、虚拟设计与制造、网络环境下的异地制造正在变成现实。波音-777无图纸制造和装配一次性成功对制造业产生了深刻的影响，制造的模式及其实现技术正面临重大革新。此外，新的制造手段也改变了人们对制造业的传统看法，如基于扫描探针技术(SP M)的纳米加工技术将是21世纪超精密加工和微细加工的前沿技术，它使得原子级的表面加工和超高密度的存储技术成为可能，大大地丰富了人们对制造本质的认识和提高了人们改造自然的能力。

20世纪90年代以来，人们的环境意识不断增强，可持续发展的概念已融入制造的各个环节，日趋严峻的资源与环境问题呼吁优质、高效、节能、节材的先进制造技术，一系列制造新概念不断产生，如制造的经济可承受性、基于环境意识的设计和制造等，它们将对制造业产生重要影响。目前绿色设计、绿色制造、环境材料和各种环境友好的洁净制造技术成为国内外前沿研究的热点，涉及材料、信息、机械、冶金、化工等多学科交叉，将成为21世纪制造科学发展的主流趋势。