先進(jìn)制造技術(shù)及發(fā)展范文
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第1篇
【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù)；特點；發(fā)展趨勢
隨著計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展及交叉融合，產(chǎn)生了要求高精度、高速度、多功能、復(fù)合型、安全環(huán)保、智能化的先進(jìn)制造技術(shù)理念，與傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)相比，先進(jìn)制造技術(shù)是綜合了機(jī)械制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的總稱。
一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點
1.先進(jìn)制造技術(shù)涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，它的目的是提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。
2.先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流，是生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。
3.80年代以來，隨著全球市場競爭越來越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)要求具有世界先進(jìn)水平，它的競爭已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的競爭，因此它是面向全球競爭的技術(shù)。
4.先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展階段保持了過去制造技術(shù)的有效要素，同時吸收各種高新技術(shù)成果，滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程，從而形成了一個完整的技術(shù)群，具有面向21世紀(jì)新的技術(shù)領(lǐng)域。
二、先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展方向
近年來，計算機(jī)技術(shù)、自動控制理論、數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人、CAD/CAM技術(shù)、CIM技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在內(nèi)的信息自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了日益增多的高效能手段。
（一）工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)，機(jī)械、電子、信息、材料及能源技術(shù)成果，綜合應(yīng)用于制造過程。
1.數(shù)控技術(shù)（Numerical Control），簡稱數(shù)控（NC），是用數(shù)字量及字符作為加工的指令，實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。目前數(shù)控一般采用通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C(jī)實現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此也稱為計算機(jī)數(shù)控技術(shù)（Computer Numerical Control），簡稱CNC，數(shù)控技術(shù)在國外一般都稱為CNC。數(shù)控技術(shù)的核心是數(shù)字控制技術(shù)，用計算機(jī)來對輸入的指令進(jìn)行存儲、譯碼、計算、邏輯運算，并將處理的信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號，控制運動精度較高的驅(qū)動元件，使之按編程人員設(shè)定的運動軌跡來高效加工，從而徹底克服了傳統(tǒng)機(jī)械加工的缺點。
2.計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM），是計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided Design）簡稱CAD，與計算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing）簡稱CAM相結(jié)合而組成的系統(tǒng)，依托強(qiáng)大軟件來完成產(chǎn)品設(shè)計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、制圖、數(shù)控編程、編制工藝文件等工作。
3.特種加工技術(shù)，傳統(tǒng)機(jī)械切削加工的本質(zhì)為：刀具材料比工件更硬，用機(jī)械能把工件上多余的材料切除，零件的形狀由機(jī)床的成型運動產(chǎn)生。但是，隨著生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)實驗的需要，很多工業(yè)部門，要求尖端科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品向高精度、高速度、耐高溫、小型化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等方向發(fā)展。尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越高，工件材料越來越硬，加工表面越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足生產(chǎn)的需要，人們探索利用電、磁、聲、光、化學(xué)等能量或?qū)⒍喾N能量組合施加在工件的被加工部位，實現(xiàn)材料去除、變形、改變性能或被鍍覆等非傳統(tǒng)加工方法，這些方法統(tǒng)稱為特種加工。
（二）制造業(yè)綜合自動化，信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。
1.機(jī)器人技術(shù)，計算機(jī)控制的可再編程的多功能操作器，又稱工業(yè)機(jī)器人。它能在三維空間內(nèi)完成多種操作。機(jī)器人技術(shù)綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息、傳感技術(shù)、人工智能和仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。
目前機(jī)器人大致分為兩大種，工業(yè)機(jī)器人（或稱機(jī)械手）是機(jī)器人的一種，它是由關(guān)節(jié)元件、末端執(zhí)行器、機(jī)身和控制裝置所組成，具有類似人的動作的功能；另一種由于安裝有感覺元件和遙感元件，分析計算機(jī)及行走裝置，具有感覺、觸覺、分析、判斷、決策和行走的功能而稱為智能機(jī)器人。
2.成組技術(shù)，人們用大批量生產(chǎn)的組織形式以高效的生產(chǎn)設(shè)備、高效的工藝技術(shù)去制造單件小批的零件，降低生產(chǎn)成本，成組技術(shù)（Group Technology簡稱GT）就應(yīng)運而生。成組技術(shù)就是應(yīng)用相似性原理，在多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)中將相似零件組織在一起進(jìn)行生產(chǎn)，使組內(nèi)零件近似為原來的單一品種的大批量，或者變單件、小批生產(chǎn)為批量生產(chǎn)，按照批量生產(chǎn)的生產(chǎn)組織、管理技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)。
3.柔性制造系統(tǒng)（FMS-Flexible Manufacturing System），是以計算機(jī)為控制中心實現(xiàn)自動完成工件的加工、裝卸、運輸、管理的系統(tǒng)。它具有在線編程、在線監(jiān)測、修復(fù)、自動轉(zhuǎn)換加工產(chǎn)品品種的功能。一個柔性制造系統(tǒng)概括為以下三部分組成，即：加工系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和計算機(jī)控制的信息流系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)具有：高柔性，在線編程使計算機(jī)響應(yīng)進(jìn)行控制高自動化設(shè)備工作；高效率，合理控制設(shè)備的切削用量實現(xiàn)高效加工，減小輔助時間和準(zhǔn)備、終結(jié)時間；高度自動化，工件的加工、裝配、檢驗、搬運、倉庫存取完全由自動化程度高的設(shè)備來完成；柔性化生產(chǎn)大大減少操作人員、機(jī)床數(shù)目，提高機(jī)床利用率，縮短生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品成本、降低庫存、減少流動資金、縮短資金流動周期，因此可取得較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
三、系統(tǒng)管理技術(shù)，制造業(yè)綜合自動化、過程工業(yè)綜合自動化、系統(tǒng)技術(shù)等綜合應(yīng)用于制造全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，獲得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果
1.并行工程（Concurrent Engineering），簡稱（CE）是對產(chǎn)品及其設(shè)計過程和制造過程進(jìn)行并行、集成設(shè)計的一種系統(tǒng)化工作模式，這種模式使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就考慮到從概念形成到產(chǎn)品報廢的全生產(chǎn)周期中的所有因素，包括加工的質(zhì)量、成本、進(jìn)度和產(chǎn)品的技術(shù)性能及使用性能需求等，減少加工制造中可能出現(xiàn)的問題，加速產(chǎn)品開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期。并行工程的最大特點是利用計算機(jī)的仿真技術(shù)，用上、下游共同決策方式，在計算機(jī)上進(jìn)行產(chǎn)品整個生命周期各個階段的設(shè)計。
2.虛擬制造（Virtual Manufacturing），簡稱（VM）利用計算機(jī)技術(shù)、建模技術(shù)、信息處理技術(shù)、仿真技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真模擬，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計或制造中出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就改進(jìn)完成，省略了產(chǎn)品的開發(fā)研制階段，達(dá)到降低設(shè)計和生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。
3.計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing Systen），簡稱（CIMS）是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫，將分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)的集成起來，完成從原材料采購到產(chǎn)品銷售的一系列生產(chǎn)過程的高效益、高柔性的先進(jìn)制造系統(tǒng)。系統(tǒng)包含技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)：工程設(shè)計與制造系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)保障系統(tǒng)。
現(xiàn)階段我國先進(jìn)制造技術(shù)與先進(jìn)國家相比還有一定的差距，但隨著國家對先進(jìn)制造技術(shù)加大扶持力度，我國制造技術(shù)會更加進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
[1]韓秋實.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006
第2篇
2001年中國成為世貿(mào)組織成員，此后大量外商進(jìn)入國內(nèi)市場，對我國制造業(yè)的沖擊也是不言而喻。相對其他產(chǎn)業(yè)而言，我國的制造業(yè)是發(fā)展最快、國際競爭力較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)之一。隨著市場競爭的日趨激烈化，國內(nèi)企業(yè)相繼以生產(chǎn)規(guī)模，成本、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品快速交付為經(jīng)營目標(biāo)，為實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)，企業(yè)不得不提升自身的核心競爭力，正因為如此先進(jìn)制造工藝應(yīng)運而生。
1.先進(jìn)制造工藝技術(shù)的定義、內(nèi)涵、發(fā)展現(xiàn)狀
1.1定義
先進(jìn)制造工藝技術(shù)是機(jī)械制造工藝不斷變化和發(fā)展后形成的工藝技術(shù)，包括常規(guī)工藝經(jīng)優(yōu)化后的工藝，以及不斷出現(xiàn)和發(fā)展的新型加工方法。
1.2內(nèi)涵
主要技術(shù)體系由先進(jìn)成型加工、現(xiàn)代表面工程等技術(shù)所構(gòu)成，前者即是在成形學(xué)指導(dǎo)下研究與開發(fā)產(chǎn)品創(chuàng)造的技術(shù)、方法和程序。
1.3先進(jìn)制造工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
因為先進(jìn)制造工藝是在不斷變化和發(fā)展的傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)上逐漸形成的一種制造工藝技術(shù)。其發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）制造加工精度不斷提高；
（2）切削加工速度迅速提高；
（3）新型材料的應(yīng)用促使了制造工藝的提升和變革；
（4）零件毛坯成形在向少無余量發(fā)展；
（5）優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)的形成和發(fā)展[3]。
2.先進(jìn)制造工藝技術(shù)應(yīng)用――壓力鑄造技術(shù)
2.1壓鑄技術(shù)
壓力鑄造是近代金屬加工工藝中，發(fā)展較快的一種先進(jìn)的鑄造方法。當(dāng)液態(tài)金屬或半固體金屬液在高速高壓作用下射入模具型腔內(nèi)，通過模具保壓、冷卻結(jié)晶直至凝固，從而形成半成品或成品。它具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良、產(chǎn)品尺寸精度高和互換性好等特點。在現(xiàn)代制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用和迅速的發(fā)展，壓鑄件已成為許多產(chǎn)品的重要組成部分。隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的提升，汽車、摩托車、手機(jī)通信、家用電器和五金等行業(yè)的進(jìn)入飛速發(fā)展期，壓鑄件的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，壓鑄技術(shù)也在不斷發(fā)展，壓鑄合金品質(zhì)不斷提高。
2.2壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性
（1）消除內(nèi)側(cè)凹，保證醫(yī)鑄件從壓型中順利取出。
（2）可鑄出細(xì)小的螺紋、孔、齒和文字等，但有一定的限制。
（3）壓鑄件適宜的壁厚為：鋅合金為1～4mm，鋁合金為1.5～5mm，銅合金為2～5mm。
（4）對于復(fù)雜而無法取芯的鑄件或局部有特殊性能（如耐磨、導(dǎo)電、導(dǎo)磁和絕緣等）要求的鑄件，可采用嵌鑄法，把鑲嵌件先放在壓型內(nèi)，然后和壓鑄件鑄合在一起[2]。
2.3壓力鑄造技術(shù)的特點
在壓力鑄造中，金屬液在高壓力下填充型腔，并在更高的壓力下結(jié)晶凝固，常見的壓力為15―50MPa。金屬液以高速充填型腔，通常在O.5～7米/秒，部分還可以超過8米/秒，充型時問僅為O.01～O.20 s。正是由于這種特殊充型方式及凝固方式，導(dǎo)致壓力鑄造具有自身獨特的特點。
（1）高壓和高速充型：可以得到薄壁、形狀復(fù)雜但輪廓清晰的鑄件。如鋁合金壓鑄件的最小壁厚可為0.5『ⅢD，最小鑄出孔直徑為0.7『ⅢD。鑄件的壁厚通常在1～6 m之間，小鑄件可以做得更薄，而大鑄件的壁可以更厚。
（2）鑄件精度高、尺寸穩(wěn)定、加工余量少、表面光潔。加工余量一般在0.2～0.5 IIIII，表面粗糙度在R。3.2 uⅢ以下。一般只要對零件進(jìn)行少量加工便可進(jìn)行裝配，有的零件甚至無須機(jī)械加工就能直接裝配使用。
（3）鑄件組織致密、具有較好的力學(xué)性能。由于鑄件在壓力作用下凝固，所獲得的晶粒細(xì)小，所以鑄件組織十分致密，強(qiáng)度較高。由于激冷造成鑄件表面硬化，形成約0.3～O.5 IIIn的硬化層，鑄件表現(xiàn)出良好的耐磨性。
（4）生產(chǎn)效率高。壓力鑄造的生產(chǎn)周期短，一次操作的循環(huán)時間約5 s～3 min，可實現(xiàn)半自動化及自動化生產(chǎn)，壓力鑄造是所有鑄造方法中生產(chǎn)效率最高的。
（5）壓力鑄造采用鑲鑄法可以省去裝配工序并簡化制造工藝。鑲鑄的材料一般為鋼、鑄鐵、銅、絕緣材料等，鑲鑄體的形狀有圓形管狀、薄片等。利用鑲鑄法可制作出有特殊要求的鑄件[1]。 2.4壓力鑄造的應(yīng)用 壓力鑄造應(yīng)用廣泛，可用于生產(chǎn)鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件。
應(yīng)用壓鑄件最多的是汽車制造業(yè)，其次為儀表和電子儀器工業(yè)。此外，在農(nóng)業(yè)機(jī)械、國防工業(yè)、計算機(jī)、醫(yī)療器械等制造業(yè)中，壓鑄件也用得較多。
2.5我國壓鑄技術(shù)展望
（1）新型壓射控制系統(tǒng)研發(fā)；如壓鑄機(jī)的實時控制系統(tǒng)，采用伺服閥與PLC相結(jié)合控制。保證壓射過程的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性
（2）發(fā)展新的壓鑄工藝：消除鑄件氣孔，如真空壓鑄
（3）開發(fā)新的壓鑄合金材料：如金屬基復(fù)合材料，鎂合金，高鋁鋅基合金。
（4）開發(fā)ChD/C～/CAM系統(tǒng)
3.先進(jìn)制造工藝技術(shù)發(fā)展趨勢
（1）品質(zhì)優(yōu)良、生產(chǎn)高效、低能耗，操作靈捷、環(huán)境潔凈是機(jī)械制造業(yè)永恒的追求目標(biāo)，也是先進(jìn)制造工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。
（2）先進(jìn)精密超精密加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、超高速切削及超高速磨削技術(shù)、微型機(jī)械加工技術(shù)、新一代制造裝備技術(shù)及虛擬制造技術(shù)等。
（3）精密鑄造、精確塑性成形總體上向“凈成形”目標(biāo)邁進(jìn)。
（4）激光表面合金化和熔覆工藝日趨成熟。
（5）快速原型制造技術(shù)更加精密化。
（6）計算機(jī)模擬仿真、并行工程及虛擬制造技術(shù)為成形制造注入新的活力。
4.結(jié)束語
先進(jìn)制造工藝技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，任何高級的自動控制系統(tǒng)都無法取代先進(jìn)制造工藝技術(shù)的作用。可以說，制造工藝技術(shù)水平的高低在很大程度上決定了制造業(yè)的技術(shù)水平。制造企業(yè)只有跟上發(fā)展先進(jìn)制造工藝技術(shù)的世界潮流，將其放在優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
5.參考文獻(xiàn)
[1]趙浩峰.現(xiàn)代壓力鑄造技術(shù)l M1.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.
[2]賴華清.壓鑄工藝及模具l M1.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[3]李長河.先進(jìn)制造工藝技術(shù)l M1.科學(xué)出版社有限責(zé)任公司，2011.
第3篇
關(guān)鍵詞：CAE；集成化；發(fā)展
中圖分類號：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1009-0118（2012）04-0210-02
計算機(jī)輔助工程（CAE)軟件是迅速發(fā)展中的計算力學(xué)、計算數(shù)學(xué)、相關(guān)的工程科學(xué)、工程管理學(xué)與現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合，而形成的一種綜合性、知識密集型信息產(chǎn)品。CAE與CAD/CAM／CAPP／PDM/ERP軟件一起，已經(jīng)成為企業(yè)家和工程師們實現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的得力助手和有效工具。同時，也已成為專家、教授進(jìn)行研究重要手段。
一、CAE的發(fā)展
CAE的理論基礎(chǔ)起源于20世紀(jì)40年代，1943年數(shù)學(xué)家首先涉及有限元分析領(lǐng)域，但由于手工計算的限制，直到1960年以后，隨著電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，有限元技術(shù)依靠數(shù)值計算方法，才迅速發(fā)展起來。
隨著計算機(jī)的迅猛發(fā)展，70年代到80年代初，國外的CAE技術(shù)得以蓬勃發(fā)展。有限元分析技術(shù)在結(jié)構(gòu)分析和場分析領(lǐng)域獲得了很大的成功，出現(xiàn)了許多著名的分析軟件如Nastran，I-DEAS等，此時的CAE主要在航空、航天、軍事等幾個領(lǐng)域中被使用。上世紀(jì)90年代是CAE技術(shù)的成熟壯大時期。大量的CAE軟件的涌現(xiàn)，使CAE技術(shù)幾乎遍及所有的制造業(yè)，CAE已經(jīng)成為支持工程行業(yè)和制造企業(yè)信息化的重要技術(shù)。
CAE在提高工程/產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，降低研究開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期方面發(fā)揮了重要作用，成為實現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的支撐技術(shù)。主要體現(xiàn)在：
（一）CAE功能不斷擴(kuò)充，實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)耦合析，實現(xiàn)多物理場耦合分析，多尺度耦合分析，以及結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其材料的一體化設(shè)計計算與模擬仿真。
（二）基于Internet/Intranet的CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）／CAE（計算機(jī)輔助工程）／CAM（計算機(jī)輔助制造）/CAPP（計算機(jī)輔助工藝設(shè)計）／PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）/ERP（企業(yè)資源計劃）的集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。
所謂CAD/CAM集成是指在CAD、CAE、CAPP、CAM各模塊之間有關(guān)信息的自動傳遞和轉(zhuǎn)換。集成化的CAD／CAM系統(tǒng)借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、以及標(biāo)準(zhǔn)格式的中性文件接口，把分散于機(jī)型各異的計算機(jī)中的CAD／CAM模塊高效地集成起來，實現(xiàn)軟、硬件資源共享，保證系統(tǒng)內(nèi)信息的流動暢通無阻。
二、CAE應(yīng)用中存在的問題
目前，在CAE應(yīng)用中存在以下亟待解決的問題：
（一）標(biāo)準(zhǔn)化
俗話說，國有國法，行有行規(guī)。在這個工業(yè)時代，標(biāo)準(zhǔn)化就是工業(yè)生產(chǎn)的行規(guī)。而隨著CAE技術(shù)在我國各行各業(yè)普及和應(yīng)用的發(fā)展，確保CAE技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，便成為了迫在眉睫的事情。目前CAE的管理存在著以下幾個不足，其主要表現(xiàn)在：
1、軟件方面近年來，CAE軟件開發(fā)成為商家的一塊新蛋糕，市場上CAE軟件各式各樣，其性能的優(yōu)劣卻是參差不齊。多數(shù)企業(yè)在應(yīng)用CAE技術(shù)方面面對林林總總的軟件無從選擇，急需規(guī)范CAE軟件上市的準(zhǔn)入門檻。
2、缺乏對CAE技術(shù)人才的培訓(xùn)和從業(yè)資格的認(rèn)證。各行各業(yè)都有自己的資格認(rèn)證考試，以此來規(guī)范和引導(dǎo)從業(yè)人員掌握相關(guān)技術(shù)及規(guī)范知識。建筑行業(yè)有建造師、監(jiān)理工程師，學(xué)校有教師資格證，打官司要有律師，可是像CAE這樣跨行業(yè)的新型學(xué)科卻沒有相關(guān)的規(guī)定，企業(yè)只能是跟著感覺走。
3、缺乏對不同行業(yè)CAE技術(shù)正確合理應(yīng)用的技術(shù)指導(dǎo)。總之，隨著CAE技術(shù)的普及與發(fā)展，制定CAE行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也迫在眉睫。不可否認(rèn)，由于CAE技術(shù)應(yīng)用的多樣化與復(fù)雜化，要制定適用于所有行業(yè)的CAE技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是有一定難度的，甚至是不可能的。但是，如果分散開來，依據(jù)不同的行業(yè)特點，制定具體行業(yè)的CAE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如重機(jī)制造行業(yè)、汽車行業(yè)、建筑行業(yè)等等，這樣操作起來應(yīng)該比較容易，也會比較有針對性。
（二）與CAD協(xié)同，消除數(shù)據(jù)交換障礙
長久以來CAD軟件、CAE軟件都是單兵作戰(zhàn)，數(shù)據(jù)交換障礙很難得到消除。我們希望能在一個統(tǒng)一的環(huán)境下直接讀入各種CAD軟件的零件模型，并在這一環(huán)境下實現(xiàn)任意模型裝配和CAE分析，整合相同或不同CAD軟件模型數(shù)據(jù)就能得到CAE分析用的CAD模型庫，這些模型庫中保留了CAD中的設(shè)計參數(shù)，并通過連接技術(shù)實現(xiàn)與CAD軟件之間的共享，其優(yōu)點是任何CAD和CAE人員對設(shè)計的改變都能立即反映到對方軟件環(huán)境中，從而實現(xiàn)設(shè)計-仿真的同步協(xié)調(diào)。只有真正消除了數(shù)據(jù)間的交換障礙，才能真正發(fā)揮出CAE軟件的強(qiáng)大功能。
（三）網(wǎng)絡(luò)化
計算機(jī)支持的協(xié)同工作的出現(xiàn)，為異地協(xié)同設(shè)計提供了環(huán)境支持，傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM技術(shù)也在向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。隨著產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜化及互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的日趨成熟，傳統(tǒng)的順序設(shè)計方式顯然已經(jīng)過時，很難適應(yīng)市場快速產(chǎn)品更新的競爭需求，企業(yè)各部門之間交互合作及數(shù)據(jù)共享，構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部甚至企業(yè)之間的數(shù)字化設(shè)計交互虛擬平臺已不再只是概念化的問題，如何高效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步及信息交互對提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期具有重要的現(xiàn)實意義。
（四）開放性
眾所周知，由于CAD技術(shù)和CAE技術(shù)的并行發(fā)展，使得在傳統(tǒng)意義上的CAD技術(shù)并不能實現(xiàn)和CAE技術(shù)的無縫對接。同時，根據(jù)虛擬仿真的對象、計算方法、物理場、應(yīng)用行業(yè)等不同維度，CAE技術(shù)可以細(xì)分出很多單元技術(shù)。許多單元技術(shù)應(yīng)用于特定行業(yè)、特定問題的CAE產(chǎn)品，各個領(lǐng)域的虛擬仿真結(jié)果得出了局部的性能仿真和改進(jìn)建議，但是，單元的CAE產(chǎn)品無法實現(xiàn)產(chǎn)品整體性能提升，只能解決局部優(yōu)化問題，無法解決全局優(yōu)化問題。這就需要新開發(fā)的CAE軟件必須具有開放性，要為其他軟件提供開放的平臺。
（五）數(shù)據(jù)和系統(tǒng)兼容性
對產(chǎn)品進(jìn)行虛擬仿真涉及到十分復(fù)雜的流程，而應(yīng)用單元的CAE產(chǎn)品，需要手工管理仿真流程，導(dǎo)致虛擬仿真的效率不高。同時，數(shù)據(jù)的接收和系統(tǒng)的兼容成為了CAE技術(shù)發(fā)展的一個瓶頸。如何實現(xiàn)虛擬仿真流程的自動化，創(chuàng)建完整的仿真流程模板，并且能夠根據(jù)各個學(xué)科仿真的需求動態(tài)調(diào)整網(wǎng)格模型，提供統(tǒng)一的接口，這對于提升CAE技術(shù)的使用效率和質(zhì)量非常關(guān)鍵。
（六）良好的數(shù)據(jù)管理機(jī)制
在這個信息大爆炸的年代，如何在海量的信息中找到自己有用的信息成為一個難題。同樣，在CAE虛擬仿真的過程中，生成了大量的、不同類型的仿真文檔和數(shù)據(jù)。例如：同樣的產(chǎn)品模型，應(yīng)用同樣的CAE軟件，但不同的分析工程師，由于知識和經(jīng)驗的差異，給出不同的參數(shù)，就會產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)，從而分析出來的結(jié)果差異會很大。因此，如何有效管理仿真文檔，如何建立分析文檔與產(chǎn)品模型的對應(yīng)關(guān)系，如何建立虛擬仿真規(guī)范和知識庫，實現(xiàn)對虛擬仿真知識的捕捉和重用，是CAE技術(shù)深化應(yīng)用必須解決的問題。
三、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)
現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）的內(nèi)涵是借助計算機(jī)，把企業(yè)中與制造有關(guān)的各種技術(shù)系統(tǒng)地集成起來，進(jìn)而提高企業(yè)適應(yīng)市場競爭的能力。這個概念強(qiáng)調(diào)了兩個方面：
（一）企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一安排組織
（二）產(chǎn)品制造過程實質(zhì)上是信息采集、傳遞、加工處理的過程
CIMS是一種先進(jìn)的制造思想，但是由于當(dāng)時技術(shù)水平的限制，直到80年代初，這個思想才被制造領(lǐng)域重視并采用。近十余年來，在市場競爭的激勵與相關(guān)技術(shù)進(jìn)步的推動下，CIMS在實踐中被不斷充實、完善與發(fā)展。從這個概念出發(fā)，經(jīng)歷了信息集成、過程集成和企業(yè)集成的研究和實踐，我們提出了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(ContemporaryIntegratedManufacturingSystem，CIMS)的概念。四、我國的CIMS計劃
（一）信息集成
在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)信息正確、高速的共享和交換，是改善企業(yè)技術(shù)和管理水平必須首先解決的問題。信息集成對于提高企業(yè)的市場競爭力是有效的，但是直到現(xiàn)在實施信息集成的手段還比較落后。這使得企業(yè)CIMS應(yīng)用工程開發(fā)周期長，質(zhì)量不易得到保證。所以，信息集成在今后仍然是企業(yè)信息化的主要內(nèi)容，也是實施諸如并行工程技術(shù)的基礎(chǔ)。在我國以信息集成為主要內(nèi)容的CIMS應(yīng)用工程，將仍是今后大多數(shù)企業(yè)信息化過程中必然要經(jīng)歷的。
（二）過程集成
傳統(tǒng)串行作業(yè)的設(shè)計、開發(fā)過程，往往會造成產(chǎn)品開發(fā)過程中出現(xiàn)反復(fù)，使產(chǎn)品開發(fā)周期長、成本增加。如果把產(chǎn)品設(shè)計中的各個串行過程盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泄こ蹋谠O(shè)計時考慮到下面工序中的可制造性、可裝配性，則可以減少反復(fù)，縮短開發(fā)時間。并行工程便是基于這一思想的一種先進(jìn)制造模式。
（三）企業(yè)集成
