制造業(yè)作為一個國家國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是國家創(chuàng)造力、競爭力和綜合國力的重要體現(xiàn)，也是一個國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的動力源泉�，F(xiàn)代制造技術(shù)以傳統(tǒng)機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，并伴隨計算機、信息處理、自動化、材料、能源、環(huán)保、管理、人工智能等技術(shù)的進步而不斷發(fā)展變化，其內(nèi)容和體系在新科技、新理念的不斷涌現(xiàn)過程中得以更新、充實和發(fā)展。
　　當前，再工業(yè)化浪潮席卷全球，2012年，美國國家科學(xué)技術(shù)委員會發(fā)布了《國家先進制造戰(zhàn)略規(guī)劃》；2013年，德國提出了“工業(yè)4.0”。面對國際先進制造形勢的挑戰(zhàn)，我國也于2015年提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合；2015年5月，國務(wù)院正式印發(fā)了《中國制造2025》。在新的國際國內(nèi)環(huán)境下，我國政府立足于國際產(chǎn)業(yè)變革大勢，做出了全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平的重大戰(zhàn)略部署，目的是通過10年的努力，使中國邁入制造強國行列�！冬F(xiàn)代制造技術(shù)》（第二版）正是在這一背景下編寫完成的。
　　在本書編寫過程中，編者考慮到高職學(xué)生的特點，沒有刻意追求理論的廣度和深度，而是努力做到突出現(xiàn)代制造技術(shù)的職業(yè)要求和可持續(xù)發(fā)展的理念。在內(nèi)容取舍上，本書不但編入了超高速、超精密加工等比較成熟的工藝方法，而且編入了近年來逐步發(fā)展起來的一些新技術(shù)、新方法，諸如納米制造技術(shù)、磨料噴射加工技術(shù)、干切削技術(shù)等，從而體現(xiàn)實用性與前瞻性的結(jié)合。本書收入了許多實物照片、大量的圖表和應(yīng)用案例，敘述力求做到深入淺出、通俗易懂，在每一章的后面都附有習(xí)題與思考題，以滿足高職院校機械類和近機類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。
　　本書主要論述了現(xiàn)代制造技術(shù)的體系構(gòu)成、工藝方法、管理理念、發(fā)展趨勢等知識。全書共分為7章，具體內(nèi)容概述如下。
　　第1章概括介紹了現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵、構(gòu)成、發(fā)展現(xiàn)狀，以及課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。
　　第2章介紹了現(xiàn)代制造工藝技術(shù)，主要包括超高速切削技術(shù)、高效磨削技術(shù)、精密和超精密加工技術(shù)、微細加工技術(shù)和快速制造技術(shù)。
　　第3章介紹了特種加工技術(shù)，包括其產(chǎn)生、發(fā)展、分類，電加工技術(shù)、電化學(xué)加工技術(shù)、激光加工技術(shù)和能量流加工技術(shù)等。
　　第4章主要介紹了柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的內(nèi)涵、構(gòu)成、分類以及應(yīng)用。
　　第5章介紹了現(xiàn)代生產(chǎn)和管理的主要模式，包括成組技術(shù)、計算機輔助工藝過程設(shè)計、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程和虛擬制造。
　　第6章重點介紹了綠色制造的內(nèi)涵、體系組成，綠色設(shè)計，清潔生產(chǎn)和再資源化技術(shù)等。
　　第7章對現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢、“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”帶來的新變化進行了分析和預(yù)測。
　　本書由牛同訓(xùn)擔(dān)任主編，劉溫聚、陳洪玉、牛敏、王恩海擔(dān)任副主編；參加編寫的人員還有陳衛(wèi)、王秀梅。編者具體分工是：牛同訓(xùn)編寫第1、2章并負責(zé)統(tǒng)稿，陳洪玉編寫第3章，牛敏編寫第4章，劉溫聚編寫第5章，王恩海編寫第6章，陳衛(wèi)、王秀梅編寫第7章。全書由山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院孔凡杰教授主審。
　　我們將為使用本書的教師免費提供電子教案，需要者可以到化學(xué)工業(yè)出版社教學(xué)資源網(wǎng)站http://www.cipedu.com.cn免費下載使用。
　　在本書的編寫過程中，得到了東南大學(xué)機械工程學(xué)院湯文成教授和山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院解先敏教授的關(guān)心和支持，在此一并表示感謝。
　　由于現(xiàn)代制造技術(shù)是一門新興的、多學(xué)科交叉融合的先進技術(shù)，目前尚未形成完整的理論體系，許多問題仍處在發(fā)展和探索當中，加之編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請讀者指正。
　　編者
　　2018年1月

　　7.2“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”發(fā)展趨勢
　　2015年5月，國務(wù)院印發(fā)了《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，將“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”推向輿論的風(fēng)口浪尖。經(jīng)過多年發(fā)展，我國目前已經(jīng)形成比較完善的制造業(yè)體系，國內(nèi)市場規(guī)模巨大，對先進制造產(chǎn)品的需求呈爆發(fā)式增長，這是我國發(fā)展新一代制造業(yè)的優(yōu)勢所在。但也應(yīng)看到，與德國、美國、日本等技術(shù)領(lǐng)先的制造業(yè)大國相比，國內(nèi)制造企業(yè)普遍存在著技術(shù)短板，在關(guān)鍵零部件研發(fā)、工業(yè)級系統(tǒng)軟件開發(fā)等方面與世界先進水平仍然有較大差距。因此，借鑒國外經(jīng)驗，探索中國“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的可能道路是十分必要的。
　　7.2.1 國外“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的主要模式
　　1. 博世的“慧連制造”解決方案(Intelligent Connected Manufacturing solutions)
　　博世(Robert Bosch GmH)成立于1886年，是全球最大的汽車零件供應(yīng)商之一，總部設(shè)在德國Gerlingen。博世是德國政府“工業(yè)4.0”工作小組的主要成員、聯(lián)席主席之一，近來推出的“博世物聯(lián)網(wǎng)套裝”(Bosch IOT Suite)，可以看作是博世物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用戰(zhàn)略的基石。
　　具體到制造業(yè)，博世的主打概念為“慧連制造”解決方案，該方案的核心為制造物流軟件平臺，以之作為本地(on-prem)和云端的軟件基礎(chǔ)，對整個生產(chǎn)流程進行云化和再造。方案包括三個部分：一是制程質(zhì)量管理(Process Quality Manager)，二是遠端服務(wù)管理(Remote Service Manager)，三是預(yù)測維護(Predictive maintenance)。
　　制程質(zhì)量管理：對生產(chǎn)全過程中所有的車間、流水線、作業(yè)區(qū)、機器設(shè)備實時監(jiān)控；操作界面把各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)指標和容忍度可視化，并對可能出現(xiàn)的波動提前預(yù)警。工作人員可以直觀地感受到整個流程是否順暢，及早對表現(xiàn)不正常的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行糾正。
　　遠端服務(wù)管理：這一系統(tǒng)允許機器的制造者在遠端控制產(chǎn)品，幫助客戶解決在機器裝配、使用中遇到的問題。例如博世的工作人員可以在辦公室里，對在世界其他角落的設(shè)備進行功能測試、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)接入、錯誤排查、故障解除等工作。大幅縮減設(shè)備交割、安裝、售后維修的工作量。
　　預(yù)測維護：基于博世物聯(lián)網(wǎng)套裝，廠家可以通過裝在產(chǎn)品上的傳感器實時掌握其工作狀態(tài)，并對可能出現(xiàn)的檢修維護做準確預(yù)測，減少用戶停產(chǎn)檢修的次數(shù)。
　　可以看到，制程質(zhì)量管理已經(jīng)具備了工廠內(nèi)信息實時互聯(lián)等智慧工廠的基本要素；遠端服務(wù)管理、預(yù)測維修，都是基于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的價值鏈延伸。從這個意義上說，博世的慧連制造，已經(jīng)具備“工業(yè)4.0”的一些關(guān)鍵基礎(chǔ)，未來發(fā)展值得關(guān)注。
　　2. 西門子數(shù)字工廠解決方案（Digital Factory Solution）
　　西門子是德國工業(yè)自動化的排頭兵、“工業(yè)4.0”的重要參與者和推手。西門子對于未來制造業(yè)有自己的一套藍圖和實現(xiàn)路徑設(shè)想、方法論。認為軟件、數(shù)據(jù)、連接造就所謂數(shù)字工廠（digital factory），是未來互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合的落地場景。
　　“數(shù)字工廠”的工作流程可以大致描述如下，通過PLM前端NX軟件，和用戶一起設(shè)計產(chǎn)品，同時從TIA中調(diào)取制造流水線的組成模塊信息，模擬生產(chǎn)流程。制造過程模擬信息實時反饋至設(shè)計環(huán)節(jié)，互相調(diào)整、配適。在模擬無誤之后，產(chǎn)品設(shè)計、制造流程方案傳遞至加工基地，由MES實現(xiàn)由生產(chǎn)設(shè)施構(gòu)建、生產(chǎn)線的改裝、產(chǎn)品生產(chǎn)、下線、配送到用戶手中的全過程。
　　數(shù)字工廠的設(shè)想，已經(jīng)在一些高端汽車業(yè)的自動化制造過程中得到應(yīng)用。例如瑪莎拉蒂Buiglie的定制。
　　數(shù)字工廠可以看成是部分實現(xiàn)了“工業(yè)4.0”第二構(gòu)想全價值鏈工程端到端數(shù)字整合：從產(chǎn)品設(shè)計這一“端”到產(chǎn)品出廠的這一“端”，都事先在數(shù)字模擬平臺上完成詳盡的規(guī)劃。與現(xiàn)實中在工廠走流程的產(chǎn)品相對應(yīng)的，是數(shù)字模擬平臺在云中分享一個一模一樣的虛擬產(chǎn)品。工廠內(nèi)的具體執(zhí)行系統(tǒng)，可以根據(jù)數(shù)字模擬平臺要求進行一定程度的重構(gòu)。不僅如此，為了配合自己的工業(yè)自動化產(chǎn)品，西門子推出一款A(yù)PP“西門子工業(yè)支持中心”。但這個App目前只包括西門子的5000多份各種手冊、操作指南，以及60000多個常見問題解答。
　　3. GE的炫工廠（brilliant factory）
　　GE的炫工廠，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet)和先進制造(advanced manufacturing)相結(jié)合的產(chǎn)物。用數(shù)據(jù)鏈(digital thread)打通設(shè)計、工藝、制造、供應(yīng)鏈、分銷渠道、售后服務(wù)，并形成一個內(nèi)聚、連貫的智能系統(tǒng)。
　　2015年2月14日，GE在印度Pune建設(shè)的炫工廠揭幕。區(qū)別于傳統(tǒng)的大型工業(yè)制造廠，這間工廠具備超強的靈活性(flexibility)，可以根據(jù)GE在全球不同地區(qū)的需要，在同一廠房內(nèi)加工生產(chǎn)飛機發(fā)動機、風(fēng)機、水處理設(shè)備、內(nèi)燃機車組件等看似完全不相干的產(chǎn)品。理論上說，這一靈活性將極大提升GE Pune的生產(chǎn)效率：通過分析云端從全球?qū)崟r反饋回來的數(shù)據(jù)，炫工廠會自行在各個生產(chǎn)線分配人力、設(shè)備資源，從而減少設(shè)備閑置時間、提升對市場需求反饋的反應(yīng)速度。
　　4. 三菱電機的e-F@ctory
　　三菱電機(Mitsubishi Electric)是全球領(lǐng)先的工業(yè)自動化成套設(shè)備供應(yīng)商之一，e-F@ctory是三菱電機面向制造業(yè)推出的整體解決方案。這一解決方案的結(jié)構(gòu)很像一塊“三明治”：底層為硬件、頂層為軟件，中間夾著人機界面。硬件層包括兩個部分，動力分配輸送系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)；夾心層由信息通信產(chǎn)品群組成；軟件層主要是企業(yè)級的信息系統(tǒng)如ERP、MES。
　　以太網(wǎng)(Ethernet)貫穿整個“三明治”：在生產(chǎn)場地，設(shè)備和配電系統(tǒng)通過所謂iQ平臺接入以太網(wǎng)，將設(shè)備運行狀態(tài)實時反應(yīng)在夾心層的可視化人機交互頁面上，同時數(shù)據(jù)實時反饋到上層的企業(yè)級信息系統(tǒng)，方便決策層及時調(diào)整企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)布局和企業(yè)外部的供應(yīng)鏈管理。
　　5. 谷歌的“Google for work”
　　谷歌推出的Google for work（以下簡稱GFW）是以云為基礎(chǔ)的一系列企業(yè)級服務(wù)套裝，包括工作應(yīng)用、云平臺、工作瀏覽器、工作地圖、工作搜索�？梢哉f，谷歌為傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)提供了一整套的“互聯(lián)網(wǎng)+”解決方案，既包括工作場景中的e-mail、電視電話會、文件處理、分享/存儲，也包括后臺服務(wù)如云存儲、計算、API開發(fā)，還有打包的互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)如搜索、地圖等等。這些成套解決方案對于節(jié)約IT成本、提高運營效率作用突出。實際上西門子、GE都是谷歌的客戶，使用GFW中的一項或多項互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)套裝。
　　針對制造業(yè)，谷歌提出了所謂“做聯(lián)網(wǎng)的制造者”（Be a connected manufacturer）的口號，利用自己的產(chǎn)品，幫助制造業(yè)者建立快速多層次溝通網(wǎng)絡(luò)。
　　6. 亞馬遜的“Amazon Web Services”
　　亞馬遜的Amazon Web Services (以下簡稱AWS)于2006年推出，面向企業(yè)提供云計算等IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。AWS一攬子方案包括亞馬遜彈性計算網(wǎng)云（Amazon EC2）、亞馬遜簡單儲存服務(wù)（Amazon S3）、亞馬遜簡單數(shù)據(jù)庫（Amazon SimpleDB）、亞馬遜簡單隊列服務(wù)（Amazon Simple Queue Service）以及Amazon CloudFront等。