美国：“先进机床与数控系统”为潜在技术领域

美国：“先进机床与数控系统”为潜在技术领域
美国国防部通过空军研究实验室发布了“国家制造创新网络”信息征询书（RFI），为2016年建设的两家制造创新机构聚焦的技术领域征集建议。国防部给出了其考虑的6个潜在技术领域，第四个是“先进机床与控制系统”。

这一领域无疑就是所谓的智能制造装备，是实现智能制造的使能技术之一，同时也是智能制造的关键组成部分之一。数字制造与设计创新机构中，先进机床就是三个重点技术方向之一，但是主要涉及软件技术。这次国防部提出的技术领域，则是大幅增加了硬件和软硬集成的内容。同时，早在2012年，美国空军未来工厂专项计划也提出了先进自动化、工厂C3（天眼）、柔性可重构工厂基础设施和新型工艺探索这4个子专项，先进机床与控制系统技术领域关注的技术方向无疑已经充分体现在了这些子专项中，现在部分处于TRL/MRL4-7级的技术可以借由国防工业向民用工业推广。这也将是振兴美国制造业和中国制造2025战略中能够产生交锋的一大领域。


下一代先进机床和控制系统将能以高效、无暇的质量和较少的人工干预生产具有价格竞争力的产品。国防工业基础十分依赖由这些技术实现的先进制造能力。这些技术中的优势还对于提升民用制造商产品的优越性至关重要。尽管美国在许多子系统中处于领导地位，但对这一技术领域，本土工业在系统级是薄弱的，诸多先进能力仍在国外。本次输入在于寻求竞争前技术领域，能够用于完善先进机床与控制系统的生态系统。


旨在提升美国机床和工业控制系统国防能力与全球竞争力的制造创新机构关注的部分方向如下：

——减少占用空间、提升布局柔性的机器人加工系统

——低成本、高质量和高精度机床

——集成的开源连通性与提升的机床界面和编程能力

——面向闭环控制系统的集成传感器

——使用最先进技术，面向直观、实时分析和优化的人机界面（HMI）

——用于机床和工作台的新物料，更轻、更便宜、具有更高刚度、在大的温度范围内保持稳定、阻尼振动，并且在一家工厂内能够模块化配置和动态安装

——在多个层级上的集成自动化；设计、工艺、物料、物料-机、机-机、机-工厂

——完全无缝的混合技术，包括增材/减法制造、制作和检测

——先进工装实现更快的周期、更高的经济性和更好的质量批次

——实现“一批次”（耐久地控制工艺、内外部因素，首件生产就是合格零件）制造，包括完全集成的仿真与质量测量

——探索面向制造的新技术，如激光