（1）军工制造技术与先进制造技术的关系。

先进制造技术是指在制造过程和制造系统中，融合电子、信息和管理技术，以及新工艺、新材料等现代科学技术，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务，乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术由现代设计技术、先进制造工艺技术、先进制造模式及先进制造自动化技术4部分组成。其中，先进制造模式是制造业生产组织管理的新模式，包括虚拟制造、并行工程、敏捷制造、精益生产、智能制造及绿色制造等。

美国是最早提出先进制造技术的国家。20世纪90年代，美国开始了制造业信息化。1993年，美国政府开始实施先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT）计划。该计划的目标是研究世界领先的先进制造技术，以满足美国对先进制造技术的需求，提升美国制造业的竞争力。

先进制造业是国民经济的根基，是国家综合实力的源泉，军工制造业是一个国家先进制造业的代表，对一个国家制造业转型升级具有极其重要促进作用。一方面，军工制造为先进制造业的发展提供强大动力。武器装备的研制、生产是军工制造业的中心任务。新军事革命促进越来越多的新概念武器装备研发，推动新的制造理念、更先进的生产模式和更好的制造工艺与装备向前发展。另一方面，先进制造业为军工制造发展提供基础性支撑。先进制造技术作为发展武器装备的重要基础性技术，在军工制造业和国防现代化中起着极其重要的作用。高技术武器装备的更新换代，总是伴随着新材料、新工艺和新技术的重大突破，只有发展先进制造技术，才能提高军工制造业的生产能力和技术水平，才能为高技术武器装备的设计制造奠定基础。

军工制造业的特殊要求是先进制造技术发展的重要动力。随着武器装备性能的不断提高，对制造技术提出了更高的要求，并推动着先进制造技术的发展。19世纪后期到20世纪初，武器装备研制不断提高标准和精度要求，直接推动了制造母机——切削机床技术和机床制造业的发展。在两次世界大战中，大显神威的坦克的发明和使用，大大带动了（履带）锻造、（车身）焊接、（炮塔）整体铸造等制造技术的发展；飞机复杂型面零件加工要求，导致了数控机床的出现；现代客机和先进战斗机的研制，导致了数字化设计制造技术的出现；精密惯导仪器制造使精密与微细加工技术得到了发展。此外，受先进武器装备批量制造的需求驱动，计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）、现代集成制造（CLMS）、敏捷制造、精益生产等制造技术应运而生。

先进制造技术是军工制造业的重要技术支撑。高新技术武器装备及其产品的更新换代总是伴随着新材料、新工艺、新技术的重大突破，制造技术的进步为加速这些产品的更新换代提供了坚实的技术基础。如，飞机整体梁框、发动机整体叶盘等整体零（构）件的应用，大大简化加工工序，并提高了强度和抗疲劳性能，也只有在采用了多坐标数控加工技术和设备后，才能进行生产；并且由于采用高速切削技术，才使生产率大幅提高。实践证明，没有先进的制造技术，就没有真正强大的军工制造业；只有研究发展高新技术，提高军工制造业的生产能力和技术水平，为各种武器装备的设计制造奠定坚实的基础，才能建立起稳固可靠的军工制造业，实现国防现代化。

（2）军工先进制造技术的发展。

先进制造技术作为发展武器装备的重要基础性技术，在军工制造业和国防现代化中起着极其重要的作用。因此，发展先进制造技术在先进工业国家备受重视，被列入国家的重要发展计划。如2008年，美国国防工业委员会制造分会发布的《维持可持续性发展的国防工业基础》白皮书，将制造技术列为“影响美国国防工业的、与制造有关的七大关键因素”之首，并指出，“如果失去制造技术的领先优势，那么将失去国家安全”。2009年，美国在公布的《国防部制造技术项目战略规划》中指出：“国防制造技术的愿景是，在国防武器系统整个生命周期内，实现快速响应的、世界一流水平的制造能力，并在经济可承受的条件下，快速满足战争的各种需求。”2016年，美国商务部部长、总统行政办公室、国家科学与技术委员会等向国会联合提交了首份《国家制造创新网络计划年度报告和战略规划》，围绕确保美国在先进制造业领域始终处于全球领先地位的愿景，列出了“国家制造创新网络”计划。在计划实施中，国防主导和引领作用凸显，在14家制造创新机构中，国防部负责8家。2018年，美国发布《美国先进制造业领先地位战略》，提出先进制造是美国经济实力的引擎和国家安全的支柱；坚实的国防工业基础，包括具有弹性供应链和创新力的国内制造业是国家头等大事，对经济繁荣和国家安全至关重要。因此，必须不断创新，以保持经济竞争力，并为军队作战提供在任何冲突中都能占据优势的能力。未来军工先进制造技术呈现出以下发展趋势。

①数字化技术成为发展核心。

要缩短武器装备的研制周期、提高设计质量、降低武器装备全生命周期成本和提高武器装备研制的经济可承受性，就必须提升军工制造数字化能力和水平。该技术主要包括以下几个方面。

——多学科优化设计技术。武器装备十分复杂，其设计过程涉及多个学科，且各学科性能相互影响和制约，要使装备性能整体最优，需要综合加权考虑各学科的性能指标，对它的功能、行为、性能提供统一建模。在该模型基础上，针对实际装备特征和需求，用多学科解耦体系和优化技术，获得高精度、高性能和高性价比的设计模型。例如，欧洲军工领域联合构筑基于Modelica的欧洲系统库（Eurosyslib），来支持多领域统一建模和多学科优化设计技术。

——虚拟制造技术。虚拟制造作为信息时代制造技术的重要标志，是在不断吸收信息技术、管理科学成果的基础上而发展起来的，它可在不消耗现实资源和能量的前提下，对想象中的制造活动进行仿真，主要表现为三个方面。一是运用软件对制造系统中的五大要素（人、组织管理、物流、信息流、能量流）进行全面仿真，使之达到前所未有的高度集成。二是对生产过程、制造系统整体进行优化配置，以更好地指导实际生产。三是全面改进企业的组织管理工作。其技术内容主要包括：设计信息和生产过程的三维可视化、虚拟环境下系统全局最优化决策理论和技术、虚拟制造系统的开放式体系结构、虚拟产品的装配仿真、虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等。一般来说，虚拟制造的研究都与特定的应用环境和对象相联系。例如，美国在完全虚拟的环境下设计了美国海军的下一代航母——CVN 21，并在计算机上进行了虚拟的建造；人机交互的虚拟装配、装配顺序的智能优化、零工装柔性装配工艺等技术现在已在美国飞机、潜艇制造中广泛采用，大大提高了制造效益。

——数字化工艺技术。数字化工艺技术要实现三维环境下的数字化工艺规划和工艺知识重用，使制造资源可得到充分地利用和实现制造工艺过程计算机管理与控制。如，在美军DDG 1000驱逐舰的数字化建造过程中，有专门的规划软件工具用于生成数字化工艺规划。美军建设了先进材料、制造与测试信息和维护技术分析中心和知识库，采用以网络为中心的方法捕获制造工艺知识，使工艺过程实现数字仿真和优化工艺知识重用。在切削加工工艺方面，结合机床系统动态特性刀具路径仿真、切削力、刀具寿命和加工精度等条件，实现约束优化自适应控制，以提高加工效率等。

——质量保证和资源管理技术。武器装备研制周期和批量生产过程中的协同质量控制、质量问题追溯、快速检测等都是保证质量合格的重要技术。例如，美国洛·马公司采用Visiprise公司的MES软件实现多个工厂之间的协同质量控制；美军已经将质量问题追溯技术（RFID）广泛应用于武器装备的采办管理和武器装备研制供应链中，使用RFID实现对后勤物资从制造过程、工厂到士兵的全程跟踪。研制资源管理技术方面有：可重组制造系统、面向武器装备试制的车间制造执行，以及基于PLM的系统集成、基于网络的异地协同技术等。

②精密化技术是发展的关键。

精密化是指加工精度向精密化方向发展。精密化技术根据精度不同可划分为精密加工技术和超精密加工技术两类。其中，精密加工技术广泛地应用于武器装备的动力系统、武器系统、测控系统等零部件制造中。精密加工技术面临的技术难题是：针对特殊材料（如特软、特硬、脆、耐磨、难切削），特殊形状尺寸（特大、特小、特薄、特复杂）或其他特殊条件约束下高精度加工新原理和新方法的研究，如发动机、薄型舱壳、相控阵雷达天线等复杂仪表结构件的制造等。超精密加工技术一般不是指某种特定的加工方法或是加工精度比某一个给定的加工精度更高的一种加工技术，而是在机械加工领域，在一个时期内能够达到最高加工精度的各种加工方法的总称。目前的超精密加工，以不改变工件材料物理特性为前提，以获得极限的形状精度、尺寸精度、表面粗糙度、表面完整性为目标。

出于国防尖端技术发展的需要，美国率先发展超精密加工技术，开发出金刚石刀具超精密切削技术，用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹和载人飞船用球面、非球面大型零件等。20世纪初，超精密加工技术的误差是10微米，20世纪70—80年代为0.01微米，现在仅为0.001微米，即1纳米。从海湾战争、科索沃战争，到阿富汗战争、伊拉克战争，武器的命中率越来越高，其实质就是武器越来越“精确”，导致现代战争向精确作战方向发展。现代超精密机械对精度要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均达到纳米级；基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米；细微加工、纳米加工技术可达纳米以下的要求，如离子束加工可达纳米级，借助于扫描隧道显微镜与原子力显微镜的加工，则可达0.1纳米。(www.daowen.com)

③超常化技术是发展的焦点。

超常化是指在极端条件下，特需产品的制造技术，主要以微细加工技术和特种加工技术为主。其产品能在高温、高压、高湿、强冲击、强磁场、强腐蚀等超常条件下工作，或有高硬度、大弹性等特点，或极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的产品等，都属于超常化产品。

——微细加工技术。微细加工技术起源于半导体制造工艺，是指加工尺度在微米级的加工方式；在微机械研究领域中，它是微米级、亚微米级乃至纳米级微细加工的统称。微细加工方式十分丰富，目前常用的微机械器件加工技术主要有三种，即以日本为代表的精密机械加工技术，以德国为代表的LIGA技术（微系统），以美国为代表的硅微细加工技术（微机电系统）。以微机电系统应用为例，在军事武器中，用于精确制导技术、精确打击技术、微型惯性平台、微光学设备；在航空航天领域，用于微型飞机、微型卫星、“纳米”卫星（0.1千克以内）；在微型机器人领域，用于各种医疗手术、管道内操作、窃听与收集情报，等等。“微机电系统”可以完成特种动作与实现特种功能，乃至可以沟通微观世界与宏观世界，其深远意义难以估量。

——特种加工技术。特种加工技术是主要利用电、磁、声、光、热、液、化学等能量单独或复合对材料进行去除、堆积、变形、改性、镀覆等的非传统加工方法。特种加工技术主要包括电火花加工、电化学加工、高能束加工、超声加工、液体喷射加工、化学加工、复合加工等技术。如，美国采用“梅尔德”的新型固态金属沉积加工技术，该技术结合了搅拌摩擦焊接和增材制造的优势，用于战地废旧军事设备、废料回收再利用，以及战车轻质高强材料制造创新、高抗弹性能装甲防护涂层制备等方面。

④自动化技术是发展的条件。

自动化是指机械或工具的自动化，它是减轻、强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。机械是一切技术的载体，也是自动化技术的载体。今天自动化的内涵与水平已远非昔比，从控制理论、控制技术到控制系统、控制元件等，都有着极大的发展。自动化已成为军工先进制造技术发展的前提条件，是实现武器装备由机械化向信息化转变的重要基础。

例如，当前，大型航空复合材料部件制造主要由以自动丝束铺放（AFP）和自动铺带（ATL）为核心的自动化工艺完成，自动化在线检测综合利用传感器、大数据、机器学习、数字化和自动化技术，终结人工检查环节，能够带来的最大优势就是速度和效率的提升，同时还会带来额外的成本节省和潜在的质量提升。欧盟希望通过开发和应用自动化在线检测系统，能够将复合材料部件生产效率提升30%～50%，这将解决当前质量控制系统无法跟上飞机生产速度增加的问题（每月60架），帮助空客等制造商达到所需的生产率。而且，相关的人力节省和效率提升将进一步缩减制造成本。据空客估算，如果在A320neo复合材料机翼蒙皮制造中采用自动化在线检测系统，每年预计将节省1.5亿欧元。

⑤集成化技术是发展的方法。

集成化技术是指机械加工技术的集成化。目前，集成化技术主要包括以下几点。

——现代技术的集成。机电一体化是个典型，它是高技术装备的基础。

——加工技术的集成。特种加工技术及其装备是个典型，如激光加工、高能束加工、电加工等。

——企业的集成，即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成，也包括企业内部的集成和企业外部的集成。通过集成，可以减少制造数据冗余，实现信息共享，便于对数据的合理规划和分布，便于进行规模优化，便于并行工程的组织实施，有利于保证制造数据的唯一性。

⑥网络化技术是发展的道路。

制造技术的网络化是先进制造技术发展的必由之路。制造业在市场竞争中，面临多方的压力：采购成本不断提高，产品更新速度加快，市场需求不断变化，全球化所带来的冲击日益加强，等等。网络技术的飞速发展，使得制造业突破了地域空间的限制，能够达到快速设计、快速制造、快速检测、快速响应和快速重组的目的。制造技术的网络化会导致一种新的制造模式，即虚拟制造组织，这是由地理上异地分布的、组织上平等独立的多个企业，在谈判协商的基础上，建立密切合作关系，形成动态的“虚拟企业”或动态的“企业联盟”。此时，各企业致力于自己的核心业务，实现优势互补，实现资源优化动态组合与共享。

⑦智能化技术是发展的前景。

智能化是指制造机械和工具的智能化。近20年来，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型。这就要求制造系统不但要具备柔性，而且还要表现出某种智能，以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境。因此，智能制造越来越受到重视。可以说智能制造作为一种模式，是集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。对于军工制造领域而言，智能化装备可以更有效、更经济地实现飞机、坦克装甲车辆、导弹、舰船等武器装备领域、普通数控装备难以实现的超常规制造任务，是保障当前及未来武器装备研制生产能力的重要基础。