1.1 先进制造技术的产生背景
1.1.1 制造业及其发展
制造业是国家经济发展的支柱产业和主要收入来源。在国民经济的划分中，农业为第一产业，工业为第二产业，服务业为第三产业。工业又分制造业、建筑业、水电煤供应业等，我国工业占国民经济比重为52%，其中制造业占到工业产值的45%。制造业是工业化国家经济增长的发动机，也是从业人员较多的领域，在工业化国家中，约有25%的人口从事制造业，是解决就业的主要途径之一；制造业同时也提供国民经济各部门所必需的各种先进手段和装备，为农业、服务业、国防、交通、文化教育等提供技术支持和物质保障。
制造业发展的历史也是人类认识自然、改造自然并与之和谐共处的过程。石器时代，各种石质工具，如石针、石刀、石斧的制造，提高了人类适应自然的生存能力；青铜器时代，铜的使用和各种铜器的制造，加速了人类改造自然的进程；铁的发现和钢的发明至今影响着人类的生产生活，煤炭和钢铁的大规模采掘和冶炼直接或间接促使了第一次工业革命的爆发，也使得人类的发展进入了一个史无前例的高速通道。钢的大规模使用直接促进了制造业的蓬勃发展，其年产量一直是一个国家经济发展的重要指标。应该说，制造业的发展是人类社会进步发展的一个侧影，制造能力的高低直接决定了人类的发展水平，其发展对一个国家的经济、社会、文化会产生重大而又深远的影响。
制造业发展到现在，已经不是传统意义上的制造，尤其是先进制造技术的出现和发展，正在不断深化和拓展着制造的领域和范围。先进制造技术（advanced manufacturing technology，AMT）是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，在1993年的联邦科学、工程与技术协调委员会（FCCSET）的先进制造技术计划中首先提出的。此后，欧洲各国、日本、韩国等也相继做出响应。
1.1.2 先进制造技术的产生
20世纪70年代，由于美国政府忽略了制造业的投入和发展，从而导致科技优势和经济竞争能力下降，相对日、德等国呈现明显落后的趋势。在重新认识和评价制造业的地位和作用的过程中，针对日新月异的科学技术、复杂多变的内外环境、频繁变化的供求关系、不断更新的产品类型和日趋激烈的市场竞争，美国的研究学者提出了“先进制造技术”的概念，旨在振兴制造业，缓解市场压力，重获竞争优势。先进制造技术的产生不仅是科学技术发展的产物，而且也是人类历史发展和文明进步的必然结果。先进制造技术的产生和发展有其自身的社会经济、科学技术以及可持续发展的根源和背景。
1.社会经济发展背景
随着人类社会的不断发展，政治经济生活日趋多样，人们的生产、生活诉求也发生了变化，不再追求大一统，而是刻意强调个性、突出自我、体现差异、不断更新。随之而来的市场消费环境也发生了巨大的变化，主要体现在消费需求日趋个性化、多样化，消费行为更具选择性、突出差异性，这样就造成产品的型号变多、批量变小，生命周期明显缩短，且更加注重产品的内在质量和性能。另一方面，全球性产业结构调整步伐加快，市场不断扩大交融，呈现全球化，制造商不仅要面对着不断增加的来自全球的激烈竞争，同时又必须靠实力和信誉与各类竞争者保持着各种各样的合作。
质量是产品的生命，随着消费结构和层次的变化，产品的质量内涵也在延伸。质量不仅包含产品使用性能等基本功能要求，还应包括环境保护、时尚审美、维修维护、更新升级等非主要功能的诉求，即现代质量观衡量的是产品或制品全面满足客户要求的程度。用户的要求在不断创新的技术产品驱动下不断更新，对于产品质量的要求也在不断延伸，这就给制造业带来了很大的挑战。根据这种情况，制造业应该以创新为驱动力，在激烈的市场竞争中把握时代潮流，引领消费需求，适应市场的不断变化，具备快速设计和开发制造的能力，执创新产品之牛耳，以便赢得竞争优势，进而获得巨大收益。
2.科学技术发展背景
现今科学技术的发展比以往任何一个历史时期都要迅速，学科之间交叉融合又相互推动，许多新技术成果，如计算机、信息、微电子、自动化技术等，从诞生到大规模使用，直至现在仍然高速度发展，其间所用的时间越来越短，而且它们被广泛地应用于各个行业领域，同时也极大地促进了制造业的发展。制造业融合吸收了自动化技术，使其制造柔性增强，有力促进了制造中的物料流；制造业融合吸收了微电子和计算机技术，使制造中能量的可控性增强，能量流的转换更灵活；制造业融合吸收了信息技术，使传统的制造过程更加智能化，并伴随着大量信息的储存、传递、处理、更新，形成了制造信息流。传统制造业基础上的三流合一是先进制造技术的一大特征，也是科技发展的必然结果。现代制造业的生产方式、生产设备、生产工艺、生产组织体系及产品类型等在新技术的推动下也发生了很大的变化，并焕发出勃勃生机，成为技术不断创新、内容不断更新、让人耳目一新的拥有高技术含量的知识密集型产业。
3.可持续发展战略
从工业革命时期开始，人类改造自然的能力得到大大加强，在自觉和不自觉的生产活动中，自然界的环境已经受到了极大的影响，出现了诸如资源匮乏、污染加剧、物种灭绝等环境灾难，人类赖以生存的水和大气等自然环境也受到了破坏，反过来影响到了人类自身的安全和发展。纵观人类最近几十年的活动，其对地球产生的影响是以往几千年的总和，在创造了高度发达的物质文明和优越生活条件的同时，人类也牺牲了不可再生的自然资源和后代生存发展的自然条件。世界环境与发展委员会（WCED）把可持续发展定义为“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”，这一定义得到广泛的认可，并在1992年联合国环境与发展大会上取得共识。
各工业化国家都经历了类似的发展道路，在付出巨大的环境代价之后，再竭尽所能加以弥补。发达国家都已经完成了全球化经济分工合作的角色定位，已经经历并摆脱了粗放性、掠夺型的靠简单自然资源发展的历史时期，正在走向集约型、精细化的可持续发展道路，依靠先进的科学技术、强大的制造能力、成熟的管理经验占据了全球产业链的高端，攫取着最高的产业利润。为获得明显的竞争优势，各国政府和企业都在积极寻求对策：一方面加大科技创新的力度，鼓励支持各企业和组织参与科技发展，继续保持领先的发展势头；另一方面保护自然环境，减少不可再生资源的开发使用并积极寻找替代品。作为工业发展的中坚力量，制造业首当其冲，面临着如何有效节约资源、减少废物排放、提高生产效率、增加可回收利用比例等可持续发展问题，迫切需要运用各种先进制造工艺，采用自动化控制技术和信息化管理等方法，吸收其他学科的先进技术并加以融合来解决日益突出的环境资源问题。