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先进制造技术(AMT)就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。先进制造技术是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机
一、先进制造技术特点
1.先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向二十一世纪的技术制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质了变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向二十一世纪的技术。
2.先进制造技术是面向工业应用的技术先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益。先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车工业、电子工业)的需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。
3.先进制造技术的竞争是面向全球的。目前,每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。
在科学技术高速发展的推动下,制造业的资源配置沿着劳动密集、设备密集、信息密集、知识密集的方向发展。而与之相适应的制造技术的生产方式沿着手工、机械化、单机自动化;刚性流水自动化、柔性自动化、智能自动化的方向发展,这些推动了制造业的不断发展,促进了制造业的不断进步。
二、先进制造技术的发展趋势
随着全球经济竞争的不断激烈化,先进制造技术的发展在柔性化、自动化、敏捷化、虚拟化等基础上趋于向以下几个发展方向。
1.网络化。制造业随着经济全球化也开始步入全球的一体化。从采购、设计、制造加工,再到销售,已不再局限于某个企业、某个集团或是某个国家。地域的分散性必将给企业的经营和管理带来诸多不便,随之而来的是制造成本的增加。随着网络通讯技术的迅速发展和普及,企业可以通过制造的网络化来有效组织管理分散在各地的制造资源。另外,制造企业也可以基于网络实现世界范围内的动态联盟。这些都属于虚拟市场,是基于信息化与虚拟化技术的进一步延伸。
2.集成化。制造业已不再局限于先进的制造加工技术,而应是集机械、电子、光学、信息、材料、能源、环境、现代管理等最新成就为一体的新兴技术。各个专业、学科间不断渗透、交叉、融合而使技术趋于系统化、集成化。同时,为了更大限度的实现信息资源共享与优化,企业内部及企业之间也应该实现集成化。
3.绿色化。大批量的生产模式是以消耗资源为代价的,而由此造成的资源枯竭和环境污染等问题已向人们敲响了警钟。最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物是当前全球环境问题的治本之道,也是制造业探索更清洁、更优良的制造模式的重要方向,即通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品。此外,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。
4.极端化。这里指出的“极”是前沿科技发展的焦点,即在高温、高压、高湿、强腐蚀等条件下工作,或有高硬度、大弹性要求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄的制造技术或产品。
5.智能化。智能化是先进制造技术自动化的深度延伸。随着计算机技术的不断发展,制造业不仅要实现物资流控制的传统体力劳动自动化,还应实现信息流控制的脑力劳动的自动化。先进制造技术的智能化致力于设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化、绿色化。
当今世界各国的竞争主要是先进制造技术的竞争。美国、德国等国家发展重点就是发展先进制造技术。世界各国都在致力于设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化、绿色化。
一、将学科前沿引进“先进制造技术”的必要性
先进制造技术由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素,是制造技术的最新发展阶段。先进制造技术的应用使工厂生产发生巨大的变化,产生一系列新的职业及岗位[1]。我国高等院校的机械专业正是为生产第一线培养和输送人才,这些人才作为制造部门的建设者和管理者应该紧跟新技术、新发明、新产品,全面了解制造业,为此高校开设了“先进制造技术”这门课程[2]。先进制造技术是一种动态技术,不断吸收各种最新的技术成果,那么“先进制造技术”课程也应该是一门动态的课程,随着新科技、新理念的出现而不断更新、充实和发展。而新技术、新理念、新产品、新发明等都和学科前沿紧密相关,所以将学科前沿引进“先进制造技术”的本科课堂教学就非常的必要。
二、教师以研促教、教研结合、终身学习
近些年来,国家在科学研究上投入大量的财力、物力和人力,设置不同级别和类型的基金项目,鼓励教师积极申报课题及进行成果转化。所以越来越多的高校教师积极投身科学的海洋,不断有新发明、新产品以及高水平的论文走在科学的前沿。教师在授课的过程中将自己的研究成果以及研究方向的科学前沿和教材有关章节的内容有机结合,对于学生而言能激发兴趣、开阔视野,提高课堂学习效果;对于教学而言教研结合,打破传统的教学模式,深挖教材,增加教学的深度和广度;对于教师而言提出更高的要求,要紧跟学科发展,不断提高自身科研水平,以研促教,树立终身学习的理念,同时将自己的科学研究成果展示给自己的学生是对自己的肯定,也是非常兴奋和自豪的[3]。
三、学生激发兴趣、开阔视野、积极向上
关键词:先进制造技术;发展现状;未来趋势
中图分类号:TM20 文献标识码:A
在工业发达国家都把先进制造技术作为国家级技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种,但制造业的基础地位不能忽视。20世纪90年代以来,各个发达国家都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划,旨在提高本国制造业的国际竞争能力。我国虽已成了制造大国,但不是制造强国,这表现在许多现代制造基础技术尚未掌握,许多重大装备不能自主制造,缺乏自主创新能力。所以,为了缩短与先进国家的差距,迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,使我国的产品上质量,上效率,上品种和水平,以增强市场竞争力。
1 先进制造技术的内涵、特点
1.1 先进制造技术的内涵
先进制造技术是集多种技术为一体的总称,它在制造业中不断吸收信息技术和现代管理技术,从而产生新技术、新设备和新系统,并综合应用于算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等各个产品开发与设计、制造、检测管理及售后服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造,并取得较理想的技术经济效果。所以,它是不断冲击传统制造技术的新型系统。
1.2 先进制造技术的制造特点
1.2.1 面向新世纪的技术方法。先进制造技术是由传统制造技术发展起来的,是制造技术的最新发展阶段。
它既保留了传统制造技术的有效要素,又吸取了各种高新技术成果,并将其渗透到产品生产的全部过程中,并在产品生产领域中不断产生新的完整的技术群 ,形成具有明确范畴的新技术领域。所以,它是制造业中的新一轮技术革新。
1.2.2 是面向工业应用的技术方法。先进制造技术是一个有机的综合体,又有很高的制度,它并不限于制造工艺,同时也覆盖了市场调研分析,产品设计,外包,加工和装配,销售,维修,服务等产品寿命周期的全过程。
1.2.3 是驾驭生产过程的系统工程最有效方法。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。
1.2.4 是面向全球竞争的技术之一。制造业是综合国力的支柱之一,也是现代国民经济的体现。而制造技术的作用对制造业起着关键作用。随着科学技术的发展和市场竞争日益激烈,制造企业对先进的制造技术进行了大力的研究和实施。从而先进的制造技术应运而生。
2 先进制造技术的新发展
2.1 柔性自动化
柔性自动化是集柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生成线为一体,并在计算机支持下,能适应加工对象的自动化机械制造系统。它最显著的特点就是可以有效改善设计工作和制造系统两方面的柔性,并能够根据实际情况迅速实现制造系统的重组。
2.2 知识智能化
知识智能化是将微电子学、计算机和系统工程等学科技术有机地结合起来,并在制造过程中,可以完整和理想地解决机械制造高自动化时的交叉问题。从而形成稳定的生产能力。
2.3 集成系统化
集成系统化是种高端技术行为,它强调技术和工程,并以解决方案为中心,将企业全部生产活动中的信息流和物质流有机结合,并实现最优化。所以,集成系统化有很强的复杂性,综合性和专业性。它的实施,在一定程度上比集成化的产品更为重要。在制造业运用过程中,不但运行灵活,产品应变能力大,而且产品质量高,市场经济效果显著。
3 先进制造技术在国内外发展现状
决定一个国家的综合竞争力是多方面的,其影响的因素很多。制造业就是其中的组成部分,它的基础地位十分重要,而先进制造技术既是制造业的基础,又是它的升华。所以,各个工业发达的国家都把先进制造技术作为国家重量级的关键技术,引为优先发展领域。从二十世纪九十年代以来,美国,德国,日本等工业发达的国家,都在着力对现代先进制造技术进行跟踪研究与探索,他们运用新兴信息技术,网络技术在工业制造过程中,从管理体制、经营理念、实际方法、制造手段等方面总结经验,寻求新思路,并在原有基础上,提出各种具有战略意义和现实意义的先进制造技术,其目的都是为了提高本国制造业的国际竞争力。
而我国,虽然自建国以来,尤其是改革开放以来,国内制造业发展迅速,国家有计划地推出一系列的重点科技项目,相应建立了比较完整的制造产业体系,有力地促进了先进制造技术的运用于推广,为国民经济和国防建设提供了许多重要装备,但是与发达工业国家还存在明显差距。这表现在技术创新能力较差,产品开发周期长,制造工艺设备相对落后,自动化生产程度低,高精尖技术开发薄弱。各个中小型企业及部分大型企业走的好似是低成本工艺控制自动化的道路。据统计,我国机床,汽车和重要发电设备等产品的产量虽居世界前列,但能跻身装备制造业世界五百强的却没有一家。究其原因在于起步晚,创新能力低,体系不完善,突出比例相对较少。我国自改革开放以来,大力发展生产力,追求科技创新,不断吸取国外先进技术,所以,才有了“十五”、“十一五”等长期的规划目标,为发展先进制造大国而奋斗。
4 先进制造技术的未来发展
为适应新技术革命浪潮的冲击,迎接新世纪的信息全球化、贸易自由化、制造全球化,新消费观念的挑战,先进制造技术正朝着全球化、集成化、智能化、精密化等方向发展。
其发展趋势,先进制造技术越来越表现在于它的综合运用,及管理方面的技术革新。在企业资源分散化、产品个性化的要求下,在信息管理技术的推动下,先进的制造技术综合有效的利用将是制造企业提高竞争力的重要保障。
结语
世界经济已经步入全球化经济,国内外市场竞争日趋激烈,国内外企业合作密度日益加强。这种既合作又竞争的局面,不断推动着制造业的发展,催动制造技术不断更新。这正是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。所以,先进制造技术是一个不断发展,更新的新技术体系,研究和探索它的内涵,特点以及未来发展趋势就显得尤为重要。
参考文献
关键词机械制造特点发展现状趋势
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
1先进制造技术的特点
1.1是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
1.2是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
1.3是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
1.4是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
1.5是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
2先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
(1)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(2)设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
(3)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
(4)自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
3我国先进机械制造技术的发展趋势
(1)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
(2)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
(3)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
(4)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
(5)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
4结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
参考文献
1马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3)
[论文摘要]制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供先进手段的基础。分析我国先进机械制造技术的特点及发展现状,并阐述我国先进机械制造技术的发展趋势。
在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
一、先进制造技术的特点
(一)是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
(二)是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
(三)是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
(四)是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
(五)是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
二、先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
(一)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(二)设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
(三)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
(四)自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
三、我国先进机械制造技术的发展趋势
(一)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。(二)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
(三)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
(四)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
(五)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
四、结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
参考文献:
[1]马晓春,我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).
关键词机械制造特点发展现状趋势
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
1先进制造技术的特点
1.1是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
1.2是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
1.3是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
1.4是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
1.5是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
2先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
(1)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(2)设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
(3)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
(4)自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
3我国先进机械制造技术的发展趋势
(1)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
(2)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
(3)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
(4)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
(5)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
4结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
参考文献
1马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3)
一、现代机械工业制造技术
1、面向未来的机械制造。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向未来的机械制造技术。
2、注重实际应用。先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3、物质流、能量流和信息流的统一。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
4、技术面向全球竞争。市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
5、生产效率生产成本与产品质量相统一。在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
二、现代机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1、管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2、设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术,大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用这类的技术比例较低。
3、制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
4、自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚
性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
三、现代机械制造技术的发展趋势
1、全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
2、网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
3、虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
4、自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
关键词:机械制造技术 机械制造业 发展趋势
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0090-01
机械制造业的发展水平代表着国家工业化的发展程度,是工业的命脉所在,其为我国国民经济的发展提供装备技术。机械制造技术是一个系统工程学科,其包括了实施产品设计、加工、销售、以及产品回收再生的整个过程[1]。中国经历了十年的高速发展阶段,中国经济取得了举世瞩目的成绩。在看到成绩的同时我们也看到了,中国以前经济发展靠的是劳动密集型产业,低水平的加工业,以环境为代价来获取高速增长,但是这是不可持续的。当前中国经济面临转型,在未来创新和高科技成为发展的主要动力[2]。机械制造技术的创新已经成为机械制造业发展的主要驱动力,先进的机械制造技术已经成为衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也成为国际间科技竞争的重要领域[3-5]。本文首先分析了我国现代机械制造技术的发展现状,然后对机械制造技术的特点进行了阐述,最后我们分析了我过现代机械技术的发展趋势和发展重点。
1 我国现代机械制造技术的发展现状
改革开放以来,我国机械制造技术有极大的发展,在机械制造水平和产品总量都在逐年的提高,发展了一批具有自主知识产权的机械制造技术,经历了几十年的发展,机械制造业已成为我国工业的支柱型产业。在取得成果的同时我们也看到了我国机械制造技术和发达国家相比还存在巨大的差距,许多核心技术还掌握在发达国家的手中,我国在许多方面都处处受制于人。
当前新的信息化技术和新的管理理论和方式不断发展,计算机辅助设计技术、人工智能、专家系统等先进技术还没有在机械制造业得到大规模的应用,反映了我过机械制造技术设计方法相对落后,设计效率有待提高;在机械加工方面,精细加工技术、纳米加工技术等仍处于研发阶段,先进制造工艺技术还未大规模投入使用。此外,我国机械制造业管理手段相对落后,管理体制以及生产模式更新发展缓慢,先进的计算机管理技术还未在机械制造业中得到广泛应用,在很大程度上影响了我国现代机械制造业的发展。
2 现代机械制造技术的特点
2.1 现代机械制造技术是一个不断发展的技术
现代机械制造技术是从传统制造技术的基础上发展而来的,是制造技术的最新发展阶段,既保持了传统制造技术中的有效方面,又不断吸收各种高薪技术成果,并将这些成果应用于产品制造的所有领域和全部过程,并且根据自身需要不断创新和发展。现代机械制造技术综合了计算机科学、自动化科学、材料科学、电子信息科学以及现代管理科学等多种技术,形成了一个技术群,且相互促进发展。
2.2 现代机械制造技术是一项系统工程
现代机械制造技术融合了信息技术、计算机技术、自动化技术、传感技术、材料技术和现代管理技术,并将这些技术应用于产品设计、制造、生产、销售和服务等各个方面。可以说是设计到了制造业的方方面面,并且还在不断的更新高科技技术,使之成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.3 现代机械制造技术是一项全球化的技术
当前我们已经进入全球化的时代,各个国家之间的交流也日趋频繁,企业间的竞争已经不限于国家内部的竞争,要想赢得市场必须要参与全球竞争,单凭生产率是不行的,时间、质量和成本这三个要素的有机结合是必须的,而现代化的先进机械制造技术是三者达到统一。作为世界性技术,机械制造能否赢得国际和国内两大市场,需要不断创新,也需要互相学习,在激烈的竞争中提高自身的竞争力。
3 我国现代机械制造技术的发展趋势
3.1 信息化
当前是信息化的社会,信息技术已经进入千家万户,并逐步渗入到各行各业,机械制造业的信息化技术应用的一个很重要的领域。信息技术对传统产业的改造可以说是无处不再,在生产、管理、流通等领域都将被信息化技术所改造,并且极大的提高生产率,且降低生产成本和人力资源的投入。由于汇聚了电子技术、信息技术、自动化技术等高新技术,在信息化的推动下,现代机械制造技术水平也不断提高,生产周期也明显缩短。想要在国家舞台上占得一席之地,就必须把握信息化这个大趋势,以信息化带动工业化,提高我国现在机械制造业的竞争力和创新能力。
3.2 智能化
用机器代替人工做一些繁琐的工作这是必然的趋势,当前人工智能、计算智能和生物技术的快速发展促使机械制造技术也朝着智能化方向发展,这主要表现在机器人学、智能设计、智能计算、智能加工、智能控制以及智能诊断等方面,我们可以看到许多厂商已经在将机器人运用于生产的各个环节。在制造过程中,系统能够自动检测运行状态,出现故障之后能够自动调整,以达到最佳状态。
3.3 低碳化
中国经济高速发展给环境带来的冲击是严重的。转变经济发展方式,调整产业结构,走持续发展道路已经得到了广泛认可,国家当前提倡低碳生活,严厉取消一些高耗能、高污染的企业,而作为污染和浪费尤为严重的现代机械制造业,如何降低能耗和污染备受重视。低碳机械制造将环保、可持续以及节约等理念融入机械制造技术中,通过低碳设计、低碳选材、低碳设计、低碳工艺、低碳包装以及回收再利用等措施优化改进现代制造技术,提高原料和能源的利用率,以最小的开销,获得最大的经济和社会效益。
4 结语
中国是一个人口大国,但并不是一个工业强国,机械制造技术与国民经济的发展息息相关,机械制造技术水平的高低标志着我国综合国力和经济水平的高低。在当前转变经济发展方式,调整产业结构的大背景下,我们要看到带来的机遇,走创新发展之路,不断提升自身技术水平,不断提高我国机械制造业的竞争力,使我国机械制造业产品具有国际竞争力。
参考文献
[1] 白明光.先进制造技术的发展趋势及先进制造模式[J].北京机械工业学院学报,1999(2):10-14.
关键词: 机械制造 发展现状 特点 发展趋势
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
1.先进机械制造技术的发展现状
1.1管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
1.2设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
1.3制造工艺方面。工业发达国家较广泛地采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。
尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于:
1.3.1科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。
1.3.2产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。
1.3.3机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。
从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足,技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。
1.3.4自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
2.先进制造技术的特点
2.1是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
2.2是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长,目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
2.3是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.4是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
2.5是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到统一。
3.我国先进机械制造技术的发展趋势
3.1全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场。另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
3.2网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
3.3虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
3.4自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
3.5绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
4.结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
参考文献:
关键词:机械制造技术; 现状; 发展方向
中图分类号:TQ171.5文献标识码:A 文章编号:
Abstract: the mechanical manufacturing technology not only the measure of a national science and technology development level of, is also the focus of competition between international science and technology. In this paper the characteristics of mechanical manufacturing technology are analyzed, and the key summarizes the mechanical manufacturing technology development trend.
Keywords: mechanical manufacturing technology; The present situation; Development direction
0 引言
机械制造业作为一个传统的领域,已经发展了很多年,是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科, 是以提高质量、效益、竞争力为目标, 包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。它是国民经济最重要的基础产业之一, 而机械制造技术的不断创新则是机械工业发展的技术基础和动力。
1 机械制造技术的特点
(1)机械制造是一个系统工程。先进机械造技术特别强调计算机技术, 信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合, 使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
(2)机械制造技术是一个综合性技术。先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此, 它并不限于制造过程本身, 它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容, 并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
(3)机械制造技术是市场竞争要素的统一体。市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化进一步发展, 20世纪80年代以后, 制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为时间为核心的时间、成本和质量的三要素矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来, 使三者达到了统一。
(4)机械制造技术是一个世界性技术。20世纪80年代以来, 随着全球市场的形成, 发达国家通过金融、经济、科技手段抢夺市场、倾销产品、输出资本, 使得市场竞争变得越来越激烈, 为适应这种激烈的市场竞争, 一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平, 能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时, 机械制造技术是面向21世纪的技术, 应与现代高新技术相结合, 应具有明确范畴的新的技术领域。
2 先进机械制造技术的发展现状
近年来, 虽然我国的制造业不断采用先进的制造技术, 但与工业发达国家相比, 仍然存在一定差距。主要表现为:
(1) 制度落后。工业发达国家广泛采用计算机管理, 重视组织和管理体制、生产模式的更新发展, 推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理, 多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(2) 设计方法落后。工业发达国家不断更新设计数据和准则。采用新的设计方法, 广泛采用计算机辅助设计技术( CAD/ CAM) , 大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/ CAM 技术的比例较低。
(3) 制造工艺落后。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工等加工方法, 以及纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型技术手段。我国普及率不高, 尚在开发、掌握之中。
(4) 自动化程度低。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统, 实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段, 柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
( 5) 管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理, 重视组织和管理体制、生产模式的更新发展, 推出了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想的技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理, 多数小型企业仍处于经验管理阶段。
3机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段, 是由传统的制造技术发展起来的, 既保持了过去制造技术中的有效要素, 又要不断吸收各种高新技术成果, 并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。随着宇航、电子、激光等现代科学技术的发展, 对机械加工技术提出了越来越高的要求。现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上: 一是精密工程技术, 以超精密加工的前沿部分、细微加工、纳米技术为代表, 将步入微型机械电子技术和微型机器人的时代; 二是机械制造的高度自动化, 以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。具体来说, 现代机械制造技术的发展趋势有:
3. 1 精密制造技术
精密制造技术包括精密加工和超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械等。精密加工和超精密加工的主要方法是精密切削和精密磨削技术等, 其加工精度已由微米级(μm)向纳米级(nm)发展。目前, 已研制成功纳米管、极小的微电机系统、微型机器人等。在精密制造技术中, 纳米技术是目前最先进的技术, 它对于21世纪科学的发展提供了一个新的技术基础。微细加工和超微细加工是一种特殊的精密加工, 不仅精度高, 而且尺寸十分微小, 其主要工艺方法是光刻(蚀)、沉淀、扩散、离子注入等。微型机械是机械技术和电子技术在纳米级水平上相融合的产物, 它将是21世纪的核心技术。
3.2 制造系统的自动化、柔性化、集成化和智能化
先进制造技术的发展, 使高质量和高效率成为可能。先进制造系统的发展是: MC(数控)FMS(柔性制造系统)CIMS(计算机集成制造系统)IMS (智能制造系统)。计算机集成制造系统是一个工厂全盘集成制造系统, 它借助计算机将经营决策、产品设计、生产准备、零件加工、产品装配、检查和销售等各个自动化子系统有机地综合集成起来, 成为高效益、高柔韧性自动化、智能化的生产系统。先进工业国家的柔性制造系统已相当广泛。我国起步晚, 但数控技术和柔性制造技术也已得到较广泛的应用。CIMS(计算机集成制造系统) 的研究已取得了相当的成就, 并开始在全国进行试点、推广, 取得了良好的效果和效益。
3.3特种加工技术
随着社会不断的发展, 很多机械设备都有高温、高压、高速和高精度的要求, 因而不断采用一些新材料来制造零件, 如淬火钢、耐热合金、硬质合金、硅、锗、宝石和金钢石等难以加工材料。同时很多零件的形状也越来越复杂, 如小孔、深孔、型孔、窄缝、弯孔和型腔等。用通常的金属切削加工方法来加工这些零件已十分困难, 有的甚至就无法加工。这就需要探索新的加工工艺方法: 特种加工技术是一种直接利用电能、热能、光能、化学能、声能、电化学能来进行加工的方法, 它可以加工高强度、高硬度、高脆性、耐高温等难切削材料, 以及精密细小和复杂形状的零件。
合理调整和优化教学内容本课程内容多,知识面宽,很难在有限的学时内讲授与先进制造技术相关的全部内容。因此,应该根据学生的基础及学时情况,考虑各种因素,依照教学内容的重要程度进行合理取舍,优化教学内容,制定科学合理的教学计划,既保证教学要求,又可以教授给学生必须掌握的内容。比如,虽然都是机械专业的,但是机械制造及自动化专业和工业设计专业的学生基础就有所不同,工业设计专业的学生没有学习过机械加工类的基础课程,对金属切削的基本原理都不清楚。因此,在授课的过程中,需要有意识的增加一些对切削基本知识的介绍,使学生更好地理解后面介绍的先进切削技术。由于现代制造技术的迅猛发展,教材里面的内容大多是已经成熟或即将成熟的知识,与相关学科的最新进展存在一定的时间距离,因此需要授课教师紧密关注相关领域的最新发展情况,要充分利用互联网,从网络获取相关知识。
现在的互联网不仅信息量大,而且相关的内容有许多链接,是获取知识的一个很好的资源。在备课时,除了参考教科书上的内容,还应该上网搜索相关内容,把收集的内容进行整理和分类,力求从各个不同的方面和角度对所研究的问题做深入地了解和研究,使自己掌握的知识更全面、更丰富,这对提升课堂教学质量也起到非常重要的作用。同时,要将网络获取的知识和教科书有机融合起来,拓展学生的视野,培养他们以动态的思维看待事物的能力[3],使学生能够以发展的眼光来看待这门课程。使用先进教学方法和手段采用多媒体教学,可以扩充课堂教学的信息量,增强学生对知识的感性认识、加深对相关知识的印象和记忆,进而有助于提高教学效果[4]。特别是像机械加工新发展这样信息量大、内容丰富的课程。可以充分发挥计算机技术的优势,使文字、图像、声音及视频有机的组合在一起,不仅可以改变传统教学方法,使学生耳目一新,产生强烈的视觉和听觉冲击,有效地提高学习的兴趣;还可以生动形象地将各章节联系起来,提高课堂效率。同时还可将教师从繁重的板面书写中解脱出来。还应该积极在网上搜索和课堂内容相关的动画、视频等资料,在课堂讲解的过程中穿插播放,使课堂教学更加生动,增加学生的感性认识,提高学生的学习兴趣和热情,从而提高了课堂教学的效果。
例如,在讲授系统管理技术时,笔者适当增加了波音787的设计制造过程,并播放相关视频。学生的反馈显示,该视频深入、清晰地展示了先进制造技术在航空飞行器制造业的应用,使学生在短时间内深入了解这方面的知识,增强学生对先进制造技术的理解,因此,受到学生的好评与欢迎。然而,多媒体只是教学辅助手段之一,教师在课堂的主导作用不能丢弃。教师可以利用多媒体,但不能完全依赖它。必须结合讲授内容,在黑板上做一些必要的板书和引导,将多媒体和板书有机结合起来,教学效果更好。同时,也要适当地提出一些设计好的问题,引导学生参与进来,与教师互动,促使学生积极思考,从而充分调动学生的学习积极性,使课堂教学更加高效。培养学生创造性思维创新能力,也称为创新力,指的是创新的基本本领和能力。是人类进步的动力,推动科学技术进步的关键,是一个民族进步的灵魂。在科学技术飞速发展的今天,一个国家国际竞争力和国际地位最重要的决定因素就是国民的创新意识和创新能力[5]。培养高素质创新型人才是赋予大学的一项重要使命。课堂教学作为学生获得知识的主要渠道,也是培养学生创新素质的主要途径。因此,在实际授课中,教师应该着重培养学生的创新能力,启发他们自主思考,挖掘学生的创新潜能。例如在教学中,笔者会根据所讲授的内容,提出某个方向的几个讨论题目,让同学分成几个小组,分别负责一个题目,分头去查阅相关资料,自己动手制作PPT,在课堂上讲解,最后由老师做点评。通过这样的方式,很好的锻炼了学生搜集利用资料的能力,有助于提高学生的学习兴趣和效果,更重要的是锻炼了他们的创造性思维。灵活评价学生的学习成效评价学习成效是建立在实现教学目标的基础上进行的,评价的目的不是为了鉴别和选拔“适合教育的学生”,而是为了“创造适合学生的教育”。因此,针对知识结构跨学科、内容更新快的机械加工新发展这门课程,评价方法应采取课堂讨论、课堂展示、作业、平时查阅文献和考试等多种灵活形式。这种分权重、按比例的考核方法不仅有利于提高学生的学习兴趣、增强学习动力,积极参与课堂活动,还可以避免“一卷定终身”的片面考核的弊端。
针对教学中出现的问题,积极采取对策,提出了一些解决问题的方法,合理调整和优化教学内容,使用先进的教学方法和手段,调动学生的积极性,培养学生的创造性思维,并灵活评价学生的学习成效,为提高教学质量不断探寻科学、有效的路径。
作者:杨长勇 张艳敏 丁文锋 单位:南京航空航天大学 东南大学成贤学院
关键词:机械制造技术;探讨
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:
制造技术水平关系着一个国家科技发展水平和经济发展水平,制造技术在全球化市场上的竞争力已经显而易见,我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。因此,要想赶上世界制造高端技术的潮流,必须利用先进制造技术,不断完善和创新,将先进制造技术放在战略优先地位,不断缩小与工业发达国家质检的差距,才能有力的赢得国际市场上地位,在竞争激烈的全球化市场上立于不败之地。
1 先进制造技术的特点
机械设计制造及其自动化专业主要是学习一些机械设计制造的理论基础和实践应用,能在大型机械设备制造与生产的工作中利用所学的知识,结合当代信息技术,自动化控制技术等特点,在机械制造领域中进行科技开发、应用研究。当今的主要难题是如何在先进设计制造技术的基础上,解决现代化机械制造领域中的复杂问题。
1.1 是适合当今社会的最新技术
经过时间的洗涤,科技的验证,制造技术发展为先进制造技术,在传统的技术提点之上,保优除劣,既保留了过去传统的有效设计因素,又不断引进高新科技技术,使得原有的机械制造效率大幅提高,不仅制造出适合当今社会需求的产品,又为机械制造技术提供了新的方向和动力。先进的制造技术在新的机械制造领域已经形成了新的范畴,它跟随者当今时代的进步,为人类的新需求提供新的技术。
1.2 是适合工业应用的技术
先进制造技术在应用领域已经面向多元化,它不仅仅具有提高产品制造效率的功能,也可以为新产品的设计开发提供新的思路,包含着产品的市场调研、生产准备、售后服务等所有的产品相应功能,并将这些内容融合成一个整体,更便于操作和控制。在工业应用领域,先进制造技术的融入获得了极好的实际效果,不仅可以提升企业的竞争能力,又可以促进企业和国家经济实力的增长。实现全国综合经济效益和社会效益的提高。
1.3 是建立在生产过程基础之上的新技术
先进制造技术融合了新材料技术、信息技术、自动化技术、计算机技术以及现代系统管理技术,在产品的生产过程中,为产品的设计、制造和生产组织管理、售后服务与经营策略提供了新的技术。在不断提升科技含量的基础上,融合过去的制造技术特点,使得先进制造技术正在向着全方位的系统工程革新。
1.4 是突出全球制造领域竞争优势的技术
随着工业革命与信息革命的到来,制造业在全球的市场上得到了新的发展,在发达国家,主要通过发达的经济、先进的科技对市场进行掠夺,倾销产品,输出资本随着市场的全球化发展趋势,使得先进制造技术传输到各个国家,市场的竞争更加激烈。因此,一个国家是否拥有机械制造的先进技术成为它在这个领域的主导因素,这将决定着该国的经济发展与全球市场竞争力。
1.5 是竞争的要素之一
在过去的很长时间里,产品不注重技术特点,以简单、容易操作为主要特点,当市场上出现一种新的产品后,很快就会出现很多具有相同功能的产品。因此,在当时产品竞争中,提高生产率成为市场竞争的核心。现如今,制造业要想赢得市场,已经不仅仅需要提高生产率这么简单,时间、成本、质量成为现代制造业最重要问题,然而,先进制造技术把这三个问题有机结合到一起,使得这三者之间成为一种正比关系,在确定时间和降低成本的关系上还能提高产品的质量。
2 先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国在机械制造领域取得了新的突破,在先进制造技术的应用中获得了不错的成果,但这只是一个阶段性的胜利,相比起发达的工业大国,仍然存在明显差距。具体表现在以下几个方面:
2.1 管理方面:工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。在我国,计算机辅助管理在少数的大型企业中得到应用,小型企业还处在靠经验管理阶段。
2.2 设计方面:工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较晚。
2.3 制造工艺方面:工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
3 我国先进机械制造技术的发展趋势
3.1 全球化。首先,在全球市场上的竞争正在不断加剧,从机械制造业来看,国内外已经有很多企业都已经因竞争力不够,被市场竞争的压迫下面临倒闭或已经倒闭,这其中包括中小型企业和一些知名企业。那些在国内市场还勉强存活的企业,不得不考虑扩展新的市场;其次,计算机网络技术的快速发展,推动了竞争企业之间的合作,这种合作会给双方带来新的希望,但由于是建立在竞争的基础上,并会发展到进一步加大国际间的市场竞争。合作与竞争这两者之间的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,网络化是全球化制造技术的首要前提,只有网络化通讯技术的融入,才能保证制造全球化的顺利发展。
3.2 网络化。网络技术的成功解决了机械制造在时间和空间上的诸多限制,计算机网络的普及,将给企业的生产和销售带来革命性的变革。从产品的设计、零部件的采购制造、市场的分析都可以依据网络技术更便于经营管理,并可以在异地操作控制。另外,网络信息技术的快速发展,势必给机械制造行业带来新的机遇和挑战,并推动企业向着既竞争又合作的方向发展。
3.3 虚拟化。虚拟技术在产品生产中的应用主要体现在检验和仿真两个功能,首先,可以对产品的可加工性、加工方法、设计思路的合理性进行检验,可以更准确的保证产品的质量、生产成本、生产周期。另外可以对产品进行建模仿真,通过计算机软件和网络对产品制造的每个工序进行仿真,避免在实际操作中出现不可控制的问题。
3.4 自动化。目前自动化的研究主要体现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
3.5 绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
4 结束语
随着科技的不断进步,全球在机械制造领域也发生了突飞猛进的发展。从最原始的人类开始使用工具开始,最初由天然工具到制造工具,再由简单的手工制造过度到机械制造,人们也一直在不断的寻找更有效更便捷的制造技术。直到信息时代的到来,机械制造技术自动化成为这个领域众人瞩目的方向,机械制造技术已不单单应用于产品的加工设计,生产,制造工具,机械制造技术正在面临着一个产品多元化,技术革新的新挑战。随着人们生活质量的提高,人们对产品的要求也越来越高,不断的有新产品代替旧产品,如果机械制造产品不能满足人们的需求,将注定被社会淘汰。
参考文献:
[1] 马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2011,(3).
近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于:(1)科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。(2)产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。(3)机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足,技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。(4)自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
先进制造技术的特点
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长,目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
我国先进机械制造技术的发展趋势
全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场。另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
关键词:技术特点;现状;发展
中图分类号:TD40 文献标识码:A
我国的制造业起步较晚,在一些高、精、尖领域与发达国家还存在一定差距,为了跟上世界科技发展的步伐,首先必须从思想上高度重视制造业的发展,注重对国外先进技术的交流与学习,才能缩短与发达国家的差距,提高自己的竞争实力,使中国制造业在世界市场上有自己的一席之地。
1 我国机械制造技术发展的现状
我国制造业在发展初期存在一些困难,但是随着我国在各个行业内的机械制造技术的发展,目前我国已形成了包括轻工业、重工业在内的工业体系,机械制造规模也已跃居世界前列。在取得成绩的同时,我们也存在着一些差距:在制造技术及工业、技术创新能力、生产管理等方面落后。因此通过对我国机械制造业的现状进行分析,可以更好地帮助我们改进和提高。
2 机械制造技术的特点
随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,我们首先要正确的认识自己,充分了解国内制造业发展的形势和存在的问题,掌握制造技术的特点,才能有的放矢地改进和提高我国的机械制造水平。
2.1 机械制造技术的系统化
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,已转变为产品设计、加工制造到产品销售及使用维护等全过程。成为“市场-产品设计-制造-市场”的大系统,使生产过程成为一个整体。先进制造技术是各种高新技术成果与传统制造技术的结合,不仅仅是单纯的机械加工制造,已成为广义意义上的机械制造系统,是一个物质流、能量流和信息流的系统工程。实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。
2.2 机械制造技术的综合化
先进制造技术继承了传统知道技术中的精华,同时随着科技的发展,各种高科技研究成果不断涌现,先进制造技术将这部分引进、吸收,并与传统制造技术相结合,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造不再是简单的加工制造,而是包括产品从市场调研、产品设计开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
2.3.机械制造技术的统一化
上一世纪末,市场竞争的核心已转向提高生产率。随着经济全球化、地球村的概念也早已产生,制造业的竞争也升级和加剧激烈。市场竞争的主要方向已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本、质量的三要素的融合。先进制造技术的信息化、自动化、绿色化等把这三个因素有机结合起来,使三者达到了统一。
2.4 机械制造技术的全球化
制造的全球化,是21世纪机械制造业最重要的特点。近年来,国际化经营模式已成为大公司取得成功的重要因素。一方面是由于国际和国内市场的激烈竞争,大公司必须通过扩展市场,占有市场份额的方式来增强竞争力。另一方面由于信息技术的发展,提供了技术信息交流、产品开发和经营管理的国际化,推动了大公司向着既竞争又合作的方向发展。这两方面的原因,成为制造业全球化发展的动力。
3 我国机械制造技术的发展方向
机械制造技术是已发展为产品的寿命周期的所有内容,人们对产品的要求也在不断提高,包括要求产品的品种、品质、价格、外观等方面,为了适应市场的要求,先进的机械制造技术已成为制造业发展的必然。目前我国先进制造技术的发展主要表现在三个方面:一是精密加工,二是高度自动化,三是信息化。
3.1 精密加工
目前超精密加工精度可达到1nm.超精密加工目前包括超精密切削、超精密磨削研磨和精密特种加工等三个方面。超精密加工能提高产品的性能和质量。提高稳定性和可靠性。促进了产品的小型化、增强零件的互换性,提高装配生产率,促进装配自动化。
3.2 高度自动化
制造自动化其基本思想是借助于计算机技术、现代系统管理技术、现代制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术,将制造过程中有关的人、技术和经营管理三要素有机集成,通过信息共享以及信息流与物流的有机集成实现系统的优化运行。提出了以人为中心的计算机集成制造系统的思想,并将并行工程、精益生产、敏捷制造和企业重组等思想。是集管理、技术、质量保证和制造自动化为一体的广义制造自动化系统。CADZCAM一体化技术的发展和应用,缩短了产品的研发周期,设计时考虑制造工艺,可在保证产品性能满足要求的前提下降低加工制造成本,提高了效率,保证了产品质量,还可以在危险场合完成工作,降低人的风险。、
3.3 信息化
产品成本的主要因素是产品制造过程中的信息投入。制造过程实际就是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程。最终形成的产品可以看作是信息集中化的物质表现。因此一些企业利用网络技术、计算机联网、卫星数据传递等信息化手段,可以实现物料的配送、管理、产品销售状况及故障追溯等。提高生产效率,降低库存,节约生产成本。
结语
通过对我国机械制造技术现状的解读。结合国内外机械制造技术发展情况,明确了机械制造技术的发展方向。我国的机械制造技术正处在发展上升阶段,加强机械制造技术的发展,尽快缩小我们与发达国家的差距,我国的制造业才有机会、有能力与世界发达国家竞争。
参考文献
[1]张江华.机械制造工艺[M].北京:机械工业出版社.
【关键词】机械制造 现状 发展趋势
机械制造业是国民经济的基础产业,是国民经济发展的支柱产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展。自20世纪80年代以来,以集成制造系统为标志的综合生产自动化,就已成为制造业的研究热点,即通过计算机网络及其数据库技术,将机械制造业企业全部生产活动有关信息集成起来,形成高效率、高柔性的先进制造技术和先进制造模式,以适应科技的发展和市场竞争对机械制造技术的需求。
一、机械制造技术的发展历程
制造技术是制造业为国民经济建设和人民生活生产各种必需物质所使用的一切生产技术的总称,通过将原材料和其它生产要素经济合理的转化为可直接使用的具有较高附加价值的成品、半成品或技术服务。在人类历史上,制造业的发展受到社会、政治、经济等各方面的影响,科学技术的每次革命都带动了制造技术的不断发展,同时人类的不断进步和人类需求不断变化也大大推进动了制造业的不断发展,促进了制造业的不断进步。近两百年来,由于市场经济需求的不断变化,直接驱动了制造业的生产规模从小批量、少品种发展到大批量、多品种。在高科技的带动下,制造业的资源配置也朝着“劳动密集、设备密集、信息密集、知识密集”的方向发展,而制造技术也从简单的手工发展到机械化最终发展到现在的柔性自动化和智能自动化。
二、现代机械制造技术的现状
自改革开放后,我国的机械制造技术的发展已经达到了日新月异的水平,机械制造整个行业的水平及其产品总量都在迅速提升。但是,我国拥有独立产权的机械制造技术的产品的品牌却是少数。随着计算机技术的发展,以前,我国仅有部分企业采用计算机辅助,还有很多中小企业仍然采用经验管理体系。近年来,我国企业多采用计算机进行设计管理,但仍然与发达国家的机械制造技术方面有着巨大的差距,发达国家大部分都采用机械制造自动化系统,各种全新的自动制造系统大大提高了准确性及生产效率。这些管理反差大大削弱了我们的竞争力。我国制造工艺的落后也放缓了机械制造技术的发展,发达的国家大都采用精细、高精密、微细、激光、纳米等技术和前沿加工方法,但在我国的使用率不高,我国仍处于发展中。近几年发达国家的尖端机械制造技术不断涌现,在这内忧外患的时期,我国的机械制造技术虽然发展迅速,但是却相对落后。由于我国制造技术的起步晚,技术更新换代较慢,尖端制造业人才流失等等原因,导致我国现有的制造业产品品种相对较少、技术含量不高、质量得不到保障、使用前期故障频发,这些现状使我们距离发达国家的机械制造技术的差距还很大,这些问题同样导致重大的技术设备只能依赖进口,内需达不到供应标准,让发达国家趁机倾销产品,占领市场。
(一)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理, 重视组织和管理体制、生产模式的更新发展, 推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(二)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高, 尚在开发、掌握之中。
(三)现代先进的机械制造技术和先进制造模式方面。在当代社会,先进机械制造技术是在传统制造技术的基础上结合了电子、信息等及现代管理高新技术的成果,并将其优化集成综合和应用于产品设计、制造、检验、管理、使用的制造全过程,并最终取得良好的经济和社会效益的总称。先进的机械制造技术能够带动企业实现良性的经济循环,对提高产品档次、发挥企业余力、降低生产成本起着关键的作用。在先进制造技术这个多学科体系当中包含了创新设计、工艺设计、生产过程组织、市场信息反馈等多种系统工程,为机械制造技术的系统化、集成化、智能化提供了一个良好的发展基础。
(四)我国机械制造技术与工业发达国家的差距还较大。随着科技的进步,我国的机械制造业不断的发展有了很大的提高,但与工业发达国家还存在很大的差距。中国的制造业虽然排名世界前列,但都是以轻工业为主,中国产量居世界第一的制造产品只是机械装备和交通行业中的“低档”产品,那些为高技术产业提供的装备以及重大成套装备仍是我们发展中的“瓶颈”问题,可以说机械装备制造业不发展,制造业的水平就上不去,就缺乏竞争优势。虽然近十年来我国大力推广应用 CIMS 技术,但大部分大型机械制造企业限于 CAD 和管理信息系统,因底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有正真发挥作用,加工中心无论是数量还是利用率都很低。同时在管理、设计、制造工艺、自动化技术等各方面都存在差距,例如:工业发达国家早已广泛的采用计算机进行管理了,大胆的进行各种管理体制和生产模式的更新和改革,而我国只有少数大型企业局部采用计算机辅助管理,多数小型企业仍处于传统经验的管理阶段,限制了更进一步的发展。在设计方面工业发达国家不断更新设计数据和准则等采用了 CAD/CAM 等设计,大型企业开始无图纸设计和生产,而我国采用这些方法、技术的比例很低。所以,我们在看到与工业发达国家的差距时,要根据我国的实际情况扎扎实实地做好基础工作,方能为机械制造技术的飞跃发展奠定一个良好的基础。
三、结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施, 才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。