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做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
二、目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進
對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
四、結論
現代制造技術是現代技術和工業創新的集成,是國家制造業的水平的主要標志,也是國家工業的基礎和支柱。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。因此,我們應抓住機遇,了解我國機械制造技術的發展現狀,把握現代機械制造技術的發展趨勢,使我國現代制造業與世界發達國家站在同一起跑線上。
參考文獻:
[1]馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002,(3).
[2]王世敬,溫筠.現代機械制造技術及其發展趨勢[J].石油機械,2002,(11).
1、各國競相出臺納米科技發展戰略和計劃
由于納米技術對國家未來經濟、社會發展及國防安全具有重要意義,世界各國(地區)紛紛將納米技術的研發作為21世紀技術創新的主要驅動器,相繼制定了發展戰略和計劃,以指導和推進本國納米科技的發展。目前,世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃,但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發。
(1)發達國家和地區雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機,美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃(NNI),其宗旨是整合聯邦各機構的力量,加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發工作方面的協調。2003年11月,美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發法案》,這標志著納米技術已成為聯邦的重大研發計劃,從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養等全面展開。
日本政府將納米技術視為“日本經濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環境技術和納米技術作為4大重點研發領域,并制定了多項措施確保這些領域所需戰略資源(人才、資金、設備)的落實。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進從基礎性到實用性的研發,同時跨省廳重點推進能有效促進經濟發展和加強國際競爭力的研發。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優先的領域,有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰略,目前,已確定了促進歐洲納米技術發展的5個關鍵措施:增加研發投入,形成勢頭;加強研發基礎設施;從質和量方面擴大人才資源;重視工業創新,將知識轉化為產品和服務;考慮社會因素,趨利避險。另外,包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內的多數歐盟國家還制定了各自的納米技術研發計劃。
(2)新興工業化經濟體瞄準先機
意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響,韓國、中國臺灣等新興工業化經濟體,為了保持競爭優勢,也紛紛制定納米科技發展戰略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》,2002年頒布了新的《促進納米技術開發法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術開發實施規則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域,以提升前沿技術和基礎技術的水平;到2010年10年計劃結束時,韓國納米技術研發要達到與美國和日本等領先國家的水平,進入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》,這些計劃以人才和核心設施建設為基礎,以追求“學術卓越”和“納米科技產業化”為目標,意在引領臺灣知識經濟的發展,建立產業競爭優勢。
(3)發展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強的發展中國家為了迎頭趕上發達國家納米科技發展的勢頭,也制定了自己的納米科技發展戰略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發展綱要》,并先后建立了國家納米科技指導協調委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發展綱要將明確中國納米科技發展的路線圖,確定中國在目前和中長期的研發任務,以便在國家層面上進行指導與協調,集中力量、發揮優勢,爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術,南非科技部正在制定一項國家納米技術戰略,可望在2005年度執行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度,加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發。
2、納米科技研發投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發熱潮,現在無論是富裕的工業化大國還是渴望富裕的工業化中國家,都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金,而且投資迅速增加。據歐盟2004年5月的一份報告稱,在過去10年里,世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明,全球對納米技術研發的年投資已達50億歐元。
美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內,聯邦政府的納米技術研發經費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元,2005年將增加到9.82億美元。更重要的是,根據《21世紀納米技術研究開發法》,在2005~2008財年聯邦政府將對納米技術計劃投入37億美元,而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發的經費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究,近年來納米科技投入迅速增長,從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元,而2004年還將增長20%。
在歐洲,根據第六個框架計劃,歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元,有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計,歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國,甚至更高。
中國期望今后5年內中央政府的納米技術研究支出達到2.4億美元左右;另外,地方政府也將支出2.4億~3.6億美元。中國臺灣計劃從2002~2007年在納米技術相關領域中投資6億美元,每年穩中有增,平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元,而新加坡則達3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國為2.4歐元,美國為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計劃,美國2006年的納米技術研發公共投資增加到人均5歐元,日本2004年增加到8歐元,因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國為0.01%,日本為0.02%。
另外,據致力于納米技術行業研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱,很多私營企業對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元,占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業將投資14億美元,占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長,納米技術的創新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發展各有千秋
各納米科技強國比較而言,美國雖具有一定的優勢,但現在尚無確定的贏家和輸家。
(1)在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據中國科技信息研究所進行的納米論文統計結果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數量逐年增長,且增長幅度較大,2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文,美國以較大的優勢領先于其他國家,3年累計論文數超過10000篇,幾乎占全部論文產出的30%。日本(12.76%)、德國(11.28%)、中國(10.64%)和法國(7.89%)位居其后,它們各自的論文總數都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產出大都超過了1000篇,是納米研究最活躍的國家,也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出,2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點,到2002年已經超過德國,位居世界第三位,與日本接近。
在上述5國之后,英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發表的論文數也較多,各國3年累計論文總數都超過了1000篇,且每年的論文數排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外,如果歐盟各國作為一個整體,其論文量則超過36%,高于美國的29.46%。
(2)在申請納米技術發明專利方面美國獨占鰲頭
據統計:美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國(1454項),其次是日本(368項)和德國(118項)。由于專利數據來源美國專利商標局,所以美國的專利數量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數也較多,所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數國家納米論文數與專利數所占比例的反差較大,在論文數最多的20個國家和地區中,專利數所占比例超過論文數所占比例的國家和地區只有美國、日本和中國臺灣。這說明,很多國家和地區在納米技術研究上具備一定的實力,但比較側重于基礎研究,而實用化能力較弱。
(3)就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用,目前美國納米研究熱點已逐步轉向醫學領域。醫學納米技術已經被列為美國國家的優先科研計劃。在納米醫學方面,納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷,而且,已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年,美國國立衛生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》,目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫學相結合,實現2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標;利用納米顆粒追蹤活性物質在生物體內的活動也是一個研究熱門,這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內的活動情況非常有用,還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果,未來5~10年有望商業化。
雖然醫學納米技術正成為納米科技的新熱點,納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究,期望突破傳統的極限,讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒,并按照一定規則排列這些顆粒,使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。
日本納米技術的研究開發實力強大,某些方面處于世界領先水平,但尚未脫離基礎和應用研究階段,距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發上,日本最重視的是應用研究,尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外,日本開發出多種不同結構的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。
在制造方法上,日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現有方法,同時積極開發新的制造技術,特別是批量生產技術。細川公司展出的低溫連續燒結設備引起關注。它能以每小時數千克的速度制造粒徑在數十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1/10,兩三年內即可進入批量生產階段。
日本高度重視開發檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高,并涌現了諸如數字式顯微鏡、內藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產品。科學家村田和廣成功開發出亞微米噴墨印刷裝置,能應用于納米領域,在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路,是世界最高水平。
日本企業、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內為納米技術尋找用武之地,如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機,解析分子、蛋白質及基因的結構等。不過,這些研究大都處于探索階段,成果為數不多。
歐盟在納米科學方面頗具實力,特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫學材料、智能材料等方面的研究能力較強。
中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多,主要以金屬和無機非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學合成材料也是一個重要方面,而在納米電子學、納米器件和納米生物醫學研究方面與發達國家有明顯差距。
4、納米技術產業化步伐加快
目前,納米技術產業化尚處于初期階段,但展示了巨大的商業前景。據統計:2004年全球納米技術的年產值已經達到500億美元,2010年將達到14400億美元。為此,各納米技術強國為了盡快實現納米技術的產業化,都在加緊采取措施,促進產業化進程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認為,美國大公司自身的納米技術基礎研究不足,導致美國在該領域的開發應用缺乏動力,因此,嘗試建立一個由多所大學與大企業組成的研究中心,希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發緊密結合在一起。美國聯邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區建立一個“納米科技成果轉化中心”,以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產業界。該中心的主要工作有兩項:一是進行納米技術基礎研究;二是與大企業合作,使最新基礎研究成果盡快實現產業化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業。
美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內取得突破,并生產出商業產品。一個由專業、商業和學術組織組成的網絡在迅速擴大,其目的是共享信息,促進聯系,加速納米技術應用。
日本企業界也加強了對納米技術的投入。關西地區已有近百家企業與16所大學及國立科研機構聯合,不久前又建立了“關西納米技術推進會議”,以大力促進本地區納米技術的研發和產業化進程;東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所,試圖將納米技術融合進各自從事的產業中。
歐盟于2003年建立納米技術工業平臺,推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出:建立納米技術工業平臺的目的是使工程師、材料學家、醫療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協同作戰,把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產品和運輸領域,生產出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產品,同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。
關鍵詞:機械制造 技術特點 發展方向
我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。
20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、網絡與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、機械制造技術的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程 正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
四、結論
現代制造技術是現代技術和工業創新的集成,是國家制造業的水平的主要標志,也是國家工業的基礎和支柱。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。因此,我們應抓住機遇,了解我國機械制造技術的發展現狀,把握現代機械制造技術的發展趨勢,使我國現代制造業與世界發達國家站在同一起跑線上。
參考文獻
[1]馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002,(3).
[關鍵詞]機械制造,技術特點,發展方向
中圖分類號:TP2379 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)10-0080-01
我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。 但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線――剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、機械制造技術的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程正向其終極目標――原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
目前管理中存在的問題嚴重地影響著企業管理水平、管理效率和企業的競爭能力。采用現代化的管理思想、方法和計算機網絡通信技術,實現機械制造企業的管理創新、制度創新和技術創新是擺在每個企業面前刻不容緩任務。所以建立聯接廠內外的計算機網絡通信系統,選擇先進、成熟、適合企業管理需求的企業資源計劃ERP、客戶關系管理CRM、供應鏈管理SCM、商業智能BI、電子商務EC等軟件系統,通過管理咨詢和業務流程重組,優化設計企業的組織機構、管理模式、業務流程,應用上述軟件系統,實現企業管理的信息化。以克服目前企業管理中存在的問題,提高企業管理水平、管理效率和企業的競爭能力,是企業面對知識經濟和全球經濟一體化做出的必然選擇。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
四、結論
現代制造技術是現代技術和工業創新的集成,是國家制造業的水平的主要標志,也是國家工業的基礎和支柱。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。因此,我們應抓住機遇,了解我國機械制造技術的發展現狀,把握現代機械制造技術的發展趨勢,使我國現代制造業與世界發達國家站在同一起跑線上。
參考文獻
關鍵詞 機械制造工藝 高科技 應用現狀 未來發展趨勢
中圖分類號:TD406 文獻標識碼:A
我國經濟的不斷進步和發展,最直接的就是導致市場經濟下競爭愈演愈烈,科學水平不斷增強,作為支柱產業的機械制造業必然要加大投入,不管是人力還是物力都要有所提高,但是與發達國家技術水平相比仍存在較大差距,為了更好地適應市場競爭,不斷提高機械制造的效率與質量,必須充分了解當前機械制造工藝的發展特征,并對未來發展提出憧憬。
隨著時代的穩步發展,高科技也逐步應用到各行各業。在機械制造產業中采用高科技,利用其中的納米技術、激光技術、自動化控制技術、電磁技術等新興科技,對機械制造進行各方面的提高。以下通過對激光技術與自動化控制技術在機械制造工藝中的應用進行探析。
1激光技術在機械制造工藝中的應用
激光技術是新時代科技成果下的高科技,在許多行業都得到廣泛的應用,在機械制造業中同樣應用到激光技術,主要應用在兩個方面。
1.1激光熱處理
在機械制造中,通過對零件的熱處理可以提高零件的使用壽命,從而提高了機器的性能。尤其是對于機械中比較關鍵的部分,這些零件的磨損頻率較高,磨損量較大。所以更有必要對這些零件進行熱處理。運用激光技術給零件覆蓋一層熔點較高的材料涂層,提高零件的耐磨程度和耐高溫性。在機械制造中,對零件進行逐一的熱處理,使零件具有更高的耐磨性,延長零件的使用壽命,還可以利用這個特點對機械制造中的生產磨具進行修復,保護機器的精準度,提高機器使用壽命。
1.2快速切割技術
激光同時還具備快速切割功能,通過與CAD制圖工藝有機結合,采用激光快速地對材料進行切割成型。采用激光的快速切割技術不但可以快速地制作模型,還能夠對復雜的零件直接進行加工,并能準確地保證零件的尺寸,正因為激光具有這一特質,所以在機械制造中被廣泛采用。
2自動化技術在機械制造工藝中的應用
自動化控制技術是新時代下的產物,它的意義是對外部控制設備編寫程序,使其控制機器或設備按照預先設計的生產流程運作,使生產過程中不需要人員操控。這一設備在制造業中被大量采用,減少人員的工作量和避免具有危險性的人為工作,并能夠有效提高生產效率,降低企業成本。自動化技術在機械制造中的應用有以下三種:
2.1自動化制造單元
在機械制造中,大多工序中采用了自動化技術,形成了一個小型的自動化系統,稱之為自動化制造單元,主要是通過自動化技術與企業的生產和降低成本相結合,自動化制造單元的特點是能夠實現單機自動化控制。自動化制造單元由多臺設備組成,一般有數控機床和送料設備等,可以實現多種產品的加工。
2.2自動化制造流程
自動化制造系統在機械制造中也是一種常見的科技,由多個自動化設備組成,并且通過計算機操作統一控制,與送料設備形成一個完整的生產流程。通過這條流水線能夠在生產小批量的產品時保證不停機運行。對該系統進行改造可以實現另一種較為實用的技術自動化流程。目前自動化流程還僅僅處在一些小型企業的自動化制造中,生產效率有所提高,對于送料設備的自動化要求有所降低,所以這一技術還是比較完善的。
2.3自動化制造工廠
在生產過程中,全部流程都采用自動化技術進行運作稱之為自動化制造工廠,從送料到成品的產出過程,是一項具有高技術含量的系統。在制造過程中由多個自動化單元聯合起來,通過自動化的送料技術,同時也對計算機系統進行統一指揮,由于自動化工廠還處在發展期,所以在機械制造業采用的并不是很廣泛。
3機械制造工藝的發展趨勢
3.1集成化發展趨勢
目前的自動化技術給制造企業帶來的是集成化發展,由以往的分散加工轉變成集成加工,并連續地進行生產,通過機電一體化等技術保證生產流程的連續性,在未來的發展中,集成化發展將更進一步,對整個生產過程全部采用自動化技術,實現整個生產流程的集成化。
3.2微納化發展趨勢
在機械制造中,通過材料的進步和加工水平的提高,可以很大程度地推動機械制造工藝的發展。未來的發展越來越趨向于零件的完整性與精密性。隨著納米技術的發展,機械制造工藝也將提高其零件的精密性,進入微納化的發展。
3.3自動化技術發展趨勢
通過自動化技術對機械制造的影響,未來機械制造產業將步入一個全自動化的時代,生產的流程中全部采用自動化控制,提高生產中零件的精準度和生產效率。通過自動化技術的不斷發展,機械制造企業會逐步采用自動化設備進行生產,實現一個完整的自動化工程。
3.4數字發展趨勢
數字化是機械制造發展的主導,機械制造的設計過程中需要數字化,生產過程中同樣需要數字化。在設計中,利用數字化保證產品的精密度;在生產中,利用數字化可以提高自動化的使用效率。數字化對管理生產起著重要的作用。
4結語
當今時代,正是科技發展迅猛的時代,科技化已延續到各個領域。機械制造企業采用高科技進行生產,能夠有效地提高生產的高效性、準確性。為機械制造產業帶來跨時代的意義,通過激光技術與自動化技術的有機結合,使機械制造工藝更加完整。
參考文獻
[1] 劉曉虎.淺析機械制造業現狀和發展趨勢[J].機電信息,2010(12):146-146.
【關鍵詞】機械自動化;發展;技術;發展
1 機械制造自動化技術概述
機械自動化技術的應用與發展是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。機械自動化, 主要指在機械制造業中應用自動化技術,實現加工對象的連續自動生產,實現優化有效的自動生產過程,加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展,是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。機械自動化的技術水準,不僅影響整個機械制造業的發展,而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。
如何發展我國的機械自動化技術, 應實事求是, 一切從我國的具體國情出發, 做好各項基礎工作, 走中國的機械自動化技術發展之路。
2 機械制造技術的特點
做好基礎自動化得工作仍是我國制造企業一項緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低,可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
3 機械自動化在我國的特點及作用
機械自動化, 主要指在機械制造業中應用自動化技術, 實現加工對象的連續自動生產, 實現優化有效的自動生產過程, 加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展, 是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。
機械自動化的技術水準, 不僅影響整個機械制造業的發展, 而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。如何發展我國的機械自動化技術, 應實事求是, 一切從我國的體國情出發, 做好各項基礎工作, 走中國的機械自動化技術發展之路。
4 機械自動化的現狀
機械自動化技術從上世紀20年代開始發展應用以來,在各行各業都得到了迅速發展和廣泛的應用,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用計算機集成制造系統,大大加快了機械自動化的發展,但我國讓處于初級操作階段的自動化。
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
4.1 管理方面
工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業拒不采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
4.2 設計方面
工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD技術的比例比較低。
4.3 制造工藝方面
工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米、納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
4.4 自動化技術方面
工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、只是智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業可見。
5 機械自動化的發展歷程
機械自動化技術從20世紀20年代首先在機械制造冷加工大批量生產過程中開始發展應用,20世紀60年代后為適應市場的需求和變化,為增強機械制造業對市場靈活快速反應的能力,開始建立可變性自動化生產系統,即圍繞計算機技術的柔性自動化。它是在制造系統不變或變化較小的情況下,機器設備或生產管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現預期的操作或某種過程,并能夠自動地從制造一種零件轉換到制造另一種不同的零件。
目前,世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外,大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外,需要循序漸進,不斷努力,創造條件,向自動化的高級理想階段邁進。實現我國機械自動化技術是一個長期的過程,不可能一蹴而就。我國機械制造業目前有11.4萬個企業,發展很不平衡,有大量落后于現代水準的產業,大部分企業還比較落后,手工勞動占有相當的比重,我國能獨立開發現代機械自動化技術的企業可以說沒有;我國機械制造業企業中自動化裝備少、水準低,不僅在數量上同世界先進國家有較大差距,而且在品種上、質量上、使用上,同世界先進水準也存在階段性差距。
6 機械自動化的發展趨勢和方向
6.1 機械自動化的發展趨勢――農業自動化
近些年來, 國外農業自動化飛速發展, 農業機械設計向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發展。自動化控制技術在農業機械上的應用已相當普及, 一些著名廠商把自動控制、信息處理、全球定位系統和激光、遙感等現代尖端技術、裝備應用于農業機械上。由于歷史、觀念和技術等方面的原因, 我國傳統農業機械與發達國家相比有很大差距, 已遠遠不能適應農業的科技進步。近些年來, 自動化的研究逐漸被人們所認識, 自動控制在農業上的應用越來越受到重視。
6.2 我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是,精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人得時代;二是,機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
7 結論
通過對我國目前制造業的發展狀況和發展趨勢的了解,在新的世紀里,科學技術必將以更快的速度發展,更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業的發展方向。它的發展趨勢可以歸結為“四個化”:柔性化、靈捷化、智能化、信息化。我國要搞好機械自動化,不但要起點高,瞄準世界先進水準,而且必須包括各種靈活的提成本、見效快的技術,堅持提高與普及相結合的方針,同時從我國具體的基本國情出發,使我國的機械自動化技術發揮應有的才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。
關鍵詞:制造技術;自動化;提高
中圖分類號:TD406 文獻標識碼:A
1 先進制造技術的特點
1.1 是新世紀的技術
機械制造是蒸汽時代就已經開始,到了21世紀,它已經成為了任何一個國家發展的必要條件。先進制造技術是在制造技術基礎上的發展和升華,在這之后既保留了傳統制造技術的精華,又吸收利用了這種高科技,將這兩方面的優勢雜糅在一起,形成了更加先進的技術,快速的參與到了各項產品生產及其他環節,大大提高了產品在生產、銷售、售后等方面的效率。先進制造技術具有極其明確的范疇,是21世紀最需要、最渴求的技術。
1.2 是面向工業應用的技術
先進制造技術涉及的范圍不僅僅局限于生產過程,它還包含了產品的設計和研發、施工工藝的設計、產品在生產、加工制造、售后維護維修等。它主要是應對于一些具有壽命周期的產品。先進制造技術的使用,其直接的就會體現在生產效率的提高和產品質量的提高。應用先進制造技術對于我國的國家經濟發展有著明顯的實際效果,它不僅僅提高了企業的綜合實力,還促進了我國綜合國力的增長。
1.3 是駕馭生產過程的系統工程
目前的先進制造技術主要應用了以下的先進技術:計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務。先進制造技術是在吸收各種高新科技的基礎上不斷發展的,它是與時俱進的技術,駕馭了生產過程的物質流、能量流和信息流,是一個先進系統工程。
1.4 是面向全球競爭的技術
“地球村”概念的出現,使得全世界的經濟有了多重的一體化,全球化市場的發展,以前相對封閉的經濟活動變得多種多樣,不再局限于一域的經濟市場,使得各個國家在爭奪市場方面有著空前的激烈性,發達國家不斷向外輸出資本和工廠,世界市場呈現出寸土必爭的盛況,而先進制造技術的產生正是順應這一時代的需求而產生。國家自身先進制造技術的水平,在一定程度上表現出了該國在國際市場競爭中的地位。
1.5 是市場競爭三要素的統一
在以前產品制造技術不發的時期,往往一種熱銷產品的上市,都會引來很多相似產品的出現,而這時的競爭主要指向生產率的提高上。而在先進制造技術出現后,制造業不僅僅是簡單的生產過程,這之中的競爭已經從提高生產率水平轉化到產品生產的成本、質量和時間上。先進制造技術正是利用這三方面的合理統一,從而達到了提高市場競爭力的目的。
2 先進機械制造技術的發展現狀
改革開放30年已經過去,在這30年里,我國已經成為了世界上最大的制造業國家,中國制造在各個我家都擁有相當大的份額。這一成果是我國的先進制造技術不斷發展的結果。我國制造業的發展可以用騰飛來形容,可是與發達國家相比,差距已然是巨大的。
2.1 管理方面。發達國家的制造業普遍采用了辦公自動化管理,計算機的應用早已應用到了管理體制和生產過程的各個環節。而準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術應用,又在思想形態上占據了先進性。而我國計算機輔助管理也僅僅應用到少數企業的個別部分,大多數的企業仍然是采用的經驗管理模式。
2.2 設計方面。在工業發達的國家,制造業的設計數據和工作準則都在不斷的更新中,在很多大型企業中都已經使用了無圖紙設計和生產模式,而在我國普遍的CAD/CAM技術利用率較低。
2.3 制造工藝方面。制造工藝需要有高精的制造工藝,發達國家在這方面都已經采取了高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。這些技術在我國的使用率很低,還有一些技術是在開發中,還沒有及時掌握,因此,我國的制造工藝和發達工業國家還有很大的差距。
3 我國先進機械制造技術的發展趨勢
3.1 全球化。第一,是國內的制造業已經受到了國際制造業的猛烈沖擊,他們不僅僅是爭奪國際市場,還進一步的進駐國內市場,這對我國的制造業是一個嚴峻的挑戰。這一現實情況逼迫的我國制造業要適應生存法則--優勝劣汰。國內的很多中小企業都在這一場沒有硝煙的戰爭中紛紛落敗,也有一些優秀的企業在這之中凸顯出來。第二,今網絡通訊技術已經深入到了企業的各個方面,這一技術給企業帶來了合作的同時,又進一步計劃了國際市場的競爭。這兩個因素已經大力的帶動了制造業的全球化。
3.2 網絡化。這個社會的網絡化已經深入到了人們的日常生活,迅速的網絡化水平,給企業帶來的是更加活性化的發展。企業的產品設計、生產資料、市場拓展和產品銷售都可以跨區域和跨國界的進行。而網絡通訊技術的發展,使得企業間的信息交流、技術交流更加的便利,這不僅僅方面的企業的進一步發展,又為企業的發展提供了發展的推動作用。
3.3 虛擬化。虛擬技術是指模擬生產過程和生產產品的技術,這可以檢驗生產過程的合理性和制造過程的效率。虛擬化主要都是運用計算機的仿真軟件來模擬現實的生產,用這一技術可以在進行產品生產之前來檢驗產品的質量,保證產品制造的準確性,及時避免不必要的錯誤。
3.4 自動化。自動化的發展是順應時代的必然,制造業自動化發展的未來趨勢是在制造業環節中高度智能化、自動化、網絡化、虛擬化、綠色化。
3.5 綠色化。綠色化是針對近年來興起的可持續發展觀衍生的發展趨勢,對生產模式進行總結,就是在設計、生產、材料、工藝、包裝以及管理等各個環節都實現綠色工藝,在循環環節也能夠積極回收再次使用。綠色制造是工業生產對環境傷害最小的生產模式,也使資源的有效利用率臻至最大。
結語
先進制造技術在一個國家的發展過程中占據這非常重要的位置,是衡量一個國家現代化的重要標志,也是在國際競爭中能否占據有利位置的重要因素。我國在走過30多年的改革開放后,我們的制造業已經到了一個需要質變的階段,先進制造技術的運用已經成為了我國制造業的軟肋,只有緊跟國際先進制造技術,努力學習,積極的應用到實處,才能引起制造業的質變,才能縮短和發達國家的差距,才能在時下激烈的市場競爭中占據一席之地,才能使我國的現代化更上一層樓。綜上所述,發展先進制造技術刻不容緩,需要我們必須有緊迫意識,加快發展先進制造技術的腳步。
參考文獻
關鍵詞:機械制造;先進技術;發展現狀;發展趨勢
機械制造技術是機械工程發展的核心內容。我國是機械制造大國,但是從國際水平來看,我國成為制造強國還有很長的距離。要想成為制造強國,就需要采取先進的技術,提高機械制造技術的水平。從當前的發展現狀來看,我國機械設計非常好,但是無法保證機械的制造質量,導致設計與制造不能同步進行,因此,這就需要國家采取各種手段來培養機械制造技術人才,使他們了解相關專業的知識與技術能力,將先進的、自動化技術應用在其中,從而提高機械制造技術水平,促進社會的健康發展。
一、先進的機械制造技術特點
1. 機械制造技術夠先進
21世紀是先進機械制造技術高速發展的最佳階段,先進的機械制造技術是建立在傳統的制造技術而發展起來的,一方面沿用了傳統制造技術中的基本要求,另一方面也引進并吸取了國外的成功經驗,并將其引入到機械產生制造的整個過程當中。也就是說,先進的機械制造技術是與當前社會的先進技術相互融合的一個產物,是現代化社會中的新的領域,制造技術水平有明顯的提高。
2. 機械制造技術涉及范圍廣
先進的機械制造技術所涉及到的范圍非常廣,不僅體現在機械本身,還涵蓋了市場調查、產品開發與利用、機械加工、維修等各個方面,而且在實際工作中,工作人員需要將其有機的結合,從而形成一個整體。在應用先進的機械制造技術的過程中,工作人員必須要了解機械工作的效果,以此來提高企業在市場競爭中的實力與綜合效益,最終促進國家經濟的健康發展。
3. 機械制造過程具有系統化特點
在機械制造行業當中,先進的機械制造技術要求將計算機技術、自動化技術等各種現代化先進技術應用在其中,并將其貫穿于整個機械制造的全過程中。不僅沿襲了傳統的制造技術,還吸取了現代化高新技術,使機械制造技術成為一項系統的、涵蓋多方面的工程。
4. 機械生產技術是面向全球競爭的一門技術
自我國加入世界貿易組織之后,全球經濟一體化的步伐越來越快,西方發達國家憑借先進的科學技術、經濟水平在國際市場中占有競爭優勢。如今國際市場競爭日益激烈,先進的機械制造技術也有了飛躍的發展,在激烈的市場中占有主導地位,所以,國家的機械制造技術水平決定了國家的發展水平,只有不斷提高制造技術水平,才能夠使國家在國際市場中提高其競爭實力。
5. 先進的機械制造技術統一市場競爭三要求
在上個世紀70年代之前,產品的制造技術相對比較簡單,如果在市場中出現了某一項新產品,那么各大工業都紛紛著力生產相同功能的產品,所以說當時的工業要想取得市場競爭實力,就需要不斷提高其生產率。自20世紀80世紀以來,機械制造業要想在市場中獲取競爭優勢,提高競爭實力,就需要制造業將市場競爭的三要素進行統一,即時間、成本以及質量進行統一。
二、先進機械制造技術的發展現狀
隨著社會的發展,我國制造業也開始將先進的技術引入進來,并得到了非常顯著的發展。但是從國際上看,我國制造業的發展仍然處于落后階段,還存在著非常大的距離,其主要體現在以下幾個方面:1)技術管理方面。在全球化步伐不斷加快的今天,國外工業發達國家在制造業當中采用了先進的計算機技術進行管理,并對其管理體制等各個方面加以重視,從而提出了更多先進的管理理念;而在我國,只有少部分的企業采用了計算機管理對局部進行管理,而很多工業企業仍然采用經驗管理的方式進行管理。2)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。3)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。4)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(1)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。
(2)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(3)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(4)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。
四、結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻
[1] 馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3)
關鍵詞:機械制造 現狀分析 發展趨勢 信息化技術
制造技術是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點,我國機械制造業經過幾十年的發展已積累了一定的技術和經驗,隨著國外技術、資金、產品的大量涌入中國,競爭仍是當前國際間討論的焦點。中國的企業如何才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地,如何掌握世界先進制造技術,研究和分析我國制造業的實際和未來發展趨勢是當務之急,本文將結合相關實際闡述之。
一、當前我國機械制造技術的發展現狀
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,它是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程,我國的制造業與工業發達國家相比,還有一定的差距和不足,主要表現在:
(1)制造工藝方面
隨著先進制造技術的發展和工藝的不斷革新,一系列高新技術成果如高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法,已經滲透到產品生產的所有領域及其全部過程,這些具有21世紀技術特征的新工藝,在我國的普及率還不高,還需要進一步開發和掌握;
(2)現代設計方面
綜合來說,我國的工業設計業還處于發展初期,師隊伍普遍還比較年輕,國內設計公司無論從數量、規模與綜合實力、或是經濟效益來看,都與國際發達國家和地區有一定差距,特別是計算機輔助設計技術(CAD/CAM)、企業無圖紙化設計和生產能力還不足,還需要不斷學習和引進;
(3)企業管理方面
隨著工業經濟環境在知識經濟時代所發生的一系列重大變革,企業經營管理將面臨全方位的沖擊和挑戰,無論是企業的管理理念還是其管理模式,也無論是企業的管理系統還是其組織結構,正逐漸被以行為科學、企業文化等理論所主張的以人為本的現代管理理念所替代,如工業發達國家廣泛采用計算機管理,推出準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術,我國的信息化水平還比較低,仍處于經驗管理階段,還有相當的發展空間有待提高;
(4)自動化技術方面
在機械制造自動化領域,以柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell, FMC)和柔性制造系統(Flexible Manufacturing System, FMS)為代表的柔性制造技術(Flexible Manufacturing Technology, FMT)得到了快速發展和應用,工業發達國家普遍采用計算機集成制造系統(CIMS),用以實現高柔性、高生產率、高質量、低成本的產品制造,實現了實現了柔性自動化、知識智能化、集成化,使企業生產經營能力整體優化,保持企業在國內外市場上的競爭優勢。
二、我國機械制造業的信息化管理趨勢分析
(1)機械制造企業的信息化管理現狀
①企業對市場的應變能力比較差
市場環境瞬息萬變,任何一家企業在市場大環境中將受到來自客戶、設計、生產、銷售、維護等多方面的動態需求,多數企業不能建立一套完整的信息供應鏈管理體系;
②生產控制模式落后
多數機械制造企業以臺套計劃方式來構成產品各種物料的采購提前期和生產提前期,造成流動資金大占用率高,庫存和在制品儲備量過大,使得生產和采購脫節現象嚴重;
③成本核算不科學,成本控制能力差
人工成本核算使得數據準確性太差,不能祈禱成本控制的作用;
④組織結構設計不合理,業務流程管理和控制隨意性強;
⑤信息分散,資源不能共享
機械制造企業以產、供、銷、人、財、物為一整體,如果信息資源不能及時進行交流、共享,大大影響管理決策的科學性;
⑥缺乏標準化、規范化、制度化、程式化的管理,執行效力低下;
⑦機械制造業對現代管理理念、思路及方法應用較少,如虛擬制造VM,客戶關系管理CRM,供應鏈管理SCM、商業智能BI、電子商務EC、企業資源計劃ERP等;
(2)機械制造企業的信息化管理趨勢
機械制造業是典型的離散型企業,隨著計算機和網絡通信技術在工業領域的不斷深入和發展,機械制造企業信息化建設水平的逐步提高,新的管理模式和管理方法不斷涌現,作為機械制造企業管理信息化的重要工具---企業資源計劃ERP系統,將從管理思想、系統性能和軟件開發平臺三個方面給機械制造企業帶來管理效率和競爭力,主要表現在:
①在互聯網的支持下,新的ERP系統為客戶和企業建立了溝通的平臺和渠道,使得供應商、生產者、分銷商、客戶,通過供應鏈緊密集成,促進物料不間斷的流動,達到減少庫存,最大限度減少經營成本,快速響應客戶需求,提高企業市場競爭能力和經濟效益;
②客戶關系管理CRM系統,以新的管理理念支撐客戶管理,革新了制造行業由過去的“以產品為中心”轉向以“客戶為中心”的經營策略,CRM系統充分尊重客戶需求,提高了客戶對企業的滿意度和忠誠度;
③企業績效管理EPM(Enterprise Performance Management),通過對各部門分設目標,并將其執行情況進行比較,以提高公司、部門和員工三者之間的協調關系及績效數據,為完善激勵機制提供參考依據;
④支持敏捷制造和虛擬制造,在經營管理范疇中通過引入基于瀏覽器/服務的體系結構和軟構件技術,來實現企業在多變的環境中占據競爭地位的總體戰略;
⑤機械制造企業要走專業的ERP之路,只有專注于某一行業的方案才能有效解決不同應用環境的信息化問題,設置相應的業務流程、搭建相應的組織結構,實現快速、易用、低成本的信息化戰略;
(3)機械制造企業在信息化進程中的注意問題
①信息化進程中的系統功能要求
機械制造企業面對變化的組織結構和業務流程,要充分考慮系統的可裁剪、可配置、流程可重構及可管理性,既要對內實現系統的管理和集成,又要對外兼容和異構,充分實現資源共享和無縫接入;
②系統平臺設計上支持多單位、多組織、跨地域的運作模式
系統結構易采用J2EE或.NET開發平臺,為模塊互通、互操作以及搭建和部署提供支撐;
③系統應采用符合工業標準的語言、開發工具、通信協議和數據庫系統,保證系統獨立性原則;
④支持分布式應用系統;
三、總之
當前,我國機械制造業正處于發展階段,只有不斷借鑒和提高自身創新能力才是發展之道,是機遇更是挑戰,特別是制造業信息化的戰略地位,每一個制造業同仁都將在自主知識產權的創新設計、先進制造工藝和裝備及現代化管理等方面深入交流,共同提高,以應對市場,應對世界!
參考文獻: