先进制造技术课程论文
1先进制造技术的特点
1.1先进制造技术是一个发展的概念
事物的先进性具有明显的相对性.先进制造技术是相对于传统制造技术而言的。某种现阶段先进的技术若干年后可能会显得落后,甚至被淘汰。尤其随着计算机科学和电子科学的发展及渗入融合到现代制造系统中,反映现代科学理论的系统论、信息论、控制论和智能理论与控制技术有机融合为一体,导致先进制造技术具有明显的时效性。因此,先进制造技术体系只有不断补充新技术、淘汰落后技术,才能永远保持其先进性。
这里有详细的介绍
1.2多学科集成的特性
先进制造技术并不是指某一项具体技术,而是机械、材料、电子、信息、自动化、管理、环保等多门学科的理论和技术相互渗透。共同发展而形成的技术综合体。先进制造技术在性质上跨越自然科学、环境科学社会科学。特另是经济学和管理科学;同时又与技术科学和众多门类的工程技术相联系,是多种学科的集成。先进制造技术特别强调人、技术、管理三者的有机结合。
先进机械制造技术在我国的应用摘要】分析了我国先进机械制造技术的特点及发展现状的同时,进一步阐述了我国先进机械制造技术的发展趋势。
【关键词】先进制造技术;机械制造;应用
(下转第119页)
0引言
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[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。
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(上接第116页)
企业使用[3]。
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结束语
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):23-25.
[2]王世敬,温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机
械,2002(11):36-38.
中国制造业未来发展趋势
今年是中国加入WTO第十一年,这期间,中国经济从全盘接纳“全球秩序”到与美国和欧盟比肩跻身世界三大巨头之列,制造业的迅猛发展是最好的佐证。然而,面对全球制造业的产能不断扩大、劳动力成本上升、产品同质化竞争激烈、利润率下降、消费者需求更加苛刻等难题,我国制造业未来的发展趋势如何呢?
一、走向智能化
装备制造业为国民经济和国防建设提供技术保障,是制造业的核心组成部分,是国民经济发展特别是工业发展的基础。建立起强大的装备制造业,是提高中国综合国力,实现工业化的根本保证。经过多年发展,我国装备制造业已经形成门类齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系,成为国民经济的重要支柱产业。
我国已经成为装备制造业大国,但产业大而不强、自主创新能力薄弱、基础制造水平落后、重复建设和产能过剩等问题依然突出。智能制造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变。例如发展智能化产品(聪明机床);生产过程的自动化、智能化;发展工业自动控制技术和产品(传感元件、自动化仪表、PLC、DCS、FCS、现场总线、数控系统)、远程监控、检测、诊断等。
中国也是农业大国,农用机械的智能化对中国制造业影响很大,关注“三农”,扶持发展先进适用农用装备,按照先进、适用、经济、安全等原则,鼓励100马力以上大马力拖拉机及关键零部件、配套农机具,农作物移栽机械,农业收获机械,牧草收获机械,节水灌概设备,以及沼气设备等的发展。
智能制造装备是高端装备制造业的重点方向之一。随着产业结构不断调整升级,近年来我国智能制造装备市场规模不断扩大。考虑到智能装备的战略地位,以及在推动制造业产业结构调整和升级中的重要作用,“十二五”期间国家将持续加大对智能装备研发的财政支持力度,并且将建立首台(套)装备示范项目保险机制。智能化非常重要:产品装备实现数字化,向国民经济各部门提供智能化工具,从而提高我国社会生产力水平、提高我国装备制造业国际竞争力。
二、打造自主品牌
长期以来,数控机床是我国装备制造业的短板,高档数控系统与重型、精密机床,一直被国外厂家垄断。经过“十一五”期间的系统攻关,以华中数控(15.540,0.42,2.78%)“华中8型”高档数控系统为代表的国内高档数控机床取得了可喜的突破,为数控机床配套的数控系统和功能部件自给率达到了60%,自主研发的数控系统可靠性平均无故障时间达到2万小时。此外,大型飞机科技重大专项进展良好,具有自主知识产权的新支线ARJ—21飞机正在进行试飞,预计今年将开始批量交付。“嫦娥工程”及“载人航天”取得阶段性重大成果。“十一五”期间,机械产品国内市场占有率由2005年的80%进一步提高到2010年的85%以上,对国民经济各行业的保障能力明显增强。近年来钢铁、采矿、水泥、石化等行业的高速发展,也推动了相关装备制造业自主创新能力的提升。目前,1000万吨级钢铁企业常规流程成套设备、2000万吨级露天矿成套设备、日产4000—10000吨级熟料干法工艺水泥成套设备已能自主提供。30万吨/年合成氨设备实现自主化,百万吨乙烯装置裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机等关键“三机”也已研制成功。企业自主创新动力不足,为电力、石化、冶金、铁路等行业提供的主要装备,关键技术依赖引进。用于新产品、新工艺和新技术研发的投入不足,原创性技术成果少,具有自主知识产权产品少。产、学、研、用结
合不紧密,产业共性应用技术研发缺位,公共试验检测平台缺乏,社会科技成果转化率低。基础制造水平滞后,长期以来,为整机和成套设备配套的轴承、液气密元件、模具、齿轮、弹簧、粉末冶金制品、紧固件等基础件,泵、阀、风机等通用件,工业自动化控制系统、仪器仪表等测控部件,质量和可靠性不高,品种规格不全;特种原材料长期依赖进口;铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理等基础工艺落后,专业化程度低。部分行业产能过剩矛盾突出。除中小型普通机床制造、交联电缆行业等传统行业产能过剩矛盾依然突出外,近几年来,一些地方片面追求发展速度,热衷于仍然热衷于新上项目、铺摊子,在国家严格调控“两高一资”等行业固定资产投资的形势下,纷纷将投资重点转向装备制造业,导致一些新兴行业投资过热,出现产能过剩隐优,过度竞争风险加剧,如风力发电设备、大型盾构机、大型压力机等。如不及时加以调控,不仅将使企业陷入生产经营困难,还将影响产业自主创新和结构调整的步伐。这些问题已经成为制约制造业打造自主品牌的瓶颈。
三、转向服务型制造 过去十年,中国装备制造业已经局部达到了世界先进水平,然而在未来十年,如何能从大而不强跻身真正的世界制造业强国,面临系列挑战。正如中国经济学家樊钢所指出的,中国制造的转型升级并非单纯的放弃原有产业,转而去做高科技,在企业转型升级背后,必须要与其关联的要素市场相配合。
中国机械科学研究总院原副院长屈贤明向《中国联合商报》表示,未来十年,中国装备制造业需要由生产型制造向服务型制造转变。大力发展包括系统设计、系统成套、工程承包、设备租赁、远程诊断服务、回收再制造等现代的制造服务业。制造服务业的发展滞后,也令企业在价值链高端缺席。他说:“为用户提供系统设计、系统成套、工程承包、远程诊断维护、回收再制造、租赁等服务业未能得到培育,绝大多数企业的服务收入所占比重低于10%,国外已经超过50%,我们主要业务是属于价值链低端的加工装配环节。”
事实上也证明,中国制造企业重构商业模式、向服务业务转型有两条路可走,一是提供基于产品的增值服务,从总体上提升客户的产品拥有体验;二是提供脱离产品的专业服务,利用企业在研发、供应链、销售等运营能力上的优势,为其他企业提供专业服务。湖北富邦科技和其他一些中国制造企业已经开始重构商业模式的有益探索,主要是为客户提供基于产品的增值服务,以保留自身原有的产品制造优势,减少变革风险。
服务制造是制造业产业发展的重要桥梁,中国当前的制造业虽然有“世界工厂”“制造大国”等美誉加身,实际上更多的企业是在给西方发达国家“打工”。有关专家给出的解释是,中国制造企业集中在中、低端市场竞争,纷纷搞价格战,无力争夺高端市场,这使得企业的利润率极其低下。而现代制造业作为一个整体产业链,早就脱离了单纯的产品、生产线和流水线的局限,它包含了研发、品牌、行销、物流、金融、谘询、文化、客户管理、会展、培训、设备改造、设备租赁、供应链管理、产品回收、商标专利等诸多方面。服务制造是在服务业和制造业不断融合的背景下应运而生的,是为了实现制造价值链中各自利益相关者的价值增值,进而达到一种高效创新的制造模式,也是世界先进制造业发展的新方向。它包括基于制造的服务和面向服务的制造两个方面。尤其值得一提的是,制造与服务的深度结合,一大关键因素是企业本身要具有核心产品或者说核心能力,围绕核心产品或者核心能力进行创新,与服务业相结合,才能取得更好的发展。只有
围绕着它的核心产品,客户才认可它的整体解决方案。因此,“服务制造”对于中国制造业由大到强、实现产业结构的转型具有积极的意义。
四、制造业的信息化
信息技术与中国制造业的融合朝着深度、广度大力推进。信息化与工业化融合推进的重点包括发展智能工具、构建数字企业、实现节能减排、促进转型升级、做强信息产业、催生新兴产业等六个方面。
随着电子信息技术的发展,世界机床业进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,而数控机床就是代表产品之一。行业规模不断壮大,中国国产高档数控机床明显进步,国产中高档数控系统取得重大突破,这些都充分说明,中国数控机床整体水平全面提升。在数量持续增长的同时,数控机床的质量也在追赶世界的进程中不断加速。同时,作为数控机床核心技术的国产数控系统同样取得重大突破。制造业与信息技术、高新技术融合,能够促进传统制造业向现代制造业转型升级。
中国的制造业信息化已经发展到了共性和个性全面共同促进的时候。面向诸多的企业,系统集成商、社会中介机构、服务实施单位把共性的平台去和每一个企业的个性结合起来来组织实施,这样才能够良性互动地推动我国信息化的发展。未来,集成与协同将是制造业信息化技术发展的主旋律。如何来实现?在空间跨度上,从企业的集成到企业间的集成,走向企业间产业链、企业集团甚至跨国集团这种基于企业业务系统的集成;在时间跨度上,从侧重于产品的设计和制造过程,走到了产品全生命周期的集成过程;在集成和协同的重点上,从多年来以信息共享为集成的重点,走到了过程集成的阶段,正在向知识与智能发展的集成阶段迈进。在集成和协同的关键技术方面,现阶段的企业很多都集中在单元技术的应用,从发展的角度,会由这些单元技术产品通过集成平台,形成企业的信息集成平台系统,并朝着企业综合能力平台发展。