我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景

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我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景


    機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實踐經(jīng)驗，但隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

    先進制造技術這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前公認的認識是：先進制造技術是傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效，低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術經(jīng)濟效果的制造技術的總稱。它具有以下6個特點：

    1．從以技術為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術的發(fā)展更加符合人類社會的需要。

    2．從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工，一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。

    3．從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)。

    4．從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量。

    5．從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。

    6．機械制造技術的發(fā)展趨勢可以概括為：(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。

    下面對自動化技術給予論述和展望。

    機械制造自動化技術始終是機械制造中最活躍的一個研究領域，也是制造企業(yè)提高生產(chǎn)率和贏得市場競爭力的主要手段。機械制造自動化技術自20世紀20年代出現(xiàn)以來，經(jīng)歷了三個階段，即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造，計算機集成制造等概念相聯(lián)系，它是制造技術、控制技術、現(xiàn)代管理技術和信息技術的綜合，旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和對市場的響應速度。

    (一)集成化

    計算機集成制造(CIMS)是2l世紀制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。CIMS是由若干個相互聯(lián)系的分系統(tǒng)組成，通常劃分為以下5個分系統(tǒng)：

    1．工程技術信息分系統(tǒng)

    包括計算機輔助設計(CAD)，計算機輔助工程分析(CAE)，計算機輔助工藝過程設計(CAPP)，計算機輔助工裝設計(CATD)數(shù)控程序編制(NCP)等。

    2．管理信息分系統(tǒng)(MIS)

    包括經(jīng)營管理(BM)，生產(chǎn)管理(PM)，物料管理(MM)，人事管理(LM)，財務管理(FM)等。

    3．制造自動化分系統(tǒng)(MAS)

    包括各種自動化設備和系統(tǒng)，如計算機數(shù)控(CNC)，加工中心(MC)，柔性制造單元(FMs)，工業(yè)機器人(Robot)，自動裝配(AA)等。

    4．質(zhì)量信息分系統(tǒng)

    包括計算機輔助檢測(CAI)，計算機輔助測試(CAT)，計算機輔助質(zhì)量控制(CAQC)，三維坐標測量機構(gòu)(CMM)等。

    5．計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)(Network&DB)

    它是一個支持系統(tǒng)，將上述幾個分系統(tǒng)聯(lián)系起來，以實現(xiàn)各分系統(tǒng)的集成化。

    (二)智能化

    智能化制造系統(tǒng)可理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等。

    在智能系統(tǒng)中，“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性(適應性和友好性)。在設計和制造過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對于人，智能制造強調(diào)安全性和友好性；對于環(huán)境，要求做到無污染，且能源和資源充分回收，對于社會，提倡合理協(xié)作與競爭。

    計算機集成制造(CIMS)在中國的進展：清華大學CIMS研究中心獲美國SME大學領先獎；北京第一機床廠的CIMS系統(tǒng)獲美國SME企業(yè)領先獎

    應用有明顯進展的企業(yè)：

    西安飛機制造公司、成都飛機制造公司、杭州汽輪機廠、沈陽鼓分機廠、山西經(jīng)緯紡織機械廠、廣東華寶空調(diào)器廠等。西安航空動力在CAD/CAPP/CAM的應用方面處于領先地位，2000年9月被國家列為CIMS應用示范企業(yè)。

    (三)敏捷化

    敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應，以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力，虛擬企業(yè)的建立是關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

    實現(xiàn)敏捷制造的技術基礎包括：

    1．大范圍的通訊基礎結(jié)構(gòu)，要求在全國范圍內(nèi)建立工廠信息網(wǎng)絡和準時信息系統(tǒng)(Just-In—Time-lnformation)。

    2．柔性化、模塊化的產(chǎn)品沒計方法。

    3．高柔性、模塊化、可伸縮的制造系統(tǒng)。

    4．為訂單而設計、制造的生產(chǎn)方式。

    5．基于任務的組織與管理。

    6．基于信任的雇傭關系。

    (四)虛擬化

    “虛擬制造”的概念是20世紀90年代初提出的。虛擬制造是以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術為基礎，集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統(tǒng)技術。

    虛擬制造利用信息技術，仿真計算機技術對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預防的措施，從而達到產(chǎn)品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強產(chǎn)品競爭力的目的。

    (五)清潔化

    清潔生產(chǎn)是指：將綜合預防的環(huán)境戰(zhàn)略，持續(xù)應用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以便減少對人類和環(huán)境的風險。清潔生產(chǎn)的兩個基本目標是：資源的綜合利用和環(huán)境保護。

    對生產(chǎn)過程而言：清潔生產(chǎn)要求滲透到從原材料投入到產(chǎn)出成品的全過程，包括節(jié)約原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺資源，二次能源和再生資源的利用，改進工藝及設備，并將一切排放物的數(shù)量與毒性削減在離開生產(chǎn)過程之前。

    對于產(chǎn)品而言：清潔生產(chǎn)覆蓋構(gòu)成產(chǎn)品整個生命周期的各個階段，即從原材料的提取到產(chǎn)品的最終處理，包括產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、包裝、運輸、流通、銷售及報廢等，合理利用資源，并最大限度地減少對人類和環(huán)境的不利影響。

    綜上所述，機械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術與現(xiàn)代信息技術、管理技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術進行有機的結(jié)合，通過計算機技術是企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關的組織、經(jīng)營、管理和技術有機集成和優(yōu)化運行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達到產(chǎn)品上市快、服務好、質(zhì)量優(yōu)、成本低的目的，進而提高企業(yè)的柔性，健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。