先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)整體性及其發(fā)展動(dòng)態(tài)

天氣

1 w9 y2 q3 c5 F) d3 l+ _

1前言     先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的科技成果，并將其綜合應(yīng)用于制造行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)等的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、精良、快速、靈活生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)群的總稱。     改革開(kāi)放20多年，通過(guò)技術(shù)改造和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)，我國(guó)的制造工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但和先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大差距，表現(xiàn)在：技改投入相對(duì)不足，原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開(kāi)發(fā)能力薄弱，制造業(yè)產(chǎn)品落后，技術(shù)水平低，信息含量少，更新?lián)Q代慢，以及市場(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理、人才素質(zhì)相對(duì)落后，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)這樣形勢(shì)，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)制造模式已經(jīng)刻不容緩。但實(shí)施和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)及先進(jìn)制造模式不是買幾套先進(jìn)的制造設(shè)備就可以解決問(wèn)題，而是一項(xiàng)系統(tǒng)、全面的工程，必須綜合考慮先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際，處理好技術(shù)、管理、組織和人的關(guān)系，真正使先進(jìn)制造技術(shù)及先進(jìn)制造模式的先進(jìn)性得到發(fā)揮。     2先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)整體性     2.1應(yīng)用目的整體性     先進(jìn)制造技術(shù)首先是具有很強(qiáng)實(shí)用性的新技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)有著明確的需求導(dǎo)向特征，先進(jìn)制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新為目的，而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果，以提高效益為中心，以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和綜合實(shí)力為目標(biāo)。所以先進(jìn)制造技術(shù)是追求總體效果的技術(shù)綜合，具有明確的系統(tǒng)目的性。     2.2應(yīng)用范圍全局性     先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。在使用先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)往往要系統(tǒng)地考慮到產(chǎn)品制造的全過(guò)程，覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工與裝配、銷售使用、維修服務(wù)直至回收再生的整個(gè)過(guò)程，而且要考慮到整個(gè)的制造組織的幾乎所有軟硬件設(shè)施，還要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。無(wú)論從橫向和縱向看，先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用均具有全局性。     2.3系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性     由于先進(jìn)制造技術(shù)在發(fā)展時(shí)是針對(duì)一定的應(yīng)用目標(biāo)，不斷吸收各種高新技術(shù)逐漸形成的，它是不斷發(fā)展的，因而其內(nèi)涵不是絕對(duì)的和一成不變的，反映在不同的時(shí)期，其技術(shù)程度和自身特點(diǎn)不完全相同；反映在不同的國(guó)家和地區(qū)，其重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)和內(nèi)容也不盡相同。通過(guò)重點(diǎn)發(fā)展某些內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)某地區(qū)或某些行業(yè)的制造技術(shù)的跨越式發(fā)展，對(duì)我國(guó)具有特殊的意義。     2.4系統(tǒng)整體性     傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科和專業(yè)間的界限分明，相互獨(dú)立；而先進(jìn)制造技術(shù)則包括設(shè)計(jì)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)等，專業(yè)和學(xué)科間不斷滲透、交叉、融合，界線逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，是綜合多種學(xué)科技術(shù)的“制造工程”。     3正確發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)     3.1總體優(yōu)化，追求總體目標(biāo)     先進(jìn)制造技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)，內(nèi)部有多個(gè)要素：人、技術(shù)、管理、資金、工具、物料、信息等，各要素起的作用是不同的，要正確處理各要素之間的矛盾，各要素之間要協(xié)同工作。先進(jìn)制造技術(shù)的先進(jìn)性與各要素息息相關(guān)，任何一個(gè)要素的產(chǎn)生的瓶頸均可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能下降。     在一個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)中，不能單獨(dú)優(yōu)化各個(gè)要素，然后求和，而是要采用特定的協(xié)調(diào)方法，將各個(gè)要素的性能反饋給系統(tǒng)，用系統(tǒng)總目標(biāo)衡量，而且要采取動(dòng)態(tài)目標(biāo)，隨任務(wù)不同追求總體優(yōu)化。在一個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)中，即使每個(gè)要素不是很完善，但它們可以協(xié)調(diào)綜合成為具有良好功能的系統(tǒng)。反之，即使各個(gè)要素都是良好的，但作為整體卻可能不具備某種良好的性能，這個(gè)系統(tǒng)也不是完善的。     3.2結(jié)合實(shí)際     先進(jìn)制造技術(shù)是相對(duì)的，具有一定的功能和目的性。一定的先進(jìn)制造技術(shù)必須在相應(yīng)的環(huán)境中才能發(fā)揮其優(yōu)異的先進(jìn)性。衡量先進(jìn)制造技術(shù)的指標(biāo)也是相對(duì)和特定的。對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)或先進(jìn)制造模式的運(yùn)行要進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)并隨時(shí)根據(jù)外界變化做出動(dòng)態(tài)調(diào)整，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，并保障其先進(jìn)性不致太快落伍。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展要結(jié)合國(guó)情及廠情，結(jié)合用戶需求、市場(chǎng)導(dǎo)向、本單位的發(fā)展方向，根據(jù)現(xiàn)存的技術(shù)水平、生產(chǎn)水平和企業(yè)能力，考慮先進(jìn)制造技術(shù)能否發(fā)揮其優(yōu)越性，以及對(duì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行多方論證，避免盲目的追求目前實(shí)施有一定困難的理想的先進(jìn)制造技術(shù)，力求使方案優(yōu)化并切實(shí)可行。如有些廠花數(shù)千萬(wàn)美元引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線和大型設(shè)備的某些重要的控制臺(tái)卻不使用甚至被拆下而代之以人工操作，5~6軸的加工中心只用于2~3軸加工。所有這些都是在發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)沒(méi)有結(jié)合實(shí)際造成的，既造成了經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，更造成了技術(shù)上的浪費(fèi)，使投入不能產(chǎn)生相應(yīng)的產(chǎn)出。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)，必須考慮提高企業(yè)適應(yīng)環(huán)境變化及對(duì)市場(chǎng)瞬變的快速反應(yīng)能力來(lái)發(fā)展企業(yè)的柔性戰(zhàn)略，不能讓先進(jìn)制造技術(shù)束縛了自己，應(yīng)該利用先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)降低企業(yè)的戰(zhàn)略慣性，并應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)快速調(diào)整企業(yè)內(nèi)部的控制系統(tǒng)。     3.3不否定傳統(tǒng)制造技術(shù)     先進(jìn)制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成，它吸收了傳統(tǒng)制造技術(shù)中成熟的和優(yōu)秀的部分，并逐步完善。在發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)，不能全盤否定傳統(tǒng)制造技術(shù)，盡可能減少和避免市場(chǎng)盲目競(jìng)爭(zhēng)造成的損失。要鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)技術(shù)改造，并適當(dāng)引用新技術(shù)，發(fā)展適合自己的先進(jìn)制造技術(shù)。同時(shí)要有組織有計(jì)劃的對(duì)引進(jìn)的先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。     3.4運(yùn)作需要先進(jìn)的制造模式相匹配     信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，使得先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式不斷發(fā)展。制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營(yíng)、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)作模式。先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)作需要一定的支撐環(huán)境，那就是先進(jìn)制造模式。一種先進(jìn)的制造模式除了考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造全過(guò)程外，還需要更好地考慮到整個(gè)的制造組織。     先進(jìn)制造生產(chǎn)模式的進(jìn)展，開(kāi)始從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變；從金字塔式的多層次生產(chǎn)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變；從按功能劃分部門的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變；從質(zhì)量第一的競(jìng)爭(zhēng)策略向快速響應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)變。機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)表明，只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)并實(shí)施與其相匹配的制造模式才能發(fā)揮先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)越性。     3.5以人為中心     人、技術(shù)、管理、信息是先進(jìn)制造技術(shù)中的關(guān)鍵要素，各要素之間是集成的，是相互適應(yīng)、相互促動(dòng)并共同發(fā)展。傳統(tǒng)制造強(qiáng)調(diào)以技術(shù)為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)工廠、機(jī)器、設(shè)備等硬件是企業(yè)最重要的資源和最有價(jià)值的東西。先進(jìn)制造則強(qiáng)調(diào)以人為本，確立人是制造過(guò)程的中心，只有人才能使先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)越性和先進(jìn)性得以最大發(fā)揮。先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)要充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，同時(shí)又促進(jìn)人的積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，促進(jìn)人自身的全面發(fā)展。     3.6目的是提高對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度     敏捷性是衡量企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化做出快速反應(yīng)能力大小的指標(biāo)。通過(guò)實(shí)施先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式，可以使企業(yè)大大提高企業(yè)跟蹤商務(wù)環(huán)境變化的能力，能在不可預(yù)測(cè)的持續(xù)變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中使企業(yè)繁榮和成長(zhǎng)，并具有面對(duì)由顧客需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)做出迅速響應(yīng)的能力。先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)施可在一定程度上提高企業(yè)的信息化程度，為實(shí)現(xiàn)敏捷制造打下基礎(chǔ)。     敏捷制造是一種先進(jìn)的制造模式，當(dāng)市場(chǎng)出現(xiàn)新的機(jī)遇時(shí)，通過(guò)不同的公司，不同地點(diǎn)的工廠或車間的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，可以重新組織協(xié)調(diào)工作。敏捷制造具有高度的制造柔性，對(duì)市場(chǎng)能夠迅速響應(yīng)并能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造。     4先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)     4.1信息技術(shù)越來(lái)越重要     隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用，信息的作用越來(lái)越重要。產(chǎn)品制造過(guò)程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。信息技術(shù)使制造技術(shù)的技術(shù)含量提高，使傳統(tǒng)制造技術(shù)發(fā)生質(zhì)的變化。信息技術(shù)正在向制造技術(shù)注入和融合，促進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展。信息技術(shù)對(duì)制造技術(shù)發(fā)展的作用目前已占第一位。信息技術(shù)也促進(jìn)著設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化，加工制造的精密化、快速化，自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化，整個(gè)制造過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化。各種先進(jìn)生產(chǎn)模式如CIMS、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬制造，也無(wú)不以信息技術(shù)的發(fā)展為支撐。通過(guò)信息交換和信息共享，企業(yè)生產(chǎn)的柔性和敏捷性大大提高。     4.2集成程度越來(lái)越高     先進(jìn)制造技術(shù)的集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成，集成的目的在于使先進(jìn)制造技術(shù)的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式更加合理化和最優(yōu)化，提高對(duì)外界變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，并追求整體目標(biāo)的最高。集成的作用是將原來(lái)獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元系統(tǒng)集成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)的新系統(tǒng)。先進(jìn)制造技術(shù)的集成不是簡(jiǎn)單的連接，是經(jīng)過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析原技術(shù)和單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。先進(jìn)制造技術(shù)的集成促進(jìn)了制造企業(yè)的功能集成，功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成，同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)人的集成。     先進(jìn)制造技術(shù)的集成程度越來(lái)越高，使得專業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失。先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使加工、檢測(cè)、物流、裝配過(guò)程，設(shè)計(jì)、制造過(guò)程等逐步走向一體化，專業(yè)車間、專用設(shè)備的概念逐漸淡化，不同專業(yè)的技術(shù)甚至設(shè)備集成為先進(jìn)制造技術(shù)逐漸增多。先進(jìn)制造技術(shù)的高度柔性與高度集成，使得系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，由于計(jì)算機(jī)、知識(shí)工程及制造軟件系統(tǒng)的使用，一些先進(jìn)制造技術(shù)的智能化越來(lái)越高，能夠進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，可以在沒(méi)有人干預(yù)的情況下進(jìn)行制造生產(chǎn)。     4.3趨向綠色制造     先進(jìn)制造技術(shù)在整個(gè)制造過(guò)程，應(yīng)該大大減少能耗及對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，使得廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，對(duì)資源利用效率最高，這也是綠色制造。日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束，使綠色制造業(yè)顯得越來(lái)越重要，綠色制造將成為先進(jìn)制造技術(shù)的重要特征。先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)該充分體現(xiàn)綠色制造，使產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。     4.4越來(lái)越多使用虛擬技術(shù)     虛擬技術(shù)在先進(jìn)制造技術(shù)中的應(yīng)用主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個(gè)部分。虛擬制造實(shí)際上是一種計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，以信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支柱，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或制造系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)之前，就能使人體會(huì)到或感覺(jué)到未來(lái)產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以做出前瞻性的決策與優(yōu)化實(shí)施方案。從本質(zhì)上講虛擬制造技術(shù)是對(duì)真實(shí)制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬、仿真，是在計(jì)算機(jī)上制造數(shù)字化產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)模擬仿真對(duì)產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、加工及裝配過(guò)程達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及工藝過(guò)程、優(yōu)化制造環(huán)境配置和生產(chǎn)供給計(jì)劃、優(yōu)化制造過(guò)程并改進(jìn)制造系統(tǒng)的目的，用來(lái)改善各個(gè)層次的決策和控制。虛擬制造從根本上改變了設(shè)計(jì)、試制、修改設(shè)計(jì)、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前，在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。最新的進(jìn)展是在并行工程環(huán)境下，開(kāi)展虛擬成形制造，使得在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)完成時(shí)，成形制造的準(zhǔn)備工作也同時(shí)完成。     虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場(chǎng)需求，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時(shí)組建成為一個(gè)沒(méi)有圍墻、超越空間約束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)是企業(yè)的功能上不完整、地域上分散和組織結(jié)構(gòu)上非永久，它是實(shí)現(xiàn)敏捷制造的有效手段。由于市場(chǎng)的全球化，企業(yè)必須不斷創(chuàng)新產(chǎn)品及優(yōu)化制造過(guò)程，快速響應(yīng)客戶要求，才能取得競(jìng)爭(zhēng)上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，企業(yè)不可能也不必做每一件事、每一個(gè)部件和每一個(gè)制造過(guò)程，而必須尋找合適的合作伙伴。其最終目標(biāo)是利用不同地區(qū)的現(xiàn)有生產(chǎn)資源，把它們迅速組合成一種沒(méi)有界限的、靠電子手段聯(lián)系的經(jīng)營(yíng)實(shí)體，以便快速推出高質(zhì)量、低成本的新產(chǎn)品。     5結(jié)論     先進(jìn)制造技術(shù)比先進(jìn)制造技術(shù)已成為多學(xué)科交叉融合一體化的技術(shù)系統(tǒng)，并趨向更高的綜合，信息對(duì)它的作用越來(lái)越重要，先進(jìn)制造技術(shù)更多的考慮環(huán)保要求。     先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)要素要采用協(xié)調(diào)的方法，追求總體優(yōu)化。它比傳統(tǒng)的制造技術(shù)更加重視技術(shù)與管理的結(jié)合，更加重視人的中心作用。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)要結(jié)合國(guó)情和廠情，并且先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)作需要先進(jìn)的制造模式相匹配。

藍(lán)色童話

真是學(xué)到不少東西，向斑竹表示深深的敬意！：）

天氣

謝謝支持，人氣雖然不是很旺，但我相信制造業(yè)早晚是要更新?lián)Q代的，大家的興趣會(huì)有所改變的

sleepingcat

開(kāi)一個(gè)新的版塊，需要一定時(shí)間培養(yǎng)才會(huì)熱鬧起來(lái)的，支持斑竹

天氣

4樓，剛睡醒就鼓勵(lì)我，太感激了，常來(lái)啊

szsszs

收獲良多!

zcb2006

向斑竹表示深深的敬意！：）