机械制造技术的发展和创新探讨

摘 要:全球经济一体化的今天,世界各国间加强经济、文化交流合作的同时,竞争也愈来愈激烈。政治、军事、经济等为主的综合国力的较量归根结底是科技实力与经济基础的较量,而最能展现一个国家科技实力和经济发展繁荣的标准之一就是工业制造技术的创新能力,因此,本文就机械制造技术的发展和创新加以分析探讨以期理性思索。

关键词:机械制造技术发展创新能力

中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0074-01

工业作为国民经济的基础,为农业和第三产业的发展提供科技资料,关乎国家的综合发展成败。而机械制造作为工业的重要组成部分,是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。同时机械制造工业的发展也离不开国家其它产业的支持,是经济发展的中枢环节,因此,机械制造工业的发展和创新问题也一直是各国深刻研究的课题。

1 机械制造工业发展历程

建国之初毛主席曾说过,我们除了能造纸造桌子外,不能造一架飞机一架大炮,连火柴都造不出来。解放战争后的中国是一个“一穷二白”的农业大国,工业基础脆弱,技术水平很低,机械工业技术引进是中国技术引进的主体和缩影。中国的机械工业是在引进和利用国外技术的基础上逐步发展起来的。

我国机械制造工业经过多年的发展,按照发展方式划分大概可分为以下五个阶段:

(1)劳动密集发展阶段。传统的手工制作以及早期的工业生产均采用大量的劳动力进行小规模生产。

(2)设备密集型发展阶段。随着运输机械、施工机械和机床等大规模工业化生产的出现而产生的。飞机、汽车等重型机械规模化大批量生产采用刚性生产流水线,严重依赖先进设备。

(3)信息密集型发展新阶段。自上个世纪初,开始出现了数控机床、加工中心等新型机电一体化加工设备。它实现了人与机器设备之间的信息交流,机器设备可通过获得的信息,快速、准确地实现加工。

(4)知识密集型发展新时期。制造理念的创新,将单向的产品制造链组成为有机的制造系统,其中的物流系统、信息流系统、能量流系统等相互依赖、相互作用、相互协调。不但能进行信息交流,而且系统本身具有专家系统、数据库等必要的解决问题的知识,使其能在获取较少信息的情况下完成加工要求。柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)是此阶段的典型代表。

(5)智能密集型发展阶段。目前,我国正在研究和实施的一种全新的生产模式。试图使用制造系统本身具有的人工智能,并引入了新的制造哲理和组织形式,因此,这种制造技术能够快速响应市场的变化,超前地开发产品,实现多品种产品的全过程管理。这种制造技术的实施,将使人们梦寐以求的“无图纸加工”、“无人化加工”、“无害化加工”成为可能。正在研究的智能制造系统(IMS)、智能型计算机集成制造系统(I-CIMS)、敏捷制造等都是该模式的创新研究。

2 机械制造工业现状分析

(1)国外机械制造业现状。在制造业自动化发展方面,发达国家机械制造技术已经达到相当水平,实现了机械制造系统自动化。产品设计普遍采用计算机辅助设计(CAD)计算机辅助产品工程(CAE)和计算机仿真等手段,企业管理采用了科学的规范化的管理方法和手段,在加工技术方面也已实现了底层的自动化,包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等。在这个基础上再提高制造系统的自动化水平,对于改善企业的TQCS(T—尽量缩短产品的交货时间或提早新产品上市时间、Q—提高产品质量、C—降低产品成本、S—提高服务水平)已无明显的作用,因此,近10余年来发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路,提出了一系列新的制造系统,如计算机集成制造系统、智能制造系统、敏捷制造并行工程等。(2)我国机械制造业现状。我国机械制造技术水平与发达国家相比还非常低,大约落后于发达国家20年。近十几年来,我国大力推广应用技术,20世纪90年代初期已建成研究环境,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等专题。各项研究均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,因底层(车间层)基础自动化还十分薄弱,还没有真正发挥作用。加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限,因此,做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。

3 我国机械制造技术创新之路

从总体上看,目前国内科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34％,而先进国家高达70％以上。机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;作为我国工业之本的机械制造业必须与时俱进,务实创新。加强理论和实践的不断更新,由原来的引进和模仿要不断激励创造拥有我们自主知识产权的技术与市场发展需求结合分析。

因此,本文从以下4个方面加以探讨:

(1)经营管理。欧美、日韩等工业发达国家普遍采用计算机进行智能化管理。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,因此,经营管理体制的改革创新和系统化管理体系的建立势在必行。

(2)生产设计。目前国外在进行生产设计方面广泛采用计算机辅助设计技术(CAD、CAM),而在国内只有大型企业开始无图纸的设计和生产。整体采用CAD、CAM技术的比例不高,因而采用世界先进辅助设计技术并进行自主创新研究的道路任重道远。

(3)制造工艺。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在机械制造业已成为行业趋势,国内在制造工艺方面尚未完全掌握或者在思想观念上对新型加工方法的接受需要一个较长的过程,加快对新技术应用水平有待进一步提高。

(4)产品市场化。目前,国内不少企业存在产品市场定位不明确,甚至没有市场营销的意识。如何将产品与市场需求紧密联系,或者进行定制化生产的营销创新模式的运用也是机械制造业的严峻问题。形成订单化的生产流程方式,有针对性地进行工业与市场的资源整合。

4 结语

现代机械制造技术的未来发展逐渐集中:以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表的精密工程技术和以和敏捷制造等的进一步发展为代表的机械制造的高度自动化,因此,我国机械制造工业的发展要适应全球化、网络化、虚拟化、自动智能化的行业发展趋势。

参考文献

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[3]王晓晶.柔性制造技术的现状及发展趋势.内江科技,2010(8).

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