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文檔簡介

工業發展是一個國家經濟社會發達的主要標志,中國的制造產業在近年來得到了快速的發展,特別是信息集成技術的發展已成為中國工業發展趨勢的重要決定因素。這就需要我們加大注重于科技人才的培育,大力發展新技術的研發,以形成和發展中國自己的NC、CAD/CAM、TMS、CIMS等先進制造業的自動化單元技術,以提升中國制造業現代化水平。基于此,人們需要對先進生產科學技術有一個全面的了解。一、先進制造技術的特點與組成領先制造科技(ADVANCEDMANUFACTURINGTECHNOLOGY,縮寫為AMT)是指利用微電子技術、工業自動化信息、生物信息等領先科學技術,為傳統制造科技所帶來的種種變革和新系統。具體地說,它是指集現代機械工程技術、現代電氣信息技術、自動化技術、現代信息技術等各種科學技術于一身而形成的工業生產工藝技術、裝置和體系的通稱。所謂現代化工業生產工藝技術,是為滿足新時代社會和市場發展的需要,通過對傳統工業生產工藝技術不斷優化和推陳出新以增強市場競爭能力,并由此產生的一種相對的、動態的工藝技術概念。(一)先進制造技術的特點先進制造技術的特征主要表現為:動態性:由于先進制造技術主要根據特定的使用目標,而不斷地吸收各類技術,所以先進制造技術自身的發展也并非一成不變,而只是由于其他有關科學技術的進展而不斷地改變自己的技術內涵,反映了在不同的歷史時代中先進制造技術都有它自己的特征。廣泛性:傳統的生產工藝技術是把所有原料都變為成品的加工工藝,而先進生產科學技術則在傳統生產科學技術的基礎上,大量運用在機械加工和組裝等過程中,并由于先進制造中包含了產品設計工藝技術、生產自動化工藝技術和生產系統管理工藝技術等,因此其涉及面也十分廣闊[[]馮憲章,劉愛敏,李法新主編.《先進制造技術基礎》,2009(8):8-16.[]馮憲章,劉愛敏,李法新主編.《先進制造技術基礎》,2009(8):8-16.實用性:先進的生產技術,首先是指一種主要面向制造業應用、有著很強實用價值的創新技術。其重點是根據某一具體工業的需要而發揮自己的先進、合理的生產技術水平[[]陽堯璋.21世紀制造技術發展趨勢及重點發展方向[J]機械制造,2003,41(03):10-13.[]陽堯璋.21世紀制造技術發展趨勢及重點發展方向[J]機械制造,2003,41(03):10-13.集成性:研究傳統工業制造技術的學科與專業之間相對獨立,且界線清楚。而先進的制造技術則是指一個集機械、電氣、信息技術、材料與管理科學技術于一身的新興交叉科學。系統性:先進制造技術,包括信息信號的產生、收集、傳輸、反饋與調節。一個先進生產技術的形成要系統的考慮到整體生產的全過程,從設計的開始就必須充分考慮產品設計過程在整體生命循環中,從概念建立到生產及報廢管理等所有的因素,包括設計品質、生產成本、設計時間計劃以及實際應用需求等。高效率靈活性:領先制造的核心理念是高質量、效率、低耗、潔凈等,利用最新的制造技術手段進行局部整體或整個體系的制造整合。依據市場發展需求實現彈性產出。先進性:先進生產科學技術是多項科學技術和傳統生產技術相結合的產品,它代表了制造業科技的趨勢與走向。現代化農業生產技術的最終目標,是要提高農民對動態變化的商品市場的適應性和競爭。(二)先進制造技術的組成高品質、快捷、低耗、潔凈等基礎生產技術:傳統的鑄造工藝、鍛壓、連接、熱加工、表面防護、機械加工等基本工序技術至今都在制造過程中大量應用,其中對基本工序技術經過優化后所產生的優良、高效率、低耗、清潔等基礎生產,是中國現代化基礎的主要部分。新興的生產單元與技術:是在市場需求和創新型產品的推動下,生產技術機械與電子、信息技術、材料、新能源、環境科學、工程、現代管理等信息技術融合后所產生的全新制造科技。如工業自動單元工藝技術、極限加工工藝技術、產品質量與可靠性技術、工業系統管理信息技術、CAD/CAM、清潔制造工藝技術、材料成型工藝技術、激光材料及高密度能量加工制造科學技術、工藝過程模擬技術和工業設計過程綜合優化工藝技術等。集成化技術:指將公司的某個部分,或整個公司內不同的相對于單獨的產品設計方法和生產技術、計算機集成制造技術(CIMS)等[[][]李煒文,李建中.先進制造技術的應用發展趨勢[J]礦山機械,2007,(06):7-9.信息技術:即采用以上計算機系統為基礎硬件,運用各類應用軟件,以實現在整個生產流程中涉及生產信息的收集、生產工藝管理、生產信息貯存與傳輸等各環節的信息技術。包括互聯網絡信息技術、高速原型零部件生產工藝信息技術(RPM)、集成制造系統(IMS)、虛擬產品技術(VPD)等。現代化的制造業信息技術,主要分為:電腦輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是汽車制造業公司獲得國際競爭優勢的重要條件之一,但并沒有充分條件,其優勢還取決于公司能夠充分發揮科技能力的有效組織,也有取決于公司科技、管理與人才的有機協同發展與融合。二、我國制造業與發達國家的差距(一)我國制造業制造技術的發展現狀管理模式方面:中國大部分的民營企業特別是中小型的私營企業都處在經驗管理階段,只有極少數大中型民營企業實行了計算機輔助管理模式。產品設計方面:由于中國擁有獨立知識產權的原創性技術較少,且生產技術大多依托于外國,產品設計基礎與標準陳舊,企業缺少創新設計,對新型的產品設計方式運用也缺乏,企業采用CAD設計僅僅是為了甩開圖板。生產工藝方面:中國在該領域的研究,雖然滯后于工業國家,但進展較快,研究技術水平也已接近甚至超過了國外的先進水平[[][]楊叔子,吳波.先進制造技術及其發展趨勢[J]機械制造;2003,41(03):10-13.自動化技術方面:目前中國還沒有象發達國家一樣,廣泛的應用于數控技術、加工中心以及柔性生產單元、雙柔性制造系統、計算機及集成生產控制系統等,目前尚處于單機智能化、雙剛性自動化的階段,而柔性生產單元與控制系統則只在個別企業中應用。技術創新方面:中國目前在經費投資和技術進步等方面,均遠遠落后于工業發達國家,在許多領域還沒有掌握先進系統設計和技術,而許多尖端的技術設備也主要依靠采購外國先進產品。成套設備方面:中國的裝備工業基礎與共性產品研發實力薄弱,高精尖端產品基本依賴于進口;我國重大建設項目需要的部分重大成套設備基本依靠進口。完善的體制方面:目前,中國大部分民營企業技術創新能力相對弱小,沒有形成技術創新的主體,也沒有行業共性技術的研制與發展實力,應構建、完善中國信息裝備工業發展的技術支撐體系。(二)我國制造業與發達工業國家間的差距生產結構的差異:我國機械工業的高速發展,主要依賴技術引進和追趕式發展策略,加上我國勞動力充足而資本較為匱乏,導致機械工業的科技開發明顯落后。盡管目前我國機械工業的產品數量已處于全球前列,但仍大部分為勞動密集型生產,與具備高度獨立自主專利的高、精、尖產品相對稀少。生產與投資結構的差距:機器工業為一般競爭性產業,其競爭狀態和經濟效益情況都直接受到生產投資構成的影響。公司內部的競爭,其實是對科技實力與創新的競爭,其技術能力與科技創新都在較大程度上依賴科學研究和對技術開發項目的投資。國家政府為保持機器制造商的市場實力,也加強了對技術投資的力度[[][]歐陽軒.先進制造技術及其在電力設備制造工業中的應用初探[J].科技與創新,2017(21):135+138—139.行業結構的差異:我國機械工業企業之所以在投資結構上無法增加政府科技開發投資,直接的根源因素是行業不合理,企業規模較小,產業布局散亂,大中小企業之間無法建立科學合理的專業化分工合理管理體系;更深層因素則是制度束縛,條塊分割式經營造成的地區雷同和"分散化"趨勢,有悖于全球機械工業企業日益投資密集化、產品國際化、機電一體化、市場集中化的發展趨勢。機械設備工業為國際競爭性行業,對整體工業集中度要求較高。而外國大公司則普遍在產業中占據主導作用,并建立了層次分明的專業性分配合理管理體系,在大公司附近,又產生了總量龐大的專項性質的中小型公司。企業特別是大公司投巨資從事技術研發。我國機器工業在改革以來發生了分散化發展趨勢,以至發生小企業排擠大公司的現象。三、先進制造技術的發展趨勢(一)以信息化科技帶動現代化生產科技的發展趨勢計算機技術的產生與發展,誕生了許多嶄新的生產行業,但同時也給中國傳統的工業方式與管理理念帶來了重大變化,使得先進的工業技術呈現出智能、互聯網、集成化等新特點。而現代集成制造系統、并行工程、精益制造、虛擬產品制造等都是以基于信息化的技術發展趨勢為前提的。而信息化技術和現代化生產技術的聯合發展,是推動中國經濟社會發展的巨大動能。(二)高精度、低耗能、快速化、無污染發展方向快速成形科技作為一種新興科學技術,融入了計算機輔助設計,精細加工機械工藝,數控系統科技以及材質科學技術等專業知識,利用離散堆積基本原理,把所工程設計生產(CAD)的模擬轉化成實際樣件。目前,金屬改性加工高新技術的主要方向為各類先進精密熱處理與復合處理,能夠達到顯著降低能耗和徹底消除金屬對環境的污染。(三)將加工工藝由技術發展為工藝科學斷走向的定量分析。運用計算機輔助設計和制作技術,將加工工藝從傳統的實體工藝向虛擬加工發展。最近期的發展方向是在并行工程環境下,進行虛擬成型生產,使產品在設計完成時,成型生產的準備工作也同步進行。(四)超精度、超高速、新一代制造裝備發展方向超精細加工技術:中國目前的機械加工技術已經步入納米級工藝時期。加工精確度已達零點零二五μm,表面粗糙度可以達到0.μm,超精磨削厚度也從目前的紅外線波段逐漸向紫外波段或者更短波段逼近;超精加工機床將向功能模塊化設計方向蓬勃發展;超精加工材料已從金屬擴展至非金屬材料等。超快切割工藝技術:目前,鋁合金在超快切削的切削速度上已達到二千m/澳門管理學院-7500m/澳門管理學院,熱變形銅合金為900m/澳門管理學院-5000m/澳門管理學院,剛為六百m/min-3000m/min,熱鑄鋼為八百m/min-3000m/min,超高耐熱鎳合金為八十m/min-500m/min,鋁鎂合金為一百五十m/min-1000m/min,玻璃纖維增強塑料二千m/min-9000m/min。超快切割的技術發展重點已經轉移到對某些較不易加工的金屬材料的特殊切割工藝上了[[][]王宇.制造業發展中的管理創新模式研究p】.武漢:中南財經政法大學.2017.(五)專業學科間的界限逐漸淡化消失現代化的生產技術,在工藝、檢驗、運輸、產品設計、原物料使用等各領域之間的邊界也逐步淡化,逐漸趨向統一。并通過計算機的輔助設計和制作技術(CAD/CAM)使工業生產的設計與制作過程一體化。應用精密成型技術使得通過淬火、鍛壓等毛坯加工技術,可以得到更貼近產品最終外形、尺寸的零件,從而降低了切削加工量,并與金屬切削工藝相結合,從而淡化了冷熱工藝的界線。通過應用快速原型、直接零件生產(RPM)技術,可以自動或迅速地把產品設計思想變為具備某種構造和功用的產品原型并直接生產出零部件,從而使產品設計、生產之間的邊界顯得比較模糊[[][]宋健.制造業與現代化Ⅱ】.測控技術,2002,21(12):1-8.(六)虛擬技術、人工智能在制造業中的應用越來越多虛擬現實科技(VIRTUALREDITYTECHNOLOGY),一般分為虛擬化制造業和虛擬化公司二個組成部分:虛擬化制造業科技是在本質上徹底改變產品設計、試制、改進產品設計、規模工業生產的傳統企業生產制造管理模式。在商品實際生產出來以前,首先在虛擬生產生產制造工作環境中形成軟商品原形(SOFTPROTOTYPE)取代傳統的硬樣本(HARDPRTOTYPE)并經過測試,然后對其特性與可制作特性做出預估與評估,以此縮短了產品研發的工程設計和生產制造時間,降低了生產制造的研發生產成本,從而增強了系統迅速應對市場變革的能力。虛擬企業是指根據某一市場的需求,利用網絡聯系,把與商品投資有關的各個公司機構臨時構成一種協作體。該協作體在運作以前,就需要先分析產品組合的有無最優,如何協同工作,以及對商品投資后的風險、利潤等因素作出評價。而這個協作體也就是虛擬企業。具有公司區域分散化、機構臨時化、功能不完全化、信息共享化的特征。(七)智能制造技術方向的發展智慧制造技術,是指運用計算機技術模仿人的數據分析、決策、邏輯推理、構想和決定等智慧活動方式,并把上述的智慧活動方式與智慧機器人技術融合在一起,并貫通地運用到一個生產制造公司中的重要子系統(決策、采購管理、設計、生產規劃、生產制造組裝、產品質量保障和市場營銷等),從而實現公司設計流程、生產制造過程技術和生產制造裝置的自動化,是指計算機技術和智慧科技與裝備生產制造過程技術之間的深度融合和集成[[][]李神文,李建中.先進制造技術的應用發展趨勢Ⅱ】.礦山機械,2007,34(6):7-9.智慧生產行業分為:機器人、無人機、人工智能、3D打印機、無人駕駛、虛擬現實、智慧物流、智能家居。世界智慧制造業發展趨勢:以三D打印機為典型代表的"數字化"生產技術嶄露頭角;智慧生產技術和運用貫通制造業生產整個過程;全球范圍內智慧制造業發展大國戰略空前升溫。當前我國智慧生產行業已經獲得了若干基礎研究和智慧生產技術,但還處在早期發展階段,多數中小企業處在研究初級階段,僅百分之十六的中小企業進入智慧生產技術應用階段;并且重硬件輕軟體的情況的現象很明顯,僅在低端CAD應用軟件和中小企業的管理軟件上進行了廣泛應用,而適用于各種復雜工程設計和企業管理系統的智能化高級軟件技術還不足,在電腦輔助設計、資源計劃軟件、電商等高新技術范疇,與先進發展中國家間的差異也還較大。四、結論長期以來,全球發達的制造業大國都在傾注巨大資金研發領先制造業科技,并探討中國制造業未來的發展走向。而近年來,中國已經成了全球制造業強國,并著手于領先制造業科技的研發。而由于中華民族國力的強盛、社會主義市場

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