我国机械制造业现状与发展前景

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我国机械制造业现状与发展前景


    机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。

    先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质，高效，低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有以下6个特点：

    1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。

    2．从强调专业化分工向模糊分工，一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。

    3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。

    4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。

    5．从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。

    6．机械制造技术的发展趋势可以概括为：(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。

    下面对自动化技术给予论述和展望。

    机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域，也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争力的主要手段。机械制造自动化技术自20世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造，计算机集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。

    (一)集成化

    计算机集成制造(CIMS)是2l世纪制造企业的主要生产方式。CIMS是由若干个相互联系的分系统组成，通常划分为以下5个分系统：

    1．工程技术信息分系统

    包括计算机辅助设计(CAD)，计算机辅助工程分析(CAE)，计算机辅助工艺过程设计(CAPP)，计算机辅助工装设计(CATD)数控程序编制(NCP)等。

    2．管理信息分系统(MIS)

    包括经营管理(BM)，生产管理(PM)，物料管理(MM)，人事管理(LM)，财务管理(FM)等。

    3．制造自动化分系统(MAS)

    包括各种自动化设备和系统，如计算机数控(CNC)，加工中心(MC)，柔性制造单元(FMs)，工业机器人(Robot)，自动装配(AA)等。

    4．质量信息分系统

    包括计算机辅助检测(CAI)，计算机辅助测试(CAT)，计算机辅助质量控制(CAQC)，三维坐标测量机构(CMM)等。

    5．计算机网络和数据库分系统(Network&DB)

    它是一个支持系统，将上述几个分系统联系起来，以实现各分系统的集成化。

    (二)智能化

    智能化制造系统可理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，智能系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。

    在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性(适应性和友好性)。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求做到无污染，且能源和资源充分回收，对于社会，提倡合理协作与竞争。

    计算机集成制造(CIMS)在中国的进展：清华大学CIMS研究中心获美国SME大学领先奖；北京第一机床厂的CIMS系统获美国SME企业领先奖

    应用有明显进展的企业：

    西安飞机制造公司、成都飞机制造公司、杭州汽轮机厂、沈阳鼓分机厂、山西经纬纺织机械厂、广东华宝空调器厂等。西安航空动力在CAD/CAPP/CAM的应用方面处于领先地位，2000年9月被国家列为CIMS应用示范企业。

    (三)敏捷化

    敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。

    实现敏捷制造的技术基础包括：

    1．大范围的通讯基础结构，要求在全国范围内建立工厂信息网络和准时信息系统(Just-In—Time-lnformation)。

    2．柔性化、模块化的产品没计方法。

    3．高柔性、模块化、可伸缩的制造系统。

    4．为订单而设计、制造的生产方式。

    5．基于任务的组织与管理。

    6．基于信任的雇佣关系。

    (四)虚拟化

    “虚拟制造”的概念是20世纪90年代初提出的。虚拟制造是以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。

    虚拟制造利用信息技术，仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

    (五)清洁化

    清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是：资源的综合利用和环境保护。

    对生产过程而言：清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。

    对于产品而言：清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。

    综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性，健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。