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序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展前景范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號(hào):TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2012) 06-0010-01
一、前言
21世紀(jì)的今天,科技迅猛發(fā)展,在改革開放的這幾十年里,我國的制造業(yè)里的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)得到飛速的發(fā)展提高,逐漸拉近與世界機(jī)械設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的水平,當(dāng)然,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,我國的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造水平還有很多不足,面臨的挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻,我們應(yīng)該明確未來發(fā)展的方向。隨著計(jì)算機(jī)在全世界的普及,機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)手段變得更加多樣化,科技不斷推陳出新,機(jī)械設(shè)計(jì)的理論、思想、手段、方法等得到不斷的充實(shí),同時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新、發(fā)展及變革起到巨大的推動(dòng)作用[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)是制造業(yè)中機(jī)械工程的主要組成,機(jī)械設(shè)計(jì)水準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能、研制時(shí)間及經(jīng)濟(jì)利益等有直接的影響。制造技術(shù)的出現(xiàn)是制造業(yè)的發(fā)展要求,是提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的前提保障。由于社會(huì)的需求發(fā)展變得多樣化并且個(gè)性化,生產(chǎn)發(fā)展的方向也發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變,引入了計(jì)算機(jī)等高科技的生產(chǎn)和管理,傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷革新。
二、解析機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的現(xiàn)狀
(一)機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀。傳統(tǒng)的制造業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì),大多都是手工設(shè)計(jì),工作人員僅借簡(jiǎn)單的工具就能制作圖稿,設(shè)計(jì)思維相對(duì)收斂及封閉,借鑒同類經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行形式設(shè)計(jì),預(yù)算上無法做動(dòng)態(tài)分析,加大安全系數(shù)法減少數(shù)據(jù)上計(jì)算的誤差。不僅設(shè)計(jì)花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng),而且工作人員的設(shè)計(jì)思維不同,無法完全協(xié)調(diào)的合作,在對(duì)信息的溝通方面也不是很好?,F(xiàn)在,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足人們對(duì)產(chǎn)品功能的要求以及市場(chǎng)的需求。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展,制造業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)也逐漸向現(xiàn)代化方向發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上龐大的共享資源系統(tǒng),借鑒經(jīng)驗(yàn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,在設(shè)計(jì)上優(yōu)化計(jì)算結(jié)果,機(jī)械設(shè)計(jì)向著自動(dòng)化以及高效率的方向發(fā)展,不僅縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間,而且設(shè)計(jì)上更加精確[2]。
(二)制造技術(shù)的現(xiàn)狀。機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)國家繁榮發(fā)展的基本前提,制造業(yè)的先進(jìn)程度和制造技術(shù)的發(fā)達(dá)水平是對(duì)一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)以及綜合國力強(qiáng)弱的具體表現(xiàn)形式。制造技術(shù)的發(fā)展不僅可以加強(qiáng)國防、促進(jìn)社會(huì)繁榮發(fā)展、提高全國人民生活水平、保障生活質(zhì)量[3]。改革開放以來,我國在機(jī)械制造技術(shù)上是取得相當(dāng)高的成績(jī),但還是比世界發(fā)達(dá)國家落后,差距還是比較大的。對(duì)新產(chǎn)品的研制開發(fā)上,我們欠缺專業(yè)的設(shè)計(jì)知識(shí)、缺乏自主研發(fā)能力。管理上,計(jì)算機(jī)先進(jìn)的管理模式得不到廣泛的應(yīng)用,組織不夠完善,體制管理上不夠健全,我們大部分企業(yè)都還處在傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理模式階段。技術(shù)上,對(duì)激光、微細(xì)、精密、高精密等技術(shù)方面的加工還不被廣泛應(yīng)用,很多技術(shù)還在學(xué)習(xí)、開發(fā)以及掌握的階段。在自動(dòng)化上,計(jì)算機(jī)的集成制造、數(shù)控機(jī)床制造、柔性制造等系統(tǒng)還沒有實(shí)現(xiàn)智能化、柔性化以及集成化,我國還只是處在剛性和單機(jī)自動(dòng)化的階段[4]。
三、展望機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的未來
(一)機(jī)械設(shè)計(jì)的未來。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)品需求的不斷多元化中,企業(yè)要想生存與發(fā)展,就應(yīng)該對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的理念不停的改進(jìn),采用先進(jìn)的技術(shù),對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān),盡量減少成本支出,把生產(chǎn)效率提高。設(shè)計(jì)制造的成品要盡量符合并且滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的需求,這是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展要求,是未來的發(fā)展方向。其中遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)是未來機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的重點(diǎn)方向,目前,我國在遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)方面正處在初步的發(fā)展階段,它的研究領(lǐng)域非常的多樣化,很多計(jì)算機(jī)和機(jī)械工程方面的知識(shí)領(lǐng)域都有涉及到。機(jī)械設(shè)計(jì)是對(duì)建模和設(shè)計(jì)理論過程中的設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容,在計(jì)算機(jī)的運(yùn)用中,是對(duì)現(xiàn)有資源的設(shè)計(jì)的組織以及,方便更多的機(jī)械設(shè)計(jì)工作者在最短的時(shí)間內(nèi)最快的查詢和應(yīng)用。達(dá)到了減低人工成本、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間和提高有效的工作效率等目的。
(二)制造技術(shù)的未來。1.互聯(lián)網(wǎng)方面?,F(xiàn)今社會(huì)的科技發(fā)展迅猛,互聯(lián)網(wǎng)遍布世界每個(gè)角落,互聯(lián)網(wǎng)以媒介的方式成為機(jī)械的制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)的必要因素,采購材料、開發(fā)市場(chǎng)以及制造產(chǎn)品零件等都是可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)異地購物、付款、送貨?;ヂ?lián)網(wǎng)的通訊,可以更加豐富經(jīng)營(yíng)管理方面的知識(shí)、更加直接的信息技術(shù)間的交流,提高了機(jī)械制造技術(shù)的服務(wù),順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的要求。2.制造技術(shù)精密化。未來機(jī)械制造技術(shù)的市場(chǎng)要求越來越高,精密的技術(shù)也將成為制造技術(shù)發(fā)展的必然規(guī)律,包括有精密的加工塑性、精密的切割技術(shù)、精密的焊接技術(shù)、精密的鑄造技術(shù)等,制造技術(shù)的精密度有多高,將是決定能否進(jìn)入微型機(jī)器人的時(shí)代和微型電子技術(shù)的時(shí)代有著關(guān)鍵的意義[5]。3.自動(dòng)化方面。機(jī)械自動(dòng)化將是機(jī)械制造技術(shù)未來發(fā)展的方向,具有必然性,科技的日新月異極大的推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展與普及,在機(jī)械制造技術(shù)上,自動(dòng)化發(fā)展的系統(tǒng)表現(xiàn)有集成技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化系統(tǒng)等,機(jī)械制造技術(shù)的快速發(fā)展在自動(dòng)化的完善下奠定了很好的前提基礎(chǔ)。4.環(huán)保方面。在到處都呼喊環(huán)保口號(hào)的今天,機(jī)械制造技術(shù)也向著綠色向著環(huán)保方向發(fā)展,在制造生產(chǎn)的過程中,對(duì)材料的選擇、包裝、成分等都更多的選擇更環(huán)保的方面,制造生產(chǎn)出綠色環(huán)保盡量減少降低污染的產(chǎn)品,這樣,制造業(yè)對(duì)環(huán)境的污染將會(huì)得到更大程度的減少,并且能源和原材料方面的利用率得到極大的提高。
四、結(jié)束語
機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平的高低直接反應(yīng)一個(gè)國家科技的發(fā)展程度,是國際間科技競(jìng)爭(zhēng)的主要手段。我國與發(fā)達(dá)國家的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平還相距較遠(yuǎn),所以,對(duì)我國的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的研究與發(fā)展是刻不容緩的,深入研究先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)、大力推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、努力向著自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,并且要堅(jiān)持綠色的環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的要求,努力跟上世界科技發(fā)展的腳步,加快我國科技的自主創(chuàng)新,提升綜合國力,縮小與發(fā)達(dá)國家間的科技差距,提高我國人民的生活質(zhì)量,創(chuàng)造更高的社會(huì)價(jià)值和更多的社會(huì)財(cái)富。
參考文獻(xiàn):
[1]劉小琴,續(xù)海峰.機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料設(shè)計(jì)方法研究[J].機(jī)械管理開發(fā),2009(03):521-522
[2]王曉晶.柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].內(nèi)江科技.2010(08):106-107
德國的“工業(yè)4.0”規(guī)劃
德國提出并實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,是其應(yīng)對(duì)最新技術(shù)發(fā)展、全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,以及自身勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)變化的國家級(jí)戰(zhàn)略。
由默克爾政府發(fā)起并在世界范圍內(nèi)推廣的“工業(yè)4.0”,希望重塑德國在工業(yè)領(lǐng)域的全球龍頭地位,并解決老齡化等問題的積極應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略。在這一高度下,德國的“工業(yè)4.0”規(guī)劃,側(cè)重借助信息產(chǎn)業(yè)將原有的先進(jìn)工業(yè)模式智能化和虛擬化,重視智能工廠和智慧生產(chǎn),并把制定和推廣新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),放在發(fā)展的首要位置即德國“工業(yè)4.0”的產(chǎn)業(yè)集成。
以在其規(guī)劃中占據(jù)重要地位的智能工廠戰(zhàn)略為例,其設(shè)計(jì)中,人、機(jī)器和資源將會(huì)如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作。生產(chǎn)出來的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細(xì)節(jié)以及將如何使用,并積極協(xié)助生產(chǎn)過程。這種設(shè)計(jì)集中體現(xiàn)了德國的變革思路:將信息技術(shù)引入其有著傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的“剛性”工廠,通過大數(shù)據(jù)和虛擬化等工具增強(qiáng)其產(chǎn)品的柔性,也就是生產(chǎn)過程適應(yīng)變化的能力和定制化的程度,達(dá)到以信息技術(shù)的“器”為其制造業(yè)所用的目標(biāo),并將此模式標(biāo)準(zhǔn)化,加以推廣。
美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃
近年來,雖然美國依舊在航空航天、芯片制造等先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域占據(jù)全球領(lǐng)先地位,但其制造業(yè)內(nèi)部空心化的局面,和在全球市場(chǎng)份額中的丟失已經(jīng)很難通過簡(jiǎn)單的政策調(diào)整或商業(yè)方式加以扭轉(zhuǎn)。同時(shí),美國同樣面臨類似的人口結(jié)構(gòu)問題,和國際消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品定制化多樣化的要求也從內(nèi)外部促使美國利用其在信息產(chǎn)業(yè)方面的優(yōu)勢(shì)對(duì)制造業(yè)加以改造。
美國于2012年啟動(dòng)“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃”,被稱為“再工業(yè)化”的思路得到全面闡釋。提出發(fā)展包括先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)、先進(jìn)制造工藝及設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù),核心是鼓勵(lì)創(chuàng)新,通過信息技術(shù)重塑工業(yè)格局,激活傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。這種從CPU、系統(tǒng)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)等信息端,通過大數(shù)據(jù)分析等工具“自上而下”重塑制造業(yè),與德國的從制造業(yè)出發(fā),利用信息技術(shù)等手段改造制造業(yè)的“自下而上”的思路不同。
近年來GE等制造業(yè)公司倡導(dǎo)的將重心放在互聯(lián)網(wǎng)上的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”策略,以及谷歌等高科技公司向機(jī)器人、汽車等制造業(yè)領(lǐng)域的滲透,可以說是美國“工業(yè)4.0”思路的一種體現(xiàn)。
中國的“工業(yè)4.0”規(guī)劃
身為制造業(yè)大國的中國尚未成為世界級(jí)制造業(yè)強(qiáng)國,發(fā)展時(shí)期上也處于“工業(yè)2.0”和“工業(yè)3.0”并行發(fā)展階段。既沒有德國在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域的雄厚基礎(chǔ),也缺乏如美國般引領(lǐng)世界信息技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)。在中國制造業(yè)發(fā)展的過程中,我們還要解決產(chǎn)品質(zhì)量提升、強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力、制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型等基本問題。這種“邊跑動(dòng)邊調(diào)整”,最終達(dá)到“工業(yè)4.0”的理想水平,在理論和實(shí)踐上都是挑戰(zhàn)性非常大的課題。
0引言
在早期的機(jī)械加工領(lǐng)域,機(jī)器的組裝配合是其工作重點(diǎn),采用物理機(jī)械知識(shí)完成加工操作,隨著近年來數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,人們逐步認(rèn)識(shí)到數(shù)字化技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工模式的一種補(bǔ)充,數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工的結(jié)合也是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)C(jī)床的加工過程實(shí)時(shí)的進(jìn)行控制。對(duì)數(shù)控設(shè)備以及編程控制裝置等系統(tǒng)進(jìn)行修改操作,高精度的控制機(jī)械加工過程,同時(shí)也提高了機(jī)械加工制造的技術(shù)含量。隨著上世紀(jì)六十年代第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn),機(jī)械制造行業(yè)便進(jìn)入了自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展階段,歷經(jīng)多年的發(fā)展變革,數(shù)控技術(shù)面向了新的臺(tái)階。目前的機(jī)械制造中,通過數(shù)字、文字和符號(hào)等編譯的代碼信息指令可以高效的控制機(jī)械制造工藝。高精度的數(shù)控機(jī)床利用數(shù)字編程,能夠?qū)ぜ恢?、加工角度、加工速度以及機(jī)械能量的流向等制造條件進(jìn)行精確的控制,通過二進(jìn)制數(shù)字運(yùn)算模式的指導(dǎo)下,以盡可能小的誤差開展機(jī)械制造工作。數(shù)控機(jī)床合理的利用了計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算能力,精度與傳統(tǒng)的硬件組裝控制相比要高出很多,計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理過程精確高效,也進(jìn)一步減少了機(jī)械加工制造中的誤差。
1數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用情況
隨著現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)對(duì)于制造精度要求的不斷提升,數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工制造過程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,是一種有效的高精度機(jī)械制造技術(shù)。從目前國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床發(fā)展情況來看,已經(jīng)具備了一定的水平。無論產(chǎn)品種類、操控性能,還是制造質(zhì)量方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國內(nèi)市場(chǎng)目前銷售的數(shù)控機(jī)床超過1500種, 常見于金屬材質(zhì)的切削以及機(jī)械部件鍛壓方面。
1.1數(shù)控技術(shù)在國家重點(diǎn)工程中的應(yīng)用
目前國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)水平和加工精度,對(duì)于國家重點(diǎn)工程,尤其是國防軍工項(xiàng)目的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。此外,近年來快速發(fā)展的航天航空事業(yè)中也需要更多的運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù),以不斷提升機(jī)械零件制造加工的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑綜合性加工體統(tǒng)在航空航天、船舶制造、鐵路運(yùn)輸設(shè)備制造等領(lǐng)域有著很好的使用效果。數(shù)控機(jī)械制造具備的高技術(shù)、高精度特點(diǎn),對(duì)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸和起落架部件的等關(guān)鍵性機(jī)械零部件加工制造也有十分重要的作用。此外,類似于超精密球面車床等數(shù)控機(jī)械設(shè)備,推動(dòng)了照相機(jī)鏡片、激光加工設(shè)備與條形碼檢測(cè)設(shè)備等設(shè)備精細(xì)化與科學(xué)化應(yīng)用,在國防偵查,監(jiān)測(cè)等方面有著重要的作用。
1.2數(shù)控技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用機(jī)床設(shè)備中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用
在企業(yè)日常生產(chǎn)中,機(jī)床設(shè)備機(jī)械制造中必不可少的工具。數(shù)字化控制技術(shù)也進(jìn)一步的推動(dòng)了機(jī)床設(shè)備向著現(xiàn)代機(jī)電一體化方向發(fā)展。此外數(shù)控機(jī)械制造技術(shù)的出現(xiàn)從一定程度來說,也改善了機(jī)床控制精度與生產(chǎn)效率,讓機(jī)械制造設(shè)備更好的服務(wù)于企業(yè)的生產(chǎn),讓低成本高效率生產(chǎn)成為可能。以汽車工業(yè)為例,數(shù)控制造技術(shù)的推廣直接推動(dòng)了汽車零部件制造加工精度和生產(chǎn)效率。從某種程度上來說,也打破了制約我國汽車制造行業(yè)發(fā)展多年的“經(jīng)濟(jì)規(guī)模論”等傳統(tǒng)觀念的束縛,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、小批量部件高精度、高效生產(chǎn),為汽車制造工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代提供有力的支持。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的發(fā)展前景
2.1機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向
(1)高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)。生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的質(zhì)量的提高有賴于高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)的發(fā)展,縮短生產(chǎn)制造周期,增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在汽車制造工業(yè)中,數(shù)控技術(shù)也便于進(jìn)行多品種汽車部件的加工制造;在航空航天領(lǐng)域,機(jī)械零部件制造產(chǎn)品主要為薄壁和薄筋,其材質(zhì)主要為鋁或鋁合金等輕質(zhì)材料,剛度很差,僅在高切削速度或者應(yīng)力比較小的情況,才可以進(jìn)行加工。才是數(shù)控設(shè)備高速、高精度的特點(diǎn)能夠發(fā)揮出良好的效果。
(2)智能化、網(wǎng)絡(luò)化將成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。為智能化機(jī)械制造不僅能夠提升生產(chǎn)效率,也有效的保障了機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量,例如制造自適應(yīng)控制系統(tǒng),加工參數(shù)自動(dòng)生成系統(tǒng)等;智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,簡(jiǎn)化了編程與操作過程,自動(dòng)編程系統(tǒng)與智能化操作界面的不斷完善也是智能化發(fā)展帶來的優(yōu)勢(shì);此外智能故障診斷、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控等功能,也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
2.2數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略分析
(1)發(fā)展戰(zhàn)略。從國家戰(zhàn)略安全的層面來說數(shù)控機(jī)械制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)該得到足夠的重視。制造業(yè)作為國內(nèi)從業(yè)人數(shù)最多行業(yè)之一,制造業(yè)發(fā)展能夠有效的改善人民生活質(zhì)量,緩解國內(nèi)就業(yè)壓力,維護(hù)社會(huì)的和諧穩(wěn)定;此外,從國防安全角度上來說,西方發(fā)達(dá)國家限制高質(zhì)量的數(shù)控產(chǎn)品的出口,將其列為戰(zhàn)略物質(zhì)和政治籌碼,對(duì)我國長(zhǎng)期實(shí)施禁運(yùn)和限制措施。
(2)發(fā)展策略。應(yīng)該結(jié)合我國基本國情,從國家戰(zhàn)略和國防需求,以及經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)需求出發(fā),以改善國內(nèi)數(shù)控機(jī)械制造水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為目標(biāo),有針對(duì)性的開展數(shù)控機(jī)械制造核心技術(shù)、配套技術(shù)的研發(fā)工作,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)械制造行業(yè)的跨躍式發(fā)展。以終端產(chǎn)品為導(dǎo)向,帶動(dòng)數(shù)控機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。集中解決數(shù)控設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)部件功能的完善,同時(shí)保證生產(chǎn)規(guī)模。沒有可觀的生產(chǎn)規(guī)模就無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低價(jià)、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的數(shù)控機(jī)械制造產(chǎn)品。
結(jié)論
綜上所述,數(shù)控技術(shù)對(duì)于我國機(jī)械制造水平和精度的提高有著十分重要的作用,也為我國國防軍工行業(yè)以及生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了巨大的變革。目前一方面應(yīng)該進(jìn)一步的研究數(shù)控技術(shù),另一方面也需要將數(shù)控技術(shù)發(fā)展同機(jī)械加工制造行業(yè)的需求結(jié)合起來。
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一、引言
伴隨工業(yè)4.0的提出,各個(gè)國家正在積極籌謀如何在新工業(yè)革命浪潮中占據(jù)主動(dòng)。一方面,發(fā)達(dá)國家想著要實(shí)現(xiàn)再工業(yè)化,如美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃,另一方面,發(fā)展中國家積極參與全球產(chǎn)業(yè)再分工以拓展國際市場(chǎng)空間,同時(shí)通過技術(shù)創(chuàng)新來爭(zhēng)取全球分工的重新定位。在這場(chǎng)勢(shì)不可當(dāng)?shù)墓I(yè)化浪潮中,中國于2015年提出了“中國制造2025規(guī)劃”,強(qiáng)調(diào)通過實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智慧轉(zhuǎn)型以達(dá)到躋身制造強(qiáng)國行列的戰(zhàn)略目標(biāo)。隨著“中國制造2025”計(jì)劃的推行,無論是新經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域還是傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展正處于一個(gè)新的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇期。先進(jìn)制造技術(shù)深刻影響著產(chǎn)業(yè)格局,催生出了許多新的生產(chǎn)方式,新的產(chǎn)品以及新的商業(yè)模式、管理模式、服務(wù)模式、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和人才資源需求模式,給工業(yè)領(lǐng)域、生產(chǎn)價(jià)值鏈、業(yè)務(wù)模式乃至生活方式帶來根本性變革。對(duì)企業(yè)而言,先進(jìn)制造技術(shù)為企業(yè)帶來了價(jià)值創(chuàng)造的新路徑,拓展了企業(yè)價(jià)值創(chuàng)造的空間,作為企業(yè)管理的基礎(chǔ),管理會(huì)計(jì)必須為能給企業(yè)帶來持續(xù)價(jià)值創(chuàng)造的先進(jìn)制造技術(shù)的成功實(shí)施保駕護(hù)航,這需要變革管理會(huì)計(jì)。
二、先進(jìn)制造技術(shù)與新經(jīng)濟(jì)
先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology,AMT),是先進(jìn)制造系統(tǒng)中所需技術(shù)的集成,包括信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及管理科學(xué)技術(shù)等內(nèi)容,是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主體的綜合性技術(shù)。從體系結(jié)構(gòu)上看,AMT包括主體技術(shù)群(包括面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群和制造工藝過程技術(shù)群)、支撐技術(shù)群(如人工智能、數(shù)據(jù)庫)以及制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施(如用戶、供應(yīng)商交互等)三個(gè)層次。站在企業(yè)角度,AMT的引入是基于一種戰(zhàn)略性的選擇。先進(jìn)制造技術(shù)帶來的最基本的變化是改變了傳統(tǒng)的制造方式,通過引入和投放先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備和數(shù)控技術(shù),許多直接由人工操作的工序直接被先進(jìn)技術(shù)設(shè)備所替代,通過對(duì)機(jī)器設(shè)備的精準(zhǔn)控制,有利于降低產(chǎn)品廢品率,降低產(chǎn)品的質(zhì)量成本,一方面節(jié)省了大量人工,另一方面提高了生產(chǎn)效率。在新的科技革命的帶動(dòng)下,社會(huì)生產(chǎn)、交換、效費(fèi)和分配都發(fā)生了極大的變化,導(dǎo)致了舊的經(jīng)濟(jì)模式逐漸被新經(jīng)濟(jì)模式滲透和替代,這是經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。新經(jīng)濟(jì)一方面表現(xiàn)為基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、新一代通信等信息技術(shù)產(chǎn)生的各類新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式,比如自2014年興起的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè),就是利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的一種全新產(chǎn)業(yè),其市場(chǎng)增長(zhǎng)率較高,已經(jīng)成為國際上熱捧的新興產(chǎn)業(yè),根據(jù)賽迪顧問預(yù)測(cè)到2020年,中國虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1000億;另一方面又表現(xiàn)為先進(jìn)制造技術(shù)與舊的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的結(jié)合,如博世公司與百度、高德及四維圖新三家公司于2017年4月達(dá)成戰(zhàn)略合作,將“博世道路特征”引入中國自動(dòng)駕駛市場(chǎng),以促進(jìn)本土自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,利用更精準(zhǔn)的定位技術(shù)以促進(jìn)自動(dòng)駕駛真正駛向道路??傊?新經(jīng)濟(jì)的基本特征主要表現(xiàn)為以信息技術(shù)為核心,以智能化為媒介,綠色化為標(biāo)準(zhǔn)的追求全社會(huì)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高。先進(jìn)制造的不斷向前發(fā)展,逐漸改變了企業(yè)之間、顧客之間以及企業(yè)與顧客之間的聯(lián)系方式,因此對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的思考需要突破“線性思維”的傳統(tǒng),站在多維度角度,思考適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的服務(wù)模式以及管理模式。
三、先進(jìn)制造環(huán)境下的管理會(huì)計(jì)變革
(一)成本管理向作業(yè)成本管理轉(zhuǎn)變
先進(jìn)制造技術(shù)明顯改變了產(chǎn)品的成本結(jié)構(gòu),即直接成本降低而間接成本提高。具體來說,在先進(jìn)制造環(huán)境下,企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化水平不斷提高,導(dǎo)致了從事直接生產(chǎn)的人工減少,與此同時(shí),通過斥巨資引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備直接導(dǎo)致每期的折舊費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用大量增加,因此產(chǎn)品生產(chǎn)的間接費(fèi)用等成本會(huì)大幅度上升。傳統(tǒng)成本核算模式主要是為直接人工成本的計(jì)量和報(bào)告而設(shè)計(jì)的,在產(chǎn)品成本計(jì)算的過程中,制造費(fèi)用的直接分配和交互分配遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到對(duì)間接費(fèi)用正確分配的目的,因此,需要一種能夠?qū)﹂g接成本正確計(jì)量和分類的新型成本核算方式——作業(yè)成本法,將間接成本和輔助費(fèi)用更準(zhǔn)確地分配到產(chǎn)品和服務(wù)以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與成本的準(zhǔn)確對(duì)接,能夠及時(shí)、準(zhǔn)確提品成本信息,提高了管理會(huì)計(jì)的信息有用性。先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展,給企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)運(yùn)作方式帶來了根本性的變化,企業(yè)與企業(yè)之間的邊界變得愈加模糊,使得企業(yè)的作業(yè)管理的外延發(fā)生了變化,作業(yè)管理的對(duì)象不再局限于企業(yè)內(nèi)部,不再只是“鏈?zhǔn)健弊鳂I(yè)鏈,而是呈現(xiàn)“網(wǎng)狀”形態(tài)。這說明企業(yè)的作業(yè)管理的視野變得更加開闊,管理程序變得更加復(fù)雜。先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展帶來了企業(yè)制造范式的變革,進(jìn)一步也對(duì)成本管理方式的變革提供了新的機(jī)遇,隨著互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,加快了企業(yè)獲取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)加工和信息傳遞的速度并提高了精準(zhǔn)性,為作業(yè)成本管理的實(shí)施提供了技術(shù)可能性。在先進(jìn)制造環(huán)境下,通過最大化利用那些服務(wù)企業(yè)管理的先進(jìn)技術(shù)無疑可以提高企業(yè)成本管理的效率和效果,將成本管理的傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳂I(yè)成本管理模式,提高成本控制有效性和成本信息有用性,為成本管理向著決策方向轉(zhuǎn)化提供動(dòng)力。
(二)資本管理重心偏移
企業(yè)的資本大致可以分為智力資本與物質(zhì)資本。Botis(1998)Johnson(1999)認(rèn)為智力資本包括了“人力資本”、“結(jié)構(gòu)資本”和“關(guān)系資本”三類,其中,人力資本是智力資本的核心。物質(zhì)資本包括了實(shí)物資本與貨幣資本,在整個(gè)價(jià)值活動(dòng)中,實(shí)物資本(如存貨、固定資產(chǎn)等)和貨幣資本沒有直接創(chuàng)造價(jià)值在價(jià)值,是充當(dāng)了整個(gè)價(jià)值活動(dòng)過程的媒介,人的“活勞動(dòng)”才是創(chuàng)造價(jià)值的唯一源泉。但是單純地講述智力資本與物質(zhì)資本與價(jià)值創(chuàng)造之間的關(guān)系是毫無意義的,馬克思的政治經(jīng)濟(jì)學(xué)中就提到,單純以實(shí)體性資本為核心的物化勞動(dòng)難以解釋價(jià)值創(chuàng)造的源泉所在,而單純脫離“物”的活勞動(dòng)亦是無源之水、無本之木,因此二者只有達(dá)到“和諧共生”,才能有效促進(jìn)企業(yè)價(jià)值創(chuàng)造。在以智能制造技術(shù)為代表的先進(jìn)制造環(huán)境下,人機(jī)交互以及機(jī)器人之間的對(duì)話變得越來越普遍,重復(fù)性的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)逐漸被智能設(shè)備所替代,人在其中的角色也由服務(wù)者、操作者轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)劃者、協(xié)調(diào)者、評(píng)估者、決策者。先進(jìn)制造技術(shù)(如機(jī)器人制造技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、ERP系統(tǒng)、XBRL語言等)在企業(yè)的操作需要以具備知識(shí)要素的“人”為載體,才能成功實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互以及價(jià)值創(chuàng)造?;诖?企業(yè)對(duì)從事簡(jiǎn)單勞動(dòng)的人力需求逐漸減少,企業(yè)需要引進(jìn)的“人”必須更多地具備戰(zhàn)略眼光和全局視野以及企業(yè)家精神,在引進(jìn)人力資本之后,企業(yè)還可以建立知識(shí)共享中心,塑造全企業(yè)的學(xué)習(xí)氛圍,通過建立學(xué)習(xí)型組織,培養(yǎng)員工的自學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)人力資本存量的優(yōu)化?;谌肆Y本主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)資本與關(guān)系資本的協(xié)同發(fā)展,最終促進(jìn)智力資本與實(shí)物資本的協(xié)同優(yōu)化??傊?在先進(jìn)制造環(huán)境下,智力資本創(chuàng)造企業(yè)價(jià)值的空間逐漸擴(kuò)大,需要重視對(duì)智力資本的管理,盡量使智力資本與實(shí)物資本達(dá)到最佳匹配度,實(shí)現(xiàn)二者的“和諧共生”,幫助企業(yè)建立持久的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)企業(yè)價(jià)值創(chuàng)造。
(三)將柔性理念注入管理會(huì)計(jì)
先進(jìn)制造技術(shù)改變了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境,為企業(yè)提供了一個(gè)柔性制造的平臺(tái)。先進(jìn)制造技術(shù)具有多品種小批量的生產(chǎn)特點(diǎn),方便企業(yè)隨時(shí)隨地在短時(shí)期內(nèi)生產(chǎn)出所需產(chǎn)品以滿足顧客的多樣化需求,而且其轉(zhuǎn)換成本較低,為企業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)新產(chǎn)品以及發(fā)現(xiàn)新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)提供了技術(shù)保障,有效提高了企業(yè)不斷適應(yīng)變化的能力。因此,企業(yè)的管理模式必須從剛性變?yōu)槿嵝?管理會(huì)計(jì)柔性化就是為滿足柔性管理需要而生的。傳統(tǒng)管理會(huì)計(jì)偏向戰(zhàn)術(shù)型管理,僅僅立足于企業(yè)內(nèi)部,視野相對(duì)狹隘,其提供的信息容易引導(dǎo)決策者進(jìn)入一條重眼前而輕長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的道路?;ヂ?lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)的快速發(fā)展,為管理會(huì)計(jì)的柔性發(fā)展提供了技術(shù)手段。通過借助大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)幫助企業(yè)搜集超大容量的數(shù)據(jù)并建立企業(yè)共享數(shù)據(jù)中心,同時(shí)借助云計(jì)算處理大量的初始數(shù)據(jù)并生成所需信息呈交行為主體,由于先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,信息從搜集到處理直至最后生成并傳達(dá)到信息使用者手里的整個(gè)過程所需的時(shí)間會(huì)大大縮短,有利于管理會(huì)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)督并提供實(shí)時(shí)信息,幫助管理者迅速作出反應(yīng)。先進(jìn)制造為企業(yè)帶來了先進(jìn)的信息處理技術(shù),加快了數(shù)據(jù)信息的搜集速度,提高了數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)性,數(shù)據(jù)的搜集和處理變得愈加快速、愈加準(zhǔn)確和愈加精細(xì)化,有利于行為主體快速地制定應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)的方案。譬如在提前預(yù)測(cè)產(chǎn)品未來發(fā)展前景方面,由于技術(shù)的發(fā)展,更多的定性變量可以通過定量方式表現(xiàn)出來,通過采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行事前模擬,可以驗(yàn)證項(xiàng)目的可行性以及預(yù)見未來可能出現(xiàn)的情況并提前準(zhǔn)備應(yīng)變方案。通過及時(shí)掌握信息,可以幫助管理者發(fā)現(xiàn)并擴(kuò)展或者延伸企業(yè)價(jià)值鏈,提升企業(yè)價(jià)值創(chuàng)造的空間。
(四)將綠色理念注入管理會(huì)計(jì)
現(xiàn)代制造技術(shù)融合了自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的最新進(jìn)展的成果,以綠色、低碳、可持續(xù)為發(fā)展理念,使全球技術(shù)要素和市場(chǎng)要素配置方式發(fā)生了革命性變化,在先進(jìn)制造環(huán)境下,環(huán)境要素進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)流程成為一個(gè)不可忽視的新要素。先進(jìn)制造的不斷發(fā)展,不僅為企業(yè)帶來了綠色化的生產(chǎn)技術(shù),更引發(fā)了綠色管理模式的思維變革。讓綠色一直貫穿產(chǎn)品的全生命周期,企業(yè)會(huì)選擇綠色供應(yīng)商,通過建立綠色的分銷系統(tǒng)和和采用綠色的宣傳方式,實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品和服務(wù)的綠色消費(fèi)。如中石化舉辦的“智慧能源”公眾開放日活動(dòng),通過吸引公眾參與,向大眾消費(fèi)者輸送“集約利用資源,綠色簡(jiǎn)約生活”理念。在先進(jìn)制造環(huán)境下,產(chǎn)品和服務(wù)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到銷售直至使用壽命結(jié)束的整個(gè)壽命周期過程秉持“以環(huán)境為友”。引入先進(jìn)制造技術(shù),有利于為企業(yè)帶來環(huán)境收益,與此同時(shí)企業(yè)也需要付出相應(yīng)的環(huán)境成本,若繼續(xù)沿用傳統(tǒng)管理會(huì)計(jì),環(huán)境支出與環(huán)境業(yè)績(jī)等數(shù)據(jù)都不能被獨(dú)立地表現(xiàn)出來,而是被分散或隱藏在其他項(xiàng)目中的,未被追溯歸集到真正引致其發(fā)生的事項(xiàng)中,從而使得其分配歸集喪失了相關(guān)性、準(zhǔn)確性,而導(dǎo)致決策失誤。將綠色理念注入管理會(huì)計(jì),目的是能將先進(jìn)制造技術(shù)所帶來的環(huán)境支出與環(huán)境效益清晰地計(jì)量、表述出來,供信息使用者使用,以使產(chǎn)品定價(jià)能夠充分涵蓋產(chǎn)品的全要素生產(chǎn)率的代價(jià)。先進(jìn)制造為企業(yè)帶來了綠色的生產(chǎn)方式和理念,企業(yè)戰(zhàn)略的制定和計(jì)劃的執(zhí)行以及結(jié)果的評(píng)價(jià)都不能脫離綠色標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。正如馮巧根教授所說,管理會(huì)計(jì)的一大職能是“信息支持功能”,管理會(huì)計(jì)必須能夠充分提供綠色決策信息,保證信息使用者所做的決策是一個(gè)衡量了所有要素之后的最佳決策。
四、總結(jié)
先進(jìn)制造帶來了企業(yè)的生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)方式的根本性的變化,隨著客觀條件的轉(zhuǎn)變,企業(yè)的管理模式需要朝著先進(jìn)的管理模式轉(zhuǎn)變。管理會(huì)計(jì)作為企業(yè)管理的重要工具,順應(yīng)企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境變化進(jìn)行的變革既是現(xiàn)實(shí)管理發(fā)展的需要,也是管理會(huì)計(jì)發(fā)揮其功能作用的內(nèi)在需求,通過順應(yīng)先進(jìn)制造環(huán)境的變化,并從從成本、資本管理以及從柔性化、綠色化理念入手逐步推進(jìn)管理會(huì)計(jì)變革來提高管理會(huì)計(jì)信息的有用性和決策支持價(jià)值的發(fā)揮。值得注意的是,管理會(huì)計(jì)可以反過來借助先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)自身的飛躍,隨著先進(jìn)制造技術(shù)不斷朝著智慧制造方向前進(jìn),管理會(huì)計(jì)也會(huì)朝著智慧管理會(huì)計(jì)的方向前進(jìn)。
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機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的最主要的組成部分,是為用戶創(chuàng)造和提供機(jī)械產(chǎn)品的行業(yè),包括機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、流通、和售后服務(wù)全過程。國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度,在很大程度上取決于機(jī)械制造工業(yè)技術(shù)水平的高低和發(fā)展速度。
1 我國機(jī)械自動(dòng)化現(xiàn)狀?
現(xiàn)在中國已經(jīng)是一個(gè)制造大國,中國的制造業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到世界第四位,僅次于美國、日本和德國。但是,與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比較,還存在很大的差距。主要表現(xiàn)為產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平不高,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少,而且制造技術(shù)及工藝落后,結(jié)構(gòu)不夠合理,技術(shù)創(chuàng)新能力落后,以及在先進(jìn)制造技術(shù)和生產(chǎn)管理等方面,也存在一定的差距。
在機(jī)械制造業(yè)中,機(jī)床、夾具、檢測(cè)儀器等設(shè)備很大程度上決定了加工水平。而許多關(guān)鍵零部件我國還不能自己生產(chǎn)制造,完全依賴進(jìn)口,這在很大程度上限制了我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米/納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)程度進(jìn)一步提高。工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、智能化、集成化。
2 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展歷史
機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)20年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用,上世紀(jì)60年代后為適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化,為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)靈活快速反應(yīng)的能力,開始建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下,機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程,并能夠自動(dòng)地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會(huì)實(shí)踐證明,這種定義下的制造系統(tǒng)自動(dòng)化與當(dāng)代大多數(shù)企業(yè)的實(shí)際不相容。目前,世界各國的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外,大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。我國也不例外,需要循序漸進(jìn),不斷努力,創(chuàng)造條件,向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。
3 未來機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向
近年來,我國機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)慢慢朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展,近年來隨著我國科技水平的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,越來越多的人開始重視機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù),未來機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的性能會(huì)朝著智能化、準(zhǔn)確化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。
3.1 智能化發(fā)展?
智能化制造系統(tǒng),顧名思義就是在機(jī)械制造過程中可以應(yīng)用智能程序進(jìn)行相關(guān)活動(dòng),像是判斷分析以及推理構(gòu)思的過程。智能系統(tǒng)的適應(yīng)性和友好性很好,這是智能化的具體體現(xiàn)。無論是機(jī)械設(shè)計(jì)的過程還是機(jī)械制造的過程,模塊化的方法是最常采用的方法,因此有機(jī)結(jié)合智能化、自動(dòng)化應(yīng)該是機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),可以模擬人腦實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的智能化生產(chǎn)。
3.2 標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)會(huì)朝著精準(zhǔn)化、高效化的方向發(fā)展,現(xiàn)階段機(jī)床硬件研發(fā)水平有顯著提高,因此數(shù)控機(jī)床的控制能力的可操性性會(huì)很強(qiáng),未來機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)必然要朝著精準(zhǔn)化的方向發(fā)展。
3.3 機(jī)電一體化
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在不斷發(fā)展的過程中,已經(jīng)逐漸向機(jī)電一體化方向發(fā)展,機(jī)電一體化是建立在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化基礎(chǔ)上的,是對(duì)其有效的延續(xù),在工業(yè)行業(yè)中應(yīng)用機(jī)電一體化,可以進(jìn)一步的推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,而且還可以為其持續(xù)的發(fā)展提供有力的依據(jù)以及動(dòng)力。
3.4 微觀領(lǐng)域的應(yīng)用?
微型化指的是機(jī)械自動(dòng)化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國外將其稱為微電子機(jī)械系統(tǒng),或微機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)。微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息、等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3.5 生態(tài)化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大的變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適:另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染,于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì),綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害及少,資源利用率最高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。
總而言之,我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),不但要起點(diǎn)高,瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn),包括國際領(lǐng)域內(nèi)已展露鋒芒的某些新技術(shù),而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動(dòng)化技術(shù),堅(jiān)持提高與普及相結(jié)合的方針,我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展模式,也不是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用當(dāng)務(wù)之急的事。這就是中國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。
4 總結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)也越來越成熟,是機(jī)械制造企業(yè)的必然發(fā)展結(jié)果,使機(jī)械制造取得了飛躍性的進(jìn)步。機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展影響著世界各國的工業(yè)生產(chǎn),機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)水平對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的整體發(fā)展水平發(fā)揮著重要作用,同時(shí)能夠顯示出國家工業(yè)整體的發(fā)展水平。因此,我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,必須投入大量的人力、物力促進(jìn)機(jī)械制造自動(dòng)化的進(jìn)步和發(fā)展。
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中圖分類號(hào):TD404 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù),是現(xiàn)今科技發(fā)展下的一個(gè)重要技術(shù)成果,其融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及集成化制造技術(shù)等諸多高科技的優(yōu)勢(shì)。以往,制造技術(shù)單一,且工作效率低,每一個(gè)產(chǎn)品的問世,都會(huì)隨之涌現(xiàn)出與其功能近乎相似的相同產(chǎn)品;而且在產(chǎn)品制造方面,由于技術(shù)的不成熟,使得制造進(jìn)度緩慢,生產(chǎn)率低,很難應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù),憑借本身智能化、系統(tǒng)化的優(yōu)點(diǎn),完全彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制造技術(shù)所表現(xiàn)出的不足之處,不僅有效地提高了生產(chǎn)效率,也使得產(chǎn)品向著多樣化方向發(fā)展。
1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.1 全球化
制造的全球化,可以說是如今機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化最重要的發(fā)展趨勢(shì)。近年來,在各種工業(yè)領(lǐng)域中,國際化經(jīng)營(yíng)不僅成為大公司而且已是中小規(guī)模企業(yè)取得成功的重要因素。
這一方面,由于國際和國內(nèi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,例如在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè)在這種無情的競(jìng)爭(zhēng)中紛紛落敗。不少暫時(shí)還在國內(nèi)市場(chǎng)上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場(chǎng)。
另一方面,由于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,提供了技術(shù)信息交流、產(chǎn)品開發(fā)和經(jīng)營(yíng)管理的國際化手段,推動(dòng)了企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展。這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。這兩個(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。
1.2 信息化網(wǎng)絡(luò)化
互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),幾乎壟斷了全球信息交流領(lǐng)域。在制造技術(shù)方面,一種產(chǎn)品的開發(fā)與研制,可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)異地跨界進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場(chǎng)開拓與產(chǎn)品銷售,都可以異地或跨越國界進(jìn)行。利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),可以加強(qiáng)各國產(chǎn)品的合作以及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的交流。同時(shí)亦可在最短的時(shí)間內(nèi),達(dá)到最快速、有效的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。
1.3 自動(dòng)化
自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念,目前,其研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),是制造全球化、制造敏捷化系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。
1.4 敏捷制造
制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力,在很大程度上取決于是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的不同品種產(chǎn)品的能力,從而去面對(duì)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。敏捷制造是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能的勞動(dòng)力,與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起,通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),對(duì)迅速改變或無法預(yù)見的市場(chǎng),做出快速反應(yīng)。其旨在不可預(yù)測(cè)的持續(xù)變化的環(huán)境中,使企業(yè)具有卓越的自適應(yīng)能力,從而占據(jù)主導(dǎo)地位的總體戰(zhàn)略,同時(shí)也是對(duì)市場(chǎng)需求做出快速響應(yīng)、快速重組的生產(chǎn)模式;敏捷制造是一種哲理或管理哲學(xué),是企業(yè)管理的戰(zhàn)略性變革。其特征,是制造柔性和成員合作,制造柔性是敏捷制造的組成部分,包括人員、設(shè)備和軟件3 方面的柔性。
2 我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向
先進(jìn)制造技術(shù),是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的,既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。
2.1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上:
一是精密工程技術(shù),以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表,將進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時(shí)代;
二是機(jī)械制造的高度自動(dòng)化,以CIMS 和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。
(1)精密成形技術(shù)。成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術(shù)包括精密鍛壓、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
(2)無切削液加工。無切削液加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域,是機(jī)械加工行業(yè),無切削液加工簡(jiǎn)化了工藝,減少了成本,并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
(3)快速成形技術(shù)??焖僭土慵圃旒夹g(shù),其設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術(shù)有分層實(shí)體制造、熔化沉積制造等等。
由于以上工藝和技術(shù)不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本,而且有些工藝的改進(jìn)對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用,因此被稱為綠色制造工藝。
2.2 發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)要立足于中國國情
發(fā)展我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)該從我國的具體國情出發(fā),著眼于我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略眼光,從整個(gè)國家的角度來進(jìn)行仔細(xì)的考慮,走中國特色的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。
發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由不完善到完善的過程。當(dāng)機(jī)械的操作采用自動(dòng)控制器以后,生產(chǎn)方式才能從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。另外,只有建立了自動(dòng)化工廠以后,生產(chǎn)過程才能全盤自動(dòng)化,才可能進(jìn)入機(jī)械自動(dòng)化的高級(jí)理想階段。
目前,中國機(jī)械制造業(yè)同世界先進(jìn)水準(zhǔn)之間,存在著階段性的差距。在這種情況下,普遍應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的高度自動(dòng)化,并不具備相應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)、發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和所需資金。因此,應(yīng)該發(fā)展生產(chǎn)工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)。
在我國,在數(shù)量較大的同類產(chǎn)品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產(chǎn)中,自動(dòng)化設(shè)備仍然是以半自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及其組成的自動(dòng)線、回轉(zhuǎn)體零部件加工自動(dòng)線等為主。在大批量的鑄造、鍛造、焊接、沖壓、熱處理以及裝配等生產(chǎn)過程中,采用自動(dòng)單機(jī)和自動(dòng)線則是符合現(xiàn)實(shí)的,也是可行的。針對(duì)品種較多的成品生產(chǎn),應(yīng)該采用可快速重新調(diào)整的設(shè)備,組成成組工段或者流水線、可更換主軸箱組合機(jī)床自動(dòng)線、短自動(dòng)線和復(fù)合制造單元,從而實(shí)現(xiàn)成組自動(dòng)化。針對(duì)單件小批量生產(chǎn),應(yīng)該從推廣成組技術(shù)入手,適當(dāng)發(fā)展采用數(shù)控機(jī)床應(yīng)用或加工中心。
2.3 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向
正確判斷、識(shí)別并堅(jiān)持自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向,對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。目前,機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向,朝著數(shù)字化、綠色化與智能化方向發(fā)展。
數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心,是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代管理科學(xué)交叉作用的共同結(jié)果,這將是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必由之路。
隨著人們對(duì)人類與環(huán)境之間的關(guān)系認(rèn)識(shí)的逐漸加深,實(shí)現(xiàn)人類與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展,是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須遵循的原則。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,也同樣要遵循這一原則,實(shí)現(xiàn)綠色化發(fā)展之路。
近20 年來,制造系統(tǒng)正在由原來的能量驅(qū)動(dòng)型,轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型,這就需要制造系統(tǒng)不但要具備一定的柔性,同時(shí)還要表現(xiàn)出一定的智能,實(shí)現(xiàn)在對(duì)大量復(fù)雜信息處理的同時(shí),能夠自主進(jìn)行選擇與處理。這既是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,也是人類社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志,具有良好的發(fā)展前景。機(jī)械制造業(yè)在任何一個(gè)國家的重要地位,都是顯而易見的,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)直接關(guān)系到機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)和水平。
2.4 改變傳統(tǒng)局限,研究新的技術(shù)
前幾年,我國的機(jī)械制造技術(shù)理念,僅僅局限于國內(nèi),對(duì)外則少之又少。雖然近幾年我國對(duì)外出口有所增加,但是相對(duì)于發(fā)達(dá)國家,我國的國外市場(chǎng)仍處于狹窄狀態(tài)。發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造技術(shù)水平較高,不斷地?fù)寠Z我國市場(chǎng),致使我國許多知名企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中落敗。
但從另一方面考慮,雖然我國的機(jī)械制造技術(shù)水平較低,但我們可以與外資企業(yè)進(jìn)行合作,在合作的過程中,學(xué)習(xí)外國先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù),再在此基礎(chǔ)之上,研究新的技術(shù)。
總的來說,我們必須改變傳統(tǒng)理念,努力提高我國的機(jī)械制造技術(shù),才能穩(wěn)定住我們的市場(chǎng),才能更好地發(fā)展自己的機(jī)械制造技術(shù)。
3 結(jié)束語
制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我們應(yīng)了解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展過程,認(rèn)識(shí)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,把握現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),科學(xué)高效地進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的研究,盡早地實(shí)現(xiàn)我國由制造業(yè)大國到制造業(yè)強(qiáng)國的過渡。
參考文獻(xiàn):
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隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國的機(jī)制制造技術(shù)的發(fā)展雖然取得了一定的成就,但是相比較西方發(fā)達(dá)國家來說,還是具有一定的差距。
1.1管理方面
目前在西方發(fā)達(dá)的工業(yè)國家當(dāng)中,發(fā)展機(jī)械制造技術(shù)主要依靠的計(jì)算機(jī)的智能管理,在技術(shù)發(fā)展的過程當(dāng)中重點(diǎn)關(guān)注管理模式、生產(chǎn)模式的發(fā)展。并且再此基礎(chǔ)之上,提出形式多樣的管理思想和管理技術(shù)。但是目前我國在機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展過程當(dāng)中,對(duì)于計(jì)算機(jī)管理思想的運(yùn)用還處于一個(gè)起步的階段,大部分的企業(yè)還停留在一個(gè)經(jīng)驗(yàn)管理模式上。
1.2設(shè)計(jì)方面
縱觀世界制造行業(yè)來看,在發(fā)達(dá)國家當(dāng)中已經(jīng)開始廣泛使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAD/CAM)來完成制造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作,目前我國對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAD/CAM)的利用比例僅僅只有非常小的一部分企業(yè)。
1.3制造工藝方面
在制造工藝方面目前發(fā)達(dá)國家所追求的往往的就是精密性加工、微型加工、納米技術(shù)加工以及激光加工等等。目前這些高端現(xiàn)代制造加工技術(shù)在我國的制造行業(yè)當(dāng)中的普及非常低,很多的技術(shù)還處于研究和實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。
1.4自動(dòng)化技術(shù)方面
在西方發(fā)達(dá)國家當(dāng)中主要利用的自動(dòng)化技術(shù)有數(shù)控技術(shù)、柔性加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成技術(shù),充分的實(shí)現(xiàn)了制造產(chǎn)品加工的自動(dòng)化流程。但是我國我國的制造行業(yè)還處于單機(jī)自動(dòng)化、半自動(dòng)化甚至是人工操作的階段。
2機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)
機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展具有非常鮮明的時(shí)代性、系統(tǒng)性、市場(chǎng)性以及全球性的,充分實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不斷融合、不斷發(fā)展和不斷更新。我們要知道技術(shù)的發(fā)展不能僅僅局限在技術(shù)發(fā)展當(dāng)中,需要縱觀整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展對(duì)于產(chǎn)品的生產(chǎn)流程起到了非常重要的影響作用,所以在技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新的過程當(dāng)中一定要面向全球化競(jìng)爭(zhēng)。
2我國先進(jìn)制造技術(shù)的創(chuàng)新特點(diǎn)
2.1面向21世紀(jì)的技術(shù)
發(fā)展先進(jìn)的制造技術(shù)是目前我國制造行業(yè)發(fā)展的必然選擇,在技術(shù)發(fā)展的過程當(dāng)中我們需要對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)取其精華去其糟粕,同時(shí)積極的吸取國外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),并且將發(fā)展的技術(shù)積極的融入到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當(dāng)中去。
2.2面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)
制造技術(shù)的發(fā)展是基于工業(yè)行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)之上的,所以行業(yè)環(huán)境的發(fā)展對(duì)于技術(shù)的革新發(fā)展來說有著非常重要的影響力。我們需要做好工業(yè)行業(yè)環(huán)境的調(diào)查工作,對(duì)于市場(chǎng)產(chǎn)品的工藝技術(shù)、制造技術(shù)以及壽命周期做好詳細(xì)的調(diào)查工作。
2.3駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程
如何實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)的發(fā)展,目前看來,最為有效的方式就是有機(jī)的融入各類先進(jìn)技術(shù),例如計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、材料技術(shù)以及管理技術(shù)等等。機(jī)械制造技術(shù)在發(fā)展的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)是不斷完善和融合的過程,使得技術(shù)不斷趨于成熟狀態(tài)。
2.4面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)
在上個(gè)世紀(jì)七十年代末期,隨著市場(chǎng)、技術(shù)的全球化發(fā)展,很多的發(fā)達(dá)國家利用自身的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、以及管理優(yōu)勢(shì)開始向發(fā)展中國家進(jìn)行產(chǎn)品的傾銷,輸出資本。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化,制造行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越演越烈,如何在這樣的環(huán)境上保持自身的優(yōu)勢(shì),最為有效的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。
2.5市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)三要素的統(tǒng)一
在上個(gè)世紀(jì)的八十年代中期,我國的制造行業(yè)技術(shù)的發(fā)展還處于一個(gè)非常簡(jiǎn)單的模式當(dāng)中,所以直接導(dǎo)致了新型制造產(chǎn)品在上市之后很快技術(shù)就會(huì)被爭(zhēng)相模仿,同類型的產(chǎn)品就會(huì)隨之流入市場(chǎng)。所以如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中保持企業(yè)優(yōu)勢(shì),就需要重視產(chǎn)品生產(chǎn)的周期、成本和質(zhì)量三個(gè)要素的發(fā)展,使得三要素之間互相協(xié)同合作,有機(jī)結(jié)合起來,共同促進(jìn)企業(yè)的制造技術(shù)的發(fā)展。
3我國先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1全球化
隨著制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越演越烈,跨國制造企業(yè)的發(fā)展越來越火熱。目前我們可以看到,在我國的制造行業(yè)當(dāng)中也許多知名的外資制造企業(yè),其資金實(shí)力雄厚,技術(shù)基礎(chǔ)良好,對(duì)于我國的制造企業(yè)的發(fā)展造成了非常嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)。但是也正是在這樣的形式下,制造行業(yè)的全球化發(fā)展,也為我國的制造企業(yè)和國外制造企業(yè)之間的合作提供了非常良好的契機(jī),這樣的發(fā)展也進(jìn)一步的促進(jìn)國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。
3.2網(wǎng)絡(luò)化
二十一世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展的時(shí)代,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及和發(fā)展,在制造行業(yè)當(dāng)中也逐漸的開始意識(shí)到了網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)發(fā)展的作用。在產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、包裝以及銷售的過程當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)無地域、無時(shí)空限制的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為企業(yè)之間的交流合作、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供了可能。
3.3虛擬化
在制造產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程當(dāng)中,最后我們需要面臨產(chǎn)品的模擬使用和產(chǎn)品檢驗(yàn)的問題。需要對(duì)產(chǎn)成品的工藝水平、使用性能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本進(jìn)行檢驗(yàn)。旨在能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)化生產(chǎn)目標(biāo),就需要建構(gòu)和仿真一系列的生產(chǎn)模式。虛擬化的核心技術(shù)就在于利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的模擬,改進(jìn)制造產(chǎn)品在生產(chǎn)過程當(dāng)中存在的加工工序不合理的地方。
3.4自動(dòng)化
隨著機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)階段對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的要求越來越高。尤其是在集成技術(shù)、運(yùn)行技術(shù)、規(guī)模適應(yīng)技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)和人機(jī)一體化技術(shù)的發(fā)展過程當(dāng)中,非常重視自動(dòng)化的運(yùn)行情況。目前,制造行業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可以說是面向世界,依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,逐步實(shí)現(xiàn)制造智能化、虛擬化和綠色化。
3.5綠色化
1 3D打印技術(shù)過程
3D 打印技術(shù)是國內(nèi)稱之為快速成形的一種先進(jìn)制造方法。日常生活中最為常見的打印方式為普通的平面打印技術(shù),然而3D打印設(shè)備與普通打印設(shè)備的工作方式大體相似,與普通打印設(shè)備不同的是三維打印設(shè)備內(nèi)裝有石蠟、金屬、高分子材料、砂等不同的“原材料”如圖1所示,利用三維打印機(jī)的“大腦”(計(jì)算機(jī))控制作用,能將“打印材料”一層一層進(jìn)行打印,最后將三維建轉(zhuǎn)化成真實(shí)成品。因與普通打印機(jī)的工作原理及噴墨打印工作方式相似,因而得名 “3D打印機(jī)”[1]。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。
3D打印過程中具有諸多不盡相同的相關(guān)的技術(shù)。它們之間的區(qū)別在于所用的打印原材料的種類及打印方式,同時(shí)在分層和對(duì)截面構(gòu)建過程中以不同的方式創(chuàng)建部件。3D打印過程中所用的原材料通常是較易獲得的材料,例如常用原材料有金屬、陶瓷、塑料、砂等材料[2]。如圖1所示。
三維造型軟件同3D打印設(shè)備之間互相兼容的文件格式是“STL”為后綴格式。一個(gè)相應(yīng)打印的文件用三角面來近似模擬物體的表面。三角面的面積越小打印后的產(chǎn)品表面的加工精度越高[3]。
切片處理是3D打印設(shè)備利用識(shí)別計(jì)算機(jī)模型的數(shù)據(jù),用3D打印材料如金屬、陶瓷、塑料、砂等將數(shù)據(jù)信息分層地打印出來,然后將分層打印出來的片體用不用的形式粘結(jié)在一起,最后形成產(chǎn)品。
打印設(shè)備打印出的片體高度和平面方向內(nèi)的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計(jì)算的。三維打印設(shè)備在平面方向打印的分辨率能跟常見的激光打印機(jī)的分辨率相近。利用三維打印設(shè)備打印出來的“水滴”的半徑可以為0.03至0.05毫米[4]。同時(shí)加工時(shí)間還跟產(chǎn)品的尺寸大小和精度要求的高低有關(guān)。如果采用3D打印設(shè)備就能將時(shí)間大大縮短,也跟3D打印設(shè)備的打印精度、產(chǎn)品的大小和精度要求而定的。
對(duì)于加工精度要求較高的產(chǎn)品,如果打印的分辨率不夠,將不能滿足精度要求,可以通過以下的方法提高產(chǎn)品的加工精度:打印產(chǎn)品時(shí),可以首先將產(chǎn)品打印的大一些,留有一定的精加工余量,然后通過打磨或者光整獲得滿足精度要求的產(chǎn)品[5]。
2 3D打印國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
3D打印技術(shù)實(shí)在上個(gè)世紀(jì)90年代開始在國內(nèi)發(fā)展起來的一種新型的制造技術(shù),從3D打印機(jī)到打印材料研究與開發(fā),以及3D 打印在航天、汽車行業(yè)發(fā)展前景廣闊[6]。目前,3D打印技術(shù)在原材料的節(jié)約、節(jié)約能源等特點(diǎn)與我國“十三五發(fā)展的戰(zhàn)略”高度一致。
2.1 科研機(jī)構(gòu)的研究
科技研究單位和高等學(xué)校對(duì)3D技術(shù)的研究較多,所取得的成果也很驕人,清華大學(xué)是國內(nèi)最早對(duì)技術(shù)對(duì)3D技術(shù)開始研究的,在三維打印技術(shù)的科學(xué)研究不斷發(fā)展進(jìn)程中,最先以理論研究為契機(jī),然后考慮原料的特點(diǎn)、工藝特點(diǎn)及三維打印技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究。清華大學(xué)的研究成果是用LOM工藝用紙,較理想的解決了FDM工藝用蠟和ABS絲材的材料有機(jī)結(jié)合,同時(shí)研發(fā)出了制造該材料的工藝設(shè)備[7]。華中理工大學(xué),在20世紀(jì)90年代跟新加坡KIN
ERGY公司共同研發(fā),研制出基于LOM快速成型技術(shù)的Zippy系列快速成形系統(tǒng),同時(shí),為該體系建立起了新的指標(biāo)加工工藝[8]。
2.2 應(yīng)用方面
3D 打印技術(shù)的發(fā)展的市場(chǎng)廣闊,國內(nèi)許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司之間已經(jīng)合作共同研發(fā),為3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時(shí)也為三維設(shè)備的開發(fā)提供了雄厚的技術(shù)支持。依據(jù)對(duì)我國三維打印產(chǎn)業(yè)的具體調(diào)研可以分為三大類:第一類是主要以開發(fā)三維打印材料為主的研究公司,第二類是主要以研發(fā)三維打印設(shè)備和銷售的公司,第三類主要以銷售三維打印設(shè)備和服務(wù)的公司。
3 3D打印國外發(fā)展前景
20世紀(jì)80年代,麻省理工學(xué)院榮獲了3D印刷技術(shù)專利。1995年,美國ZCorp公司獲得唯一授權(quán)并開發(fā)三維打印機(jī)。2005年,ZCorp公司發(fā)明第一臺(tái)高分辨率多色三維打印機(jī)。2010年11月,世界上第一輛利用3D打印技術(shù)開發(fā)的汽車成功制造完成。同年,全球第一架3D打印的飛機(jī)問世。2012年3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。
3D打印技術(shù)是加工制造行業(yè)劃時(shí)代的標(biāo)志,大力發(fā)展3D打印技術(shù),必將加快未來“全民設(shè)計(jì)”的步伐,帶動(dòng)工業(yè)、生活、經(jīng)濟(jì)的快速制造行業(yè)發(fā)展。
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伴隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國各行各業(yè)中都得到廣泛運(yùn)用。機(jī)械自動(dòng)化不僅能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減少運(yùn)行成本,而且能促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn),推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。它是一種全新的生產(chǎn)力,它的發(fā)展應(yīng)用在國內(nèi)外受到越來越多的關(guān)注??萍嫉倪M(jìn)步發(fā)展,是不斷開發(fā)、應(yīng)用、實(shí)踐的結(jié)果。大力推廣科技成果,正確判斷、識(shí)別并堅(jiān)持機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向,對(duì)于我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用至關(guān)重要。發(fā)展我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)從實(shí)際出發(fā),注重實(shí)用,抓好基礎(chǔ),配套發(fā)展,統(tǒng)籌規(guī)劃,逐步實(shí)施,實(shí)行經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動(dòng)政策,并借鑒國外發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)先發(fā)展低成本機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),走中國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。
1.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的特征與重要性
美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)于1984年為現(xiàn)代機(jī)械下了如下定義:現(xiàn)代機(jī)械是“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)
動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和(或)機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。它與機(jī)電一體化是一致的,因此可以說現(xiàn)代機(jī)械就是指機(jī)電一體化系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代國際機(jī)器與機(jī)構(gòu)理論聯(lián)合會(huì)給出了這樣的定義。機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。因此又可以說機(jī)電一體化就是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化基礎(chǔ)上的發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不僅具有明確的范疇,而且主要是面向工業(yè)應(yīng)用的,有助于制造行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高。同時(shí),機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是面前全球競(jìng)爭(zhēng)的先進(jìn)技術(shù), 是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程,以節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間、降低制造成本、穩(wěn)定的質(zhì)量制造水平、提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為主要目標(biāo)。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展, 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的重要性越來越明顯,在進(jìn)入 21 世紀(jì)后,社會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展,我國正全面的實(shí)現(xiàn)信息化、工業(yè)化和高科技化。自動(dòng)化方式將在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和普及。隨著時(shí)代的進(jìn)步,全球也開始進(jìn)入到新技術(shù)革命時(shí)代,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,要用各種自動(dòng)化設(shè)備來監(jiān)視和控制整個(gè)生產(chǎn)過程,以期各個(gè)設(shè)備能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品。因此,沒有自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了根基。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用,不僅可以確保工業(yè)生產(chǎn)過程的安全、高效以及穩(wěn)定性,還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)原材料和能源的節(jié)約,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量,因此對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前,我國經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段,因此處于初級(jí)階段的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),未來將具有十分廣闊的發(fā)展前景。
2.自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)的歷史背景
《墨子》中記載:“公輸子削竹木以為鵲,成而飛之,三日不下?!边@是說戰(zhàn)國時(shí)期 木匠的祖師爺魯班制作了一只木鳥,其運(yùn)用風(fēng)力能飛上天,并 長(zhǎng)達(dá)三天不降落。這是自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的最早記載。在后來三國時(shí)期著名的軍事家、思想家諸葛亮制造的木牛流馬,也說明了機(jī)械自動(dòng)化的重要性。機(jī)械自動(dòng)化真正起步、影響全球的時(shí)間是近代西方工業(yè)革命時(shí)期。當(dāng)時(shí),英國著名的科學(xué)家詹姆斯?瓦特改進(jìn)了蒸汽機(jī),其運(yùn)用的就是機(jī)械自動(dòng)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件。蒸汽機(jī)的改進(jìn)是機(jī)械自動(dòng)化控制應(yīng)用的一個(gè)里程碑,也將機(jī)械產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)向了一個(gè)全 新的高度和空間領(lǐng)域。此后,機(jī)械自動(dòng)化不斷發(fā)展,真正做到了工業(yè)化生產(chǎn)加工,同時(shí)也減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)效率,令整個(gè)世界的平均生產(chǎn)水平邁向了一個(gè)新的臺(tái)階?,F(xiàn)在,各行各業(yè)都已離不開機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)。
機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上世紀(jì)二十年代在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用,60年代后為適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化,為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)的能力,開始組建可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。這種可變的自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行工作的前提是制造系統(tǒng)不改變或者是變化的可能性很小,只有在這種情況下,才能使機(jī)器設(shè)備以及生產(chǎn)管理的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和信息的處理,并能進(jìn)行合理的分析判斷,然后自動(dòng)進(jìn)行預(yù)定的操作其中的某一過程,同時(shí),從制造某一零件能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換到制造其他的不同的零件。如汽車制造廠在裝配線上進(jìn)行車型和配置的快速準(zhǔn)確更換,以適應(yīng)小批量多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。但經(jīng)過實(shí)踐分析發(fā)現(xiàn),在這一時(shí)期定義的自動(dòng)化制造系統(tǒng)和現(xiàn)在大多數(shù)實(shí)際運(yùn)用中的企業(yè)存在很多不相融合的地方。
現(xiàn)在,除了少數(shù)工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家中一些生產(chǎn)部門使用的機(jī)械自動(dòng)化水平較高外,其他的大多數(shù)國家機(jī)械自動(dòng)化的水平還處在操作的階段,我國也處在其中,因此,需要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行不斷的研究探索,循序漸進(jìn),經(jīng)過不懈的努力和條件的創(chuàng)造來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最理想的高級(jí)階段。
3.我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的未來
1)結(jié)合實(shí)際,發(fā)展實(shí)用型機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)的目的在于應(yīng)用。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展要時(shí)刻以企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際需求為導(dǎo)向,如果背離了這一原則,將會(huì)導(dǎo)致我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展偏離軌道,不能為社會(huì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。因此,只有結(jié)合實(shí)際,對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用,引入的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)以實(shí)用為準(zhǔn),才能使機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生的效益最大化,從而提高國民經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)以企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展實(shí)際需要、具體條件為導(dǎo)向。只有對(duì)合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動(dòng)化方式進(jìn)行生產(chǎn),才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)調(diào)查,我國引進(jìn)的弧焊機(jī)器人,完全正常運(yùn)轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮效益的只占 1/3; 另外 1/3 處于負(fù)荷不滿或不能完全正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài); 還有 1/3 不能正常使用,這直接影響了企業(yè)對(duì)機(jī)器人的開發(fā)。
2)發(fā)展投資少、見效快的低成本自動(dòng)化技術(shù)
動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的初期階段,應(yīng)尋找投資少和見效速度快的自動(dòng)化技術(shù)。這是因?yàn)?,低成本的自?dòng)化技術(shù)有較大的潛力和發(fā)展前景,其較少的投資和較快的見效速度也讓企業(yè)有能力發(fā)展。率先發(fā)展低成本的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),其潛力大、前景廣、投資少、見效快。提高自動(dòng)化程度,可以取得事半功倍的經(jīng)濟(jì)效益,這是我國現(xiàn)階段發(fā)展和國情的需要。如: 美國麻省理工學(xué)院提出的精簡(jiǎn)生產(chǎn) LP( Lean Production) 模式,就是以最小的投入,取得最大的產(chǎn)出的具體體現(xiàn)。日本豐田公司采用、推行適時(shí)生產(chǎn) JIT( Just In Time) 、全面質(zhì)量管理 TQC( Total Quallty Control) 和成組技術(shù) GT( Group Tech-nology) 、彈性作業(yè)人數(shù)和以人為本為支柱的生產(chǎn)方式,均取得了良好的效益。借鑒國外發(fā)展機(jī)械制造業(yè)低成本自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)。我國機(jī)械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備,在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí),若以原有的設(shè)備為主,合理調(diào)整機(jī)床布局,添加少量的數(shù)控設(shè)備,引入CAD/CAM技術(shù),充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理的優(yōu)勢(shì)和人的創(chuàng)造性,共同構(gòu)成一個(gè)以人為中心、以信息自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng),為我國機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑同時(shí)低成本的自動(dòng)化技術(shù)也能為以后更高階層的自動(dòng)化技術(shù)的使用奠定良好的基礎(chǔ)。
3)結(jié)合中國國情,發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)
機(jī)械自動(dòng)化是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機(jī)械的操作采用自動(dòng)控制器后,生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。當(dāng)前,中國機(jī)械制造業(yè)同世界先進(jìn)水準(zhǔn)相比仍存在階段性差距。在這種情況下,基于生產(chǎn)工藝成熟的大批量生產(chǎn)是適合我國基本國情自動(dòng)化技術(shù)的一種模式。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,產(chǎn)量很大,具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機(jī)械化的良好條件。因此,應(yīng)發(fā)展應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的高度自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益良好的生產(chǎn)自動(dòng)線,應(yīng)發(fā)展在自動(dòng)線的基礎(chǔ)上按先進(jìn)的工藝方案建立綜合自動(dòng)化車間和全盤自動(dòng)化工廠,應(yīng)發(fā)展采用數(shù)控機(jī)床或加工中心,建立柔性制造單元( FMC) ,以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
4)配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),注重人才培養(yǎng)
發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),基礎(chǔ)工作不容忽視,研究生產(chǎn)大量性能優(yōu)良、自動(dòng)化水準(zhǔn)高的機(jī)電產(chǎn)品是發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下,對(duì)生產(chǎn)的物流和人的作用進(jìn)行綜合的研究,涉及到機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)等各個(gè)方面。
1 引言
電子陶瓷是廣泛應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域中的具有獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)的一類新型陶瓷材料,它是光電子工業(yè)、微電子及電子工業(yè)制備中的基礎(chǔ)元件,是國際上競(jìng)爭(zhēng)激烈的高技術(shù)新材料。
電子陶瓷可分為絕緣陶瓷、導(dǎo)電陶瓷、光學(xué)陶瓷和磁性陶瓷四大類。隨著現(xiàn)代通訊、光電子、微電子、生物工程、智能制造和核技術(shù)等高科技的快速發(fā)展,對(duì)電子陶瓷元器件的要求也愈來愈高,高性能復(fù)合型電子陶瓷材料的研究越發(fā)引起了世界工業(yè)先進(jìn)國家的重視。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的加速發(fā)展對(duì)電子陶瓷材料提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也為這一領(lǐng)域的研究和發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。在市場(chǎng)信息的引導(dǎo)下,傳統(tǒng)電子陶瓷材料的改性研究和新型電子陶瓷材料的研發(fā)使用受到重視,日益顯示出廣闊的市場(chǎng)前景和強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)效益。
2 電子陶瓷發(fā)展動(dòng)向
從20世紀(jì)初期開始,電子陶瓷材料的發(fā)展過程經(jīng)歷了由介電陶瓷、壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、快離子導(dǎo)體陶瓷、高溫超導(dǎo)陶瓷到高性能復(fù)合型電子陶瓷的一個(gè)轉(zhuǎn)變。近年來,隨著厚膜、薄膜技術(shù)以及高純超微粉體技術(shù)的研究突破以及探索信息技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展,人們?cè)陔娮犹沾刹牧吓c器件的一體化研究與應(yīng)用、傳統(tǒng)材料的改性等方面都開展了廣泛深入的研究,電子陶瓷已成為當(dāng)前材料研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。
隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,電子陶瓷材料由傳統(tǒng)的消費(fèi)類電子產(chǎn)品向數(shù)字化的信息產(chǎn)品比如計(jì)算機(jī)、數(shù)字化音視頻設(shè)備和通信設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。為了滿足數(shù)字技術(shù)對(duì)陶瓷元器件提出的一些特殊要求,世界各國的研究機(jī)構(gòu)及大學(xué)都在功能陶瓷新材料、新產(chǎn)品、新工藝方面投入大量資金進(jìn)行研究開發(fā)。其中新型電子陶瓷元器件及相關(guān)材料的發(fā)展趨勢(shì)和方向主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
2.1 技術(shù)集成化
在原有工藝的基礎(chǔ)上,電子陶瓷材料制備技術(shù)的開發(fā)也結(jié)合了現(xiàn)代新型工藝的復(fù)合工藝。其中,多種技術(shù)的集成化是電子陶瓷材料制備技術(shù)的新發(fā)展趨勢(shì),比如納米陶瓷制浼際跫澳擅準(zhǔn)短沾稍料、快速成形及燒結(jié)技術(shù)、濕化學(xué)合成技術(shù)等都為開發(fā)高性能電子陶瓷材料打下了基礎(chǔ)。隨著多功能化、高集成化、全數(shù)字化和低成本方向發(fā)展,很大程度上推動(dòng)了電子元器件的小型化、功能集成化、片式化和低成本及器件組合化的發(fā)展進(jìn)程。
2.2 功能復(fù)合化
在激烈的信息市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中,單一性能的電子陶瓷器件逐漸失去了競(jìng)爭(zhēng)力,利用陶瓷、半導(dǎo)體及金屬結(jié)合起來的復(fù)合電子陶瓷是開發(fā)各種電子元器件的基礎(chǔ),它是發(fā)展智能材料和機(jī)敏材料的有效途徑,同時(shí)也為器件與材料的一體化提供重要的技術(shù)支持。
2.3 結(jié)構(gòu)微型化
目前,電子陶瓷材料與微觀領(lǐng)域的聯(lián)系不斷深入,其研究范圍也正在延伸?;陔娮犹沾傻奈⑿突透咝阅苷诓粩喑霈F(xiàn),比如在微型化技術(shù)和陶瓷的薄膜化的聯(lián)合運(yùn)用以生產(chǎn)用于信息控制的高效微裝置,電子陶瓷機(jī)構(gòu)和裝置尺寸減小的趨勢(shì)是得益于微型化技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的。目前元器件研究開發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)是微型化、小型化,其市場(chǎng)需求也非常大;片式化功能陶瓷元器件占據(jù)了當(dāng)前電子陶瓷無元器件的主要市場(chǎng);比如片式電感類器件、片式壓敏電阻、片式多層熱敏電阻、多層壓電陶瓷變壓器等。要實(shí)現(xiàn)小型化、微型化的話,從材料角度而言,在于提高陶瓷材料的性能和發(fā)展陶瓷納米技術(shù)和相關(guān)工藝,所以發(fā)展高性能功能陶瓷材料及其先進(jìn)制備技術(shù)是功能陶瓷的重要研究課題。
2.4環(huán)保無害化
近年來,隨著人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)的需求,發(fā)達(dá)國家致力研發(fā)的熱點(diǎn)材料之一就是新型環(huán)境友好的電子陶瓷。作為重要的功能材料,被廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)和信息領(lǐng)域的新型壓電陶瓷,比如多層壓電變壓器、多層壓電驅(qū)動(dòng)器、片式化壓電頻率器件、聲表面波(SAM)器件、薄膜體聲波濾波器等器件也不斷被研制出來。
3 電子陶瓷應(yīng)用前景
3.1電絕緣陶瓷的應(yīng)用前景
電絕緣陶瓷因具備導(dǎo)熱性良好、電導(dǎo)率低、介電常數(shù)小、介電損耗低、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特性,被廣泛應(yīng)用于金屬熔液的浴槽、熔融鹽類容器、封裝材料、集成電路基板、電解槽襯里、金屬基復(fù)合材料增強(qiáng)體、主動(dòng)裝甲材料、散熱片以及高溫爐的發(fā)熱件中。
在電子、電力工業(yè)中,絕緣陶瓷比如電力設(shè)備的絕緣子、絕緣襯套、電阻基體、線圈框架、電子管功率管的管座及集成電路基片等主要是用于電器件的安裝、保護(hù)、支撐、絕緣、連接和隔離。
由于陶瓷的絕緣性主要由晶界相決定,為了提高絕緣性,應(yīng)盡量避免堿金屬氧化物的存在,而且玻璃相應(yīng)盡量是硼玻璃、鋁硅玻璃或硅玻璃。一般來說,陶瓷內(nèi)部氣孔對(duì)絕緣性影響不大,但陶瓷表面的氣孔會(huì)因被污染或吸附水而使表面絕緣性變差,所以絕緣陶瓷應(yīng)選擇無吸水性,氣孔少的致密材料。
3.2介電陶瓷的應(yīng)用前景