改革開放以來,隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展恐梅,制造技術(shù)水平也進(jìn)入世界前列潭三。盡管,目前我國制造業(yè)的科技創(chuàng)新能力有了不同程度的提高载易,但是平均水準(zhǔn)還比較低粒惜,基本上都是漸進(jìn)性創(chuàng)造和產(chǎn)品創(chuàng)新為主,突破性創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新還很少颈墅,生產(chǎn)產(chǎn)品品種少蜡镶,附加值和技術(shù)含量低。另一方面恤筛,隨著社會需求個性化官还、多樣化的發(fā)展,生產(chǎn)規(guī)模沿小批量——大批量——多品種變批量的方向發(fā)展毒坛,以及以計算機(jī)為代表的高技術(shù)和現(xiàn)代化管理技術(shù)的引入望伦、滲透和融化,不斷改變著傳統(tǒng)制造技術(shù)的面貌和內(nèi)涵煎殷。因此屯伞,有必要重新審視我國先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)在新時期面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
1 制造技術(shù)的發(fā)展里程
我國制造技術(shù)的發(fā)展可以分為三個階段:
1.1手工生產(chǎn)階段
這一階段,制造的手段和水平都比較低劣摇,為個體和小作坊生產(chǎn)珠移,體現(xiàn)了體腦結(jié)合,設(shè)計與制造一體末融,技術(shù)水平取決于經(jīng)驗钧惧,多為單件、小批量生產(chǎn)方式粮郁,基本上適應(yīng)了當(dāng)時人類發(fā)展的需求叮歧。
1.2大工業(yè)生產(chǎn)階段
在市場經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動下,市場需求量有了很大的提高学咸,此外菌秘,科學(xué)技術(shù)水平的提高以及國外技術(shù)的引入使制造手段和水平有了很大的提高,形成了大工業(yè)生產(chǎn)方式纠惧。嚴(yán)格的分工和生產(chǎn)進(jìn)度形成了自動化流水生產(chǎn)線卿截,單一品種的大批量生產(chǎn)是這個階段最大的特點,但同時也帶來了設(shè)計與制造分家赛虽、體腦分離的局面拨蓖。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、人民對物質(zhì)文化需求的不斷提升以及全世界科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展刺泌,產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快照旺,快速響應(yīng)多品種單件小批生產(chǎn)產(chǎn)品的市場需求就成了一個突出的矛盾。
1.3虛擬現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)階段
從制造技術(shù)及制造業(yè)的發(fā)展過程來看男枝,我國在21世紀(jì)將長期把信息技術(shù)酝浦、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入AMT的理念中场刑,大規(guī)模地采用集成制造般此、并行工程、計算機(jī)仿真牵现、虛擬制造铐懊、動態(tài)聯(lián)盟和電子商務(wù)等舉措,將設(shè)計與制造高度結(jié)合瞎疼,用虛擬現(xiàn)實的方法科乎,將產(chǎn)品的設(shè)計階段和制造階段融為一體,在設(shè)計中就能發(fā)現(xiàn)制造中的問題贼急。此外茅茂,這一階段的另一個特點就是可聚集全世界的制造資源來進(jìn)行全世界范圍的合作生產(chǎn),縮短上市時間太抓,提高產(chǎn)品質(zhì)量空闲。
2 AMT對我國制造業(yè)提出新要求
2.1數(shù)字化制造——AMT的核心
數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)的融合形成數(shù)字化制造技術(shù)令杈,其主要內(nèi)涵是:
(1)以QFD/CADD/DFX/VM/RP/CAM/CAE以及成型和加工工藝仿真等為主體的上游骨干技術(shù)群。
(2)由NC/NGC/CNC/DNC/FMC/PFMC/FMS/PFMS/Web-based制造碴倾、無圖紙制造和機(jī)器人壳晨、物流系統(tǒng)等組成的下游數(shù)字控制技術(shù)群。
(3)以IGES/STEP/MRP II/ERP/MIS/PDM/TDM遣抄,工程數(shù)據(jù)庫和因特網(wǎng)等為主題的制造信息支持技術(shù)群。
2.2精密化——AMT發(fā)展的關(guān)鍵
精密化一方面指對產(chǎn)品杭喊、零件的精度要求越來越高庵臼;另一方面指對產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高烤恃。加工精度及其發(fā)展可分為精密加工揽邀、細(xì)微加工、納米加工等等肴奠。20世紀(jì)初辙势,超精密加工的誤差是10μm,至今達(dá)到0.00lμm乡优,即lnm羞媳。微電子芯片的制造有所謂的“三超”:(1)超凈,加工車間塵埃顆粒直徑小于lμm秫辨,顆粒數(shù)<0.1個/0.028m3扼菠;(2)超純,芯片材料有害雜質(zhì)坝咐,其含量小于十億分之一循榆;(3)超精,加工精度達(dá)納米級墨坚。顯然秧饮,沒有先進(jìn)制造技術(shù),就沒有先進(jìn)電子技術(shù)裝備泽篮。
2.3極端化——AMT發(fā)展的焦點
極端化是指在極端條件下工作的或有極端要求的產(chǎn)品盗尸,從而也是指這類產(chǎn)品的制造技術(shù)有“極”的要求。在高溫咪辱、高壓振劳、高濕、強(qiáng)磁場油狂、強(qiáng)腐蝕等條件下工作的历恐,或有高硬度、大彈性等要求的专筷,或在幾何形體上極大弱贼、極小兰捣、極厚、極薄卓胶、奇形怪狀的赞亡。如工業(yè)發(fā)達(dá)國家高度關(guān)注的一項前沿科技“微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)”,其運(yùn)用于信息領(lǐng)域中的分子存儲器鄙划、芯片加工設(shè)備生纫;生命領(lǐng)域中的克隆技術(shù)、基因操作系統(tǒng)药锯;軍事武器中的精確制導(dǎo)技術(shù)都陵,精確打擊技術(shù);航空航天領(lǐng)域中的微型飛機(jī)怒随,微型衛(wèi)星造轴,“納米”衛(wèi)星(0.1kg以內(nèi));以及醫(yī)用微型機(jī)器人等等彰你。
2.4 自動化——AMT發(fā)展的條件
從自動控制胀邀、自動調(diào)節(jié)、自動補(bǔ)償和自動辨識發(fā)展到自學(xué)習(xí)柿菩、自組織戚嗅、自維護(hù)和自修復(fù)等,自動控制的內(nèi)涵與水平是今非昔比碗旅。在控制理論(Agent系統(tǒng)的理論與方法渡处、基于網(wǎng)絡(luò)的控制理論、復(fù)雜系統(tǒng)的控制理論等)祟辟、控制技術(shù)(智能化檢測医瘫、多媒體信息檢測等)、系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)旧困、復(fù)雜系統(tǒng)等)醇份、控制元件(具有生物特征的傳感元件等)的依托下,自動化技術(shù)是AMT發(fā)展的前提條件吼具。
2.5 集成化——AMT發(fā)展的方法
AMT的集成化包括以下幾個方面:
(1)現(xiàn)代技術(shù)的集成(例如機(jī)僚纷、電、液拗盒、氣一體化技術(shù))〔澜撸現(xiàn)代技術(shù)的集成往往涉及檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)陡蝇、自動控制技術(shù)茁螺、伺服傳動技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)面塌、系統(tǒng)總體技術(shù)烦猾、液壓/氣壓傳動等多學(xué)科的交叉膏莽。
(2)加工技術(shù)的集成(例如特種加工技術(shù)及其裝備)。
(3)企業(yè)集成(例如并行工程卤舆、敏捷制造体六、精益生產(chǎn)、CIMS等)挥肤。包括生產(chǎn)信息挥桑、功能、過程的集成理秃;包括生產(chǎn)過程的集成畸玲、全壽命周期過程的集成;也包括企業(yè)內(nèi)部的集成林葬,企業(yè)外部的集成。
2.6 網(wǎng)絡(luò)化——AMT的發(fā)展道路
制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的必由之路骤视。它主要體現(xiàn)在兩個方面鞍爱,一是利用網(wǎng)絡(luò)在產(chǎn)品設(shè)計、制造與生產(chǎn)管理等活動乃至企業(yè)整個業(yè)務(wù)流程中充分享用有關(guān)資源专酗,即快速調(diào)集有機(jī)整合與高效利用有關(guān)制造資源睹逃;二是制造過程與組織的分散化、網(wǎng)絡(luò)化祷肯,使企業(yè)把力量集中在自己最有競爭力的核心業(yè)務(wù)上沉填。
2.7 智能化——AMT的發(fā)展前景
智能化制造模式的基礎(chǔ)是智能制造系統(tǒng),智能制造系統(tǒng)既是智能和技術(shù)的集成而形成的應(yīng)用環(huán)境佑笋,也是智能制造模式的載體翼闹。與傳統(tǒng)的制造相比,智能制造系統(tǒng)具有以下特點:(1)人機(jī)一體化蒋纬;(2)自律能力猎荠;(3)自組織和超柔性;(4)學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力蜀备;(5)在未來关摇,具有更高級的類人思維的能力。
2.8 綠色——AMT發(fā)展的必然
在制造過程中晾晕,除了綜合考慮產(chǎn)品的TQCS(Time何屏,Quality,Cost窃等,Service)屬性甫危,還要注重產(chǎn)品的E(Environment)屬性,即產(chǎn)品使用的綠色度瞎遗,在國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)ISO14000于1996年1月份正式頒布和實施以后每此,這將越來越成為衡量產(chǎn)品性能的一個重要因素披蛔。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開始,到設(shè)計階段形维、制造階段幻役、銷售階段、使用與維修階段塞秤,直到回收階段伦秀、再制造各階段,都必須充分涉及環(huán)境保護(hù)癌炒,制造必然要走向“綠色”制造泞当。成形制造技術(shù)向凈成形方向的發(fā)展、干式加工的應(yīng)用民珍、工藝模擬技術(shù)的發(fā)展襟士、RPM/LOM/FDM等新型制造技術(shù)的涌現(xiàn)都是綠色制造技術(shù)應(yīng)用的重要表現(xiàn)。
3 制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸問題
3.1 串行制造的弊端
目前嚷量,企業(yè)制造缺乏可相互操作的系統(tǒng)應(yīng)用軟件陋桂,設(shè)計數(shù)據(jù)的交換受到限制;工藝數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)也因工藝個性化和集成化的困難而受到阻礙蝶溶;企業(yè)在資源規(guī)劃及其設(shè)計功能的集成方面遇到很大困難嗜历;產(chǎn)品的制造和生命周期的優(yōu)化仍然難以實現(xiàn)。
3.2 傳統(tǒng)技術(shù)與高新技術(shù)的矛盾
我國在20世紀(jì)60和70年代建成了一個比較完整的制造業(yè)體系抖所,但水平還很低梨州,而且未能加快信息技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展。因此田轧,改革開放以后我國的制造技術(shù)在體制和技術(shù)上均不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需求暴匠。此外,在引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)的同時傻粘,未能處理好引進(jìn)與自力更生的關(guān)系巷查。自力更生是基本國策,引進(jìn)應(yīng)該是通過消化用兵、吸收神肖、能達(dá)到跟蹤、創(chuàng)新晴顷、自行生產(chǎn)的目的排憨。
3.3 環(huán)境保護(hù)與治理不夠
隨著環(huán)境保護(hù)問題社會關(guān)注度的提高,政府在鼓勵增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識狮善、從嚴(yán)治理環(huán)境翻粘、落實管理責(zé)任制等決策方面,還應(yīng)加大力度换募。如何更有效地應(yīng)用資源潘羡、增加對回收材料的使用隔造、把廢棄物生成無公害物質(zhì)或制品等方面,仍有很大潛力可挖坎隶。
3.4 單元技術(shù)與行業(yè)結(jié)合的矛盾
在當(dāng)前市場形勢的驅(qū)動下刃勤,結(jié)合行業(yè)產(chǎn)品來發(fā)展制造技術(shù)才是最有效的,但我國在高刮吧、大湖饱、精、尖杀捻、熱井厌、基等行業(yè)的整體水平和科技成果的轉(zhuǎn)化方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如致讥,我國的數(shù)控機(jī)床經(jīng)過數(shù)十年的攻關(guān)仅仆,但成效始終不夠理想,值得深思垢袱,這有技術(shù)的問題蝇恶,也有組織問題和戰(zhàn)略問題。單元技術(shù)是基礎(chǔ)惶桐,但行業(yè)整體水平卻是將科技成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的保證。
3.5 人才缺乏
在我國潘懊,國有大中企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員長期缺乏的局面姚糊,大大削弱了新產(chǎn)品新技術(shù)的開發(fā)能力。一方面授舟,高等院校大批量的優(yōu)秀人才選擇出國婆跋,即使留在國內(nèi)的也更愿意去外資企業(yè)和中外合資企業(yè)工作;另一方面络灾,正規(guī)的技術(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)往往受到輕視簇精,這使得我國的技術(shù)工人大量流失,導(dǎo)致制造業(yè)的總體水平不高蜕芭。
4 總 結(jié)
近二三十年來载秀,計算機(jī)輔助設(shè)計/計算機(jī)輔助制造/計算機(jī)輔助工程(CAD/CAM/CAE)、計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)乳的、成組技術(shù)(GT)泥贷、計算機(jī)集成制造(CIM)、柔性制造(FM)硼环、面向“X”的設(shè)計(DFX)洼眶、精良生產(chǎn)(LP)、最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)(OPT)狰宗、并行工程(CE)白庙、企業(yè)過程重組(BPR)消院、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、制造資源計劃(MRP II)搬设、企業(yè)資源計劃(ERP)穴店、供應(yīng)鏈管理(SCM)、管理信息系統(tǒng)(MIS)焕梅、全面質(zhì)量管理(TQM)迹鹅、全面生產(chǎn)維護(hù)(TPM)、敏捷制造(AM)贞言、智能制造(IM)斜棚、虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)、虛擬制造(VM)该窗、協(xié)同制造(CM)弟蚀、遙遠(yuǎn)控制(RM)、快速原型(RP)酗失、綠色制造(GM)义钉、生物型制造(BM)、現(xiàn)代集成制造(CIM)等AMT技術(shù)開始逐步在我國工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用规肴,日益顯示出AMT在工業(yè)上的巨大潛力捶闸。盡管有些技術(shù)才剛剛起步,但它們在企業(yè)目標(biāo)塞姻、管理模式蚌长、運(yùn)行機(jī)制、關(guān)鍵技術(shù)及生產(chǎn)過程方面有著許多共同之處尺澜,這些共同點構(gòu)成了AMT的發(fā)展方向绵顷。
曾有學(xué)者預(yù)言:根據(jù)人類歷史上工業(yè)革命的發(fā)生規(guī)律,21世紀(jì)50年代將會出現(xiàn)一次新的工業(yè)革命厅肩。對中國來說螺蜻,這將是挑戰(zhàn),同時也是契機(jī)禽制。我國應(yīng)加快以企業(yè)為中心的技術(shù)創(chuàng)新體系的建立剪酵,實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新膜却、管理創(chuàng)新和人才創(chuàng)新吓挣,為制造技術(shù)的發(fā)展?fàn)I造一個健康積極的環(huán)境,從數(shù)多梦、精奄础、極、自、集引润、網(wǎng)巩趁、智、綠等多個方面去努力淳附,那么新的工業(yè)革命在中國發(fā)生的目標(biāo)將不會是夢想议慰。
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