机械制造业的方向

【摘 要】随着现代科学技术的快速发展,机械制造业面临着不同方面的发展要求.本文阐述了机械制造业发展的精密化、自动化、信息化、集成化、智能化和人格化趋势及制造模式的发展趋势并提出了我国目前存在的差距及发展方向.

【关 键 词】机械制造发展方向

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中.改革开放以来,我国机械制造业有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与发达国家相比仍有很大差距,为了迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与发达国家的差距,使我国的产品在质量上、效率上、品种上得到全面提升,以增强市场竞争力,因此,对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务,以实现我国机械制造业跨入世界先进行列.

1机械制造业的发展趋势

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业.行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品,因此,21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：

（1）精密化.机械制造新工艺趋向精密化现代化机械制造技术发展的方向之一是特种加工、精密加工、超精密加工技术、微型机械.纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用.（2）自动化.自动化技术自20世纪初出现以后,经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程,自动化技术的成功应用,不但提高了效率,也保证了产品质量,还代替了人去完成危险场合的工作.对于批量较大的生产自动化,可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成.在未来的自动化技术实施过程中,将更加重视人在自动化系统中的作用.（3）信息化.信息、物质与能量是制造系统的三要素.产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素.制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程,最终形成的产品可看作是信息的物质表现.（4）集成化.计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式.CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成,通常可划分为5部分：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）、三坐标测量机（CMM）等.（5）智能化.由于科学技术的迅猛发展,智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向.这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法、模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得更高的控制目标.诚然,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的.（6）人格化.未来的机械自动化更加注重产品与人的关系,机械自动化的人格化有两层含义.一层是机械自动化产品的最终使用对象是人,如何赋予机械自动化的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化,另一层是模仿生物机理、研制各种机械自动化产品,实事上,许多机械自动化产品都是受动物的启发研制出来的.

2先进的制造模式

机械制造业发展趋势表明,只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势.制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式.

2.1精良生产（LP）与独立制造岛（AMI）

20世纪90年代美国麻省理工学院（MIT）提出精良生产（LP）概念.它的特征是：（1）重视客户需求,以最快的速度和适宜的提供质量优良的适销新产品去占领市场,并向客户提供优质怎么写作.（2）重视人的作用,强调一专多能,推行小组自治工作制,赋予每个工段有一定的独立自主权,运行企业文化.（3）精简一切生产中不创造价值的工作,减少管理层次,精简组织结构,简化产品开发过程和生产过程,减少非生产费用,强调一体化质量保证.（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化.

独立制造岛是张曙教授根据在引进先进技术的同时,必须改革生产组织的角度提出新的生产模式.独立制造岛的技术构思是：以GT为基础,以NC机床为核心,强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式,它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成,面向车间、权力下放、综合治理,并以获取经济效益为主要目标.AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径,它的推广对中国机械制造业转向市场机制,参与国际竞争意义重大.

2.2集成制造与智能制造

美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造（CIM）的概念.集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后怎么写作是一个不可分割的整体,需要统筹考虑.整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程,最终生产的产品可看作是信息的物质表现.集成是CIM的核心,这种集成不仅是物的集成,更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成,计算机是集成的工具,计算机和辅助各单元技术是集成的基础,信息交换是桥梁,信息共享是关键.集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化,以提高企业对市场变化的动态响应速度,并追求最高整体效益和长期效益.智能制造（IM）是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的.它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式,通过计算机和模拟人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展.

3存在差距和实施策略

改革开放以来,我国制造科技术有日新月异的变化,通过技术改造和引进国外先进制造技术,使我国的制造工业有了长足的进步,与先进国家相比有很大差距,其表现：技改投入相对不足,原有技术基础和研究开发能力薄弱,制造业产品落后,技术水平低,信息含量少,更新换代慢,以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后,缺乏国际竞争能力.面对这样形势,发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步.为了使我国的制造业站在世界先进行列,必须采取相适应的措施和策略.

（1）培养人才是关键.发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键.我国是社会主义市场经济体制,研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场,科技人员必须强化市场意识.科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法.要开发学科领域,及时更新教育内容和方法,培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才,加速先进制造技术的推广和实施,为市场经济怎么写作.（2）加强政策与法规建设,建立强有力的宏观调控机制.在市场经济环境下,国家应该制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划,以及相应的法规政策.（3）发展适应我国国情的生产模式.相对于某些先进的制造技术和先进的制造模式,要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展,避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术.目前要积极发展适应我国国情的制造模式.（4）实用机械自动化技术结合生产实际注重实用发展机械自动化技术.同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收.对引进的并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、精良生产（LP）、智能制造（IM）等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式,以便企业适应市场经济的需要.（5）提高制造业现代化管理水平.现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨,开展ISO9000系列管理体系认证,加快现代企业制度改革,为先进制造技术的发展奠定良好的基础.