引論:我們?yōu)槟砹?3篇先進制造技術(shù)發(fā)展前景范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
1.模具CAD/CAE/CAM技術(shù)概述
在數(shù)字化技術(shù)以及三維造型技術(shù)的支持下,CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)在我國各大行業(yè)中得到了廣泛地推廣。目前CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于汽車大型覆蓋件模具,不僅能夠進行模具設(shè)計、制造與沖壓,而且在數(shù)控編程技術(shù)的支持下能夠?qū)崿F(xiàn)DNC。CAD/CAE/CAM技術(shù)在塑料模具方面也得到了進一步的應(yīng)用,我國自主研發(fā)的軟件如北航華正CAXA軟件已經(jīng)得以廣泛地推廣。新時期,我國的CAD/CAE/CAM技術(shù)得到了進一步發(fā)展。模具CAD不僅僅是對傳統(tǒng)設(shè)計與計算方法的單一模仿,而且采用先進的設(shè)計理論,根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗與專業(yè)的知識理論進行設(shè)計,結(jié)果更加合理、科學(xué)。其次在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中采用了立體思維以及三維參數(shù)化特征,信息流組織以及管理、共享等技術(shù)貫穿了模具設(shè)計、裝配與檢測等的全過程。另外還能夠?qū)δ>叩目?a href="http://www.xahazx.com/haowen/44966.html" target="_blank">制造性進行科學(xué)評價,其中主要涉及到模具制造與費用的大致估算、模具實用性的評估以及零件制作工藝的評估等。
2.模具先進制造技術(shù)的發(fā)展
2.1高速銑削技術(shù)
作為型腔模具加工的重要組成部分,銑削加工技術(shù)以其加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量優(yōu)良以及加工效率高等特點在模具加工中得到了廣泛地應(yīng)用。首先該技術(shù)具有高效性,一般情況下,高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速保持在15000~40000轉(zhuǎn)/min,其最高能夠達(dá)到100000轉(zhuǎn),在進行鋼切削時,速度可以達(dá)到400m/min,其與傳統(tǒng)的銑削加工相比高出10倍左右,在加工效率方面也顯示出極大的優(yōu)越性。以插座外殼壓鑄模加工為例,傳統(tǒng)的銑削、電火花成型加工所需的時間為60h左右,而采用先進的高速銑削加工14h便能夠完成。高速銑削技術(shù)精度較高,一般能夠10um,其工件溫升小,表面不會出現(xiàn)變質(zhì)會微裂紋,質(zhì)量較高,研究顯示其表面粗糙度Ra不高于1um。另外高速銑削技術(shù)能夠?qū)Ω哂膊牧线M行加工,最高硬度可達(dá)到60HRC,成為當(dāng)前模具制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。
2.2電火花加工技術(shù)與綠色產(chǎn)品技術(shù)
所謂電火花加工主要指的是在液體介質(zhì)中,采用脈沖放電原理對導(dǎo)電材料出現(xiàn)的電蝕現(xiàn)象進行清除,進而使零件的尺寸、形狀等達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求。國外的電加工機床技術(shù)發(fā)展較快,其性能、工藝指標(biāo)與自動化程度均處于領(lǐng)先水平。近年來,隨著電火花加工技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對加工中的安全與防護技術(shù)給予了高度重視。當(dāng)前電火花加工機床過程中的問題主要集中在輻射騷擾方面,其不僅會引發(fā)一系列安全事故的發(fā)生,而且對環(huán)境具有一定的破壞作用,因此,國際市場開始致力于對綠色產(chǎn)品的研究。以日本某公司為例,該公司采用直線電機伺服實施驅(qū)動,不僅反應(yīng)速度快,而且具有較高的定位精度,且不容易變形,體現(xiàn)了鮮明的優(yōu)越性。除此之外部分EDM采用混粉加工工藝、微精加工脈沖電源等技術(shù),提升了工作效率。
2.3RPM下的快速經(jīng)濟制模技術(shù)
快速原型制造技術(shù)最早起源于20世紀(jì)中后期的美國,是對制造領(lǐng)域的一次新的創(chuàng)新與突破,該技術(shù)將CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及機械工程技術(shù)等融為一體,實現(xiàn)了由零件設(shè)計發(fā)展成為三維實體原型設(shè)計,是一項系統(tǒng)性的先進制造技術(shù)。截至目前,RPM技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了向快速模具技術(shù)的轉(zhuǎn)移,成為國內(nèi)外RPM領(lǐng)域研究的一個熱點話題。
3.模具先進制造技術(shù)的應(yīng)用
新時期,我國的科學(xué)技術(shù)水平得到了極大的提升,模具先進制造技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣,不僅有效改變了傳統(tǒng)加工難以實施的狀況,而且在航空航天、機床、汽車以及電器等領(lǐng)域的模具制造中得到了廣泛地應(yīng)用。除此之外,其在電化學(xué)、超聲波以及激光等新能源中的應(yīng)用不僅提升了能量的多元化、綜合化,而且擴大了傳統(tǒng)加工領(lǐng)域的范圍,提高了模具制造的質(zhì)量。目前超聲波的加工精度能夠達(dá)到0.01~0.02mm之間,粗糙程度與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相比明顯降低,僅為0.54um,對于充模、拉絲模以及拋光模等工藝中體現(xiàn)了較好的應(yīng)用效果。再如激光加工,其不僅能夠?qū)Ρ砻孢M行一系列的處理,而且能夠?qū)嵤┐蚩住⒌窨桃约拔⒓?xì)加工等工藝,其在聚晶金剛石拉絲模胚料中的加工直徑不足0.04mm,數(shù)十秒便能夠完成。當(dāng)前我國的車輛與電機等產(chǎn)品呈現(xiàn)出輕量化的發(fā)展趨勢,這在一定程度上增加壓鑄模的比例,與此同時對壓鑄壽命與質(zhì)量也提出了更高的要求。另外隨著現(xiàn)代成型工藝的進一步發(fā)展,氣輔模具的應(yīng)用更加廣泛,其以優(yōu)良的剛性與耐高壓特性在精密模具型腔應(yīng)淬火中得到了廣泛地應(yīng)用。除此之外在熱流道技術(shù)的支持下,制件的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率能夠得到極大的提升,降低對原材料的依賴性,節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本,目前,熱流道模具在我國企業(yè)中的使用率已經(jīng)達(dá)到了85%以上。
結(jié)束語:模具先進制造技術(shù)類型復(fù)雜多樣,且擁有良好的發(fā)展前景。新時期必須充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)以及自動化技術(shù)等,加強先進制造技術(shù)系統(tǒng)中人力、技術(shù)與組織構(gòu)成的集成,不斷探索新的模具制造模式,提升先進制造技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用效果。
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篇2
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟,采用機械加工的方法,直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等,使其成為零件的過程稱為機械加工工藝流程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝,就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上,改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等,使其成為成品或半成品,是每個步驟,每個流程的詳細(xì)說明,比如,上面說的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分為車,鉗工,銑床,等等,每個步驟就要有詳細(xì)的數(shù)據(jù)了,比如粗糙度要達(dá)到多少,公差要達(dá)到多少。技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況,確定采用的工藝過程,并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件,這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣,因為實際情況都不一樣。
2 我國機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
透過中國制造看中國機械加工工藝發(fā)展現(xiàn)狀,近年來中國制造的身影已無處不在。這折射出我國以機械、汽車等為代表的裝備制造業(yè)的快速發(fā)展。沒有機械等重工業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)各類消費產(chǎn)品的輕工業(yè)就失去了最基本的生產(chǎn)工具,中國也不可能成為世界工廠。以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對裝備制造業(yè)提出了更高、更新的要求,更加凸現(xiàn)了機械裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化載體在推動整個社會技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級中不可替代的基礎(chǔ)作用。作為國民經(jīng)濟增長和技術(shù)升級的原動力,機械工業(yè)將伴隨高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而共同進步,并充分體現(xiàn)先進制造技術(shù)向智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、精密化、綠色化和全球化方向發(fā)展的總趨勢和時代特征。更在于裝備制造業(yè)為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)提供重要的物質(zhì)技術(shù),是經(jīng)濟高級化不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是邁進“信息化社會”的工業(yè)化國家,也無不高度重視機械制造業(yè)的發(fā)展。
近年來,我國在機械制造領(lǐng)域取得了新的突破,在先進制造技術(shù)的應(yīng)用中獲得了不錯的成果,但這只是一個階段性的勝利,相比起發(fā)達(dá)的工業(yè)大國,仍然存在明顯差距。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,管理方面。工業(yè)發(fā)達(dá)國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出了準(zhǔn)時生產(chǎn)(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)。在我國,計算機輔助管理在少數(shù)的大型企業(yè)中得到應(yīng)用,小型企業(yè)還處在靠經(jīng)驗管理階段。
第二,設(shè)計方面。工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計方法,廣泛采用計算機輔助設(shè)計技術(shù)(CAD/CAM),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計和生產(chǎn)。我國采用CAD/CAM技術(shù)的比例較低。
第三,制造工藝方面。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。我國普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。
3 我國機械加工工藝的發(fā)展前景
信息化:信息化是制造技術(shù)發(fā)展的生長點,信息技術(shù)正在以人們難以想象的速度高速發(fā)展。
精密化:現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)品需要高精度制造,社會的發(fā)展對機械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來越高的要求。這決定了發(fā)展精密加工、超精密加工技術(shù)是機械制造未來的一個重點。
集成化:現(xiàn)代制造業(yè)的方向并不只是計算機的集成,信息的集成,而是人、技術(shù)、組織的整體集成,包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業(yè)間的集成。
柔性化:柔性化不僅是指企業(yè)的制造技術(shù)柔性化,還包括生產(chǎn)方式柔性化,管理模式柔性化。
動態(tài)化:由于先進制造技術(shù)本身是針對一定的應(yīng)用目標(biāo)、不斷吸收各種高薪技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù),因而其內(nèi)涵不是絕對的和一成不變的。
虛擬化:虛擬化是指在計算機內(nèi)對產(chǎn)品、工藝和整個企業(yè)的性能進行仿真、建模和分析,在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品進行試驗,對其性能和可制造性進行預(yù)測和評價,從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期,降低產(chǎn)品的開發(fā)成本,提高對市場變化的響應(yīng)能力。
智能化:智能制造是指綜合利用各個學(xué)科、各種先進技術(shù)和方法,解決和處理制造系統(tǒng)中的各種問題。系統(tǒng)能領(lǐng)會設(shè)計人員的意圖,能夠檢測失誤,回答問題,提出建議方案等。
綠色化:綠色制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源利用的一種現(xiàn)代制造模式。
參考文獻
篇3
在早期的機械加工領(lǐng)域,機器的組裝配合是其工作重點,采用物理機械知識完成加工操作,隨著近年來數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,人們逐步認(rèn)識到數(shù)字化技術(shù)在機械加工領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,是對傳統(tǒng)機械加工模式的一種補充,數(shù)控技術(shù)與機械加工的結(jié)合也是一種必然的發(fā)展趨勢。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)C床的加工過程實時的進行控制。對數(shù)控設(shè)備以及編程控制裝置等系統(tǒng)進行修改操作,高精度的控制機械加工過程,同時也提高了機械加工制造的技術(shù)含量。隨著上世紀(jì)六十年代第一臺數(shù)控機床的出現(xiàn),機械制造行業(yè)便進入了自動化技術(shù)發(fā)展階段,歷經(jīng)多年的發(fā)展變革,數(shù)控技術(shù)面向了新的臺階。目前的機械制造中,通過數(shù)字、文字和符號等編譯的代碼信息指令可以高效的控制機械制造工藝。高精度的數(shù)控機床利用數(shù)字編程,能夠?qū)ぜ恢谩⒓庸そ嵌取⒓庸に俣纫约皺C械能量的流向等制造條件進行精確的控制,通過二進制數(shù)字運算模式的指導(dǎo)下,以盡可能小的誤差開展機械制造工作。數(shù)控機床合理的利用了計算機高速運算能力,精度與傳統(tǒng)的硬件組裝控制相比要高出很多,計算機信息存儲和數(shù)據(jù)處理過程精確高效,也進一步減少了機械加工制造中的誤差。
1數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)機械制造行業(yè)的應(yīng)用情況
隨著現(xiàn)代機械制造行業(yè)對于制造精度要求的不斷提升,數(shù)控技術(shù)在機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械制造技術(shù)。從目前國內(nèi)的數(shù)控機床發(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)量方面都有了長足的進步。據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)市場目前銷售的數(shù)控機床超過1500種, 常見于金屬材質(zhì)的切削以及機械部件鍛壓方面。
1.1數(shù)控技術(shù)在國家重點工程中的應(yīng)用
目前國內(nèi)機械制造行業(yè)技術(shù)水平和加工精度,對于國家重點工程,尤其是國防軍工項目的建設(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)中也需要更多的運用先進的數(shù)字控制技術(shù),以不斷提升機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、鐵路運輸設(shè)備制造等領(lǐng)域有著很好的使用效果。數(shù)控機械制造具備的高技術(shù)、高精度特點,對機發(fā)動機主軸和起落架部件的等關(guān)鍵性機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)控機械設(shè)備,推動了照相機鏡片、激光加工設(shè)備與條形碼檢測設(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,機床設(shè)備機械制造中必不可少的工具。數(shù)字化控制技術(shù)也進一步的推動了機床設(shè)備向著現(xiàn)代機電一體化方向發(fā)展。此外數(shù)控機械制造技術(shù)的出現(xiàn)從一定程度來說,也改善了機床控制精度與生產(chǎn)效率,讓機械制造設(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)濟規(guī)模論”等傳統(tǒng)觀念的束縛,同時也實現(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)在機械制造行業(yè)中的發(fā)展前景
2.1機械制造中數(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,增強企業(yè)的市場競爭能力。在汽車制造工業(yè)中,數(shù)控技術(shù)也便于進行多品種汽車部件的加工制造;在航空航天領(lǐng)域,機械零部件制造產(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,才可以進行加工。才是數(shù)控設(shè)備高速、高精度的特點能夠發(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。為智能化機械制造不僅能夠提升生產(chǎn)效率,也有效的保障了機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量,例如制造自適應(yīng)控制系統(tǒng),加工參數(shù)自動生成系統(tǒng)等;智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,簡化了編程與操作過程,自動編程系統(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;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。
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,維護社會的和諧穩(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,對我國長期實施禁運和限制措施。
(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)濟市場需求出發(fā),以改善國內(nèi)數(shù)控機械制造水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為目標(biāo),有針對性的開展數(shù)控機械制造核心技術(shù)、配套技術(shù)的研發(fā)工作,力爭實現(xiàn)數(shù)控機械制造行業(yè)的跨躍式發(fā)展。以終端產(chǎn)品為導(dǎo)向,帶動數(shù)控機械制造行業(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、競爭力強的數(shù)控機械制造產(chǎn)品。
結(jié)論
綜上所述,數(shù)控技術(shù)對于我國機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)展同機械加工制造行業(yè)的需求結(jié)合起來。
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篇4
(二)發(fā)展原則。
(1)統(tǒng)籌規(guī)劃,整體開發(fā)。科學(xué)合理地確定基地發(fā)展的重點領(lǐng)域,集中精力抓好鍛鑄造、建筑機械、鼓風(fēng)機、電機和炊事機械等關(guān)聯(lián)度大、技術(shù)含量高的項目建設(shè),成為基地的支柱產(chǎn)品集群。
(2)自主創(chuàng)新,突出特色。牢固樹立自主創(chuàng)新理念,把提高自主創(chuàng)新能力上升到基地建設(shè)的突出地位。通過政策引導(dǎo),企業(yè)加強技術(shù)研發(fā)能力的提高和科技人才的引進,提高產(chǎn)品檔次,以技術(shù)創(chuàng)新作為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
(3)突出優(yōu)勢,循環(huán)發(fā)展。以鍛鑄造、建筑機械、鼓風(fēng)機、電機和炊事機械等為龍頭,緊跟國際先進機械制造市場的變化,學(xué)習(xí)和吸收國際最先進的制造技術(shù),提高基地的品牌知名度和技術(shù)層次。
(4)延伸產(chǎn)業(yè),壯大集群。以本基地為平臺,在做好本基地特色產(chǎn)業(yè)的同時,不斷引進上中下游關(guān)聯(lián)項目,增強產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度和互補性,形成較完善的產(chǎn)業(yè)集群。
二、基地建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)與重點領(lǐng)域
(一)總體目標(biāo)。以推動先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地更高更快發(fā)展為總目標(biāo),引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)向創(chuàng)新集群轉(zhuǎn)變,全面提高基地的技術(shù)含量和配套能力,不斷吸收和轉(zhuǎn)化國際先進制造技術(shù),健全以市場為導(dǎo)向的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新體系,強化中介服務(wù)機構(gòu)的職能。到年,把基地建成經(jīng)濟規(guī)模大、技術(shù)含量高、上中下游互聯(lián)、專業(yè)分工清晰的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)集群,成為國內(nèi)先進機械制造的重要示范基地。
(二)基地規(guī)劃經(jīng)濟指標(biāo)
依據(jù)基地內(nèi)的發(fā)展趨勢和發(fā)展規(guī)劃,預(yù)計到年,基地新引進先進制造企業(yè)20家,完成總投資100億元,培育骨干企業(yè)達(dá)到25家,年實現(xiàn)銷售收入255(340)億元,利稅24.59(36.5)億元。
其中培育產(chǎn)值超億元的企業(yè)40家,產(chǎn)值超10億元或利稅超億元的企業(yè)5家,產(chǎn)值在20億元以上擁有先進設(shè)計與制造技術(shù)的企業(yè)2~3家。
——建成國家級企業(yè)技術(shù)中心1家;
——建成省級工程研究中心和技術(shù)中心2~3家;
——培育省級高新技術(shù)企業(yè)20家;
——開發(fā)省內(nèi)先進水平以上的新產(chǎn)品30項;
——承擔(dān)各級各類科技40項;
(三)重點領(lǐng)域。加快鍛鑄造產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展;發(fā)展大型建筑起重設(shè)備;大力發(fā)展鼓風(fēng)機制造業(yè);提高家用電器電機制造技術(shù)含量;大力發(fā)展炊事裝備制造業(yè);加快發(fā)展可持續(xù)制造集群。
三、基地建設(shè)的主要措施與支撐條件
(一)優(yōu)惠政策
制定完善的促進先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的一系列優(yōu)惠政策,對經(jīng)過基地管理委員會認(rèn)定進入產(chǎn)業(yè)園的高新技術(shù)企業(yè),實行優(yōu)惠傾斜政策。
產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)的高新技術(shù)企業(yè),按15%的稅率征收所得稅。對基地內(nèi)的高新技術(shù)企業(yè)、孵化器、中介機構(gòu),符合省享受財政專項資金扶持條件的,由財政部門按規(guī)定程序,審核安排專項資金予以扶持。
加強政策法規(guī)的執(zhí)法力度,完善考核和監(jiān)督制度。加強稅收成本控制和效益考核管理,對資助的項目進行經(jīng)濟效益與社會效益的預(yù)算和考核,使各項政策確實起到促進基地內(nèi)企業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
對進駐基地的先進機械制造技術(shù)企業(yè),可獲得以下扶持:
(1)對基地內(nèi)骨干企業(yè)申報的市科技項目,給予優(yōu)先立項,并安排相應(yīng)科技經(jīng)費扶持;
(2)對基地內(nèi)企業(yè)申報的市級科技進步獎項目,優(yōu)先給予推薦;對獲得國家技術(shù)發(fā)明和科技進步一等獎、二等獎且產(chǎn)業(yè)化潛力巨大的獲獎項目將安排重大科技成果轉(zhuǎn)化資金予以支持。
(3)對基地內(nèi)企業(yè)列入國家級工程技術(shù)研究中心的單位,當(dāng)年給予300萬元的一次性配套補助資金;對列入國家級企業(yè)技術(shù)中心的單位,當(dāng)年給予300萬元的一次性配套補助資金;對列入省級企業(yè)技術(shù)中心和工程技術(shù)研究中心的單位,當(dāng)年給予100萬元的一次性配套補助資金;
(4)優(yōu)先協(xié)調(diào)解決基地內(nèi)所需的高科技人才,并在科技人才住房、辦公設(shè)施、家屬安置等方面給予相應(yīng)優(yōu)惠;
(5)協(xié)調(diào)落實基地內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)和省級以上新產(chǎn)品在稅收方面的政策。
(二)資金投入
1.建立多元化投資和管理機制。建立以管委會這一政府性投資為引導(dǎo),企業(yè)投入為主體,金融信貸為支撐,包括各級各類政府科技投入、企業(yè)籌資、金融貸款、民間投資、海外引資等渠道、多層次,全社會的融資體系。
2.加大財政投入,提高投資的有效性。經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會每年從財政資金中安排200萬元的專項資金,用于先進機械制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地項目的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。如支持園區(qū)企業(yè)組建技術(shù)中心、工程技術(shù)研究中心、重點項目和其它科技攻關(guān)項目的實施等。
3.落實政策,引導(dǎo)企業(yè)加大投入。通過制定優(yōu)惠政策,促進企業(yè)加大科技投入,并積極引導(dǎo)企業(yè)爭取國家、省市各項研究的支持。對符合條件的孵化器自用以及無償或通過出租等方式提供給孵化企業(yè)使用的房產(chǎn)、土地,免征房產(chǎn)稅和城鎮(zhèn)土地使用稅;對其向孵化企業(yè)出租場地、房屋以及提供孵化服務(wù)的收入,免征營業(yè)稅;對符合非營利組織條件的孵化器的收入,按照稅法及其有關(guān)規(guī)定享受企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策。
4.利用風(fēng)險投資支持基地的發(fā)展。鼓勵具有條件的企業(yè),選擇具有發(fā)展前景的項目積極爭取高科技風(fēng)險投資公司的風(fēng)險投資的支持。
5.利用招商引資,進行國內(nèi)外融資。積極宣傳企業(yè)的優(yōu)勢,加大引進外資的力度,面向國內(nèi)外進行融資。
6.建立先進制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展基金。設(shè)立500萬元的專項資金,支持園區(qū)重大項目的實施。建立產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展基金,用于高技術(shù)含量的先進機械制造產(chǎn)業(yè)項目的研究、開發(fā)、中試等。充分利用國家對先進制造業(yè)的導(dǎo)向政策,找尋與財政金融部門的溝通平臺,由區(qū)財政預(yù)算安排一定的資金,結(jié)合向國家和省申請的專項資金,設(shè)立先進制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基金。主要功能:對中小企業(yè)研究與開發(fā)新產(chǎn)品提供必要補助;對已具備一定技術(shù)水平、規(guī)模和效益的項目企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模,使用銀行貸款,給予貸款貼息;對實現(xiàn)財稅貢獻增長較大的企業(yè)及行業(yè)內(nèi)有較大影響的科技帶頭人給予相應(yīng)的獎勵。
基地骨干企業(yè)每年用于產(chǎn)品研究和開發(fā)的資金不低于年銷售收入的5%。市、市的科技經(jīng)費優(yōu)先支持基地企業(yè)的科技開發(fā)項目。
(三)管理機構(gòu)
1.組織機構(gòu)。為切實加強對國家先進機械制造產(chǎn)業(yè)化基地的領(lǐng)導(dǎo),更好地發(fā)揮基地的示范和帶動作用,提高全市機械制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力,市人民政府成立由市政協(xié)主席、開發(fā)區(qū)黨委書記岳慶林為組長的先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地領(lǐng)導(dǎo)小組,領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會,由韓軍副主任兼任辦公室主任。基地管理辦公室和日常管理服務(wù)機構(gòu)設(shè)在經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會,具體負(fù)責(zé)基地的日常管理和相關(guān)服務(wù)工作。
2.日常服務(wù)。借助開發(fā)區(qū)管委會這個平臺,由管委會分管副主任負(fù)責(zé),配備專人及相應(yīng)辦公設(shè)備。主要職責(zé)為按照中心要求統(tǒng)計基地有關(guān)數(shù)據(jù),上報基地發(fā)展動態(tài),申報科技項目;重點聯(lián)絡(luò)和扶持骨干企業(yè)、關(guān)聯(lián)企業(yè)、中介服務(wù)機構(gòu),落實和兌現(xiàn)有關(guān)優(yōu)惠政策,辦理進入基地的審批手續(xù);調(diào)查了解企業(yè)的經(jīng)濟和科技發(fā)展動態(tài),協(xié)調(diào)解決企業(yè)經(jīng)營和產(chǎn)品開發(fā)等方面遇到的問題,鼓勵企業(yè)間的協(xié)作和聯(lián)合,促進企業(yè)更好更快發(fā)展。先期成立的先進機械制造產(chǎn)業(yè)園領(lǐng)導(dǎo)管理服務(wù)機構(gòu),由開發(fā)區(qū)主要領(lǐng)導(dǎo)負(fù)總責(zé),開發(fā)區(qū)分管領(lǐng)導(dǎo)直接負(fù)責(zé),各相關(guān)部門主要負(fù)責(zé)人參加,其核心任務(wù)是全面領(lǐng)導(dǎo)產(chǎn)業(yè)園的建設(shè),研究制定工作規(guī)劃和政策措施,并監(jiān)督實施,同時負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部門之間的關(guān)系,解決基地建設(shè)和發(fā)展過程中的實際問題。
3.建立行業(yè)協(xié)會。建立先進機械制造產(chǎn)業(yè)行業(yè)協(xié)會,加強與相關(guān)行業(yè)協(xié)會的聯(lián)系,發(fā)揮行業(yè)協(xié)會在信息、政策、人才資源方面的優(yōu)勢,以及在政府和企業(yè)之間的橋梁、紐帶作用。行業(yè)協(xié)會提供信息服務(wù)和咨詢,有助于企業(yè)加強自律、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識,增強企業(yè)凝聚力和市場競爭力。
4.成立經(jīng)濟開發(fā)區(qū)高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心。主要圍繞先進機械制造這一特定技術(shù)領(lǐng)域,在孵化對象、孵化條件、服務(wù)內(nèi)容和管理團隊上實現(xiàn)專業(yè)化服務(wù),在該領(lǐng)域培育和發(fā)展一大批高新技術(shù)企業(yè),提高這一主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)在開發(fā)區(qū)發(fā)展中所占的比例和份額。同時出臺相應(yīng)的基地和園區(qū)高新技術(shù)企業(yè)管理辦法,制定明確的發(fā)展方向,配備得力的領(lǐng)導(dǎo)班子,設(shè)置高效合理的辦事機構(gòu),并在園區(qū)內(nèi)劃出面積5000平方米以上的已可自主支配的試驗場地,做好科技型企業(yè)的孵化工作,為開發(fā)區(qū)培育更多的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)增長點。
(四)技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)體系
完善配套服務(wù)機構(gòu),營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的良好環(huán)境。大力培育圍繞交通裝備先進制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三方中介服務(wù)機構(gòu)。深入實施“科技創(chuàng)新”戰(zhàn)略,完善產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合機制,鼓勵和引導(dǎo)區(qū)內(nèi)骨干企業(yè)發(fā)展自主研發(fā)中心,開發(fā)先進核心技術(shù),提高自主創(chuàng)新能力。
1.進一步加強“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合。在現(xiàn)有產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的基礎(chǔ)上,進一步加強與中國科學(xué)院、中國工程院、清華大學(xué)、同濟大學(xué)、大學(xué)、交通學(xué)院等單位的合作,充分利用這些單位的人力資源和科研條件,進行新產(chǎn)品的開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化,并經(jīng)常開展一些高層次高水平的學(xué)術(shù)交流和技術(shù)項目的。
2.發(fā)揮企業(yè)研發(fā)中心的技術(shù)優(yōu)勢,加大扶持力度。園區(qū)內(nèi)的骨干企業(yè)和重點企業(yè),要建立和加強研發(fā)機構(gòu)的建設(shè),健全完善技術(shù)創(chuàng)新體系,提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。規(guī)范企業(yè)工程技術(shù)研究中心和技術(shù)中心的運行管理,保證和加大研究經(jīng)費的投入。總體上,要求企業(yè)提取的技術(shù)開發(fā)費用占當(dāng)年銷售收入的比例不低于5%,加快技術(shù)中心的建設(shè)和政策扶持力度,發(fā)揮中心技術(shù)和人才優(yōu)勢,逐步建設(shè)成為交通裝備及先進制造研發(fā)基地、技術(shù)和成果轉(zhuǎn)移基地。
3.加快先進機械制造基地孵化器的建設(shè)。充分發(fā)揮現(xiàn)有的資源,加速建設(shè)進先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地的孵化器。為中小企業(yè)提供成熟的技術(shù)和產(chǎn)品。孵化器按企業(yè)方式運作,由專業(yè)人員進行管理,注重各種平臺(技術(shù)、資金、政務(wù)、商務(wù)平臺)的建設(shè)和完善,為企業(yè)提供全方位的支持與服務(wù)。
(五)人才信息服務(wù)
充分發(fā)揮高等職業(yè)教育基地、人才交流中心、職業(yè)介紹中心、網(wǎng)絡(luò)信息平臺的作用,加強人才隊伍建設(shè),采取“走出去,請進來”等多種方式,引進各類研發(fā)和高級管理人才。同時鼓勵校企聯(lián)手,采取定向培養(yǎng),人才定單等模式,為交通裝備先進制造產(chǎn)業(yè)基地的快速健康發(fā)展提供強有力的技術(shù)人才支撐。
(六)對外宣傳
在基地入口、出口主要道路設(shè)立標(biāo)識牌,在中心區(qū)域設(shè)立綜合介紹先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地的宣傳牌,各骨干企業(yè)和關(guān)聯(lián)企業(yè)門前統(tǒng)一掛牌。建立產(chǎn)業(yè)基地的獨立域名的網(wǎng)站,并與中心網(wǎng)站及省、市科技部門、國內(nèi)重點配件交易中心鏈接,宣傳和介紹基地發(fā)展情況
(七)保障措施
堅持以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),以構(gòu)筑現(xiàn)代化工業(yè)強市為目標(biāo),依托區(qū)位優(yōu)勢,著力推動先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展進程。
1.加強先進機械制造產(chǎn)業(yè)基地的制度建設(shè),為創(chuàng)新集群提供良好的發(fā)展空間。制度創(chuàng)新是創(chuàng)新集群更好、更快發(fā)展的必要保證。通過制度創(chuàng)新形成一種政策調(diào)控與優(yōu)質(zhì)服務(wù)相結(jié)合的體系,為集群發(fā)展提供“公開、公平、公證”的創(chuàng)新空間,以利于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、中介服務(wù)機構(gòu)創(chuàng)建、科學(xué)研合作、社會資源共享,形成一個有機的結(jié)合體。
2.創(chuàng)新服務(wù)方式,不斷完善有利于加快先進機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好環(huán)境。充分發(fā)揮已形成的產(chǎn)業(yè)群體優(yōu)勢,把骨干企業(yè)培育作為壯大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)實力的突破口,構(gòu)建創(chuàng)新服務(wù)平臺。大力扶持企業(yè)技術(shù)開發(fā)中心,加強與高校、科研院所的聯(lián)系,為基地的發(fā)展和創(chuàng)新不斷提供新信息、新知識、新人才,有效提高基地創(chuàng)新的效率。
篇5
1 中國焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 焊接技術(shù)自動化水平較低
我國的大多數(shù)焊接仍然是采用手工焊接來完成的,長期以來焊材生產(chǎn)一直以手工焊的焊條為主,與國外80%的自動化焊接水平相比,我國的30%自動化水平顯得如此相形見絀,這也無可厚非的拉開了我國與國外焊接技術(shù)上的距離。隨著焊件復(fù)雜化得發(fā)展趨勢,手工焊接必將嚴(yán)重影響生產(chǎn)發(fā)展,要想取得制造業(yè)的迅猛發(fā)展,必須發(fā)展自動化焊接,使我國成為焊接強國[3-4]。
1.2 焊接人員專業(yè)技術(shù)水平不足
人是高新技術(shù)的載體,是企業(yè)的核心力量,企業(yè)的任何發(fā)展都是以人為本的。我國的焊接技術(shù)人員對業(yè)務(wù)水平了解的太少,與行業(yè)需求存在非常大的距離,使焊接產(chǎn)品的質(zhì)量很難得到大的提升。我國焊接技術(shù)人員具有高職稱的人員太少,大多企業(yè)缺少高學(xué)歷的工程師和有經(jīng)驗的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計師,這已是一個不容忽視的嚴(yán)峻問題[5-6]。
2 中國焊接技術(shù)的發(fā)展展望
2.1 焊接材料發(fā)展趨勢
焊接材料在焊接工藝中有著非常重要的作用,我國目前焊接材料產(chǎn)量居世界首位,但焊接材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距明顯。焊接技術(shù)發(fā)展到一定水平后,開發(fā)新材料也逐漸進入了焊接領(lǐng)域工作者的視線,當(dāng)下焊接材料正在從黑色金屬轉(zhuǎn)向有色金屬,由金屬材料轉(zhuǎn)化為非金屬材料,由結(jié)構(gòu)材料轉(zhuǎn)化為功能材料,由多維材料轉(zhuǎn)化為低位材料,由單一材料轉(zhuǎn)化為復(fù)合材料。為了解決材料高性能和可焊接性之間的矛盾,需將新型材料納入到焊接材料中去,以提高焊接產(chǎn)品質(zhì)量和焊接效率,進而提高焊接領(lǐng)域整體發(fā)展水平[7-10]。
2.2 提高焊接產(chǎn)品質(zhì)量
焊接質(zhì)量決定了焊接產(chǎn)品的質(zhì)量,我國雖然焊接材料產(chǎn)量居世界首位,但焊接產(chǎn)品質(zhì)量卻相對落后。我國目前對焊接材料預(yù)處理缺少專業(yè)的體系及技術(shù),無鉛連接材料以及技術(shù)應(yīng)用落后,我國應(yīng)注意高端焊接產(chǎn)品以及特種助焊劑等方而的應(yīng)用,研究更好的焊接工藝,進一步提高焊接質(zhì)量,進而提高焊接產(chǎn)品質(zhì)量[11]。
2.3 發(fā)展綠色節(jié)能焊接技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)濟的進步,人們越來越重視節(jié)能減排,綠色環(huán)保,焊接技術(shù)的發(fā)展也必將綠色節(jié)能放在首位,清潔生產(chǎn)是對焊接生產(chǎn)的必然要求。高效節(jié)能的焊接工藝是高焊接效率的保證。不同的焊接工藝都會對環(huán)境釋放有害氣體,煙塵,弧光輻射,噪聲等,目前,國內(nèi)外已經(jīng)在研究用更為清潔且高效的焊接技術(shù)替代傳統(tǒng)的焊接技術(shù),使具有巨大經(jīng)濟效益和社會效益的綠色焊接技術(shù)真正廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域,讓焊接技術(shù)向簡單智能的方向發(fā)展[12]。
3 結(jié)束語
焊接技術(shù)在制造業(yè)中發(fā)揮了舉足輕重的作用,焊接技術(shù)的發(fā)展將不斷促進制造業(yè)的發(fā)展。隨著科技的進步,為了提高焊接技術(shù)水平,促進制造業(yè)發(fā)展,需要結(jié)合我國制造業(yè)實際情況,深入研究,了解焊接技術(shù)特征,制定科學(xué)有效的焊接技術(shù)發(fā)展對策,不斷提高焊接技術(shù)水平,帶動制造業(yè)的發(fā)展。
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篇6
先進機械制造技術(shù),是現(xiàn)今科技發(fā)展下的一個重要技術(shù)成果,其融合了計算機技術(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。以往,制造技術(shù)單一,且工作效率低,每一個產(chǎn)品的問世,都會隨之涌現(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,使得制造進度緩慢,生產(chǎn)率低,很難應(yīng)對快速發(fā)展的經(jīng)濟競爭市場。先進機械制造技術(shù),憑借本身智能化、系統(tǒng)化的優(yōu)點,完全彌補了傳統(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)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.1 全球化
制造的全球化,可以說是如今機械制造業(yè)自動化最重要的發(fā)展趨勢。近年來,在各種工業(yè)領(lǐng)域中,國際化經(jīng)營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)市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè)在這種無情的競爭中紛紛落敗。不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴展新的市場。
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)營管理的國際化手段,推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。這種發(fā)展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力。
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)實現(xiàn)異地跨界進行。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)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售,都可以異地或跨越國界進行。利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),可以加強各國產(chǎn)品的合作以及技術(shù)經(jīng)驗的交流。同時亦可在最短的時間內(nèi),達(dá)到最快速、有效的技術(shù)經(jīng)驗學(xué)習(xí)。
1.3 自動化
自動化是一個動態(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)、人機一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計劃和調(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。制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢,是制造全球化、制造敏捷化系統(tǒng)技術(shù)、人機一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計劃和調(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
制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力,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,從而去面對市場的挑戰(zhàn)。敏捷制造是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能的勞動力,與促進企業(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),對迅速改變或無法預(yù)見的市場,做出快速反應(yīng)。其旨在不可預(yù)測的持續(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,同時也是對市場需求做出快速響應(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)代機械制造技術(shù)的發(fā)展方向
先進制造技術(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)代機械制造技術(shù)的發(fā)展方向
現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展,主要表現(xiàn)在兩個方向上:
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,將進入微型機械電子技術(shù)和微型機器人的時代;
二是機械制造的高度自動化,以CIMS 和敏捷制造等的進一步發(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,是機械加工行業(yè),無切削液加工簡化了工藝,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)。快速原型零件制造技術(shù),其設(shè)計突破了傳統(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對環(huán)境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。
2.2 發(fā)展機械自動化技術(shù)要立足于中國國情
發(fā)展我國的機械自動化技術(shù),應(yīng)該從我國的具體國情出發(fā),著眼于我國機械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并堅持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略眼光,從整個國家的角度來進行仔細(xì)的考慮,走中國特色的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。
發(fā)展機械自動化技術(shù),是一個由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的過程。當(dāng)機械的操作采用自動控制器以后,生產(chǎn)方式才能從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。另外,只有建立了自動化工廠以后,生產(chǎn)過程才能全盤自動化,才可能進入機械自動化的高級理想階段。
目前,中國機械制造業(yè)同世界先進水準(zhǔn)之間,存在著階段性的差距。在這種情況下,普遍應(yīng)用電子計算機集成制造系統(tǒng)的高度自動化,并不具備相應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)、發(fā)展經(jīng)驗和所需資金。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,自動化設(shè)備仍然是以半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉(zhuǎn)體零部件加工自動線等為主。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,采用自動單機和自動線則是符合現(xiàn)實的,也是可行的。針對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床自動線、短自動線和復(fù)合制造單元,從而實現(xiàn)成組自動化。針對單件小批量生產(chǎn),應(yīng)該從推廣成組技術(shù)入手,適當(dāng)發(fā)展采用數(shù)控機床應(yīng)用或加工中心。
2.3 自動化技術(shù)的發(fā)展走向
正確判斷、識別并堅持自動化技術(shù)的發(fā)展走向,對于機械自動化技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。目前,機械制造自動化技術(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)字化是先進制造技術(shù)發(fā)展的核心,是制造技術(shù)、計算機技術(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,這將是機械自動化技術(shù)發(fā)展的必由之路。
隨著人們對人類與環(huán)境之間的關(guān)系認(rèn)識的逐漸加深,實現(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)濟發(fā)展必須遵循的原則。機械自動化技術(shù)的發(fā)展,也同樣要遵循這一原則,實現(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)動型,轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型,這就需要制造系統(tǒng)不但要具備一定的柔性,同時還要表現(xiàn)出一定的智能,實現(xiàn)在對大量復(fù)雜信息處理的同時,能夠自主進行選擇與處理。這既是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,也是人類社會進步的重要標(biāo)志,具有良好的發(fā)展前景。機械制造業(yè)在任何一個國家的重要地位,都是顯而易見的,機械自動化技術(shù)直接關(guān)系到機械制造業(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,我國的機械制造技術(shù)理念,僅僅局限于國內(nèi),對外則少之又少。雖然近幾年我國對外出口有所增加,但是相對于發(fā)達(dá)國家,我國的國外市場仍處于狹窄狀態(tài)。發(fā)達(dá)國家的機械制造技術(shù)水平較高,不斷地?fù)寠Z我國市場,致使我國許多知名企業(yè)在競爭中落敗。
但從另一方面考慮,雖然我國的機械制造技術(shù)水平較低,但我們可以與外資企業(yè)進行合作,在合作的過程中,學(xué)習(xí)外國先進的機械制造技術(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,努力提高我國的機械制造技術(shù),才能穩(wěn)定住我們的市場,才能更好地發(fā)展自己的機械制造技術(shù)。
3 結(jié)束語
制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的關(guān)鍵。我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵時期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我們應(yīng)了解機械制造技術(shù)的發(fā)展過程,認(rèn)識現(xiàn)代機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,把握現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,科學(xué)高效地進行現(xiàn)代機械制造技術(shù)的研究,盡早地實現(xiàn)我國由制造業(yè)大國到制造業(yè)強國的過渡。
參考文獻:
[1] 孫建,姚芳萍. 先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢及其應(yīng)用[J]. 林業(yè)機械與木工設(shè)備,2010,(4):78- 80.
篇7
0 引言
機械設(shè)計制造及其自動化是一門比較綜合的學(xué)科,在原來的機械設(shè)計制造的基礎(chǔ)之上與多現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合的學(xué)科,它主要涵蓋了機械制造、機械設(shè)計、自動化等多個方面的知識。它可以解決現(xiàn)代工程中見到的一些比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)難題。這門學(xué)科對于當(dāng)今我國的工業(yè)發(fā)展有著及其重要的地位。我們國家的工業(yè)水平也是非常依賴機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)發(fā)展的。所以我國的機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展前景還是非常好的。機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展是符合我國的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律的,讓我們的經(jīng)濟建設(shè)實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)變的一個重要契機。
我國政府在近些年加大了對于機械設(shè)計自動化專業(yè)建設(shè)的投入,積極鼓勵高校學(xué)生學(xué)習(xí)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。國家的經(jīng)濟發(fā)展離不開人才的支持。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才也將推動我國的現(xiàn)代化建設(shè)的進程。
1 概論我國當(dāng)前的機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展存在的問題
改革開放以后我們國家將經(jīng)濟建設(shè)放在了首要位置,在這種大環(huán)境下我們國家的機械制造業(yè)發(fā)展飛速,工業(yè)化大生產(chǎn)有著很大的突破。但是我們的機械設(shè)計還是有存在著一定的問題。
(1)我們的很多工業(yè)設(shè)計缺乏自己的創(chuàng)新思維,簡單直白的說就是缺少我們自己的特色。很多機械設(shè)計課程的理論不能跟上實際工業(yè)對于機械設(shè)計的要求。是一套脫離實際生產(chǎn)的理論。從而導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后無法在企業(yè)中做出真正符合企業(yè)要求的工業(yè)設(shè)計。
(2)我們的機械設(shè)計制造有很多是仿造國外的設(shè)計,不能切實有效的為企業(yè)生產(chǎn)帶來實際的收效。國外發(fā)達(dá)的工業(yè)發(fā)展是領(lǐng)先我們國家的工業(yè)發(fā)展水平的,但是國外的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)要求與我國的實際生產(chǎn)情況有著相當(dāng)大的出入,它們有的設(shè)計并使用與我國的工業(yè)生產(chǎn)。所以即使我們做出了國外機械設(shè)計的高仿版,但是并不能真正的運用于我國的工業(yè)生產(chǎn)之中。
(3)機械設(shè)計制造及其自動化知識產(chǎn)權(quán)的保護不足,我國的知識產(chǎn)權(quán)保護還是存在一定的漏洞。很多真正的機械設(shè)計師的作品得不到真正的法律保護。從而使得這些作者的實際勞動成果沒有得到承認(rèn)和保護。讓那些熱衷于山寨做仿版的人不勞而獲。在這樣一個惡性循環(huán)下真正愿意做機械設(shè)計的骨干人物越來越少,它們會缺乏做設(shè)計的熱情。這對于國家的經(jīng)濟發(fā)展有著一定的負(fù)面影響。
2 我國機械設(shè)計制造及其自動化的自身特點和存在的優(yōu)勢
2.1 我國的機械設(shè)計及其自動化的特點
我們國家的機械設(shè)計制造業(yè)有著自己的發(fā)展特點。我們是一個發(fā)展中的國家,國家政策是鼓勵經(jīng)濟發(fā)展,支持人才培養(yǎng)。在這種背景之下,我們機械設(shè)計及其自動化專業(yè)的人才變得炙手可熱。機械設(shè)計自動化改變了傳統(tǒng)的依賴人力去操作的機械,使得機械產(chǎn)品中滲透了新的技術(shù)。機械自動化極大的提高了企業(yè)的勞動生產(chǎn)效率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)的經(jīng)營利潤。
與傳統(tǒng)的機械設(shè)計相比較,新技術(shù)要求我們的機械設(shè)計里面有更多的智能化的東西。多種元素的融合讓我們的機械設(shè)備能面對更多的工業(yè)生產(chǎn)方面的問題。自動化背景下的機械生產(chǎn)的功能性更加的強大。我們的機械設(shè)計自動化不是單方面的將各種技術(shù)累加在一起,而是依據(jù)企業(yè)的實際情況來做符合企業(yè)生產(chǎn)要求的機械設(shè)計。
2.2 我國的機械設(shè)計及其自動化存在的優(yōu)勢
與其它的專業(yè)相比較,機械設(shè)計及其自動化有著自身的優(yōu)勢。首先是該專業(yè)有很強大的技術(shù)性。通過我們的機械設(shè)計制造自動化可以提高我們的機械設(shè)備的智能化的生產(chǎn)水平,提高企業(yè)的生產(chǎn)利潤。自動化的機械設(shè)備最大的優(yōu)勢就是掌握的是實際改善企業(yè)生產(chǎn)狀況的核心技術(shù)。近年來不論是國企還是外企或者是民營企業(yè)對于這個專業(yè)的人才是求賢若渴的。
3 機械設(shè)計制造及其自動化的專業(yè)發(fā)展前景
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后一般是從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計制造、技術(shù)開發(fā)等等。畢業(yè)生的就業(yè)范圍還是偏重于重工業(yè)的。當(dāng)前機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展前景要求我們做到以下兩點:
(1)高校要積極培養(yǎng)專業(yè)的機械設(shè)計人才。很多高等院校甚至是高職高專都開設(shè)了機械設(shè)計及其自動化專業(yè)課程,但是培養(yǎng)出來的人才是良莠不齊的。真正能夠為企業(yè)所用的專業(yè)人才并不是很多。但是社會對于這個專業(yè)的人才需要量是越來越大的。我們需要積極的培養(yǎng)能夠為企業(yè)帶來經(jīng)濟利益的機械設(shè)計人才。
(2)機械設(shè)計制造業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣泛,我們需要加強對于該專業(yè)的重視。因為技術(shù)是經(jīng)濟發(fā)展的主要支撐。所以我們應(yīng)該高度重視機械設(shè)計專業(yè)的教育。高校應(yīng)該提出一套能夠適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展情況的教育體系。重視關(guān)于機械設(shè)計人才的培養(yǎng)規(guī)劃。真正的為我國的工業(yè)發(fā)展輸送專業(yè)的人才。
4 結(jié)束語
總而言之,機械設(shè)計制造及其自動化的前景是一片光明的。它需要學(xué)生掌握專業(yè)的知識并且可以與實際相結(jié)合。它是一門研究機械制造理論、制造技術(shù)、自動化制造系統(tǒng)和先進制造模式的學(xué)科。機械設(shè)備自動化的培養(yǎng)目標(biāo)非常的明確就是培養(yǎng)出能夠?qū)C械設(shè)備與自動化通過計算機方式結(jié)合起來的人才。該專業(yè)有著及其廣闊的發(fā)展空間的。就目前的情況來看,我國的工業(yè)領(lǐng)域中還是很缺乏技術(shù)性的人才。所以我們的機械設(shè)計人才還是有很好的施展舞臺的。
參考文獻:
篇8
1機械自動化在制造業(yè)中的地位
機械自動化為機械制造提供了便捷,通過節(jié)約時間和成本進而提高了機械制造的工作效率。隨著技術(shù)的進步和普及,它不僅僅被應(yīng)用在制造業(yè),也向其他工業(yè)領(lǐng)域進軍,創(chuàng)造了豐厚的社會效益和經(jīng)濟效益。機械自動化的技術(shù)水準(zhǔn)不僅掌控著整個機械制造業(yè)的發(fā)展,而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進步也有很大的影響力。
形式上,運用人工智能技術(shù)對簡單的生產(chǎn)動作進行操控和運行,它將人、機械和自動化機器綜合成一個系統(tǒng),系統(tǒng)中各部分協(xié)調(diào)合作,從而高效生產(chǎn)產(chǎn)品;涉及面上,自動化技術(shù)涉及到加工制造和產(chǎn)品的生命周期,操縱著整個過程;功能上看,它節(jié)約了人力資源,節(jié)省了生產(chǎn)時間,提高了生產(chǎn)速率,進而提升了企業(yè)的綜合競爭力。
2我國機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用
我國作為一個發(fā)展中國家,存在著技術(shù)缺陷,與一些發(fā)達(dá)國家相比,機械自動化技術(shù)只是處在摸索、操作階段,落后陳舊的設(shè)備和技術(shù)要求我們要不斷的吸取新鮮技術(shù)與經(jīng)驗,用自動化技術(shù)取代傳統(tǒng)的機械制造,目前我國計算機的使用還不夠精熟,只停留在經(jīng)驗管理階段,缺乏對計算機的實際操作,只有很少數(shù)的企業(yè)應(yīng)用了激光加工技術(shù)、高精度加工技術(shù)等先進加工技術(shù)。
(1)機械自動化在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
在農(nóng)業(yè)上機械自動化技術(shù)被應(yīng)用在農(nóng)產(chǎn)品的加工、貯藏、運輸?shù)瘸绦颍瑢崿F(xiàn)
農(nóng)業(yè)機械及裝置部分自動化或無人自動操作控制,使得機器代替農(nóng)民進行耕作、施肥、灌溉等田間管理工作,既節(jié)省了人力資源,又做到了精細(xì)操作的要求,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上做到精耕細(xì)作,對溫室產(chǎn)品實行智能化控制,降低成本,最終提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)機械自動化在工程中的應(yīng)用
機械自動化在工程上的應(yīng)用越來越廣,主要體現(xiàn)在挖土機、挖掘機、焊接等方面的應(yīng)用,大大提高了勞動效率和施工質(zhì)量;最佳機械自動化是實現(xiàn)無人化控制,全程都是機器控制并執(zhí)行,不僅安全而且節(jié)省資源,縮短了施工周期,也能快速竣工。
(3)機械自動化在工業(yè)方面的應(yīng)用
機械自動化在食品包裝方面主要體現(xiàn)在節(jié)省人力、提高工作效率、自動化裝備以及一機多用等方面,使得包裝流程高精度、高效的進行。現(xiàn)代包裝機械自動化得到改進,將包裝機械、電子信息、食品檢測多方面技術(shù)融為一體,大大提高了包裝質(zhì)量和速度,同時也避免了人為的疏忽造成的失誤。
機械自動化在太陽能中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在光伏發(fā)電、切片設(shè)備、全自動絲網(wǎng)印刷等方面。目前我國光伏設(shè)備與國際水平還存在一定差距,而PECVD設(shè)備和硅片切片技術(shù)的自動化是需要改進的,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏電池組件、逆變器、控制器和蓄電池組,這一系統(tǒng)主要涉及到高端的自動化技術(shù),需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上發(fā)揮更加獨特的優(yōu)勢。
(4)機械自動化在制造業(yè)上的應(yīng)用
機械設(shè)備在出廠使用之前多需要進行功能檢測。因此,在機械設(shè)備生產(chǎn)過程中,可以利用機械自動化技術(shù),實現(xiàn)制造、生產(chǎn)與檢測的同步進行,這樣可以有效提高檢測效果、提高機械設(shè)備的使用效率;根據(jù)生產(chǎn)需求,工作人員需要對機械進行調(diào)試、檢驗、組合等多項工作,因為工作量大導(dǎo)致失誤率也高。應(yīng)用機械自動化技術(shù)進行機械裝配,可以提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率,進而提高企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和社會效益。
3機械自動化的發(fā)展前景展望
(1)根據(jù)實際情況發(fā)展適合我國國情的機械自動化技術(shù)
我國機械自動化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家發(fā)展存在一定的差距,因此不能盲目地進行效仿,基于我國的資金短缺、技術(shù)欠缺,應(yīng)把自動化重心放在發(fā)展生產(chǎn)工藝比較成熟的大批量生產(chǎn)自動化技術(shù),而小批量的單件生產(chǎn)最好發(fā)展數(shù)控機應(yīng)用和加工中心。發(fā)展機械自動化技術(shù)要以企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的實際需要及具體條件為目標(biāo)。只有采用與產(chǎn)品相適應(yīng)的自動化方式進行生產(chǎn)才能收到良好的經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益,做到有的放矢,節(jié)約了時間和精力。
(2)著力發(fā)展實用型的機械自動化技術(shù)
我國機械制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平還不夠,以企業(yè)盈利為目的,要大力發(fā)展實用型的自動化技術(shù),生產(chǎn)社會需要的產(chǎn)品,快速獲得社會、經(jīng)濟效益。發(fā)展要根據(jù)實際情況,不能盲目跟從,我們目前的任務(wù)是提高生產(chǎn)效率、擴大經(jīng)濟收益,不斷的擴大生產(chǎn)規(guī)模。
(3)發(fā)展低成本、見效快的自動化技術(shù)
我國自動化技術(shù)受經(jīng)濟基礎(chǔ)、技術(shù)條件的限制,其發(fā)揮空間受阻,應(yīng)該結(jié)合實際情況發(fā)展低成本、見效快的自動化技術(shù),企業(yè)在引進自動化技術(shù)的時候,要充分的將企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備利用起來,對其進行改造,如對傳統(tǒng)的機床設(shè)備安裝數(shù)控設(shè)備,使其能夠以較低的成本繼續(xù)發(fā)揮作用,在原有設(shè)備改造的基礎(chǔ)之上不斷的熟悉自動化的技術(shù),最終實現(xiàn)完全的機械自動化,并盡快將改進的設(shè)備和技術(shù)投入使用當(dāng)中,快速獲得收益。
(4)實現(xiàn)全盤自動化、功能多樣化的自動化技術(shù)
機械自動化的最高境界是實現(xiàn)自動化技術(shù)的功能多樣化,以此滿足不同使用者的需求,要充分實現(xiàn)使用者和操作系統(tǒng)的溝通橋梁用戶界面,其中還有許多需要完善和開發(fā)的新功能,進而實現(xiàn)以計算機技術(shù)為核心的全盤自動化,智能化和自動化將是以后各行各業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
(5)打造自動化技術(shù)的綠色化發(fā)展
人類在生產(chǎn)過程中帶來了或多或少的環(huán)境問題,而現(xiàn)今環(huán)境問題一直是困擾我們的一件大事,技術(shù)人員在研究和應(yīng)用機械自動化技術(shù)時也應(yīng)充分考慮到這一點,實現(xiàn)自動化技術(shù)的綠色化發(fā)展,降低機械運行過程中的能源消耗、噪聲污染等影響環(huán)境質(zhì)量的因素,以贏得生態(tài)效益、經(jīng)濟效益的雙贏。
(6)注重發(fā)展配套機械自動化技術(shù)
在技術(shù)發(fā)展過程中不僅要發(fā)展主體,還要配套發(fā)展自動化元件和控制系統(tǒng),自動化生產(chǎn)時,機械制造系統(tǒng)的自動控制、自動檢測、伺服系統(tǒng)的操作等都少不了要應(yīng)用微電子技術(shù)和自動控制理論;自動化生產(chǎn)時,信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等也都少不了要應(yīng)用計算機與信息處理技術(shù),合理的將其配套設(shè)施結(jié)合應(yīng)用,是提高自動化技術(shù)應(yīng)用效率的有效途徑。
4結(jié)語
科技進步對機械自動化技術(shù)的需求越來越高,它改革了機械制造的生產(chǎn)模式,促進機械制造生產(chǎn)效率的提升。我國在機械自動化技術(shù)方面也是剛剛起步,還需要技術(shù)人員的深入探索和研究,最大限度的填充發(fā)展空間,發(fā)揮潛力。
參考文獻:
篇9
1.機械自動化技術(shù)的特征與重要性
美國機械工程師協(xié)會于1984年為現(xiàn)代機械下了如下定義:現(xiàn)代機械是“由計算機信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機械力、運
動和能量流等動力學(xué)任務(wù)的機械和(或)機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。它與機電一體化是一致的,因此可以說現(xiàn)代機械就是指機電一體化系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代國際機器與機構(gòu)理論聯(lián)合會給出了這樣的定義。機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。因此又可以說機電一體化就是在機械設(shè)計制造及其自動化基礎(chǔ)上的發(fā)展。機械自動化技術(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)濟效益和社會效益的提高。同時,機械自動化技術(shù)是面前全球競爭的先進技術(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)品市場競爭力為主要目標(biāo)。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展, 機械自動化技術(shù)的重要性越來越明顯,在進入 21 世紀(jì)后,社會不斷進步和發(fā)展,我國正全面的實現(xiàn)信息化、工業(yè)化和高科技化。自動化方式將在社會的各個領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和普及。隨著時代的進步,全球也開始進入到新技術(shù)革命時代,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,要用各種自動化設(shè)備來監(jiān)視和控制整個生產(chǎn)過程,以期各個設(shè)備能在最佳狀態(tài)下運行,生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品。因此,沒有自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了根基。機械自動化技術(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,因此對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。目前,我國經(jīng)濟正處于高速發(fā)展階段,因此處于初級階段的機械自動化技術(shù),未來將具有十分廣闊的發(fā)展前景。
2.自動化技術(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。”這是說戰(zhàn)國時期 木匠的祖師爺魯班制作了一只木鳥,其運用風(fēng)力能飛上天,并 長達(dá)三天不降落。這是自動化技術(shù)應(yīng)用的最早記載。在后來三國時期著名的軍事家、思想家諸葛亮制造的木牛流馬,也說明了機械自動化的重要性。機械自動化真正起步、影響全球的時間是近代西方工業(yè)革命時期。當(dāng)時,英國著名的科學(xué)家詹姆斯?瓦特改進了蒸汽機,其運用的就是機械自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件。蒸汽機的改進是機械自動化控制應(yīng)用的一個里程碑,也將機械產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)向了一個全 新的高度和空間領(lǐng)域。此后,機械自動化不斷發(fā)展,真正做到了工業(yè)化生產(chǎn)加工,同時也減輕了勞動強度,提高了勞動效率,令整個世界的平均生產(chǎn)水平邁向了一個新的臺階。現(xiàn)在,各行各業(yè)都已離不開機械自動化系統(tǒng)。
機械自動化技術(shù)從上世紀(jì)二十年代在機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)市場的需求和變化,為增強機械制造業(yè)對市場快速反應(yīng)的能力,開始組建可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化。這種可變的自動生產(chǎn)系統(tǒng)進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,才能使機器設(shè)備以及生產(chǎn)管理的過程中實現(xiàn)自動檢測和信息的處理,并能進行合理的分析判斷,然后自動進行預(yù)定的操作其中的某一過程,同時,從制造某一零件能夠自動轉(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)過實踐分析發(fā)現(xiàn),在這一時期定義的自動化制造系統(tǒng)和現(xiàn)在大多數(shù)實際運用中的企業(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)部門使用的機械自動化水平較高外,其他的大多數(shù)國家機械自動化的水平還處在操作的階段,我國也處在其中,因此,需要對該技術(shù)進行不斷的研究探索,循序漸進,經(jīng)過不懈的努力和條件的創(chuàng)造來實現(xiàn)自動化最理想的高級階段。
3.我國機械自動化技術(shù)的未來
1)結(jié)合實際,發(fā)展實用型機械自動化技術(shù)
先進制造技術(shù)的目的在于應(yīng)用。機械自動化技術(shù)的未來發(fā)展要時刻以企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實際需求為導(dǎo)向,如果背離了這一原則,將會導(dǎo)致我國機械自動化技術(shù)發(fā)展偏離軌道,不能為社會創(chuàng)造經(jīng)濟效益。因此,只有結(jié)合實際,對機械自動化技術(shù)進行合理應(yīng)用,引入的機械自動化技術(shù)以實用為準(zhǔn),才能使機械自動化技術(shù)產(chǎn)生的效益最大化,從而提高國民經(jīng)濟效益。發(fā)展機械自動化技術(shù),應(yīng)以企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展實際需要、具體條件為導(dǎo)向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進行生產(chǎn),才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。據(jù)調(diào)查,我國引進的弧焊機器人,完全正常運轉(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)對機器人的開發(fā)。
2)發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術(shù)
動化技術(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化技術(shù)。這是因為,低成本的自動化技術(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)展低成本的機械自動化技術(shù),其潛力大、前景廣、投資少、見效快。提高自動化程度,可以取得事半功倍的經(jīng)濟效益,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)展機械制造業(yè)低成本自動化技術(shù)的經(jīng)驗。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備,在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)時,若以原有的設(shè)備為主,合理調(diào)整機床布局,添加少量的數(shù)控設(shè)備,引入CAD/CAM技術(shù),充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性,共同構(gòu)成一個以人為中心、以信息自動化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng),為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑同時低成本的自動化技術(shù)也能為以后更高階層的自動化技術(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)代機械自動化技術(shù)
機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機械的操作采用自動控制器后,生產(chǎn)方式才從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。當(dāng)前,中國機械制造業(yè)同世界先進水準(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)和綜合機械化的良好條件。因此,應(yīng)發(fā)展應(yīng)用電子計算機集成制造系統(tǒng)的高度自動化技術(shù),應(yīng)發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟效益良好的生產(chǎn)自動線,應(yīng)發(fā)展在自動線的基礎(chǔ)上按先進的工藝方案建立綜合自動化車間和全盤自動化工廠,應(yīng)發(fā)展采用數(shù)控機床或加工中心,建立柔性制造單元( FMC) ,以取得較好的經(jīng)濟效益。
4)配套發(fā)展機械自動化技術(shù),注重人才培養(yǎng)
發(fā)展應(yīng)用機械自動化技術(shù),基礎(chǔ)工作不容忽視,研究生產(chǎn)大量性能優(yōu)良、自動化水準(zhǔn)高的機電產(chǎn)品是發(fā)展應(yīng)用機械自動化技術(shù)的關(guān)鍵。自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下,對生產(chǎn)的物流和人的作用進行綜合的研究,涉及到機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)等各個方面。
篇10
Keywords: mechanical manufacturing technology, the characteristic, the development, the trend
中圖分類號: TD406文獻標(biāo)識碼:A文章編號:
引言:通常意義上講我們所涉及的機械制造技術(shù)是對產(chǎn)品的設(shè)計、加工、出售、使用、維修以及回收等整個過程進行研究的學(xué)科。當(dāng)今大量應(yīng)用先進機械制造技術(shù)的最終目的是迎合社會發(fā)展,提高產(chǎn)品質(zhì)量以及企業(yè)競爭力。技術(shù)的革新極大程度上提高了我們技術(shù)的進步,人民群眾對其要求也是越來越高,不僅要求外形美觀,質(zhì)量高檔,價格合理,使用方便,還要求有多樣的品種,快捷的更新,滿意的服務(wù)以及高程度的自動化。為了迎合社會的發(fā)展,滿足當(dāng)代人越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術(shù)。
1、機械制造技術(shù)現(xiàn)狀及特點
(1)機械制造的現(xiàn)狀:我們的機械制造技術(shù)近些年來得到了迅猛的發(fā)展,日益受到經(jīng)濟管理部門關(guān)注,取得了一系列的突破,尤其是在自主開發(fā)創(chuàng)新能力方面以及行業(yè)整體技術(shù)水平方面顯著提高。雖然我國也在不斷開發(fā),引進及采用現(xiàn)今的機械制造技術(shù),但與發(fā)達(dá)國家相比,仍然存在諸多問題,主要體現(xiàn)在設(shè)計,工藝,自動化以及管理等方面。隨著社會的進步與工業(yè)生產(chǎn)的高度發(fā)展,人們對于產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大的變化。特別是制造過程和制造工藝也有了新的內(nèi)涵。進入21世紀(jì)后,以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等為代表的信息技術(shù)、生物技術(shù)及新材料技術(shù),被廣泛應(yīng)用于機械制造的各個領(lǐng)域,使機械制造技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍,制造生產(chǎn)模式發(fā)生了重大改變,呈現(xiàn)出高技術(shù)化、高數(shù)字化、高極端化、高綠色化、高集成化的特點和發(fā)展前景。
(2)機械制造技術(shù)的特點:先進的機械制造技術(shù)具有與時俱進性,系統(tǒng)性,市場性及全球性等特點。先進的機械制造技術(shù)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,與時俱進,不斷更新;先進制造技術(shù)并不限于制造過程本身,它涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容,并將它們結(jié)合成一個有機的整體,是一個系統(tǒng)工程;20世紀(jì)80年代以后,機械制造業(yè)贏得市場競爭的主要矛盾,已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾,先進的機械制造技術(shù)把這三個矛盾有機結(jié)合起來,是市場競爭三要素的統(tǒng)一;隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場競爭而出現(xiàn)的。
2、機械制造技術(shù)發(fā)展趨勢
幾年來,我國現(xiàn)代機械制造業(yè)不斷采用先進制造技術(shù),機械制造有了顯著的發(fā)展,無論制造總量還是制造技術(shù)水平都有很大的提高。機械制造從產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)裝備和加工能力等方面都取得了很大的進步,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)科技新時代的到來,尤其是網(wǎng)絡(luò)新時代的到來,標(biāo)志著機械制造技術(shù)也必將朝著信息化方向發(fā)展。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)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加速技術(shù)信息的交流、加強產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學(xué)習(xí),推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。所謂機械制造技術(shù)信息化是指機械制造業(yè)以信息為主導(dǎo),借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值,而不同于以往以物質(zhì)和能量為主導(dǎo),借助于信息的力量生產(chǎn)出價值。不久的將來,信息產(chǎn)業(yè)和智力產(chǎn)業(yè)將成為社會的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
(2)自動化和智能化在我們國家的技術(shù)革新中占據(jù)了重要的地位。主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)、人機一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。智能化是柔性自動化的重要組成部分。隨著社會的發(fā)展,人類早已從繁重的體力勞動中解放出來,然而生活水平的提高促使人類不滿足于此,如今我們還要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來,以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動,智能化促進柔性化的發(fā)展,它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。智能制造將作為一種模式,是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不斷向縱深發(fā)展的高技術(shù)含量和高技術(shù)水平的先進制造系統(tǒng),也是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng),它突出了在制造諸環(huán)節(jié)中以一種高度柔性與集成的方式,借助計算機模擬的人類專家的智能活動,進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策,取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。
(3)技術(shù)和管理柔性化。實現(xiàn)機械制造的柔性化是為了更好的適應(yīng)多變的市場和產(chǎn)品需求,柔性化包括技術(shù)柔性化和管理柔性化。我們這里所談?wù)摰降乃^技術(shù)柔性化也就是我們在施工過程中所使用裝備和技術(shù)路線不受工藝及產(chǎn)品種類的約束,這樣的技術(shù)就會使我們的工藝得到更大的提升。我們需要在工作中重視管理的柔性,這就是要求我們需要了解管理柔性化的優(yōu)勢,在我們的實際管理中需要重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出如準(zhǔn)時生產(chǎn)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、并行工程等新的管理思想和技術(shù)。在整個的流程中我們的人為因素發(fā)揮了重要的作用,為了使我們整個制造生產(chǎn)系統(tǒng)無論在技術(shù)、管理或是人員、組織上都具備充分的柔性必須進行柔性化管理。柔性化管理必須重視人性化管理,尊重人性,從而增強員工的責(zé)任感和自主精神,充分調(diào)動員工積極性,在日益強調(diào)環(huán)保的今天,綠色制造技術(shù)的出現(xiàn)賦予柔性化更深的含義。
(4)機械制造的靈活化。靈活化也就是盡可能地縮短從設(shè)計生產(chǎn)到出售使用的時間,使機械制造廠的機制能靈活轉(zhuǎn)向。未來的市場是具有高度不確定性的,為了迎合多變的不可預(yù)期的市場,機械制造必須具有高度的靈活性。
結(jié)語:在技術(shù)飛速發(fā)展的今天,我們越來越能發(fā)現(xiàn)機械制造行業(yè)的重要性。我們國家近些年來逐漸將機械制造業(yè)發(fā)展成為我國工業(yè)中的核心,其在國民經(jīng)濟的發(fā)展中有著不可替代的作用,對于提高我國的綜合技術(shù)實力有著十分關(guān)鍵的作用。這就是要求我們從業(yè)人員不斷加強機械制造技術(shù)水平,掌握好相關(guān)的發(fā)展方向,也就能在最終實現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)效益的目標(biāo),保證我國在激烈的市場競爭中處于不敗之地。
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篇11
一、當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題
當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面:
(1)制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力,必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果,探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運行機制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義,而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng),以滿足制造系統(tǒng)新的要求。
(2)為支持快速敏捷制造,幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機器人學(xué)等方面,在三維現(xiàn)實空間(3-RealSpace)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題,特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題;在測量和機器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面,存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題;在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規(guī)劃、裝配運動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題,其理論有待進一步突破,當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。
(3)在現(xiàn)代制造過程中,信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面,都還有待進一步突破。
(4)各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進化算法的計算智能工具,在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來越普遍的關(guān)注,有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在:智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。
這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題,也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。
二、現(xiàn)代機械工程的前沿科學(xué)
不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集,經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望,從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。
超聲電機、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域,國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作,但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機床、微型機電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究,但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。
信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此,與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機械和納米制造科學(xué)、仿生機械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。
2.1制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)
機電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì),另一方面對制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深,研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá),以進一步達(dá)到實現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。
與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息,這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容:
(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用,大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。
(2)非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。
這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物,構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。
2.2微機械及其制造技術(shù)研究
微型電子機械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化,成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度,大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開動的小汽車;可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點,因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
微機械是機械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機械的設(shè)想,1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機,顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣,在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來,微機械的發(fā)展令人矚目。其特點如下:相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功,體現(xiàn)了其現(xiàn)實的和潛在的應(yīng)用價值;多種微型制造技術(shù)的發(fā)展,特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù);微型機電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍,微型機電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域,涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。
目前對微觀條件下的機械系統(tǒng)的運動規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識,還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗和試探的方法進行研究。微型機械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜,是亟待深入研究的領(lǐng)域。
2.3材料制備/零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)
材料是人類進步的里程碑,是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會推進物質(zhì)文明,促進國家經(jīng)濟實力和軍事實力的增強。21世紀(jì)中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟向知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計實現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實仿真優(yōu)化是實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面,通過計算機完成擬實仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,研究材料和零件的設(shè)計形式。進而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機械加工的許多限制,加工過程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。
2.4機械仿生制造
21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),機械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。
地球上的生物在漫長的進化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進化等功能結(jié)構(gòu)和運行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力,智能化延伸了人類的智力,那么,"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進化過程。
仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機制的驅(qū)動下,在組織結(jié)構(gòu)和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)條件。
仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交",它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面:
2.4.1面向生命的仿生制造
研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型,例如人工生命、細(xì)胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運行模式以及生物的進化和趨優(yōu)機制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機制與方法,例如:基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理,基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進化機制的尋優(yōu)策略;研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ),例如:仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系,仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。
機械仿生與仿生制造是機械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合,其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作,具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點,如果抓住機遇研究下去,將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué),以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。
三、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
20世紀(jì)90年代以來,世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進行優(yōu)先發(fā)展,如美國的先進制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個性化與多樣化,未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。
當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面:
(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合,現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。
(2)設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。
(3)成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實現(xiàn)低能耗。
(4)新型特種加工方法的形成。
(5)開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。
(6)加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。
篇12
機械自動化, 主要指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù), 實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn), 實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程, 加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展, 是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準(zhǔn), 不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展, 而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進步有很大的直接影響。因此, 發(fā)展我國的機械制造業(yè)自動化技術(shù), 符合我國社會主義的基本原則, 符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。
1、機械自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
實現(xiàn)機械自動化的理論基礎(chǔ)是控制理論。根據(jù)被控對象的特性與其所處環(huán)境的變化,能動地通過信息反饋作用施加控制作用給被控對象,從而使系統(tǒng)按預(yù)設(shè)功能運行。控制理論為解決當(dāng)今許多具有挑戰(zhàn)性的社會生產(chǎn)與科技研究問題發(fā)揮了重要作用,是實現(xiàn)自動化控制的理論基礎(chǔ),其發(fā)展及應(yīng)用將徹底改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的生產(chǎn)、生存、生活和管理模式。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面。
1.1 信息自動化
包括計算機輔助設(shè)計、工藝輔助設(shè)計、輔助制造以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等。計算機輔助設(shè)計是指通過計算機的圖形設(shè)計軟件及設(shè)備,輔助工程師進行機械部件及構(gòu)造的設(shè)計工作;工藝輔助設(shè)計是建立計算機輔助設(shè)計和輔助制造兩者之間的連接,對生產(chǎn)工藝效率進行提高和優(yōu)化,使其標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷增加;輔助制造是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程或工藝系統(tǒng)中通過采用計算機的數(shù)值控制技術(shù)(通常稱數(shù)控技術(shù))達(dá)到控制生產(chǎn)的目的;產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理是對計算機設(shè)計、生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)化管理。
1.2 物資供輸自動化
物資供輸自動化管理可將機械制造系統(tǒng)中所需的各種原材料或成品輸送到預(yù)定的相應(yīng)位置,是自動化機械制造過程中不可缺少的細(xì)分系統(tǒng)。通常情況下,自動化物資供輸管理系統(tǒng)主要包括單機自動裝置、自動輸送設(shè)備、自動化軟件系統(tǒng)組件等。
1.3 生產(chǎn)自動化
自動化的機械制造加工系統(tǒng),可以自動持續(xù)進行重復(fù)工序的循環(huán),同時還可以自動裝卸機械組件。在機械制造中采用自動化生產(chǎn)加工系統(tǒng),可以全面代替人員體力勞動,減少機械生產(chǎn)加工過程中由于人為操作失誤等因素而存在的幾率,大幅提升產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)。
1.4 設(shè)備裝配自動化
設(shè)備裝配自動化是將特定規(guī)格、形狀的機械零配件按照設(shè)計預(yù)定的技術(shù)要求,通過搬運、組裝、調(diào)試、試驗、驗收等步驟,自動組裝為一套能夠進行生產(chǎn)制造的工藝流水線。設(shè)備裝配是機械制造生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié),自動化設(shè)備裝配系統(tǒng)取代了以往依靠人工循環(huán)復(fù)雜操作進行的裝配工作,能夠有效提高機械生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量,是現(xiàn)代化機械制造中的一項重要技術(shù)應(yīng)用。
1.5 檢測自動化
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高,各種新型材料和部件、以及有特殊功能要求的新型復(fù)雜加工設(shè)備不斷被應(yīng)用到機械制造業(yè)中,使產(chǎn)品的檢測技術(shù)和工作難度也不斷增大,傳統(tǒng)依靠人工直接檢測的方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化高精度工藝水平的產(chǎn)品檢測要求,所以,自動化檢測技術(shù)必然被引入到機械制造中,現(xiàn)在應(yīng)用相對較多的技術(shù)主要包括基于時序、電流信號、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對刀具、組件磨損狀態(tài)的識別檢測,以及多判斷系統(tǒng)的智能設(shè)備診斷技術(shù)等。
2、機械自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
2.1注重實用,結(jié)合實際生產(chǎn)的機械自動化技術(shù)
先進機械制造自動化技術(shù)在于應(yīng)用。發(fā)展機械自動化技術(shù)是以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需求為目標(biāo)。我國發(fā)展機械自動化技術(shù),應(yīng)結(jié)合實際生產(chǎn),注重實用,為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供效益。自動化是一個動態(tài)概念,現(xiàn)今它的主要研究表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和人機一體化制造系統(tǒng)、系統(tǒng)技術(shù)、制造過程的計劃、制造單元技術(shù)、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。20世紀(jì)70-80年代初,我國在發(fā)展數(shù)控方面缺乏戰(zhàn)略思想,怎樣解決在制造技術(shù)問題相關(guān)人員不太清楚,對于就技術(shù)論技術(shù)色彩,忽視效益偏重速度,給不少企業(yè)在數(shù)控機床只出樣品,不能給企業(yè)提供商品,只能用于生產(chǎn)實際。到20世紀(jì)80年代,隨著自動化技術(shù)的發(fā)展,像一些發(fā)達(dá)國家通過科技、經(jīng)濟、金融手段來競爭市場,傾銷產(chǎn)品輸出資本,使整個市場競爭變得越激烈,為了適應(yīng)機械制造業(yè)市場競爭,一個國家的先進制造技術(shù)要想在市場上立足,那它必須有先進的水平,這樣才能支持該國在制造技術(shù)市場上進行競爭。
2.2把握好基礎(chǔ),注重配套的自動化技術(shù)
先進的自動化技術(shù)在控制理論的指導(dǎo)下應(yīng)用機械制造技術(shù),對人的作用和生產(chǎn)的物流進行研究,在進行研究時,它主要涉及微電子技術(shù)、自動控制理論、計算機技術(shù)和機械技術(shù),自動化技術(shù)的關(guān)鍵是計算機輔助設(shè)計,使它能智能化可以處理更多的復(fù)雜問題。在發(fā)展自動化技術(shù)時,要抓好自動化技術(shù)應(yīng)用的工作,以及相關(guān)人員要從實際應(yīng)用工作出發(fā)進行推廣,不僅要有發(fā)展動機,還要有配套發(fā)展機械自動化控制系統(tǒng)和元件。發(fā)展自動化技術(shù),相關(guān)人員必須要關(guān)注計算機技術(shù)、零件檢測、機床裝料和電子學(xué)自動化,采用對應(yīng)的程序數(shù)控機床,研制高效可靠的計算機應(yīng)用于生產(chǎn)信息系統(tǒng)、自動化生產(chǎn)線和自動化控制系統(tǒng)等方面。機械自動化的技術(shù)基礎(chǔ)主要包括傳感器、可編程控制器、新型刀具、微處理機、電子計算機、系統(tǒng)軟件和控制系統(tǒng)。發(fā)展自動化技術(shù)的關(guān)鍵是生產(chǎn)水準(zhǔn)較高及優(yōu)良的機電產(chǎn)品。應(yīng)用機械自動化新技術(shù),將會不斷引入其他學(xué)科的新理論、新技術(shù)、新概念,更新機械制造業(yè)中原有的制造技術(shù)、觀念和產(chǎn)品,這需要有大量有素質(zhì)的工人、管理人員和工程技術(shù)人員。機械自動化生產(chǎn)時, 機械制造系統(tǒng)的自動檢測、伺服系統(tǒng)、自動控制的操作等,都會應(yīng)用自動控制理論和微電子技術(shù),自動化生產(chǎn)時, 信息的處理與交換、運算、判斷、決策和存取等,都會應(yīng)用信息處理技術(shù)與計算機。隨著機械制造業(yè)在世界市場的發(fā)展,機械技術(shù)由機械化向自動化發(fā)展,可以判斷,機械制造業(yè)與我國的自動化技術(shù)緊密相連,為以后更好地發(fā)展主要依靠科學(xué)依賴知識。
2.3發(fā)展投資少、見效快成本低自動化技術(shù)
發(fā)展成本低自動化技術(shù),前景廣、見效快、投資省、潛力大,有利于提高自動化度,可以收到事半功倍的效果,是我國現(xiàn)代化發(fā)展的需求,從發(fā)達(dá)國家工業(yè)的發(fā)展歷史看,機械制造自動化技術(shù)的實現(xiàn)是由不好到更好、由低到高的過程。我國也可以引進國外的機械自動化技術(shù),使自動化技術(shù)在世界領(lǐng)域上更好地發(fā)展。我國機械制造業(yè)的企業(yè)采用大量的設(shè)備,在發(fā)展先進的機械制造自動化技術(shù)時要以原有的設(shè)備為基礎(chǔ),合理調(diào)整企業(yè)的數(shù)控機床分布盡量增添些數(shù)控設(shè)備,引用計算機技術(shù),它的到來為網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)管理環(huán)境創(chuàng)造了發(fā)展空間,特別促進了高科技機械自動化生產(chǎn)技術(shù)與先進網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)的高度融合,形成了人機交互式控制生產(chǎn)管理的全新方式。充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢,共同構(gòu)成一個“以人”為心;“以信息自動化”為先導(dǎo);為機械制造業(yè)建立一個自動化的單元系統(tǒng),為我國機械制造自動化技術(shù)發(fā)展提供投資少;見效快;效益高的應(yīng)用,為我國機械自動化技術(shù)在以后的發(fā)展提供有效的途徑。
2.4根據(jù)我國的國情,進一步發(fā)展先進的自動化技術(shù)
目前,我國的自動化技術(shù)還處于初級階段,生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)、財力、經(jīng)濟與國內(nèi)外的國家的發(fā)展存在一定的差距,在我國這種國情下,機械自動化技術(shù)應(yīng)用計算機集成制造系統(tǒng)的全盤自動化、高度自動化,并沒有具備基礎(chǔ)技術(shù)、投資能力和經(jīng)驗。所以,是不是發(fā)展全盤自動化、高度自動化CIMS技術(shù), 相關(guān)人員一定要謹(jǐn)慎處理。我國機械制造企業(yè)使用水準(zhǔn)比較低、機床裝備極少的自動化技術(shù),不但在數(shù)量上與發(fā)達(dá)國家有一定的差距,且與發(fā)達(dá)國家自動化技術(shù)在品種上、質(zhì)量上、使用上的水準(zhǔn)有差距。在這種國情下,我國制造企業(yè)在生產(chǎn)鍛造、沖壓、焊接、裝配、鑄造、熱處理時,要合理采用自動單機和自動線的技術(shù),使企業(yè)在經(jīng)濟取得一定的效益,生產(chǎn)較多的品種要采用快速調(diào)整的設(shè)備,以便于更換主軸箱機床自動線,從而實現(xiàn)成組自動化,生產(chǎn)小批件時,先讓技術(shù)人員進行推廣, 合理地采用數(shù)控進行加工,可以使機械自動化技術(shù)在世界領(lǐng)域取得更好的經(jīng)濟效果。
3、結(jié)束語
總而言之,我國機械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動化技術(shù), 不但要起點高, 瞄準(zhǔn)世界先進水準(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、見效快的自動化技術(shù), 堅持提高與普及相結(jié)合的方針, 我國的機械自動化技術(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械制造業(yè)的主要發(fā)展模式, 也不是機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用當(dāng)務(wù)之急的事。這就是中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。
參考文獻
[1]李濤.試論我國機械自動化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J].才智,2008(20).
篇13
制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟和綜合國力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的功能一般占60%左右。專家認(rèn)為,世界上各個國家經(jīng)濟的競爭,主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而各國政府都非常重視對先進制造技術(shù)的探究。
1當(dāng)前制造科學(xué)要解決的新問題
當(dāng)前制造科學(xué)要解決的新問題主要集中在以下幾方面摘要:
(1)制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),為滿足制造系統(tǒng)靈敏性、快速響應(yīng)和快速重組的能力,必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的探究成果,探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運行機制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的靈敏性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義,而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng),以滿足制造系統(tǒng)新的要求。
(2)為支持快速靈敏制造,幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵新問題。例如在計算機輔助設(shè)計和制造(CAD/CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機器人學(xué)等方面,在三維現(xiàn)實空間(3-RealSpace)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等新問題,非凡是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理新問題;在測量和機器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面,存在C-空間
(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理新問題;在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規(guī)劃、裝配運動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化探究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的探究課題,其理論有待進一步突破,當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的探究。
(3)在現(xiàn)代制造過程中,信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成和融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面,都還有待進一步突破。
(4)各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進化算法的計算智能工具,在包括調(diào)度新問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來越普遍的關(guān)注,有望在制造中完成組合優(yōu)化新問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破新問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在摘要:智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。
這些新問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論新問題,也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性新問題。這些新問題的重點突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)探究體系。
2現(xiàn)代機械工程的前沿科學(xué)
不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集,經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望,從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)新問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)新問題。
超聲電機、超高速切削、綠色設(shè)計和制造等領(lǐng)域,國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的探究工作,但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機械科學(xué)新問題還不明朗。大型復(fù)雜機械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機床、微型機電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少探究,但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)新問題有待解決。
信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此,和以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機械和納米制造科學(xué)、仿生氣械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。
2.1制造科學(xué)和信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)
機電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì),另一方面對制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)熟悉的加深,探究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá),以進一步達(dá)到實現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。
和制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息,這一領(lǐng)域有如下主要探究方向和內(nèi)容摘要:
(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用,大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。
(2)非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)新問題。
這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物,構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。
2.2微機械及其制造技術(shù)探究
微型電子機械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化,成數(shù)量級的提高器件和系統(tǒng)的功能密度、信息密度和互聯(lián)密度,大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開動的小汽車;可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點,因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
微機械是機械技術(shù)和電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機械的設(shè)想,1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機,顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并和集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣,在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來,微機械的發(fā)展令人矚目。其特征如下摘要:相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)探究成功,體現(xiàn)了其現(xiàn)實的和潛在的應(yīng)用價值;多種微型制造技術(shù)的發(fā)展,非凡是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù);微型機電系統(tǒng)的探究需要多學(xué)科交叉的探究隊伍,微型機電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿探究領(lǐng)域,涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。
目前對微觀條件下的機械系統(tǒng)的運動規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷功能下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的熟悉,還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論和方法,因此只能憑經(jīng)驗和試探的方法進行探究。微型機械系統(tǒng)探究中存在的關(guān)鍵科學(xué)新問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的探究正處于突破的前夜,是亟待深入探究的領(lǐng)域。
2.3材料制備/零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)
材料是人類進步的里程碑,是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會推進物質(zhì)文明,促進國家經(jīng)濟實力和軍事實力的增強。21世紀(jì)中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟向知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計實現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計和擬實仿真優(yōu)化是實現(xiàn)材料和零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面,通過計算機完成擬實仿真優(yōu)化后可以減少材料制備和零件制造過程中的實驗性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實現(xiàn)材料和零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,探究材料和零件的設(shè)計形式。進而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,探究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料和零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機械加工的許多限制,加工過程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜外形又具有一定功能的三維實體模型或零件。
2.4機械仿生制造
21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),機械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。
地球上的生物在漫長的進化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織和運行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模擬生物器官的自組織、自愈合、自增長和自進化等功能結(jié)構(gòu)和運行模式的一種制造系統(tǒng)和制造過程。假如說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力,智能化延伸了人類的智力,那么,"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進化過程。
仿生制造所涉及的科學(xué)新問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用新問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機制的驅(qū)動下,在組織結(jié)構(gòu)和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)條件。
仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交",它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
仿生制造的探究內(nèi)容目前有兩個方面摘要:
2.4.1面向生命的仿生制造
探究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型,例如人工生命、細(xì)胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運行模式以及生物的進化和趨優(yōu)機制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
探究仿生制造系統(tǒng)的自組織機制和方法,例如摘要:基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理,基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進化機制的尋優(yōu)策略;探究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ),例如摘要:仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系,仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。
機械仿生和仿生制造是機械科學(xué)和生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合,其探究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生氣械和生物成形制造等。目前所做的探究工作大多屬前沿探索性的工作,具有鮮明的基礎(chǔ)探究的特征,假如抓住機遇探究下去,將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的探究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué),以及和生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。3現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨向
20世紀(jì)90年代以來,世界各國都把制造技術(shù)的探究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進行優(yōu)先發(fā)展,如美國的先進制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個性化和多樣化,未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨向是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。
當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨向大致有以下九個方面摘要:
(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)和工藝技術(shù)緊密結(jié)合,現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。
(2)設(shè)計技術(shù)和手段更現(xiàn)代化。
(3)成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實現(xiàn)低能耗。
(4)新型特種加工方法的形成。
(5)開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。
(6)加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。