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先进制造技术在我国发展状况的分析

摘要:本文详细介绍了先进制造技术的含义、特点及基本组成,分析了先进制造技术目前在我国的发展状况,并阐述了我国先进制造技术的发展趋势。

关键词:先进制造技术  发展状况   发展趋势

先进制造技术在我国发展状况(英文摘要)

This paper describes the meaning of advanced manufacturing technology, characteristics and basic composition, analysis of advanced manufacturing technology, the current state of development in China, and expounded China's advanced manufacturing technology trends.

Advanced Manufacturing Technology  Development Situation   Development Trend

中国经济经过三十年改革开放的快速增长,取得了令世人瞩目的骄人业绩,其综合国力和经济总量位居世界前列。自二十世纪八十年代以来,我国制造业取得了长足的发展。目前,中国正成为“世界工厂”,承接全世界制造业的转移。据相关资料表明,世界上国家之间的经济竞争,先进制造技术是重要的竞争手段之一。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而我国非常重视对先进制造技术的研究。制造业是我国国民经济和综合国力的重要支柱产业,其生产总值占国民生产总值(GDP)的40%左右。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的发展状况和发展趋势。
一、先进制造技术的含义和特点

1、先进制造技术的含义
  先进制造技术(AMT)是以人为主体,以计算机技术为支柱,以提高综合效益为目的,是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果,并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造,并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。

2、先进制造技术的特点
   (1)强调人的主体作用,将人、技术、管理三者进行有机结合。
   (2)是利用系统工程技术将各种相关技术集成的一个有机整体。
   (3)强调环境保护,要求产品是“绿色商品”,即产品在生产过程中,资源消耗最少,环境污染最小,对人体无危害。
   (4)强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理等方面的应用。
   (5)不断运用科技新手段和新成果来研究、改造和充实传统制造技术。并应用到产品的市场调研、设计、制造、生产管理、市场营销及售后服务的所有领域及其全部过程,以实现优质、高效,低耗、清洁、灵活的生产,提高综合效益。

二、先进制造技术的组成

先进制造技术包含制造工程设计技术、物料处理方法和设备技术、现代制造系统管理技术和提供理论基础的支撑技术。主要有三方面构成:

1、计算机辅助产品开发与设计。例如:计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、并行工程(CE)等;
  
 2、计算机辅助制造与各种计算机集成制造系统。例如:计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助检测(CAI)、计算机集成制造系统(CIMS)、数控技术(NC/CNC)、直接数控技术(DNC)、柔性制造系统(FMS)、成组技术(GT)、准时化生产(JIT)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)、绿色制造(GM)等;
   
3、利用计算机进行生产任务和各种制造资源合理组织与调配的各种管理技术。例如:管理信息系统(MIS)、物料需求计划(MRP )、制造资源计划(MRPII)、企业资源计划(ERP)、工业工程(IE)、办公自动化(OA)、条形码技术(BCT)、产品数据管理(PDM)、产品全生命周期管理(PLM)、全面质量管理(TQM)、电子商务(EC)、客户关系管理(CRM)、(SCM)供应链管理等。

三、先进制造技术在我国的发展状况

装备制造业经过几十年的努力已经具有相当的规模,积累了大量的技术和经验。但是随着经济全球化的发展,由于中国的巨大市场和丰富的劳动力资源,国外的技术、资金、产品大量涌入中国,中国企业面临前所未有的国内外激烈的竞争局面。竞争要求企业产品更新换代快、产品质量高、价格低、交货及时、服务好。近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但和工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

1、管理体制方面。工业发达国家国有企业所占比重较小,绝大部分企业是规范的股份公司。我国国有企业所占比重较大,装备制造业存在着带根本性的问题,制造业的人均劳动生产率远远落后于发达国家,产业主体技术依靠国外,国有企业深化改革远未到位,企业集中度低,大型骨干企业少,围绕大型骨干企业的中小企业群体也未形成。
  2、企业经营管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、灵敏制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数中小型企业仍处于经验管理阶段。
  
3、产品开发设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。在应用技术及技术集成方面的能力还比较低,相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后。
  4、加工制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、学习阶段。例如:在高速超高速加工的各关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面总体水平同国外尚有较大差距;在超精密加工的效率、精度可靠性,特别是规格(大尺寸)和技术配套方面与国外比,还有相当大的差距。
  5、加工机床和自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。相比美国、德国和日本等机床发达国家,我国数控机床产品在设计水平、质量、精度、性能方面差距较大。从整体上来说,我国数控机床与国外先进相差510;在高精尖技术方面的差距则达到了10~15年。在高级数控系统、高速精密主轴单元、高速滚动部件和数控动力刀架等核心零部件方面,我国仍无法国产化,主要依赖于进口。

四、先进制造技术下一步的发展趋势

进入二十一世纪,随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来制造技术发展的总趋势将向精密化、信息化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
 
 1、精密化。精密化一方面指对产品、零件的精度要求越来越高;另一方面指对产品、零件的加工精度要求越来越高。加工精度及其发展可分为精密加工、细微加工、纳米加工等等。二十世纪初,超精密加工的误差是10μm,至今达到0.00lμm,即lnm。显然,没有先进制造技术,是无法实现的。

2、信息化。信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。同时向制造技术注入和融合,促进着制造技术的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展,无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高,使传统制造技术发生质的变化。
 
3、网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓和产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
 
4、虚拟化。制造过程中的虚拟技术是面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供给链及物流设计的建模和计算机仿真。通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
 
5、智能化。智能化是一个动态概念,主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现代化生产模式的制造环境等方面。智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境,也是智能制造模式的载体。
 
6、绿色集成化。绿色制造则通过绿色生产过程 、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,使产品在生命周期符合环保、人类健康的要求,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

7、全球化。一方面,由于国际和国内市场上的激烈竞争,国内外已有不少装备制造企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

五、结束语

总之,先进制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施, 进一步推进国企改革,推动建立强大的企业集团。推进技术创新,推动大型企业尽快建立技术开发中心,广泛吸引人才,在重大技术创新项目中实行产学研结合。才能尽快缩小和发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考资料:

[1] 高晓平 主编.先进制造管理技术及其应用. 机械工业出版社,2005

[2] 张迪妮 主编. 先进制造技术. 北京大学出版社,2006

[3] 张平亮. 先进制造技术. 高等教育出版社,2009

[4] 马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋向[J.森林工程,2002(3)

[5] 武永利.机械制造技术新发展及其在我国的探究和应用[J.机械制造和自动化,2003 (1)


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