關(guān)于先進制造技術(shù)論文(2)
關(guān)于先進制造技術(shù)論文
副標題#關(guān)于先進制造技術(shù)論文篇二
談先進制造技術(shù)與先進制造模式
【摘 要】文章闡述了機械制造 發(fā)展 的精密化、自動化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化趨勢，介紹了先進制造模式，并提出了我國 目前 存在的差距及發(fā)展策略。
【關(guān)鍵詞】制造技術(shù);生產(chǎn)模式;柔性;信息;對策
隨著 科學 技術(shù)的飛速發(fā)展和市場競爭日益激烈，越來越多的制造 企業(yè) 開始將大量的人力、財力和物力投入到先進的制造技術(shù)和先進的制造模式的 研究 和實施策略之中。改革開放以來，我國制造科學技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展，確立了 社會 主義市場 經(jīng)濟 體制，但與先進的國家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰(zhàn)，必須認清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，縮短與先進國家的差距，使我國的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平，以增強市場競爭力，因此，對制造技術(shù)及制造模式的研究和實施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務，以實現(xiàn)我國機械制造業(yè)跨入世界先進行列。
一、機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢
先進的制造業(yè)是將物料、能源、設(shè)備、資金、技術(shù)、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術(shù)、先進的管理技術(shù)和先進的制造過程轉(zhuǎn)變成人類需求產(chǎn)品的行業(yè)。行業(yè)追求的目標是：高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品，因此， 21世紀的機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面：
(一)精密化
精密加工、特種加工、超精密加工技術(shù)、微型機械是 現(xiàn)代 化機械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復合加工(如機械化學研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米(l nm=10-3μm)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機械學、納米 電子 學和納米材料技術(shù)得到了 應用 。因此，它促進了機械科學、光學科學、測量科學和電子科學的發(fā)展。
(二)自動化
自動化技術(shù)自20世紀初出現(xiàn)以后，經(jīng)歷了由剛性自動化向柔性自動化的發(fā)展過程，自動化技術(shù)的成功應用，不但提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產(chǎn)自動化，可通過機床自動化改裝、應用自動機床、專用組合機床、自動生產(chǎn)線來完成。小批量生產(chǎn)自動化可通過NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來完成。在未來的自動化技術(shù)實施過程中，將更加重視人在自動化系統(tǒng)中的作用。
(三)信息化
信息、物質(zhì)和能量是制造系統(tǒng)的三要素。產(chǎn)品制造過程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過程的實質(zhì)是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程，最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)，因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè)，包括在制造之中。為此一些企業(yè)開始利用 網(wǎng)絡 技術(shù)、 計算 機聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡化，以適應高柔性生產(chǎn)的需要。
(四)柔性化
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性，是指一個制造系統(tǒng)適應各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務，完成數(shù)量和時間要求的適應能力。設(shè)備柔性是指機床能在短期內(nèi)適應新零件的加工能力。
(五)集成化
集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統(tǒng)集成一個能協(xié)調(diào)工作的和功能更強的新系統(tǒng)。集成不是簡單的連接，是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計， 分析 原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進行優(yōu)化重組而實現(xiàn)的。集成化的目的是實現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成，功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)集成，同時還要強調(diào)人的集成，由于系統(tǒng)中不可能沒有人，系統(tǒng)運行的效果與企業(yè)經(jīng)營思想、運行機制、管理模式都與人有關(guān)，因此在技術(shù)上集成的同時，還應強調(diào)管理與人的集成。
(六)智能化
智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。智能制造技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié)，在整個制造過程中貫徹智力活動，使系統(tǒng)柔性的方式集成起來，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動，在制造過程中系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運行狀態(tài)，在受到外界干擾或內(nèi)部激勵能自動調(diào)整其參數(shù)，以達到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。
二、先進的制造模式
機械制造業(yè)發(fā)展趨勢表明，只有采用先進的制造技術(shù)并能實施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢。制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運作模式。
(一)精良生產(chǎn)(LP)與獨立制造島(AMI)
20世紀90年代美國麻省理工學院(MIT)提出精良生產(chǎn)(LP)概念。它的特征是：(1)重視客戶需求，以最快的速度和適宜的價格提供質(zhì)量優(yōu)良的適銷新產(chǎn)品去占領(lǐng)市場，并向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務。(2)重視人的作用，強調(diào)一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個工段有一定的獨立自主權(quán)，運行企業(yè)文化。(3)精簡一切生產(chǎn)中不創(chuàng)造價值的工作，減少管理層次，精簡組織結(jié)構(gòu)，簡化產(chǎn)品開發(fā)過程和生產(chǎn)過程，減少非生產(chǎn)費用，強調(diào)一體化質(zhì)量保證。(4)精益求精、持續(xù)不斷的改進生產(chǎn)、降低成本、零廢品、零庫存和產(chǎn)品品種多樣化。
獨立制造島是張曙教授根據(jù)在引進先進技術(shù)的同時，必須改革生產(chǎn)組織的角度提出新的生產(chǎn)模式。獨立制造島的技術(shù)構(gòu)思是：以GT為基礎(chǔ)，以NC機床為核心，強調(diào)信息流的自動化和以人為中心的生產(chǎn)模式，它的特征是：組織、人員和技術(shù)三者的有機集成，面向車間、權(quán)力下放、綜合治理，并以獲取經(jīng)濟效益為主要目標。AMI是發(fā)展 中國 家走向工廠自動化的重要途徑，它的推廣對中國機械制造業(yè)轉(zhuǎn)向市場機制，參與國際競爭意義重大。
(二)敏捷制造與虛擬制造
美國通用汽車公司與里海大學于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可預測的持續(xù)變化的競爭 環(huán)境中取得繁榮成長，并具有能對客戶需求的產(chǎn)品和服務驅(qū)動市場做出迅速響應的生產(chǎn)模式。AM的特征是：(1)制造資源的集成性， 企業(yè) 間聯(lián)作集成。充分發(fā)揮各企業(yè)的長處，針對限定市場的目標要求共同合作完成任務。(2)具有需求響應的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業(yè)對市場要求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)和能實現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造。(3)充分發(fā)揮人的作用，不斷提高企業(yè)職工素質(zhì)和 教育 水平，優(yōu)化人機功能分配。
虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM 聯(lián)系密切。VM的特征是：當市場新的機遇出現(xiàn)時， 組織幾個有關(guān)公司聯(lián)作，把不同的公司，不同地點的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào) 工作。在運行之前必須 分析 組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運行，以及投產(chǎn)后的效益和風險進行評估，這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下通過虛擬制造系統(tǒng)運行，包括物理基礎(chǔ)、 法律 保障、 社會 環(huán)境和信息技術(shù)。因此 研究 開發(fā)虛擬制造技術(shù)(VMT)和虛擬制造系統(tǒng)(VMS)意義重大，美國稱AM為21世紀制造業(yè) 發(fā)展 戰(zhàn)略。
(三)集成制造與智能制造
美國哈林頓博士在“ 計算 機和集成制造”一書中提出 計算機和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心 內(nèi)容 是：制造企業(yè)從市場預測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營 管理直至售后服務是一個不可分割的整體，需要統(tǒng)籌考慮。整個制造過程的實質(zhì)是信息采集、傳遞和加工過程，最終生產(chǎn)的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。集成是CIM的核心，這種集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成，計算機是集成的工具，計算機和輔助各單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息交換是橋梁，信息共享是關(guān)鍵。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運行方式的合理化和最優(yōu)化，以提高企業(yè)對市場變化的動態(tài)響應速度，并追求最高整體效益和長期效益。
智能制造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是：在制造 工業(yè) 的各個環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成的方式，通過計算機和模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展。
三、存在差距和實施策略
改革開放以來，通過技術(shù)改造和引進國外先進制造技術(shù)，使我國的制造工業(yè)有了長足的進步，但和先進國家相比還存在很大差距，表現(xiàn)在：技改投入相對不足，原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開發(fā)能力薄弱，制造業(yè)產(chǎn)品落后，技術(shù)水平低，信息含量少，更新?lián)Q代慢，以及市場營銷、經(jīng)營管理、人才素質(zhì)相對落后，缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢，發(fā)展先進制造技術(shù)、實施先進的制造模式已經(jīng)到了刻不容緩的地步。為了使我國的制造業(yè)站在世界先進行列，必須采取相適應的措施和策略。
(一)人才是關(guān)鍵。發(fā)展和推廣先進的制造技術(shù)、實施先進的制造模式人才是關(guān)鍵。我國是社會主義市場 經(jīng)濟 體制，研究先進制造技術(shù)和先進的生產(chǎn)模式其根本目的是制造出有競爭力的產(chǎn)品去占領(lǐng)國內(nèi)市場和國際市場， 科技 人員必須強化市場意識，因此人才的培養(yǎng)要注意市場導向。要有產(chǎn)業(yè)觀念、企業(yè)觀念、信息觀念、競爭觀念和效益觀念?？萍既藛T要懂得市場營銷、經(jīng)營管理和經(jīng)濟法。要拓寬學科領(lǐng)域，更新教育內(nèi)容與 方法 ，培養(yǎng)一支了解和掌握 機械工程 科學 的前沿技術(shù)人才，加速先進制造技術(shù)的推廣和實施，為市場經(jīng)濟服務。
(二)加強政策與法規(guī)建設(shè)， 建立強有力的宏觀調(diào)控機制。在市場經(jīng)濟環(huán)境下，國家仍應制訂科學的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進步的總體規(guī)劃，以及相應的法規(guī)政策。避免重復建設(shè)、重復生產(chǎn)和重復引進的事情發(fā)生，要盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。
(三)發(fā)展適應我國國情的生產(chǎn)模式。對于一些先進的制造技術(shù)和先進的制造模式，要根據(jù)我國現(xiàn)實存在的技術(shù)水平和能力向前發(fā)展，避免盲目的追求 目前 實施有一定困難的理想的先進科學制造技術(shù)。目前要積極發(fā)展適應我國國情的制造模式。
(四)建立與發(fā)展我國自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動化單元技術(shù)，結(jié)合實際情況實現(xiàn)與現(xiàn)有成熟技術(shù)的有效結(jié)合。同時要有組織有 計劃的引進先進制造技術(shù)進行消化和吸收。對于引進的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(chǎn)(LP)、智能制造( IM)等先進制造模式要根據(jù)它們的技術(shù)構(gòu)思和特征開發(fā)創(chuàng)新成適合我國國情的生產(chǎn)模式，(如獨立制造島)以使企業(yè)適應市場經(jīng)濟的需要。
(五)提高制造業(yè) 現(xiàn)代 化管理水平?，F(xiàn)代管理核心是信息管理、物質(zhì)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程管理和市場信息管理、加強企業(yè)人才的培養(yǎng)同時與國際接軌，開展ISO9000系列管理體系認證，加快現(xiàn)代企業(yè)制度改革，為先進制造技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
【 參考 文獻 】
[1]張世昌.先進制造技術(shù)[M].天津：天津大學出版社，2004.
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