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      機械制造業的發展趨勢

      日期:2016-09-21
      本文介紹了21世紀的先進制造模式,闡述了機械制造發展的精密化、自動化、信患化、柔性化、集成化和智能化趨勢,在分析了我國機械制造發展存在的差距的基礎上,提出了我國機械制造發展發展策略。隨著科學技術的飛速發展和市場競爭日益激烈,越來越多的制造食業開始將大量的人力、財力和物力投入劍先進的制造技術和先進的制造模式的研究和實施策略之中。改革開放30年,我國制造科學技術有日新月異的變化和發展,確立了社會主義市場經濟體制,但與先進的國家相比仍有一定差距,為了迎接21世紀的挑戰,必須認清制造技術的發展趨勢,縮短與先進國家的差距,使我國的產品上質量、上效率、上品種和上水平。   1 先進的制造模式 機械制造業發展趨勢表明,只有采用先進的制造技術并能實施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢。制造模式足指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態和運作模式。1.1 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變化的競爭環境中取得繁榮成長,并具有能對客戶需求的產品和服務驅動市場作出迅速響應的生產模式。   AM的特征是:  ?、倨髽I間聯作集成。充分發揮各企業的長處,針對限定市場的目標要求共同合作完成任務。  ?、诰哂懈叨鹊闹圃烊嵝?。制造柔性是指制造企業對市場要求迅速轉產和能實現產品多品種變批量的快速制造。  ?、鄢浞职l揮人的作用,不斷提高企業職工素質和教育水平,優化人機功能分配。   虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM聯系密切。VM的特征是:   當市場新的機遇出現時,組織幾個有關公司聯作,把不同的公司,不同地點的工廠或車間重新組織協調工作。在運行之前必須分析組合是否最優,能否協調運行,以及投產后的效益和風險進行評估,這種聯作公司稱虛擬公司。虛擬公司通過虛擬制造系統運行。因此研究開發虛擬制造技術(VMT)和虛擬制造系統(VMS)意義重大,美國稱AM為2l世紀制造業發展戰略。   1.2 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。集成制造的核心內容是:制造企業從市場預測、產品設計、加工制造、經營管理克至售后服務是一個不可分割的整體,需要統籌考慮。整個制造過程的實質是信息采集、傳遞和加工過程,最終生產的產品可看作是信息的物質表現。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是集成的基礎,信息交換是橋梁,信息共享是關鍵。集成的目的在于制造企業組織結構和運行方式的合理化和最優化,以提高今業對市場變化的動態響應速度,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:在制造工業的各個環節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、構思和決策,旨在取代或延伸制造環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、繼承與發展。制造智能的目的是:通過集成知識工程、制造軟件系統、機器人視覺和機器人控制對制造工人的技能與人類專家知識進行建模,以使智能機器能夠在沒有人干預的情況下進行小批量生產。   1.3 綠色制造   (1)綠色制造的定義   綠色制造又稱環境意識制造和面向環境的制造等。即綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模式。其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的全生命周期中,廢棄物和有害排放物最小,對環境的負面影響最小,對健康無害,資源利用率最高,使企業經濟效益和社會效益更高。   (2)綠色制造的體系構造   包括兩個目標,即資源優化利用和環境保護;三相基本內容,即綠色材料、綠色能源和綠色生產過程中制造出綠色產品;兩個層次的全過程控制,即指在物料轉化過程和產品全生命周期過程(包括構思、設計、制造、裝配、包裝、運輸、銷售、服務、報廢、回收環節)中,充分考慮資源和環境問題,實現最大限度地優化利用資源和減少環境污染。   2 機械制造業的發展趨勢   先進的制造業是將物料、能源、設備、資金、技術、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術,先進的管理技術和先進的制造過程轉變成人類需求產品的行業。行業追求的目標是:高質量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規格全的產品,因此,面向21世紀的機械制造技術的發展趨勢體現在以下幾個方面:   2.1 精密化   精密加工、超精密加工技術、微型機械是現代化機械制造技術發展的方向之一。精密和超精密加工技術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上(如機械化學研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領域。超精密加工技術己向納米(1nm=0.001μm)技術發展。納米技術己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術得到了應用。因此,它促進了機械科學、光學科學、測最科學和電子科學的發展。美國1997年首次制造出直徑僅為60μm的靜電微型電機,以及幾十微米的微型齒輪、彈簧及微型機構。武漢大學研制成納米級超微電極,將其插入活體細胞后首次測出細胞內部神經遞質的動態信息。只前各國科學家正在進行微型機器人的研究,微型機器人可以潛入人體血管、臟器去疏通血管、診治疾病。據國外預測,21世紀將是微型機械電子技術和微型機器人的時代,因此有人將納米技術與微型機械稱為21世紀的核心技術。   2.2 自動化   自動化技術的成功應用,不但提高了效率,保證了產品質量,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、自動生產線來完成。小批量生產自動化可通過NC,MC,CAM,FMS,CIM,IMS等來完成。在末來的自動化技術實施過程中,將更加重視人在自動化系統中的作用。同時自動化開始面向中小型企業,以經濟實用為出發點,滿足不斷發展的產品多樣化和個性化需要。   2.3 信息化   信息、物質和能源是制造系統的三要素。隨著計算機、自動化與通訊網絡技術紅制造系統中的應用,信息的作用越來越重要。產品制造過程中的信息投入,己成為決定產品成本的主要因素。制造過程的實質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,最終形成的產品可看作是信息的物質表現,因此可以把信息看作是一種產業,包括在制造之中。為此一些企業開始利用網絡技術、計算機聯網、信息高速公路、衛星傳遞數據等實現異地生產。使生產分散網絡化,以適應21 世紀高柔性生產的需要。

      所屬類別: 集團動態

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