先進(jìn)制造技術(shù)與先進(jìn)制造模式論文
摘要：文章闡述了機(jī)械制造發(fā)展的精密化、自動(dòng)化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化趨勢，介紹了先進(jìn)制造模式，并提出了我國目前存在的差距及發(fā)展策略。 隨著科學(xué)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(cái)力和物力投……
關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造技術(shù)論文
隨著科學(xué)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(cái)力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的研究和實(shí)施策略之中。改革開放以來，我國制造科學(xué)技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展，確立了社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制，但與先進(jìn)的國家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰(zhàn)，必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，縮短與先進(jìn)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(qiáng)市場競爭力，因此，對制造技術(shù)及制造模式的研究和實(shí)施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械制造業(yè)跨入世界先進(jìn)行列。
一、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢
先進(jìn)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(jìn)的制造技術(shù)、先進(jìn)的管理技術(shù)和先進(jìn)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(biāo)是：高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動(dòng)力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品，因此，21世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(jī)械是現(xiàn)代化機(jī)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(fù)合加工(如機(jī)械化學(xué)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(lnm=10-3μm)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機(jī)械學(xué)、納米電子學(xué)和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用。因此，它促進(jìn)了機(jī)械科學(xué)、光學(xué)科學(xué)、測量科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展。
(二)自動(dòng)化
自動(dòng)化技術(shù)自20世紀(jì)初出現(xiàn)以后，經(jīng)歷了由剛性自動(dòng)化向柔性自動(dòng)化的發(fā)展過程，自動(dòng)化技術(shù)的成功應(yīng)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(xiǎn)場合的工作。對于批量較大的生產(chǎn)自動(dòng)化，可通過機(jī)床自動(dòng)化改裝、應(yīng)用自動(dòng)機(jī)床、專用組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線來完成。小批量生產(chǎn)自動(dòng)化可通過NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來完成。在未來的自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施過程中，將更加重視人在自動(dòng)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(shí)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(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)高柔性生產(chǎn)的需要。
(四)柔性化
隨著科學(xué)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(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)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(wù)，完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。
(五)集成化
集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成的作用是將原來獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元系統(tǒng)集成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)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(jì)，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。集成化的目的是實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成，系統(tǒng)運(yùn)行的效果與企業(yè)經(jīng)營思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人有關(guān)，因此在技術(shù)上集成的同時(shí)，還應(yīng)強(qiáng)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(gè)環(huán)節(jié)，在整個(gè)制造過程中貫徹智力活動(dòng)，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(dòng)，取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng)，在制造過程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù)，以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。
二、先進(jìn)的制造模式
機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢表明，只有采用先進(jìn)的.制造技術(shù)并能實(shí)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(yùn)作模式。
(一)精良生產(chǎn)(LP)
20世紀(jì)90年代美國麻省理工學(xué)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(jià)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(wù)。(2)重視人的作用，強(qiáng)調(diào)一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個(gè)工段有一定的獨(dú)立自主權(quán)，運(yùn)行企業(yè)文化。(3)精簡一切生產(chǎn)中不創(chuàng)造價(jià)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(fèi)用，強(qiáng)調(diào)一體化質(zhì)量保證。(4)精益求精、持續(xù)不斷的改進(jìn)生產(chǎn)、降低成本、零廢品、零庫存和產(chǎn)品品種多樣化。
(二)集成制造與智能制造
美國哈林頓博士在“計(jì)算機(jī)和集成制造”一書中提出計(jì)算機(jī)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(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營管理直至售后服務(wù)是一個(gè)不可分割的整體，需要統(tǒng)籌考慮。整個(gè)制造過程的實(shí)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)。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)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(dòng)態(tài)響應(yīng)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(gè)環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成的方式，通過計(jì)算機(jī)和模擬人類專家的智能活動(dòng)，進(jìn)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(dòng)，并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承與發(fā)展。
三、存在差距和實(shí)施策略
改革開放以來，通過技術(shù)改造和引進(jìn)國外先進(jìn)制造技術(shù)，使我國的制造工業(yè)有了長足的進(jìn)步，但和先進(jìn)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(jìn)制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)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(jìn)行列，必須采取相適應(yīng)的措施和策略。
發(fā)展和推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式人才是關(guān)鍵。我國是社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制，研究先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)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(qiáng)化市場意識(shí)，因此人才的培養(yǎng)要注意市場導(dǎo)向。
加強(qiáng)政策與法規(guī)建設(shè)，建立強(qiáng)有力的宏觀調(diào)控機(jī)制。在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，國家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步的總體規(guī)劃，以及相應(yīng)的法規(guī)政策。避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)引進(jìn)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。
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