機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [摘 要]機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的學(xué)習(xí)，主要針對機(jī)械設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)理論知識和應(yīng)用能力為重點(diǎn)，可以在工業(yè)生產(chǎn)中負(fù)責(zé)機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)、科技研發(fā)、制造應(yīng)用，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)上，融入計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)的交叉學(xué)科，機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展的動力是可以不斷的解決現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)的各種復(fù)雜技術(shù)問題，并把復(fù)雜的問題簡單化，復(fù)雜的操作規(guī)范化。本文針對機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做簡要闡

2、述。 [關(guān)鍵詞]機(jī)械設(shè)計(jì)制造 結(jié)構(gòu) 差距 發(fā)展趨勢 中圖分類號：th16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：1009-914x（2013）16-0059-01 一、經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，機(jī)械制造行業(yè) 機(jī)械制造工業(yè)是指生產(chǎn)各種機(jī)械和設(shè)備行業(yè)、機(jī)械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備，其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志。21世紀(jì)，發(fā)展機(jī)械制造行業(yè)的特點(diǎn)是現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合利用，其趨勢是：四個現(xiàn)代化適應(yīng)性強(qiáng)、敏捷、智力和信息。不再通過早年間開發(fā)使用的凸輪和其他機(jī)械為基礎(chǔ)，使用一個特殊的機(jī)床、夾具、工具、測量工具——剛性自動化的流水線。剛性自動缺陷嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，減低了新技術(shù)的采用，產(chǎn)品在國際

3、市場上缺乏競爭力。 從20世紀(jì)到21世紀(jì)期間，我們身邊的制造業(yè)就開始發(fā)生了眾多巨大的變化。融入it和高科技現(xiàn)代化的生產(chǎn)機(jī)械化和自動化功能的傳統(tǒng)制造業(yè)。20世紀(jì)的制造技術(shù)，慢慢的實(shí)行專業(yè)分工，開始制定生產(chǎn)組織固定功能的工作組，公司的組織結(jié)構(gòu)趨向金字塔型結(jié)構(gòu)，采取一系列的流程工作。到了21世紀(jì)，制造業(yè)把不同崗位的人設(shè)為中心，實(shí)行模糊分工，一專多能，工作小組也已變更為“團(tuán)隊(duì)”與自主管理，對企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)已普遍采取能夠更迅速地應(yīng)對市場的“平面型”和“網(wǎng)絡(luò)型”，采取并行作業(yè)。在這個時(shí)段，制造企業(yè)戰(zhàn)略上已不再是采用規(guī)模經(jīng)濟(jì)，但快速響應(yīng)市場和技術(shù)創(chuàng)新，質(zhì)量觀從符合質(zhì)量理念轉(zhuǎn)變?yōu)闈M意質(zhì)量理念，公司將更加注重

4、產(chǎn)品對環(huán)境的影響和制造工藝。公司開始把投資集中在知識產(chǎn)權(quán)，提供產(chǎn)品，提供解決問題的方法，從過去，只有針對同一種產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)變?yōu)榭梢愿鶕?jù)客戶的要求定制生產(chǎn)。加強(qiáng)原本薄弱的研究和開發(fā)，企業(yè)銷售和服務(wù)這兩個組織模式逐步從“橄欖型”轉(zhuǎn)向“啞鈴型”，以追求自己的成本最小化和客戶價(jià)值，通過大規(guī)模定制的制造和網(wǎng)絡(luò)化制造的最大化。 二、我國機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)90年代初，隨著cims 技術(shù)的大力推廣應(yīng)用，包括有cims 實(shí)驗(yàn)工程中心和7個開放實(shí)驗(yàn)室的研究環(huán)境已建成。在全國范圍內(nèi)，部署了cims 的若干研究項(xiàng)目，并獲得不同程度的進(jìn)展。但因大部分大型機(jī)械制造企業(yè)和絕大部分中小型機(jī)械制造企業(yè)主要限

5、于cad 和管理信息系統(tǒng)，底層基礎(chǔ)自動化還十分薄弱，數(shù)控機(jī)床由于編程復(fù)雜，還沒有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在一個階段性的整體上的差距。概括起來主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差距 中國機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術(shù)引進(jìn)和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，加之中國勞動力豐富而資金相對短缺，致使機(jī)械制造業(yè)的科技開發(fā)明顯滯后。雖然中國機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量已經(jīng)位居世界前列，但主要是勞動密集型產(chǎn)品，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高、精、尖產(chǎn)品比較少。 我國械制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量雖然有了很大程度的提高，但大量的機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性、外觀設(shè)計(jì)、內(nèi)在性能還有很大差距。比如數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)床的

6、可靠性差、質(zhì)量問題嚴(yán)重，軸承、液壓件、密封件等基礎(chǔ)件產(chǎn)品水平低、品種少、滿足度低、質(zhì)量不穩(wěn)定。工程機(jī)械目前只能生產(chǎn)中小型產(chǎn)品，大型工程機(jī)械、大型火電設(shè)備的技術(shù)能力十分薄弱。 （二）生產(chǎn)投入結(jié)構(gòu)的差距 一般競爭性行業(yè)，機(jī)械制造業(yè)競爭力的條件和福利狀況直接影響生產(chǎn)投入的結(jié)構(gòu)。企業(yè)之間的競爭，實(shí)際上是科技實(shí)力和創(chuàng)新能力的競爭，科技實(shí)力和技術(shù)創(chuàng)新能力在很大程度上取決于研究和開發(fā)的投資。發(fā)達(dá)國家為了保持市場競爭力的機(jī)械制造行業(yè)，增加投資在科學(xué)和技術(shù)方面的努力。一些大型企業(yè)技術(shù)開發(fā)費(fèi)用占銷售額的4%-8%，甚至要高于10%。如此高的投資，以進(jìn)一步擴(kuò)大其領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，使企業(yè)充分競爭的情況下變成了“壟斷

7、競爭”，在許多關(guān)鍵領(lǐng)域中占據(jù)了有利的戰(zhàn)略位置。較低的設(shè)備更新系數(shù)機(jī)械制造行業(yè)，一個普遍的問題。企業(yè)研究人員占勞動者的比例，可以反映人力資本的現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿?。在國外，有?guī)模機(jī)械制造業(yè)公司負(fù)責(zé)研究開發(fā)人員占職工人數(shù)的5%—10%，然而中國卻僅占1% 。在科學(xué)和高新技術(shù)的投入上，這是一個巨大的差距，人員素質(zhì)，設(shè)備投資，中國的機(jī)械制造企業(yè)的落后，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方法的落后，不良的自我發(fā)展能力，長期產(chǎn)品開發(fā)周期更新慢，低輸出值的新的產(chǎn)品，都嚴(yán)重阻礙了我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證。 （三）產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的差距 為什么中國的機(jī)械制造行業(yè)的輸入結(jié)構(gòu)的發(fā)展很難增加投資在科學(xué)和技術(shù)，一方面原因是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)

8、結(jié)構(gòu)不合理，小規(guī)模的企業(yè)，布局分散，另一方面是因?yàn)橹行∑髽I(yè)難以形成一個合理的系統(tǒng)之間的專業(yè)化協(xié)作系統(tǒng)，加上體制的制約，地區(qū)的分散化導(dǎo)致地區(qū)與世界機(jī)械制造行業(yè)的分散化趨勢相反，越來越多的資本密集型的？？，生產(chǎn)的全球化，機(jī)電一體化，市場集中趨勢。機(jī)械制造行業(yè)是一個競爭激烈的行業(yè)，這個行業(yè)作為一個整體要求較高的集中度。國外大企業(yè)一般在行業(yè)中占主導(dǎo)地位，并形成專業(yè)化分工的勞動力結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，圍繞大企業(yè)，形成了大量專門的中小企業(yè)。企業(yè)中，特別是大型企業(yè)投入巨資在科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展。改革開放以來中國機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了分散的趨勢，甚至是一個小型企業(yè)排擠大型企業(yè)的現(xiàn)象。受到管理體制，投資體制，采購系統(tǒng)的不

9、同影響，我國還沒有形成大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)的國際競爭力，大小企業(yè)之間的對立情況依然嚴(yán)重，中小企業(yè)與大企業(yè)和專業(yè)協(xié)作的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)尚未形成。目前，有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)仍然是“全能”的主體結(jié)構(gòu)，除了汽車，拖拉機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，大批量的生產(chǎn)企業(yè)少量的外包率約50%，在大多數(shù)其他企業(yè)都小于30%。中國機(jī)械制造行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步的速度和產(chǎn)出增長的貢獻(xiàn)率，總體略高于全國平均的技術(shù)進(jìn)步和貢獻(xiàn)的gdp增長率。然而，相對于發(fā)達(dá)國家，中國的機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)？？步的速度和貢獻(xiàn)率都相對較低。在1998年，中國的機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)值增長速度技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)率只有34%，西方國家一般都超過60； 新產(chǎn)品產(chǎn)值率低于30%的，在西方國家在50%以上；機(jī)床

10、產(chǎn)值數(shù)控化率只有約25%，日本已經(jīng)達(dá)到70%；中國的機(jī)械制造技術(shù)開發(fā)費(fèi)用占銷售收入的百分比為1.78%，技術(shù)開發(fā)人員占職工的比例，也明顯低于發(fā)達(dá)國家。機(jī)械制造業(yè)作為一個整體落后的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，產(chǎn)品，大多是中低端。 三、機(jī)械制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢 機(jī)械制造的水平高低反應(yīng)著國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，人才實(shí)力和全國比賽的集成化，智能化，靈活的信息。計(jì)算機(jī)集成制造已經(jīng)成為2l世紀(jì)制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式，通過計(jì)算機(jī)輔助操作，利用電腦軟件進(jìn)行技術(shù)監(jiān)控和制造監(jiān)控。智能化制造系統(tǒng)可理解為由智能機(jī)械和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動。敏捷制造是以競爭力和信譽(yù)為基礎(chǔ)，以選擇合作者

11、虛擬的公司，分工，為同一個共同的目標(biāo)，以提高整體競爭力和快速響應(yīng)用戶的需求，以滿足用戶的使用需求。為了實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)能力，并建立一個虛擬的企業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，敏捷制造環(huán)境下基于虛擬制造技術(shù)的基礎(chǔ)上。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。 參考文獻(xiàn) [1] 蘇生榮，我國機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景，中國科技信息，2009 [2] 龔超，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，第11期2009年11月 [3] 陽堯璋.21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展趨勢及重點(diǎn)發(fā)展方向.機(jī)械制造，2003（3）：10～13