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時(shí)間:2023-11-17 11:20:15
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先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù),是現(xiàn)今科技發(fā)展下的一個(gè)重要技術(shù)成果,其融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及集成化制造技術(shù)等諸多高科技的優(yōu)勢(shì)。以往,制造技術(shù)單一,且工作效率低,每一個(gè)產(chǎn)品的問世,都會(huì)隨之涌現(xiàn)出與其功能近乎相似的相同產(chǎn)品;而且在產(chǎn)品制造方面,由于技術(shù)的不成熟,使得制造進(jìn)度緩慢,生產(chǎn)率低,很難應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)競爭市場。先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù),憑借本身智能化、系統(tǒng)化的優(yōu)點(diǎn),完全彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制造技術(shù)所表現(xiàn)出的不足之處,不僅有效地提高了生產(chǎn)效率,也使得產(chǎn)品向著多樣化方向發(fā)展。
1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.1 全球化
制造的全球化,可以說是如今機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化最重要的發(fā)展趨勢(shì)。近年來,在各種工業(yè)領(lǐng)域中,國際化經(jīng)營不僅成為大公司而且已是中小規(guī)模企業(yè)取得成功的重要因素。這一方面,由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,例如在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè)在這種無情的競爭中紛紛落敗。不少暫時(shí)還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場。另一方面,由于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,提供了技術(shù)信息交流、產(chǎn)品開發(fā)和經(jīng)營管理的國際化手段,推動(dòng)了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。
1.2 信息化網(wǎng)絡(luò)化
互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),幾乎壟斷了全球信息交流領(lǐng)域。在制造技術(shù)方面,一種產(chǎn)品的開發(fā)與研制,可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)異地跨界進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售,都可以異地或跨越國界進(jìn)行。利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),可以加強(qiáng)各國產(chǎn)品的合作以及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的交流。同時(shí)亦可在最短的時(shí)間內(nèi),達(dá)到最快速、有效的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。
1.3 自動(dòng)化
自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念,目前,其研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),是制造全球化、制造敏捷化系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。
1.4 敏捷制造
制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力,在很大程度上取決于是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的不同品種產(chǎn)品的能力,從而去面對(duì)市場的挑戰(zhàn)。敏捷制造是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能的勞動(dòng)力,與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起,通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),對(duì)迅速改變或無法預(yù)見的市場,做出快速反應(yīng)。其旨在不可預(yù)測的持續(xù)變化的環(huán)境中,使企業(yè)具有卓越的自適應(yīng)能力,從而占據(jù)主導(dǎo)地位的總體戰(zhàn)略,同時(shí)也是對(duì)市場需求做出快速響應(yīng)、快速重組的生產(chǎn)模式;敏捷制造是一種哲理或管理哲學(xué),是企業(yè)管理的戰(zhàn)略性變革。其特征,是制造柔性和成員合作,制造柔性是敏捷制造的組成部分,包括人員、設(shè)備和軟件3 方面的柔性。
2 我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向
先進(jìn)制造技術(shù),是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的,既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。
2.1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上:一是精密工程技術(shù),以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表,將進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時(shí)代;二是機(jī)械制造的高度自動(dòng)化,以CIMS 和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。
2.2 發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)要立足于中國國情發(fā)展我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)該從我國的具體國情出發(fā),著眼于我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略眼光,從整個(gè)國家的角度來進(jìn)行仔細(xì)的考慮,走中國特色的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的過程。當(dāng)機(jī)械的操作采用自動(dòng)控制器以后,生產(chǎn)方式才能從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。另外,只有建立了自動(dòng)化工廠以后,生產(chǎn)過程才能全盤自動(dòng)化,才可能進(jìn)入機(jī)械自動(dòng)化的高級(jí)理想階段。目前,中國機(jī)械制造業(yè)同世界先進(jìn)水準(zhǔn)之間,存在著階段性的差距。在這種情況下,普遍應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的高度自動(dòng)化,并不具備相應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)、發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和所需資金。因此,應(yīng)該發(fā)展生產(chǎn)工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)。
2.3 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向
正確判斷、識(shí)別并堅(jiān)持自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向,對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。目前,機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展走向,朝著數(shù)字化、綠色化與智能化方向發(fā)展。數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心,是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代管理科學(xué)交叉作用的共同結(jié)果,這將是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必由之路。隨著人們對(duì)人類與環(huán)境之間的關(guān)系認(rèn)識(shí)的逐漸加深,實(shí)現(xiàn)人類與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展,是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須遵循的原則。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,也同樣要遵循這一原則,實(shí)現(xiàn)綠色化發(fā)展之路。近20 年來,制造系統(tǒng)正在由原來的能量驅(qū)動(dòng)型,轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型,這就需要制造系統(tǒng)不但要具備一定的柔性,同時(shí)還要表現(xiàn)出一定的智能,實(shí)現(xiàn)在對(duì)大量復(fù)雜信息處理的同時(shí),能夠自主進(jìn)行選擇與處理。這既是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,也是人類社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志,具有良好的發(fā)展前景。機(jī)械制造業(yè)在任何一個(gè)國家的重要地位,都是顯而易見的,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)直接關(guān)系到機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)和水平。
2.4 改變傳統(tǒng)局限,研究新的技術(shù)
前幾年,我國的機(jī)械制造技術(shù)理念,僅僅局限于國內(nèi),對(duì)外則少之又少。雖然近幾年我國對(duì)外出口有所增加,但是相對(duì)于發(fā)達(dá)國家,我國的國外市場仍處于狹窄狀態(tài)。發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造技術(shù)水平較高,不斷地?fù)寠Z我國市場,致使我國許多知名企業(yè)在競爭中落敗。但從另一方面考慮,雖然我國的機(jī)械制造技術(shù)水平較低,但我們可以與外資企業(yè)進(jìn)行合作,在合作的過程中,學(xué)習(xí)外國先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù),再在此基礎(chǔ)之上,研究新的技術(shù)。總的來說,我們必須改變傳統(tǒng)理念,努力提高我國的機(jī)械制造技術(shù),才能穩(wěn)定住我們的市場,才能更好地發(fā)展自己的機(jī)械制造技術(shù)。
3 結(jié)束語
制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的關(guān)鍵。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我們應(yīng)了解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展過程,認(rèn)識(shí)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,把握現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),科學(xué)高效地進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的研究,盡早地實(shí)現(xiàn)我國由制造業(yè)大國到制造業(yè)強(qiáng)國的過渡。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫建,姚芳萍.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2010,(4);78- 80.
摘要制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個(gè)國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為,世界上各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的競爭,主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而各國政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究。
隨著高新技術(shù)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、航空航天等新興的科學(xué)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,對(duì)傳統(tǒng)的制造業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響和沖擊。目前,世界各國尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國家都非常重視制造技術(shù)的開發(fā)研究和應(yīng)用,在這一領(lǐng)域的國際競爭日趨激烈,我們要想在新一輪的較量中立于不敗之地,就必須大力發(fā)展制造技術(shù)。
一、現(xiàn)代制造技術(shù)的主要特征
隨著通訊和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,全球性的貿(mào)易壁壘正在逐步消失,制造技術(shù)已發(fā)展成為一個(gè)涵蓋整個(gè)生產(chǎn)過程、跨多個(gè)學(xué)科且高度復(fù)雜的集成技術(shù)。制造的概念和內(nèi)涵得到大大擴(kuò)展,它是一種涵蓋面很廣的廣義制造概念,是“大過程”、“大制造”,包括光、機(jī)、電產(chǎn)品的制造,工藝流程設(shè)計(jì),通用產(chǎn)品和高精尖產(chǎn)品的制造以及材料制備;不僅包括機(jī)械加工方法,而且還包括高能束加工方法、硅微加工方法、電化學(xué)加工方法等;它不但包括從毛坯到成品的加工制造過程,而且還涉及產(chǎn)品的市場信息收集與分析、產(chǎn)品的選型決策、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程、產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)、報(bào)廢產(chǎn)品的處理以及產(chǎn)品的疲勞強(qiáng)度和全壽命過程的預(yù)估等產(chǎn)品整個(gè)生命周期的全過程。
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)制造科學(xué)提出了新的要求與期望,它與信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)等不同學(xué)科之間的交叉融合更為緊密,形成了多學(xué)科交叉、多方位立體發(fā)展的模式。一方面,制造技術(shù)為信息科學(xué)、生物科學(xué)和材料科學(xué)提供觀察、實(shí)驗(yàn)、檢測、制造的裝備和技術(shù)支持;另一方面,信息科學(xué)、生物科學(xué)、材料科學(xué)的最新成果也會(huì)應(yīng)用于制造業(yè),進(jìn)一步豐富制造科學(xué)的內(nèi)容,同時(shí),它們的發(fā)展也給制造業(yè)不斷提出新的使命和挑戰(zhàn),從而促進(jìn)制造科學(xué)的進(jìn)一步提高。制造生產(chǎn)模式對(duì)制造過程、制造系統(tǒng)和產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)將起著關(guān)鍵的作用,而制造生產(chǎn)模式是管理科學(xué)、社會(huì)人文科學(xué)與制造科學(xué)的交叉、融匯和發(fā)展而成的結(jié)果,有著統(tǒng)率生產(chǎn)過程、加速高新技術(shù)的發(fā)展、決定產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭能力的作用。
先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與信息技術(shù)的發(fā)展密不可分。信息技術(shù),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù),極大地改變著制造的面貌,是先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與制造科學(xué)形成的客觀條件。信息這一要素已成為現(xiàn)代制造業(yè)中最重要的資源和最寶貴的競爭要素。制造技術(shù)不僅加工、處理信息,而且將制造信息錄制、物化在原材料上,提高其信息含量,使之轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。現(xiàn)代制造業(yè),尤其高科技、深加工企業(yè),其主要投入已不再是材料和能源,而是信息和知識(shí);其所創(chuàng)造的社會(huì)財(cái)富實(shí)際上也是某種形式的信息,即產(chǎn)品信息和制造信息。未來的產(chǎn)品一般應(yīng)是基于信息或知識(shí)的產(chǎn)品。未來的制造技術(shù)將向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,信息技術(shù)將貫穿整個(gè)制造業(yè)。
二、制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
21世紀(jì),制造業(yè)日趨全球化,先進(jìn)制造技術(shù)向著自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化方向發(fā)展??偟膩砜?,納米技術(shù)、超精密加工技術(shù)和可持續(xù)制造技術(shù)是今后發(fā)展的關(guān)鍵。
掃描隧道顯微鏡的發(fā)明與應(yīng)用使人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)進(jìn)入納米尺度,從宏觀轉(zhuǎn)向微觀擴(kuò)展。納米技術(shù)和納米制造技術(shù)是當(dāng)前競相研究的最前沿領(lǐng)域,它將使人們?cè)谏a(chǎn)方式和生活方式上有更大的改觀。納米技術(shù)包括納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)、納米測量技術(shù)和納米機(jī)械學(xué)等。納米技術(shù)對(duì)制造業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了很大的影響,對(duì)傳統(tǒng)制造方法、制造工藝與手段帶來了巨大沖擊;同時(shí),納米技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了微型系統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展。微型系統(tǒng)是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)在微/納米尺度上相融合的產(chǎn)物,發(fā)展極其迅速,有可能對(duì)世界各國的科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生重大影響。其覆蓋領(lǐng)域十分廣泛,從1959年科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想,到第一個(gè)硅微型壓力傳感器問世,以及微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動(dòng)渦輪及聯(lián)接件、硅微型靜電電機(jī)、微型加速度計(jì),直至2000年重僅200多克的微衛(wèi)星上天,微型系統(tǒng)受到了世界各國越來越多的青睞,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。
制造技術(shù)的全球化和中國加入WTO給我國的制造業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前,人類社會(huì)已進(jìn)入信息時(shí)代和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,國際經(jīng)濟(jì)合作與交往日益緊密,全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)入大調(diào)整的重要時(shí)期,世界正在形成一個(gè)統(tǒng)一的大市場。世界范圍內(nèi)制造業(yè)的競爭變得越來越嚴(yán)酷,人們對(duì)于產(chǎn)品的個(gè)性化和服務(wù)的要求越來越強(qiáng)烈,產(chǎn)品的生命周期越來越短,只有采取積極的應(yīng)對(duì)措施,才能逐步縮短我國在制造領(lǐng)域與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距。
一、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的概況
機(jī)械制造技術(shù)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過程的工程學(xué)科,是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo),包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著的發(fā)展,人們對(duì)產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價(jià)格要合理、外形要美觀、自動(dòng)化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們?cè)絹碓礁叩囊螅捅仨毑捎孟冗M(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。
二、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)
(一)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的先進(jìn)性
先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的,既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。先進(jìn)制造技術(shù)與高新技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生了一個(gè)完整的技術(shù)群,它是具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域,是面向21世紀(jì)的技術(shù)。
(二)現(xiàn)代制造技術(shù)的全面性
先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過程本身,它涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有,并將它們結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實(shí)際效果,其目標(biāo)是為了提高競爭和促進(jìn)國家和綜合實(shí)力的增長。目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
(三)現(xiàn)代制造技術(shù)的系統(tǒng)性
先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合,使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。
(四)現(xiàn)代制造技術(shù)的全球性
隨著我國加入世界貿(mào)易組織,市場的全球化有了進(jìn)一步的發(fā)展,發(fā)達(dá)國家通過、經(jīng)濟(jì)、手段爭奪市場,傾銷產(chǎn)品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場競爭而出現(xiàn)的。因此,一個(gè)國家的先進(jìn)制造技術(shù),它的主體應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平,應(yīng)能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。
三、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,我國的制造業(yè)不斷采用先進(jìn)制造技術(shù),但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。
(一)管理方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理,重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、敏捷制造、精益生產(chǎn)、并行工程等新的管理思想和技術(shù)。我國只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計(jì)算機(jī)輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。
(二)設(shè)計(jì)方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計(jì),廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的比例較低,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)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(gè)階段性整體上的差距。
(三)制造工藝方面
發(fā)達(dá)國家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米/納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工。我國普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。
(四)自動(dòng)化技術(shù)方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、機(jī)集成制造系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、知識(shí)智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)使用。
四、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的趨勢(shì)
(一)全球化
一方面由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,例如一些知名度很高的企業(yè),在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時(shí)還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場;另一方面,通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力,全球化制造的第一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)使制造的全球化得以實(shí)現(xiàn)。
(二)虛擬化
制造過程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗(yàn)。檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo),進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合理性,保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。
(三)自動(dòng)化
自動(dòng)化的主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(四)綠色化
綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對(duì)環(huán)境的負(fù)面,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。
參考文獻(xiàn):
在機(jī)械制造系統(tǒng)中,其監(jiān)控和診斷技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)于確保整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定性、可靠性、高效性來說,起到了至關(guān)重要的作用,而這方面的作用也對(duì)于整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的發(fā)展有著一定的影響。下文主要針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)監(jiān)控和診斷技術(shù)的研究以及發(fā)展進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。
1 現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)監(jiān)視與診斷的目的
在傳統(tǒng)及機(jī)械制造中,是以人為主體,由人來操作機(jī)床,完成工件的制造和加工。機(jī)械制造過程中的工作狀態(tài),人們可以很容易進(jìn)行判斷,當(dāng)有故障時(shí)也很容易排除,對(duì)生產(chǎn)過程的自動(dòng)監(jiān)控和診斷的要求不是很高,但在現(xiàn)代機(jī)械制造過程中,隨著柔性制造系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)的發(fā)展,整個(gè)機(jī)械制造過程是在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)進(jìn)行的,沒有或很少需要人對(duì)過程進(jìn)行干預(yù),因此,制造過程中的過程監(jiān)控與故障診斷是系統(tǒng)正常運(yùn)行的技術(shù)保證。
在現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)中,車間、各類零件的制造系統(tǒng)、制造單元、機(jī)床設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備等各有自身的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),它是一個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò),監(jiān)控與診斷系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的組成部分。在網(wǎng)絡(luò)各層次中,由于各子系統(tǒng)的職能不同,監(jiān)控診斷的內(nèi)容就有差別。如圖3所示,它是一個(gè)現(xiàn)代制造車間(工廠)的監(jiān)控診斷系統(tǒng),分為三級(jí):第一級(jí)為設(shè)備監(jiān)控診斷級(jí),第二級(jí)為系統(tǒng)監(jiān)控診斷級(jí),第三級(jí)為車間(工廠)監(jiān)控診斷級(jí)。
2 發(fā)展趨勢(shì)
在我國當(dāng)前計(jì)算機(jī)信息技術(shù)以及電子技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)將會(huì)在這一過程中面臨更大的挑戰(zhàn)和發(fā)展,尤其是其中所存在的監(jiān)控和診斷技術(shù),未來在對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)的監(jiān)控、診斷技術(shù)進(jìn)行研究和發(fā)展的過程中,其發(fā)展的趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面:
2.1機(jī)械加工系統(tǒng)中的幾何量及物理量
基本工況狀態(tài)以及規(guī)律的識(shí)別研究,無論是對(duì)于傳統(tǒng)形式的生產(chǎn)方式還是對(duì)于自動(dòng)化的生產(chǎn)環(huán)境來說,實(shí)質(zhì)上其基礎(chǔ)級(jí)設(shè)備中所呈現(xiàn)出的物理量、幾何量檢測度,才是其中所存在的最為關(guān)鍵的問題,這方面的問題涉及到了信息來源問題,也就是說,脫離了基礎(chǔ)信息源頭,那么整個(gè)后續(xù)系統(tǒng)便極有可能會(huì)失去運(yùn)行的依據(jù)。雖然說以往的研究工作量較大,但是在這大量的工作中,所存在的理論研究過多,再加上是在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),雖然說能夠?qū)τ诩庸み^程中的具體構(gòu)成加以認(rèn)識(shí),但是要熟悉工況,就必須要機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。所以,將實(shí)際需求相結(jié)合來看,加工系統(tǒng)之中所涉及到了的幾何量、物理量快速檢測和識(shí)別的方式,就是未來機(jī)械制造系統(tǒng)中監(jiān)控和診斷技術(shù)的主要發(fā)展那趨勢(shì),同時(shí)也是研究的重點(diǎn)。
2.2多功能、柔性監(jiān)控診斷系統(tǒng)研究與發(fā)展
雖然說我國目前對(duì)于機(jī)械制造過程中所涉及到的診斷技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了較為廣泛的研究,但這其中依然存在著一個(gè)問題,那就是普遍的傳感器落后現(xiàn)象、信息利用率低、監(jiān)視應(yīng)用范圍單一、數(shù)據(jù)處理不及時(shí)、機(jī)床計(jì)算機(jī)控制接口兼容差等方面的問題。而在如今生產(chǎn)要求不斷提升的情況下,尤其是在柔性制造系統(tǒng)以及集成制造系統(tǒng)的相關(guān)生產(chǎn)環(huán)境中,監(jiān)控診斷系統(tǒng)務(wù)必要保證自身能夠具備以下幾個(gè)方面的要求:
(1)要擁有能夠?qū)τ诖罅磕M信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的兼容接口,或者說智能接口,同時(shí)還必須要針對(duì)制造過程中所呈現(xiàn)出相當(dāng)一部分狀態(tài)物理量采取控和檢測措施;
(2)要擁有對(duì)現(xiàn)代化制造信息進(jìn)行處理的硬件、軟件,并且能夠針對(duì)相應(yīng)的狀態(tài)量特征采取良好的分析措施,從而對(duì)于相關(guān)狀態(tài)呈現(xiàn)出的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào)。能夠?qū)τ诟鱾€(gè)方面的設(shè)備變化實(shí)時(shí)的進(jìn)行監(jiān)控,特別是針對(duì)繼續(xù)制造加工過程中所涉及到的質(zhì)量性能參數(shù),要掌握其中的變化狀況和變化原因,進(jìn)而客觀的評(píng)價(jià)出所產(chǎn)生的影響程度。這對(duì)于有針對(duì)性的采取控制措施以及避免避免故障的出現(xiàn)來說,起到了至關(guān)重要的作用。
(3)要擁有對(duì)于多種不同性質(zhì)的復(fù)雜狀況判斷能力,掌握其狀態(tài)的變化趨勢(shì),并且依據(jù)其是變化的情況,自動(dòng)的生產(chǎn)較為客觀的判別函數(shù);
(4)具有各種功能的機(jī)床和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口及聯(lián)機(jī)工作能力,實(shí)現(xiàn)各設(shè)備及生產(chǎn)系統(tǒng)之間交互、通信,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外部通信,極大的利用信息資源。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中由單一目標(biāo)向多功能、柔性方向發(fā)展,是監(jiān)視診斷技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。
2.3新的分析和診斷方法應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)的監(jiān)視與診斷系統(tǒng)
由于現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)具有控制規(guī)模大、自動(dòng)化程度高和柔性化的特點(diǎn),由于其控制規(guī)模大,系統(tǒng)復(fù)雜,除了通過目前已采用的監(jiān)控和故障診斷技術(shù)對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和診斷之外,許多新理論和新技術(shù)正在該領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。
(1)分布式人工智能專家系統(tǒng)
(2)現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,其加工設(shè)備往往由若干相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成,子系統(tǒng)又有若干模塊組成。從控制的角度看,那就是眾多類型的設(shè)備或子系統(tǒng)之間,往往實(shí)行一種所謂的主――從遞階分級(jí)控制,且具有一定的分散度。依靠一個(gè)單一的人工智能專家系統(tǒng)并不可能很好地解決系統(tǒng)的監(jiān)控和診斷問題。這就要求監(jiān)控和診斷系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)各種信息的集成,而且能有效地利用資源,優(yōu)化控制各子系統(tǒng)的異步操作,均衡各子系統(tǒng)的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)一種所謂分布式人工智能專家系統(tǒng)。根據(jù)分布式的特點(diǎn),從而使整個(gè)系統(tǒng)既可協(xié)同工作,又可單獨(dú)工作,從而具有很好的靈活性。
(2)智能多媒體技術(shù)應(yīng)用于故障監(jiān)控和診斷中智能
多媒體故障監(jiān)控和診斷是指將人工智能、多媒體應(yīng)用于故障監(jiān)控和診斷的理論、方法和技術(shù),是人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)與故障監(jiān)控和診斷技術(shù)的有機(jī)結(jié)合[5-6]。智能多媒體故障監(jiān)控與診斷理論和技術(shù)是故障監(jiān)控和診斷理論和技術(shù)的發(fā)展,它提供了多媒體人機(jī)界面,采用多媒體監(jiān)控和診斷信息及處理技術(shù),具有多媒體診斷數(shù)據(jù)庫、多媒體診斷知識(shí)庫和多媒體診斷推理機(jī),使監(jiān)控和診斷技術(shù)為我們提供更全面的信息和數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)控和故障診斷更為有效。
3 結(jié)束語
綜上所述,在我國當(dāng)前機(jī)械制造系統(tǒng)復(fù)雜程度不斷提升的情況下,其系統(tǒng)本身的發(fā)展對(duì)于監(jiān)控技術(shù)以及故障診斷技術(shù)所呈現(xiàn)出的要求也越發(fā)嚴(yán)苛。同時(shí),在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下,監(jiān)控技術(shù)與診斷技術(shù)本身也將會(huì)逐漸隨著相關(guān)學(xué)科的持續(xù)發(fā)展,以及部分基礎(chǔ)理論體系的形成,而使得監(jiān)控和診斷技術(shù)所能夠使用的范圍不斷提升,這對(duì)于機(jī)械制造系統(tǒng)的發(fā)展來說,起到了至關(guān)重要的作用。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào): TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):1009-8631(2010)06-0070-01
機(jī)械制造業(yè)歷來是應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的主要領(lǐng)域,是應(yīng)用最新科技推動(dòng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。改革開放以來,我國的機(jī)械制造業(yè)不斷走大走強(qiáng),形成了品種繁多、門類齊全、布局基本合理的機(jī)械制造工業(yè)體系。但我國目前只能稱為機(jī)械大國,還不是機(jī)械強(qiáng)國。與先進(jìn)的國家相比仍有一定差距,為了迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn),必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),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。
一、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的主要特征
1. 集成化。未來的制造系統(tǒng)集成化程度更高,這種集成不僅包括信息、技術(shù)的集成,而且包括管理、人員和環(huán)境的集成。制造系統(tǒng)在前期的發(fā)展過程中,片面強(qiáng)調(diào)信息和技術(shù)的集成,往往忽略系統(tǒng)中人的力量,而系統(tǒng)運(yùn)行的效果及企業(yè)經(jīng)營思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人息息相關(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。只有將人、信息、技術(shù)、管理、環(huán)境等真正集成起來,融合成一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一整體,才能最大限度地發(fā)揮制造系統(tǒng)的綜合能力。集成化生產(chǎn)將成為2l世紀(jì)占主導(dǎo)地位的生產(chǎn)方式,計(jì)算機(jī)集成制造將得到進(jìn)一步發(fā)展。
2. 虛擬化。虛擬化軟件在可能形成21世紀(jì)大的軟件產(chǎn)業(yè)的背景下,虛擬化可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)速度和減少開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。制造虛擬化是指設(shè)計(jì)過程中的擬實(shí)技術(shù)和制造過程中的虛擬技術(shù)。制造過程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗(yàn),檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo),進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合理性,保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。
3. 智能化。智能制造系統(tǒng)關(guān)鍵在于強(qiáng)調(diào)以人為系統(tǒng)的主導(dǎo)者這一概念。所謂智能化,就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期(包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、發(fā)貨、支持、用戶到產(chǎn)品報(bào)廢等)各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化、生產(chǎn)設(shè)備的智能化,以及實(shí)現(xiàn)人與制造系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮,能夠代替熟練工人的技藝,具有學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的能力,并用以解決生產(chǎn)實(shí)際問題。在智能制造系統(tǒng)中,智能和集成并列,集成是智能的重要支撐,反過來智能又促進(jìn)集成水平的提高。
4. 設(shè)計(jì)與工藝一體化。人類社會(huì)發(fā)展早期,小規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和工藝是密切結(jié)合的,有時(shí)甚至發(fā)生在同一個(gè)人身上。隨著社會(huì)分工的進(jìn)一步擴(kuò)大,設(shè)計(jì)與工藝分開,甚至出現(xiàn)了工藝從屬于設(shè)計(jì)、工藝與設(shè)計(jì)脫離等現(xiàn)象。但隨著社會(huì)的發(fā)展和人類生活水平的不斷提高、多品種單件小批生產(chǎn)在整個(gè)生產(chǎn)過程中占多數(shù),產(chǎn)品規(guī)格式樣更新的需求越來越大,設(shè)計(jì)與工藝一體化成為發(fā)展趨勢(shì)。為了保證將設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí)、工程一次成功,并行工程技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,面向制造的設(shè)計(jì)成為并行工程的一個(gè)新方法、新途徑。
5. 提倡制造的綠色環(huán)保。環(huán)境問題已經(jīng)成為21世紀(jì)世界關(guān)注的焦點(diǎn)。發(fā)展中國家吸取發(fā)達(dá)國家先發(fā)展后治理的教訓(xùn),逐漸摸索出一條發(fā)展經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的道路。我國在此提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。制造業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)中從業(yè)人員數(shù)量多、影響范圍廣泛的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè),占用資源、消耗能源的程度非其他領(lǐng)域可比。制造業(yè)是人類創(chuàng)造大量的物質(zhì)財(cái)富的功臣,又是污染環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?。提倡綠色環(huán)保成為制造業(yè)在2l世紀(jì)的顯著特征。所謂的制造綠色環(huán)保主要是指使人們?cè)谠O(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品時(shí),不但要考慮產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性,還必須考慮產(chǎn)品的環(huán)境友善性,并使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)“綠色化”。包括綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。
二、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向
1. 制造系統(tǒng)的柔性化、集成化和智能化。在提高效率和保證質(zhì)量作為企業(yè)發(fā)展的終極目標(biāo)下,現(xiàn)代制造系統(tǒng)經(jīng)歷了NC(數(shù)控)FMS(柔性制造系統(tǒng))CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))IMS(智能制造系統(tǒng))的先進(jìn)自動(dòng)化制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是一個(gè)工廠全盤集成制造系統(tǒng),它借助計(jì)算機(jī)將經(jīng)營決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢查和銷售等各個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)有機(jī)地綜合集成起來,成為高效益、高柔韌性、自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)。先進(jìn)工業(yè)國的柔性制造系統(tǒng)已相當(dāng)廣泛。我國起步晚,但數(shù)控技術(shù)和柔性制造技術(shù)也已得到較廣泛的應(yīng)用,CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))的研究已取得了相當(dāng)?shù)某删?,并開始在全國進(jìn)行試點(diǎn)、推廣,取得了良好的效果和效益。
2. 精密工程。包括精密加工和超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工和超微細(xì)加工技術(shù)、微型機(jī)械和納米(10-9m)技術(shù)等方面。當(dāng)前,以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細(xì)加工為手段的微型機(jī)械技術(shù)有重要的意義,它代表了這一時(shí)期精密工程的方向??茖W(xué)家們預(yù)言,10~15年內(nèi)納米技術(shù)的開發(fā)將成為僅次于芯片制造的世界第二大制造業(yè)。作為21世紀(jì)的超精密加工技術(shù),具有代表性的方法首推電子和光學(xué)高脆性材料的超精磨削加工。微細(xì)加工和超微細(xì)加工是一種特殊的精密加工,不僅精度高,而且尺寸十分微小。其主要工藝方法是光刻(蝕)、沉淀、擴(kuò)散、離子注入等。微型機(jī)械是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)在納米級(jí)水平上相融合的產(chǎn)物,它將是21世紀(jì)的核心技術(shù)。
3. 特種加工技術(shù)(Nontraditional Machining Method)。隨著社會(huì)發(fā)展的需要,很多機(jī)械設(shè)備都有高溫、高壓、高速和高精度的要求,因而產(chǎn)生了一些新材料來制造零件,如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可達(dá)分子級(jí)加工單位或原子級(jí)加工單位,用通常的金屬切削加工方法來加工這些零件已十分困難,有的就無法加工。這就需要探索新的加工工藝方法。特種加工方法不僅擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,而且進(jìn)一步向縱深方向發(fā)展。放電加工是模具制造不可缺少的方法,它將以放電加工自動(dòng)化系統(tǒng)和FMC納入模具工業(yè)的工廠自動(dòng)化(FA)。激光加工和精密等離子加工在鋼板切割方面已有代替沖壓和剪切的趨勢(shì),今后將由激光切割機(jī)和精密等離子切割機(jī)等機(jī)床構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)(FMS)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。特種增材加工作為一種快速制造技術(shù)也將成為21世紀(jì)的重要加工手段。
4. 模糊技術(shù)。模糊技術(shù)是在模糊數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高新技術(shù)。模糊技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)是成為21世紀(jì)科技發(fā)展的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。如果在評(píng)價(jià)機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量或測評(píng)企業(yè)管理系統(tǒng)時(shí),應(yīng)用模糊評(píng)判技術(shù),則能精確地、可靠地得到產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果,能定量化地獲得企業(yè)管理地測評(píng)指標(biāo)。如果在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用模糊設(shè)計(jì),則能合理地、科學(xué)地解決設(shè)計(jì)參數(shù)取值等問題,而且具有優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果。如果在機(jī)械設(shè)計(jì)中和在機(jī)電產(chǎn)品上應(yīng)用模糊控制,則可提高產(chǎn)品的使用性能。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)01(b)-0002-02
工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步,機(jī)械制造業(yè)是工業(yè)發(fā)展的重要部分,而數(shù)控技術(shù)是有效促進(jìn)我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的手段之一。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中,普遍運(yùn)用的技術(shù)手段有數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比較,現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)更加符合機(jī)械制造發(fā)展的要求,被廣泛應(yīng)用。
1 數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展歷史
數(shù)控技術(shù)經(jīng)過不斷改進(jìn)發(fā)展,技術(shù)水平逐步成熟。但是在快速發(fā)展的同時(shí),一些問題隨之出現(xiàn)。目前數(shù)控技術(shù)大部分采用的是封閉式框架內(nèi)部結(jié)構(gòu),如兼容性、移植性及二次開發(fā)利用等,以上性能目前數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平都不具備,導(dǎo)致技術(shù)升級(jí)及系統(tǒng)維護(hù)方面受到阻礙,并且廠商研發(fā)數(shù)控系統(tǒng)軟件資源封閉,不能共享,這也導(dǎo)致了發(fā)展步伐緩慢和創(chuàng)新格局的落后。要想解決這些弊端,需要對(duì)各模塊和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行整合、修改及更新,研發(fā)二次開發(fā)軟件系統(tǒng),使控制器更加系統(tǒng)化、個(gè)性化及科學(xué)有效發(fā)展。1984年美國首次提出開放式數(shù)控系統(tǒng)概念,簡稱NGC(Next Generation Controller)。隨后世界各國啟動(dòng)了很多數(shù)控技術(shù)相關(guān)的研究方案,這其中產(chǎn)生重要影響的有日本OSEC計(jì)劃及歐洲的OSACA計(jì)劃等。主要特點(diǎn)匯總見表1。
這些計(jì)劃的有效實(shí)施,給數(shù)控系統(tǒng)帶來了翻天覆地的變化,降低投資成本及維修費(fèi)用,提高了機(jī)床的使用率,加快了產(chǎn)品研發(fā)的速度,實(shí)現(xiàn)了重構(gòu)控制器機(jī)制和方便軟硬件使用的目標(biāo),從而適應(yīng)了市場需求,同時(shí)加快了控制系統(tǒng)更新?lián)Q代的步伐。對(duì)于美國汽車制造業(yè)的發(fā)展最為明顯。這些先進(jìn)的開放式數(shù)控體系結(jié)構(gòu),引領(lǐng)了整個(gè)世界機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2 我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其特點(diǎn)
2.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
數(shù)控技術(shù)在世界上提出已有50年的發(fā)展歷程,在我國機(jī)械制造業(yè)得到了飛速發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)的逐步發(fā)展完善,為機(jī)械制造業(yè)取得很多成果。各種精密高效數(shù)控機(jī)床和重型機(jī)床的生產(chǎn)制造是機(jī)械產(chǎn)業(yè)的突破,不斷提高加工精度和機(jī)床性能,機(jī)床生產(chǎn)水平也接近世界先進(jìn)發(fā)展水平。但是,數(shù)控機(jī)床與歐美先進(jìn)國家相比較還是存在很大差距的,在質(zhì)量精度、先進(jìn)專業(yè)化水平及高效率機(jī)床產(chǎn)量方面存在不足,需要不斷完善改進(jìn),在未來朝著更好的方向發(fā)展。
2.2 數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)
目前,我國的數(shù)控技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)制定數(shù)字控制程序,從而對(duì)設(shè)備執(zhí)行控制的一種新型科技手段。數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)主要有以下幾方面:第一,對(duì)于傳統(tǒng)制造不能完成復(fù)雜曲面形狀配件的問題能夠較好地解決,節(jié)省了工作時(shí)間,同時(shí)保證了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。第二,程序設(shè)定精準(zhǔn),減少了輔助程序的參與。第三,加工過程中對(duì)零部件的調(diào)整或者對(duì)新產(chǎn)品的研發(fā),可以利用計(jì)算機(jī)調(diào)整工藝參數(shù)進(jìn)而準(zhǔn)確地在流程中及時(shí)處理問題。第四,機(jī)械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量均提高,保證了精準(zhǔn)度和自動(dòng)化。第五,節(jié)省了以往安裝和換刀的時(shí)間,機(jī)械工具制造水平在模塊化標(biāo)準(zhǔn)下準(zhǔn)確率更高。
3 數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展應(yīng)用
3.1 應(yīng)用于機(jī)床設(shè)備
現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)已普遍應(yīng)用于機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)中,其重要程度是其他技術(shù)手段無法替代的。機(jī)床加工中采用數(shù)控技術(shù)是一次技術(shù)性的新變革。機(jī)床加工在控制能力上取得了重大突破,實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)程序來發(fā)出命令,通過機(jī)床設(shè)備間的相互配合準(zhǔn)確地進(jìn)行加工零件生產(chǎn)流程。
3.2 應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人
工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在各領(lǐng)域里發(fā)揮作用,利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)操控機(jī)器人作業(yè)來取代人類的體力勞動(dòng),有效改善了工業(yè)制造生產(chǎn)中人為不便的不利狀況。例如:在生產(chǎn)環(huán)境惡劣及人為作業(yè)時(shí)間長的問題上,機(jī)器人的引進(jìn)受到了極大的歡迎。
3.3 應(yīng)用于汽車制造業(yè)
隨著汽車銷售量的飛速增加,汽車成為現(xiàn)代家庭生活的必備交通工具。在近20年的發(fā)展歷程上,數(shù)控技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用加快了汽車生產(chǎn)的精準(zhǔn)、安全及快速發(fā)展。機(jī)械加工技術(shù)的有效提高,成為了汽車制造業(yè)的強(qiáng)大支撐技術(shù)力量。汽車數(shù)控技術(shù)主要包括集成技術(shù)、虛擬技術(shù)及柔性技術(shù)等方面,避免了傳統(tǒng)制造技術(shù)中零件生產(chǎn)的復(fù)雜化流程,簡單的數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)為汽車制造業(yè)節(jié)省了將近一半的生產(chǎn)成本,促進(jìn)了汽車制造業(yè)的發(fā)展,在未來會(huì)被更廣泛地應(yīng)用。
4 數(shù)控技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造發(fā)展前景的影響
4.1 智能化數(shù)控技術(shù)
數(shù)控技術(shù)在智能化機(jī)械制造業(yè)的有效運(yùn)用,替代了人為勞動(dòng)作業(yè),節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間,使生產(chǎn)具備高效性并提高了生產(chǎn)的精準(zhǔn)度。智能化數(shù)控技術(shù)在未來多領(lǐng)域內(nèi)都會(huì)廣泛應(yīng)用,發(fā)展前景十分廣闊。
4.2 高精度快速數(shù)控技術(shù)
高精度數(shù)控技術(shù)是保證安全生產(chǎn)避免誤差的重要技術(shù),保證生產(chǎn)產(chǎn)品能取得更大的貢獻(xiàn)價(jià)值。除保證高精度需求外,還需要快速高效化的數(shù)控技術(shù)。這兩種技術(shù)的有效引入,能夠讓機(jī)械制造業(yè)提高效率,縮短周期并保證質(zhì)量安全。
中圖分類號(hào):TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與先進(jìn)加工工藝、制造技術(shù)
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)是以提高產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)效率為目標(biāo),以減輕繁重的體力勞動(dòng),節(jié)省生產(chǎn)成本,從而增加產(chǎn)值效益而提出的運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械化進(jìn)行生產(chǎn)的一種方式。
而先進(jìn)的加工工藝和制造技術(shù)則是機(jī)械制造業(yè)的核心。首先,加工工藝和制造技術(shù)能夠成為機(jī)械生產(chǎn)中最活躍的因素存在。加工工藝和制造技術(shù),之所以能夠成為生產(chǎn)中最活躍的因素,原因就在于,有了先進(jìn)的加工工藝和制造技術(shù)的指導(dǎo),就能夠有效地提高機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)性能和發(fā)展水平。新的加工工藝和制造技術(shù)的有效應(yīng)用可以帶動(dòng)機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展。同樣的機(jī)械設(shè)計(jì)工作通過不同的工藝方法和機(jī)械制造技術(shù)來完成。因?yàn)榧庸すに嚨牟町?,使得加工設(shè)備、工藝裝備也就不盡相同,就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出來的機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率也會(huì)有差別。其次,加工工藝和制造技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的橋梁,機(jī)械設(shè)計(jì)的可行性都會(huì)受到加工工藝和制造技術(shù)的制約。現(xiàn)代機(jī)械制造工藝技術(shù)是先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的重要組成部分,也是最富有活力的組成成分。機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成為現(xiàn)實(shí)整個(gè)過程之中都離不開加工工藝和制造技術(shù)。在機(jī)械制造實(shí)踐中,加工工藝和制造技術(shù)有時(shí)會(huì)成為機(jī)械加工工業(yè)發(fā)展的阻礙。因此,提高加工工藝和制造技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中顯得尤為重要。
可見,作為現(xiàn)代機(jī)械制造核心的加工工藝和制造技術(shù),在實(shí)際生產(chǎn)中的地位有多重。因此,切實(shí)提高先進(jìn)的加工工藝和制造技術(shù)的水平異軍突起,關(guān)系到機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展前景和創(chuàng)新。
2 加工工藝和制造技術(shù)的特點(diǎn)
加工工藝和制造技術(shù)作為機(jī)械制造業(yè)的核心和重點(diǎn)組成成分,有其自身的特點(diǎn)。綜合考慮加工工藝和制造技術(shù)的多方面因素,歸納出現(xiàn)代加工工藝和制造技術(shù)有以下特點(diǎn):
2.1 加工工藝機(jī)械制造技術(shù)具有綜合性特點(diǎn)
先進(jìn)的加工工業(yè)和制造技術(shù)的應(yīng)用,其目標(biāo)在于促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)和綜合實(shí)力的增長,全面提高企業(yè)競爭。因此,它涉及機(jī)械產(chǎn)品從前期的市場調(diào)研、中期的產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、之后的售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié),而并不限于機(jī)械制造業(yè)本身。這是一個(gè)提高機(jī)械制造業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有機(jī)整體。
2.2 加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)具有市場經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)性、競爭性特點(diǎn)
加工工藝和制造技術(shù)日益呈現(xiàn)系統(tǒng)化趨勢(shì),制造是從產(chǎn)品概念到最終產(chǎn)品的集成活動(dòng),是一個(gè)功能體系,這個(gè)系統(tǒng)正逐步向著柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展。加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的系統(tǒng)性特點(diǎn)決定了其競爭性。因此,如何提高機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)率是市場競爭的核心。隨著我國改革開放,社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體系的建立健全和全球化趨勢(shì)的進(jìn)一步增強(qiáng), 1980年以后,機(jī)械制造業(yè)贏得市場競爭的主要矛盾已經(jīng)從提高社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素矛盾。
綜上所述,加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的綜合性、競爭性和系統(tǒng)化特點(diǎn)使得現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的技術(shù)成分含金量大為增強(qiáng)。
3 現(xiàn)代機(jī)械的先進(jìn)加工工藝和制造技術(shù)的新發(fā)展
在機(jī)械制造業(yè)中,加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的綜合運(yùn)用不可能是一成不變的,需要根據(jù)科技的發(fā)展不斷促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械加工工藝和制造技術(shù)的發(fā)展,以真正適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
3.1 促進(jìn)加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)信息化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)代機(jī)械加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和應(yīng)用,高質(zhì)量和高效率的工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品不再成為一種理想化的奢望?,F(xiàn)代制造系統(tǒng)的發(fā)展由數(shù)控型系統(tǒng)向柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)不斷發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)成為一個(gè)工廠系統(tǒng)中具有全局操作性的系統(tǒng)。借助計(jì)算機(jī)將經(jīng)營決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢查和銷售等各個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)有機(jī)地綜合集成起來,成為高效益、高柔韌性、自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)。
3.2促進(jìn)加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)中的特種加工技術(shù)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,機(jī)械設(shè)備不斷采用了一些新材料來制造零件,如淬火鋼、耐熱合金、硬質(zhì)合金、硅、鍺、寶石和金剛石等難加工材料,普遍具備耐高壓、耐高溫、耐高速和高精度的要求,同時(shí),很多零件的形狀也越來越復(fù)雜。用通常的金屬切削加工方法來加工這些零件已十分困難。而特種加工技術(shù)是一種直接利用電能、熱能、光能、化學(xué)能、聲能、電化學(xué)能來進(jìn)行加工的方法,如電電解加工、電子束加工、超聲波加工和激光加工、化學(xué)加工、水射流加工等,已經(jīng)開始在一些先進(jìn)的制造廠家中應(yīng)用。它可以加工高強(qiáng)度、高硬度、高脆性、耐高溫等難切削材料以及精密細(xì)小和復(fù)雜形狀的零件。
3.3 促進(jìn)加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)全球化
國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。因此,全球化成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力,市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進(jìn)行。不斷和加強(qiáng)制造系統(tǒng)的全球化已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。
結(jié)語
我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,機(jī)械制造技術(shù)是我國工業(yè)發(fā)展中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。只有不斷發(fā)展創(chuàng)新,緊跟時(shí)代潮流,深入了解加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),不斷促進(jìn)加工工藝和機(jī)械制造技術(shù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、全球化,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地,促進(jìn)我國的機(jī)械制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。
作為現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè),只有將更多先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中,才能充分保證機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量,促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。為此,本文重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的探討論述。
1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
在現(xiàn)階段的技術(shù)條件支持下,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)所取得的發(fā)展成效主要體現(xiàn)在柔性制造、虛擬制造、以及敏捷制造這幾個(gè)方面。現(xiàn)針對(duì)上述各類制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀做進(jìn)一步的分析與說明。
首先,對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)中的柔性制造技術(shù)而言,其所指的是: 建立在成組技術(shù)的基礎(chǔ)之上,以常規(guī)意義上的數(shù)控機(jī)床(可以為不同的類型、以及多臺(tái)臺(tái)數(shù))以及數(shù)控柔性機(jī)床指導(dǎo)單位作為中心。柔性制造技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中,相關(guān)裝置設(shè)備的連接可以通過應(yīng)用自動(dòng)化物流系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)。盡管柔性制造技術(shù)同樣屬于自動(dòng)化制造系統(tǒng)的表現(xiàn)類型之一,但其在生產(chǎn)方式上呈現(xiàn)出了明顯的變批量特點(diǎn)。在現(xiàn)階段的實(shí)際工作中,有關(guān)機(jī)械制造相關(guān)產(chǎn)品的更新、以及市場動(dòng)態(tài)性發(fā)展需求的滿足均需要依賴于對(duì)柔性制造技術(shù)的應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的累積發(fā)現(xiàn):柔性制造技術(shù)能夠結(jié)合所涉及到對(duì)象(多為成組出現(xiàn)),確定相對(duì)應(yīng)的工藝過程中,并作出對(duì)相關(guān)數(shù)控加工機(jī)械及設(shè)備裝置的合理選取,達(dá)到對(duì)工件成批性生產(chǎn)的目的。更加關(guān)鍵的一點(diǎn)是:在應(yīng)用柔性制造技術(shù)的過程當(dāng)中,能夠同時(shí)完成生產(chǎn)管理、以及加工制造這兩個(gè)方面的工作,在將其作用于切削加工、沖壓、以及焊接操作的過程中,對(duì)于提高生產(chǎn)效益而言有重要作用。
其次,可以說,虛擬制造技術(shù)作為現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)中的一個(gè)分支,其主要是基于在虛擬技術(shù)與仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程進(jìn)行全新的建模。其中,計(jì)算機(jī)必不可少的工具之一,它的作用是對(duì)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造過程中進(jìn)行模擬操作與仿真。當(dāng)將虛擬技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造時(shí),應(yīng)該對(duì)方案的實(shí)際性和可行性進(jìn)行深入的探討分析,最終選出更可續(xù)合理的設(shè)計(jì)制造方案,確保所有的生產(chǎn)資源都能夠得到合理的優(yōu)化配置。而這一點(diǎn)無論是對(duì)企業(yè)生產(chǎn)成本的控制,還是增強(qiáng)企業(yè)綜合競爭實(shí)力來說,都有著至關(guān)重要的意義。并且,虛擬制造技術(shù)更是提高機(jī)械制造敏捷性的關(guān)鍵技術(shù)手段,徹底打破了傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造方式,有效保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量,并將產(chǎn)品作業(yè)過程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)品性能缺失進(jìn)行良好的控制處理。不但如此,通過對(duì)虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用,還能夠?qū)崟r(shí)的以用戶的需求為出發(fā)點(diǎn),對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品進(jìn)行合理的修改,提高設(shè)計(jì)制造的針對(duì)性。
最后,對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)中的敏捷技術(shù)而言,其所指的是:建立在精神創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)管理創(chuàng)新、以及管理人員創(chuàng)新基礎(chǔ)之上,所實(shí)現(xiàn)的全新機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)。通過對(duì)基于敏捷技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的合理應(yīng)用,能夠構(gòu)建一個(gè)反應(yīng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造市場發(fā)展的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),確保能夠動(dòng)態(tài)且可靠的對(duì)市場變動(dòng)情況予以響應(yīng)。結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看,在引入敏捷性機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的背景下,使得機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)速度大大提高、生產(chǎn)成本明顯降低、生產(chǎn)效率同樣得到了合理的優(yōu)化。與此同時(shí),對(duì)于相關(guān)企業(yè)而言,在敏捷性機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的支持下,使得系統(tǒng)可靠性有所鞏固,防止企業(yè)出現(xiàn)過多產(chǎn)品庫存累積的問題。
2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析
實(shí)際上,所謂的現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)主要是基于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行傳承和改進(jìn)的,通過將先進(jìn)的技術(shù)理念應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械制造設(shè)計(jì)中。而站在宏觀角度來看,目前機(jī)械制造技術(shù)主要呈現(xiàn)了兩種發(fā)展趨勢(shì),一種是以自動(dòng)化技術(shù)為主的發(fā)展趨勢(shì),是指在對(duì)敏捷制造技術(shù)進(jìn)行更深入的改進(jìn)與完善之后建立的技術(shù)體系。二是以精密加工做基礎(chǔ)條件的發(fā)展趨勢(shì),設(shè)計(jì)人員將微電子技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械制造過程中,促使現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)逐漸向著自動(dòng)化、智能化的方向而發(fā)展,具體表現(xiàn)如下:
首先,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)水平也得到了明顯的提升,但仍舊存在著一定的不足之處,還需要將更多高效先進(jìn)的虛擬化技術(shù)引用到機(jī)械制過程中。其中,想要保證應(yīng)用質(zhì)量的關(guān)鍵在于如何才能將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)更合理的利用,并通過將擬實(shí)技術(shù)與虛擬技術(shù)相互結(jié)合在一起,才能充分保證了機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造質(zhì)量,加快機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)速度,大大提高了能源利用率。
其次,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在發(fā)展過程中,還應(yīng)該充分考慮到生態(tài)環(huán)保的問題,逐漸向著綠色化方向而發(fā)展。而所謂的綠色化主要是指現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在使用過程中,不僅僅是要從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、制造等方面進(jìn)行考慮。同時(shí),還要真正從能源的節(jié)約方面入手,將環(huán)境保護(hù)作為首要的設(shè)計(jì)目標(biāo),加大對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的綠色化改造和完善。這樣不僅能夠有效防止機(jī)械制造過程中對(duì)周圍環(huán)境的破壞,還可以大大減少能源的過度消耗。
最后,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)還應(yīng)該向著一體化方向而發(fā)展,尤其是在當(dāng)前信息時(shí)代飛速發(fā)展的背景下,企業(yè)與企業(yè)之間的競爭形勢(shì)也變得越來越激烈。而傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)無法再滿足于現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展需要,現(xiàn)代企業(yè)越來越重視對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化、多樣性的發(fā)展。而且,早先的大批量生產(chǎn)模式也不再適用,逐漸被小批量生產(chǎn)而取代。所以,在這一發(fā)展過程中,想要更快、更好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的一體化,應(yīng)該將其設(shè)計(jì)與加工工藝進(jìn)行整合,從而簡化各種操作程序,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品制造的生命周期進(jìn)行嚴(yán)格的控制,減少原材料的過度消耗,降低產(chǎn)品生產(chǎn)目標(biāo)。
結(jié)束語
現(xiàn)代意義上的機(jī)械制造技術(shù)不單單關(guān)系到機(jī)械行業(yè)的發(fā)展與完善,同時(shí)也承擔(dān)著衡量一個(gè)國家在制造方面整體性水平的重要任務(wù)。當(dāng)前的機(jī)械制造技術(shù)更多的體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工業(yè)創(chuàng)新的融合、以及集成,在新時(shí)期的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展體系當(dāng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):TH12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
受到經(jīng)濟(jì)全球化的影響,國與國之間的實(shí)力競爭日趨激烈,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不單單是國家工業(yè)發(fā)展的支持和動(dòng)力更是國家制造實(shí)力的重要代表。機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)裝備最主要的來源,也是工業(yè)制造業(yè)最重要的組成部分,起到了完善我國原有的工業(yè)體系的作用。我國雖然在近年來致力于創(chuàng)新,但是同發(fā)達(dá)國家相比在這一方面仍存在不小的差距,它不僅僅局限于簡單的機(jī)械生產(chǎn),為了提高自身的競爭力與效益,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)必須涵蓋機(jī)械研究設(shè)計(jì),機(jī)械生產(chǎn),售后維修等各個(gè)方面。現(xiàn)在各個(gè)國家都把機(jī)械制造技術(shù)列為重要發(fā)展方面,許多國家都將科學(xué)技術(shù)的發(fā)展重心轉(zhuǎn)移到機(jī)械制造技術(shù)的開發(fā)與研究方面。所以,了解其含義還要探索一條中國特色的機(jī)械制造的發(fā)展方向。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程
國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)是機(jī)械制造業(yè),而機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)和動(dòng)力則是機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新。從發(fā)展至今機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展歷程大致可以分為五種類型。第一、勞力密集型。大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)依靠人工勞動(dòng),工業(yè)生產(chǎn)類型也是手工制造業(yè)為主。第二、設(shè)備密集型。工業(yè)生產(chǎn)依賴于機(jī)械設(shè)備進(jìn)行,諸如汽車生產(chǎn)的流水線生產(chǎn)方式開始被研發(fā)應(yīng)用。第三、信息密集型。這類的機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)與高新發(fā)展的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,是現(xiàn)在運(yùn)用比較廣的技術(shù)。這種生產(chǎn)方式利用信息交換來完成機(jī)電一體化的設(shè)備的生產(chǎn),在生產(chǎn)中依靠的是操作人員與機(jī)械設(shè)備的信息交換,通過將信息輸入機(jī)械來完成產(chǎn)品的精準(zhǔn)加工,是簡便快捷的生產(chǎn)技術(shù)。第四、知識(shí)密集型。這種生產(chǎn)方式的制造理念比較先進(jìn),現(xiàn)在應(yīng)用的較好的是計(jì)算機(jī)的集成制造技術(shù),這種機(jī)械制造的生產(chǎn)技術(shù)是應(yīng)用前途較廣的。第五、智能密集型。這種技術(shù)是市面上比較受關(guān)注的新型生產(chǎn)技術(shù),現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的急劇變化要求適應(yīng)性比較強(qiáng)的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)去適應(yīng)變化,目前該仍在不斷的研發(fā)階段。
2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代新興的機(jī)械制造技術(shù)依靠于傳通的機(jī)械制造技術(shù),但更重要的是實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的更新與發(fā)展?,F(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是虛擬化,全球化,綠色化與制造業(yè)信息化的方向。
(1)虛擬化
虛擬化技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)中運(yùn)用較廣的技術(shù),所謂虛擬化指的是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐所形成的最新生產(chǎn)技術(shù)。制造業(yè)現(xiàn)在在生產(chǎn)中主要實(shí)現(xiàn)的是設(shè)計(jì)與制造中的虛擬化。在機(jī)械制造設(shè)計(jì)時(shí)可以通過虛擬化技術(shù)測試設(shè)計(jì)是否可行,而在機(jī)械制造時(shí),通過虛擬化技術(shù)可以完成對(duì)產(chǎn)品的性能分析,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理性的模擬與測試,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不足,優(yōu)化產(chǎn)品的性能,同時(shí)也能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
(2)全球化
機(jī)械制造技術(shù)的全球化是時(shí)代的要求,當(dāng)代經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展不僅聯(lián)系的是各個(gè)國家之間的經(jīng)濟(jì),更有的是國家之間信息與技術(shù)的相互交流。當(dāng)代國家之間實(shí)力的競爭日趨激烈各種行業(yè)之間的競爭也是越來越多,在國際市場上許多企業(yè)為了避免倒閉,往往選擇的是加強(qiáng)與其它企業(yè)的合作,這種企業(yè)間的共同合作擴(kuò)大了機(jī)械制造業(yè)在國際上的范圍。機(jī)械制造的最終目的是取得盈利的最大化,許多機(jī)械制造企業(yè)為了取得盈利都選擇在不同的地方生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品,當(dāng)代交通與信息的發(fā)展使得機(jī)械制造可以完成異地生產(chǎn),這也就實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的全球化生產(chǎn)。
(3)綠色化
當(dāng)代制造業(yè)的生產(chǎn)越來越表現(xiàn)出向綠色化發(fā)展的趨勢(shì),當(dāng)今的綠色環(huán)保理念深入人心,工業(yè)生產(chǎn)中也越來越要考慮到生產(chǎn)時(shí)的環(huán)保效益,機(jī)械制造技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品最終要運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中,所以機(jī)械制造也要考慮到生產(chǎn)的環(huán)保。從機(jī)械制造的材料到最終的包裝都要選擇綠色產(chǎn)品,最大程度上的減小機(jī)械生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的危害,提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)時(shí)材料的合理利用,實(shí)現(xiàn)資源的保護(hù)。
(4)制造業(yè)信息化
信息爆炸的時(shí)代,機(jī)械制造想要在這樣的環(huán)境下取得發(fā)展就要改變發(fā)展方式。不是依靠于大規(guī)模的投資,而是依靠于最新的信息。通過信息來了解全球化的制造業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)與方向,引進(jìn)最新的科技項(xiàng)目,規(guī)范生產(chǎn)。
3結(jié)束語
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志,是現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成,是一個(gè)國家工業(yè)的支柱和基礎(chǔ)。我國是一個(gè)制造大國,卻并不是制造強(qiáng)國,這主要反映在我國的現(xiàn)代制造技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、重大裝備缺少自主創(chuàng)新和研發(fā)的能力。因此作為我國的機(jī)械制造業(yè)而言,應(yīng)該抓住發(fā)展機(jī)遇,了解我國機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,把握現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,不斷的更新理念,使我國的機(jī)械制造業(yè)能夠有效利用發(fā)達(dá)國家的成果與發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造業(yè)一起騰飛。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):G423
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-0845(2006)07-0018-02
一、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展規(guī)模經(jīng)歷了從少品種、小批量到多品種大批量的轉(zhuǎn)變,資源配置從過去的勞動(dòng)密集和設(shè)備密集向技術(shù)密集和知識(shí)密集的方向發(fā)展,生產(chǎn)方式也沿著手工、機(jī)械化、單機(jī)自動(dòng)化、剛性流水自動(dòng)化、柔性自動(dòng)化、智能自動(dòng)化的軌跡不斷進(jìn)化。制造技術(shù)的發(fā)展增強(qiáng)了企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場適應(yīng)性,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也走向多元化,產(chǎn)品性能大幅度提高。
當(dāng)前,我國的經(jīng)濟(jì)逐漸與國際接軌,國內(nèi)企業(yè)大量采用現(xiàn)代制造技術(shù)參與國際競爭,因此形成了對(duì)掌握先進(jìn)制造技術(shù)人才的巨大需求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)的不斷融合,機(jī)械制造工業(yè)的面貌發(fā)生了很大的變化,相繼出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)、集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造、并行工程等許多先進(jìn)的制造方法和生產(chǎn)模式,形成了現(xiàn)代制造技術(shù)體系。現(xiàn)代制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等技術(shù)成果,并將其綜合應(yīng)用于制造全過程,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗、清潔、靈活生產(chǎn),從而取得較理想的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。先進(jìn)的制造技術(shù)是制造業(yè)的技術(shù)支柱,是一個(gè)國家科技水平、綜合國力的重要體現(xiàn),制造技術(shù)的發(fā)展是經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的根本動(dòng)力。
二、現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)
1.貫穿制造全過程
傳統(tǒng)制造技術(shù)一般指加工制造的工藝方法,實(shí)際上只是制造全過程的一部分;而現(xiàn)代制造技術(shù)則貫穿了從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)經(jīng)營管理、制造裝配、質(zhì)量保證、市場銷售、售后服務(wù)、報(bào)廢處理甚至回收再利用等整個(gè)制造過程,使整個(gè)制造過程成為一個(gè)大系統(tǒng)。
2.技術(shù)、管理、人員三者結(jié)合
現(xiàn)代制造技術(shù)已不是一個(gè)單純的技術(shù)問題,已發(fā)展為由技術(shù)支撐轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)、管理、人員三者的有機(jī)集成,它強(qiáng)調(diào)更加靈活的組織管理模式,以使制造全過程達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行。例如,一家企業(yè)要建立計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),就必須首先對(duì)所有員工進(jìn)行培訓(xùn),改變傳統(tǒng)的思維模式。而精良生產(chǎn)理論提出的市場驅(qū)動(dòng)、需求牽引理念,強(qiáng)調(diào)用戶是核心,快速響應(yīng)市場需求。
3.多學(xué)科交叉融合
傳統(tǒng)制造技術(shù)的專業(yè)、學(xué)科單一,不同專業(yè)之間界限分明;而現(xiàn)代制造技術(shù)的專業(yè)、學(xué)科之間不斷滲透、交叉、融合,其界限逐漸淡化甚至消失,這使得現(xiàn)代制造技術(shù)趨于系統(tǒng)化和集成化,并發(fā)展成為集機(jī)械、電子、材料和管理等技術(shù)于一體的新興交叉技術(shù)。如快速成型技術(shù)就是機(jī)械工程、CAD、數(shù)控、激光以及材料等技術(shù)交叉優(yōu)化集成的結(jié)果。
4.支持可持續(xù)發(fā)展
資源、環(huán)境與人口是當(dāng)今社會(huì)面臨的三大主要問題?,F(xiàn)代制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),它所倡導(dǎo)的綠色制造、清潔制造、生態(tài)工廠等新概念、新哲理,是支持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有力武器。
5.制造過程是個(gè)系統(tǒng)工程
機(jī)械制造過程是一種離散的生產(chǎn)過程,制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)之間可以彼此關(guān)聯(lián)或不關(guān)聯(lián)。用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來分析和研究制造過程,就出現(xiàn)了制造系統(tǒng)的概念,并形成了現(xiàn)代制造系統(tǒng)工程學(xué)。制造系統(tǒng)由物質(zhì)流系統(tǒng)、能量流系統(tǒng)和信息流系統(tǒng)三個(gè)基本要素組成。計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)等的發(fā)展,促進(jìn)了制造系統(tǒng)的形成和發(fā)展。
三、現(xiàn)代制造技術(shù)對(duì)教學(xué)改革的要求
由于現(xiàn)代制造技術(shù)不是指某項(xiàng)技術(shù),而是一個(gè)綜合的系統(tǒng)技術(shù),這對(duì)當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)體系以及專業(yè)和學(xué)科間的交叉滲透提出了新的挑戰(zhàn)。拓寬專業(yè)、培養(yǎng)通才,是面向21世紀(jì)教學(xué)改革的一個(gè)重要內(nèi)容。而教學(xué)計(jì)劃受學(xué)時(shí)數(shù)的限制,許多新的制造技術(shù)卻無法一一單獨(dú)安排,學(xué)生也難以自由選擇專業(yè)和課程,因此導(dǎo)致他們的知識(shí)面狹窄。
現(xiàn)代制造技術(shù)要求從業(yè)人員在掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的自然科學(xué)知識(shí)和寬廣的人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,具有廣泛收集與處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析與解決問題的能力、組織管理能力、綜合協(xié)調(diào)能力、表達(dá)溝通能力和社會(huì)活動(dòng)能力等,尤其是要求不斷增加創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。因此,急需加強(qiáng)教育與產(chǎn)業(yè)部門間的密切交流與合作。從某種意義上說,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的教育模式已成為提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑。
目前,制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的頻率和產(chǎn)品更新的周期不斷加快,知識(shí)失效的速度也明顯加快,工科畢業(yè)生知識(shí)的半衰期只有六年左右。因此傳統(tǒng)的一次性教育模式已不能適應(yīng)新的時(shí)代要求,這對(duì)當(dāng)前的培養(yǎng)模式與教育手段提出了新的要求。
為培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的高層次工程技術(shù)應(yīng)用人才,必須適時(shí)調(diào)整機(jī)械制造技術(shù)類課程的體系結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生初步建立起與現(xiàn)代制造技術(shù)相適應(yīng)的知識(shí)體系。學(xué)生除了具備機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、專門知識(shí)和相關(guān)的職業(yè)技能外,還應(yīng)該拓寬知識(shí)面,注重培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用能力和綜合素質(zhì),提高畢業(yè)后對(duì)工作環(huán)境的專業(yè)適應(yīng)性。
四、現(xiàn)代制造技術(shù)課程建設(shè)的基本思路
為適應(yīng)機(jī)械制造及自動(dòng)化和機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置調(diào)整的需要,通過對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的主要內(nèi)容進(jìn)行綜合提煉,我們開設(shè)了現(xiàn)代制造技術(shù)這門課程,用以簡要地介紹現(xiàn)代制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、制造、加工自動(dòng)化和生產(chǎn)管理等技術(shù),并展望了現(xiàn)代制造技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)。課程設(shè)置的目的是為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)他們對(duì)新技術(shù)的跟蹤適應(yīng)能力,提高機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生的就業(yè)能力。
現(xiàn)代制造技術(shù)課程建設(shè)的基本思路是:以現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿性、綜合性、交叉性和適用性為原則,注重國內(nèi)外新成果和新技術(shù)的采用,對(duì)與我國、特別是本地機(jī)械制造行業(yè)關(guān)系密切的關(guān)鍵技術(shù)作重點(diǎn)介紹,注重學(xué)科之間的交叉融合,從系統(tǒng)的角度介紹現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵、特征、技術(shù)發(fā)展前沿和關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)制定了以下四項(xiàng)具體目標(biāo):
(1)將各類相關(guān)課程之間進(jìn)行最佳組合,實(shí)現(xiàn)課程設(shè)置科學(xué)化;(2)調(diào)整課程內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的綜合化、教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化;(3)改進(jìn)教學(xué)方法和手段,實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化,提高教學(xué)效果和質(zhì)量;(4)拓寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),實(shí)現(xiàn)人才素質(zhì)的優(yōu)化。
五、現(xiàn)代制造技術(shù)課程體系建設(shè)的改革
現(xiàn)代制造技術(shù)包括三大主題技術(shù)群:主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群和制造技術(shù)環(huán)境。這三大主題技術(shù)群不是彼此孤立的,它們之間有信息交換。傳統(tǒng)的課程體系生硬地將實(shí)際相互關(guān)聯(lián)的整體內(nèi)容人為地分割切塊,這對(duì)于各門課程的學(xué)習(xí)而言,在保證知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性、條理性、透徹性等許多方面,是有積極意義的。但現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要特征是學(xué)科間的內(nèi)容不斷滲透、交叉、融合,界限逐漸淡化,技術(shù)也更趨于系統(tǒng)化和集成化,因此,現(xiàn)有體系造成了學(xué)生所掌握的知識(shí)是零碎散亂的,因而直接導(dǎo)致了學(xué)生綜合應(yīng)用能力的欠缺。
為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)迅猛發(fā)展帶來的挑戰(zhàn),必須用先進(jìn)的制造技術(shù)改造傳統(tǒng)學(xué)科,淡化專業(yè)劃分,加強(qiáng)素質(zhì)教育。在教學(xué)計(jì)劃的安排上,提出了“努力保持傳統(tǒng)制造技術(shù)內(nèi)涵,大力拓展現(xiàn)代制造技術(shù)外延”的總體設(shè)想,對(duì)舊的教學(xué)體系進(jìn)行大刀闊斧的改革,在課程設(shè)置和內(nèi)容上逐年調(diào)整,使傳統(tǒng)制造技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)兩條課程主線相互補(bǔ)充、相輔相成,使本專業(yè)畢業(yè)生既能較快地適應(yīng)傳統(tǒng)制造業(yè)的需求,也能很好地跟蹤先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),保持可持續(xù)發(fā)展的潛力。近幾年,機(jī)械制造各專業(yè)針對(duì)周邊地區(qū)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要,不斷對(duì)傳統(tǒng)課程進(jìn)行整合,大幅度壓縮學(xué)時(shí),先后開出了機(jī)械CAD原理與應(yīng)用、有限元法應(yīng)用、機(jī)電一體化基礎(chǔ)、數(shù)控加工技術(shù)、測試技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)等系列課程。在教學(xué)內(nèi)容和體系上逐步突破傳統(tǒng)的CAD和制造工藝教學(xué),構(gòu)建先進(jìn)制造技術(shù)的知識(shí)體系。
雖然過去的教學(xué)體系改革中對(duì)許多單門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了局部優(yōu)化,適時(shí)增加了相關(guān)的現(xiàn)代制造技術(shù)的一些零碎內(nèi)容,但整個(gè)課程體系的整體框架并沒有結(jié)構(gòu)性的變化。我們本著課程體系建設(shè)要與社會(huì)需求和工程技術(shù)發(fā)展水平相適應(yīng)的原則,對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行了綜合與整合,制訂了新的教學(xué)計(jì)劃,擬定了新的教學(xué)大綱,將各種互相滲透和融合的相關(guān)技術(shù)集成為現(xiàn)代制造技術(shù)內(nèi)容,安排40學(xué)時(shí)進(jìn)行教學(xué),
將眾多的現(xiàn)代制造技術(shù)整合成一門課,其難度是相當(dāng)大的。為了將各項(xiàng)內(nèi)容有機(jī)、有序地整合在一起,使學(xué)生具備先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí),我們采用了宏觀整合和微觀整合的措施,使課程內(nèi)容較好地反映本課程的宗旨。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.200
0 引言
現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)就是在機(jī)械加工工業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、制造、銷售、維修保養(yǎng)等過程中涉及到所有的的機(jī)械設(shè)計(jì)制造的相關(guān)技術(shù)?,F(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)健康、穩(wěn)定、快速發(fā)展的源動(dòng)力,現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)也反應(yīng)了一個(gè)社會(huì)發(fā)展的文明程度。正所謂科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,社會(huì)以及人類文明的建設(shè)都是基于強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)對(duì)大自然的改造和利用,現(xiàn)代制造技術(shù)在社會(huì)的不同發(fā)展時(shí)期呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)形式,在當(dāng)前的國際化和全球化的形勢(shì)下,機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展更是日新月異,不同的國家和地區(qū)根據(jù)自己區(qū)域資源的不同,其機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的范圍和層次也不盡相同。
1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)特征
(1)實(shí)際工程應(yīng)用?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)就是為了完成一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造或者是一個(gè)工程項(xiàng)目的完整施工,在整個(gè)生產(chǎn)制造維護(hù)過程中,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)充分融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息化技術(shù)等等,確保一個(gè)工程的施工更加的快捷、準(zhǔn)確。
(2)系統(tǒng)的完整性?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不僅僅是為了生產(chǎn)出一件產(chǎn)品或者完成一個(gè)工程項(xiàng)目,它在一定程度上反應(yīng)了一個(gè)企業(yè)甚至國家的綜合競爭力和國際地位,是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志。所以這就賦予了現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)跳出制造環(huán)節(jié)的局限,更加多的要考慮制造的前后過程以及所附屬帶來或者引起的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)反應(yīng),更加強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)制造系統(tǒng)是一個(gè)完成的系統(tǒng)。
(3)技術(shù)統(tǒng)一性?,F(xiàn)代的機(jī)械制造技術(shù)在提高生產(chǎn)效率的同時(shí),更加強(qiáng)調(diào)對(duì)時(shí)間、成本以及生產(chǎn)質(zhì)量的有機(jī)統(tǒng)一,成本是基石,效率是催化劑,質(zhì)量則是最后成功的點(diǎn)睛之筆,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在這些要素上實(shí)現(xiàn)技術(shù)統(tǒng)一。
機(jī)械制造技術(shù)具有全球性特點(diǎn): 隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,全球經(jīng)濟(jì)一體化建設(shè)進(jìn)程日益加劇,西方發(fā)達(dá)資本主義國家大多是通過金融、科技、以及信息的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)市場占有份額的擴(kuò)大,這直接導(dǎo)致了整個(gè)市場競爭行為的激烈性。為了更好的與此種發(fā)展趨勢(shì)相適應(yīng),就需要通過對(duì)機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用,將其與現(xiàn)代高新技術(shù)充分融合,以達(dá)到支持制造業(yè)全面發(fā)展的目的。
(4)技術(shù)全球一體化。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)全球化的日益加劇,不同國家地區(qū)之間的技術(shù)融合日益密切。為了更加順應(yīng)全球化時(shí)代的發(fā)展,傳統(tǒng)的機(jī)械制造與現(xiàn)代高新技術(shù)融合,才能夠進(jìn)一步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步。
2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展主要分為柔性制造、虛擬制造和敏捷制造幾個(gè)方面:首先,柔性制造技術(shù),是傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步的延伸,其自動(dòng)化程度更加完善,不僅能夠進(jìn)行大批量生產(chǎn),還能夠依靠以柔性數(shù)控加工中心等核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)多工序、不同工位同時(shí)作業(yè),例如可以再一臺(tái)甚至多臺(tái)數(shù)控加工中心的協(xié)作下同時(shí)實(shí)現(xiàn)車、銑、刨、磨、焊等不同工種的工作。柔性制造技術(shù),對(duì)于提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量,具有非常突出的作用,是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的重要技術(shù)范疇。虛擬制造技術(shù)在近幾年發(fā)展十分迅速,虛擬制造是通過三維建模等計(jì)算機(jī)手段虛擬出三維的加工場景,然后融合仿真技術(shù),對(duì)整個(gè)生產(chǎn)、加工、制造、管理的過程在計(jì)算機(jī)以視景的方式進(jìn)行模擬。虛擬制造技術(shù)不僅不可以對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械制造進(jìn)行模擬和校驗(yàn),還能夠方便的對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化,及時(shí)發(fā)展生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題和不足,及時(shí)修正,這對(duì)于生產(chǎn)加工制造而言具有非常強(qiáng)的實(shí)際意義。最后,是敏捷制造技術(shù),敏捷制造是美國國防部為了指定21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展而支持的一項(xiàng)研究計(jì)劃。通俗的說,敏捷制造技術(shù)就是在社會(huì)對(duì)于某特定技術(shù)具有強(qiáng)烈需求時(shí),快速的統(tǒng)合不同的企業(yè)和部門,通過生產(chǎn)技術(shù)、管理和人力資源的融合,對(duì)迅速改變的市場需求做出快速的回應(yīng)。
3 未來機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在繼承傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)上,不停的現(xiàn)代的高新技術(shù)融合到整個(gè)生產(chǎn)制造過程中,對(duì)于未來機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展,主要分為以下幾個(gè)方向:
(1)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)一步朝著虛擬現(xiàn)實(shí)方向發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),將傳統(tǒng)的加工工藝通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬的呈現(xiàn)出來,不僅僅能夠大大的降低研發(fā)和生產(chǎn)成本,還會(huì)極大的提升產(chǎn)品的研發(fā)速度,利用虛擬仿真技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工制造過程中的紕漏,對(duì)于資源的有效利用而言,具有非常大的應(yīng)用前景。(2)可持續(xù)發(fā)展,是人類社會(huì)現(xiàn)在需要共同關(guān)注的主題,如何合理的利用現(xiàn)有的資源,在機(jī)械設(shè)計(jì)、加工、制造過程中,合理的實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效、可持續(xù)的利用,是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)努力的重要法相。如何在保證生產(chǎn)開效率的同時(shí),能夠盡可能的節(jié)約資源,將對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞最小化,是未來機(jī)械制造技術(shù)必須要發(fā)展的方向。(3)未來的機(jī)械加工制造技術(shù)更加趨向于一體化發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)、加工、制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要考慮整體過程,盡量提高生產(chǎn)質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,盡可能的節(jié)約時(shí)間和資源,環(huán)環(huán)相構(gòu),實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)與工藝制造一體化。
4 結(jié)語
在經(jīng)濟(jì)全球化的體制下,只有不斷創(chuàng)新和改革機(jī)械制造技術(shù),才能賦予現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)新的靈魂,不斷的適應(yīng)時(shí)展的潮流,提高企業(yè)、國家的綜合競爭力?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展是為了不停的服務(wù)社會(huì),本文旨在通過對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及其發(fā)展進(jìn)行簡要介紹,希望機(jī)械制造相關(guān)的各行業(yè)人員一起共同努力,利用現(xiàn)有的資源,可持續(xù)的改造人類賴以生存的地球環(huán)境,不斷的造福子孫后代。
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