機械設計制造技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

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1、 機械設計制造技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [摘 要]機械設計制造及其自動化專業(yè)的學習，主要針對機械設計制造的基礎理論知識和應用能力為重點，可以在工業(yè)生產(chǎn)中負責機械制造領域內的機械設計、科技研發(fā)、制造應用，在機械設計制造的基礎上，融入計算機科學、信息技術、自動化控制技術的交叉學科，機械設計制造發(fā)展的動力是可以不斷的解決現(xiàn)代工業(yè)領域中出現(xiàn)的各種復雜技術問題，并把復雜的問題簡單化，復雜的操作規(guī)范化。本文針對機械設計制造技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做簡要闡

2、述。 [關鍵詞]機械設計制造 結構 差距 發(fā)展趨勢 中圖分類號：th16 文獻標識碼：a 文章編號：1009-914x（2013）16-0059-01 一、經(jīng)濟全球化的背景下，機械制造行業(yè) 機械制造工業(yè)是指生產(chǎn)各種機械和設備行業(yè)、機械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟提供技術裝備，其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標志。21世紀，發(fā)展機械制造行業(yè)的特點是現(xiàn)代化高新技術的綜合利用，其趨勢是：四個現(xiàn)代化適應性強、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械為基礎，使用一個特殊的機床、夾具、工具、測量工具——剛性自動化的流水線。剛性自動缺陷嚴重影響了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，減低了新技術的采用，產(chǎn)品在國際

3、市場上缺乏競爭力。 從20世紀到21世紀期間，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)機械化和自動化功能的傳統(tǒng)制造業(yè)。20世紀的制造技術，慢慢的實行專業(yè)分工，開始制定生產(chǎn)組織固定功能的工作組，公司的組織結構趨向金字塔型結構，采取一系列的流程工作。到了21世紀，制造業(yè)把不同崗位的人設為中心，實行模糊分工，一專多能，工作小組也已變更為“團隊”與自主管理，對企業(yè)的組織結構已普遍采取能夠更迅速地應對市場的“平面型”和“網(wǎng)絡型”，采取并行作業(yè)。在這個時段，制造企業(yè)戰(zhàn)略上已不再是采用規(guī)模經(jīng)濟，但快速響應市場和技術創(chuàng)新，質量觀從符合質量理念轉變?yōu)闈M意質量理念，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，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)。加強原本薄弱的研究和開發(fā)，企業(yè)銷售和服務這兩個組織模式逐步從“橄欖型”轉向“啞鈴型”，以追求自己的成本最小化和客戶價值，通過大規(guī)模定制的制造和網(wǎng)絡化制造的最大化。 二、我國機械制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀90年代初，隨著cims 技術的大力推廣應用，包括有cims 實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環(huán)境已建成。在全國范圍內，部署了cims 的若干研究項目，并獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業(yè)和絕大部分中小型機械制造企業(yè)主要限

5、于cad 和管理信息系統(tǒng)，底層基礎自動化還十分薄弱，數(shù)控機床由于編程復雜，還沒有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達國家相比，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)品結構的差距 中國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術引進和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，加之中國勞動力豐富而資金相對短缺，致使機械制造業(yè)的科技開發(fā)明顯滯后。雖然中國機械制造業(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)權的高、精、尖產(chǎn)品比較少。 我國械制造業(yè)產(chǎn)品的質量雖然有了很大程度的提高，但大量的機電產(chǎn)品的質量可靠性、外觀設計、內在性能還有很大差距。比如數(shù)控機床和精密機床的

6、可靠性差、質量問題嚴重，軸承、液壓件、密封件等基礎件產(chǎn)品水平低、品種少、滿足度低、質量不穩(wěn)定。工程機械目前只能生產(chǎn)中小型產(chǎn)品，大型工程機械、大型火電設備的技術能力十分薄弱。 （二）生產(chǎn)投入結構的差距 一般競爭性行業(yè)，機械制造業(yè)競爭力的條件和福利狀況直接影響生產(chǎn)投入的結構。企業(yè)之間的競爭，實際上是科技實力和創(chuàng)新能力的競爭，科技實力和技術創(chuàng)新能力在很大程度上取決于研究和開發(fā)的投資。發(fā)達國家為了保持市場競爭力的機械制造行業(yè)，增加投資在科學和技術方面的努力。一些大型企業(yè)技術開發(fā)費用占銷售額的4%-8%，甚至要高于10%。如此高的投資，以進一步擴大其領先的技術優(yōu)勢，使企業(yè)充分競爭的情況下變成了“壟斷

7、競爭”，在許多關鍵領域中占據(jù)了有利的戰(zhàn)略位置。較低的設備更新系數(shù)機械制造行業(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)模機械制造業(yè)公司負責研究開發(fā)人員占職工人數(shù)的5%—10%，然而中國卻僅占1% 。在科學和高新技術的投入上，這是一個巨大的差距，人員素質，設備投資，中國的機械制造企業(yè)的落后，設計和生產(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，都嚴重阻礙了我國機械制造業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品質量難以得到保證。 （三）產(chǎn)業(yè)組織結構的差距 為什么中國的機械制造行業(yè)的輸入結構的發(fā)展很難增加投資在科學和技術，一方面原因是因為產(chǎn)業(yè)

8、結構不合理，小規(guī)模的企業(yè)，布局分散，另一方面是因為中小企業(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)的分散化導致地區(qū)與世界機械制造行業(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，機電一體化，市場集中趨勢。機械制造行業(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)中占主導地位，并形成專業(yè)化分工的勞動力結構化布線系統(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)投入巨資在科學和技術的發(fā)展。改革開放以來中國機械制造行業(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)集團的國際競爭力，大小企業(yè)之間的對立情況依然嚴重，中小企業(yè)與大企業(yè)和專業(yè)協(xié)作的產(chǎn)業(yè)結構尚未形成。目前，有相當數(shù)量的企業(yè)仍然是“全能”的主體結構，除了汽車，拖拉機，內燃機，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%。中國機械制造行業(yè)的技術進步的速度和產(chǎn)出增長的貢獻率，總體略高于全國平均的技術進步和貢獻的gdp增長率。然而，相對于發(fā)達國家，中國的機械制造技術進？？步的速度和貢獻率都相對較低。在1998年，中國的機械制造業(yè)產(chǎn)值增長速度技術進步的貢獻率只有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；機床

10、產(chǎn)值數(shù)控化率只有約25%，日本已經(jīng)達到70%；中國的機械制造技術開發(fā)費用占銷售收入的百分比為1.78%，技術開發(fā)人員占職工的比例，也明顯低于發(fā)達國家。機械制造業(yè)作為一個整體落后的設計和制造技術，產(chǎn)品，大多是中低端。 三、機械制造技術未來發(fā)展趨勢 機械制造的水平高低反應著國家的經(jīng)濟實力，人才實力和全國比賽的集成化，智能化，靈活的信息。計算機集成制造已經(jīng)成為2l世紀制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式，通過計算機輔助操作，利用電腦軟件進行技術監(jiān)控和制造監(jiān)控。智能化制造系統(tǒng)可理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動。敏捷制造是以競爭力和信譽為基礎，以選擇合作者

11、虛擬的公司，分工，為同一個共同的目標，以提高整體競爭力和快速響應用戶的需求，以滿足用戶的使用需求。為了實現(xiàn)快速反應能力，并建立一個虛擬的企業(yè)中的關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，敏捷制造環(huán)境下基于虛擬制造技術的基礎上。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 [1] 蘇生榮，我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景，中國科技信息，2009 [2] 龔超，機械設計與制造，第11期2009年11月 [3] 陽堯璋.21世紀制造技術發(fā)展趨勢及重點發(fā)展方向.機械制造，2003（3）：10～13