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我國機械制造技術(shù)現(xiàn)狀特點及發(fā)展方向
我國機械制造技術(shù)現(xiàn)狀、特點及發(fā)展方向
1 我國機械制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
機械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科，是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。
20 世紀 70 年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對比較簡單，一個新產(chǎn)品上市，很快就會有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。20 世紀 80 年代以后，隨著市場全球化的進一步發(fā)展，市場競爭變得越來越激烈。20 世紀 90 年代初，隨著 CIMS 技術(shù)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(nèi)，部署了 CIMS 的若干研究項目，諸如 CIMS 軟件工程與標準化、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等均取得了豐碩成果，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。主要表現(xiàn)在以下四個方面：
1.1 管理方面
工業(yè)發(fā)達國家廣泛采用計算機，重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，推出了準時生產(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)局部采用了計算機輔助管理，多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗管理階段。
1.2 設計方面
工業(yè)發(fā)達國家不斷更新設計數(shù)據(jù)和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術(shù)，大型企業(yè)開始無圖紙的設計和生產(chǎn)。我國采用 CAD/CAM 技術(shù)比例較低。
1.3 制造工藝方面
工業(yè)發(fā)達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)以及復合加工技術(shù)等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發(fā)之中。
1.4 自動化技術(shù)方面
工業(yè)發(fā)達國家普遍采用數(shù)控機床、加工中心及柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)。實現(xiàn)了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)中使用。
目前，機械制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)與新的機遇。因此，我國機械制造業(yè)不能單純的沿著 20世紀凸輪及其機構(gòu)為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產(chǎn)線--剛性自動化發(fā)展。而是要全面拓展，面向五化發(fā)展，即全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
2 機械制造技術(shù)的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業(yè)一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數(shù)量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及，工業(yè)機器人的應用還很有限。因此，我們要立足于我國的實際情況，在看到國際上制造業(yè)發(fā)展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
2.1 機械制造技術(shù)是一個系統(tǒng)工程
先進制造技術(shù)特別強調(diào)計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。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。
2.2 機械制造技術(shù)是一個綜合性技術(shù)
先進制造技術(shù)應用的目標是為了提高企業(yè)競爭和促進國家經(jīng)濟和綜合實力的增長。因此，它并不限于制造過程本身，它涉及產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設計、生產(chǎn)準備、加工制造、售后服務等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個有機的整體。以便提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟效益和社會效益。
2.3 機械制造技術(shù)是市場競爭要素的統(tǒng)一體
市場競爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。隨著市場全球化的進一步發(fā)展，20 世紀 80 年代以后，制造業(yè)要贏得市場競爭的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進制造技術(shù)把這三個矛盾有機結(jié)合起來，使三者達到了統(tǒng)一。
2.4 機械制造技術(shù)是一個世界性技術(shù)
20 世紀 80 年代以來，隨著全球市場的形成，發(fā)達國家通過金融、經(jīng)濟、科技手段爭奪市場，傾銷產(chǎn)品，輸出資本，使得市場競爭變得越來越激烈，為適應這種激烈的市場競爭，一個國家的先進制造技術(shù)應具有世界先進水平，應能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。同時，機械制造技術(shù)是面向 21 世紀的技術(shù)，應與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，應是有明確范疇的新的技術(shù)領域。
3 我國機械制造技術(shù)的發(fā)展方向
先進制造技術(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)的所有領域及其全部過程。
20 世紀 80 年代，隨著掃描顯微鏡的發(fā)明和使用，人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度，納米技術(shù)是指實現(xiàn)納米級精度，是一種在納米尺度上研究原子和分子結(jié)構(gòu)，物質(zhì)特性及相互作用與運動，并運用這種技術(shù)為人類服務的高新技術(shù)，納米技術(shù)對制造業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，其應用范圍將非常廣泛，包括納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)和納米測量技術(shù)等。
超精密加工的加工精度在 2000 年已達到納米級，在 21 世紀初開發(fā)的分子束生長技術(shù)、離子注入技術(shù)和材料合成、掃描隧道工程（STE）可使加工精度達到 0.0003~0.0001μm,現(xiàn)在精密工程正向其終極目標--原子級精度的加工逼近，也就是說，可以做到移動原子級別的加工。
現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方向上：一是精密工程技術(shù)，以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術(shù)為代表，將進入微型機械電子技術(shù)和微型機器人的時代；二是機械制造的高度自動化，以 CIMS 和敏捷制造等的進一步發(fā)展為代表。
1）精密成形技術(shù)成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術(shù)包括：精密鑄造（濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯）、精密鍛壓（冷濕精密成形、精密沖裁）、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2）無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業(yè)，無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。
3）快速成形技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)（RPM），其設計突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)所采用的材料去除的原則，而采用添加、累積的原理。其代表性技術(shù)有分層實體制造（LOM），熔化沉積制造（FDM）等等。
由于以上工藝和技術(shù)不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本，而且有些工藝的改進對環(huán)境起到保護作用，因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續(xù)發(fā)展在制造業(yè)中的體現(xiàn)。這一切除了工藝革新外，還必須依靠信息技術(shù)，通過計算機的模擬、仿真，才能實現(xiàn)。
4 結(jié)論
現(xiàn)代制造技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成，是國家制造業(yè)的水平的主要標志，也是國家工業(yè)的基礎和支柱。隨著社會的發(fā)展，人們對產(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、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求，就必須采用先進的機械制造技術(shù)。因此，我們應抓住機遇，了解我國機械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，把握現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，使我國現(xiàn)代制造業(yè)與世界發(fā)達國家站在同一起跑線上。
參考文獻
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