【簡(jiǎn)介:】??世界工業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介:迄今為止,人類所擁有的物質(zhì)和精神文明都是人類創(chuàng)新成果的歷史沉淀和發(fā)展。在世界范圍內(nèi),永不止息的創(chuàng)新活動(dòng)正創(chuàng)造著人類現(xiàn)代文明和更加燦
??世界工業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介:迄今為止,人類所擁有的物質(zhì)和精神文明都是人類創(chuàng)新成果的歷史沉淀和發(fā)展。在世界范圍內(nèi),永不止息的創(chuàng)新活動(dòng)正創(chuàng)造著人類現(xiàn)代文明和更加燦爛的明天。
本文著重討論與當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系最為直接,影響也最為廣泛和深遠(yuǎn)的現(xiàn)代技術(shù)與工業(yè)創(chuàng)新之典范——先進(jìn)制造技術(shù)。
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先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology)這一概念是美國(guó)于80年代后期首先提出的。然而其概念的進(jìn)化和創(chuàng)新技術(shù)要素的形成、集成和發(fā)展是漸進(jìn)的。
對(duì)歷史作一簡(jiǎn)要回顧將有助于我們對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)本質(zhì)和特點(diǎn)的理解,有助于對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)和基本要素的把握,有助于制訂和實(shí)施符合實(shí)際的發(fā)展戰(zhàn)略和策略。
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一、歷史的回顧
制造技術(shù)為滿足社會(huì)需求服務(wù),而又依賴于社會(huì)需求和生產(chǎn)力發(fā)展的水平,依賴于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的整體水平。
在石器時(shí)代,人類利用天然石料和動(dòng)植物骨骼、纖維、枝桿制作簡(jiǎn)單工具,生產(chǎn)方式以采集和利用自然為主。到了青銅器和鐵器時(shí)代,人們開始采礦、冶金、鑄鍛工具、紡織成衣,打造工具與車船,采取作坊式手工生產(chǎn)方式,滿足以農(nóng)業(yè)為主的自然經(jīng)濟(jì)。
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1765年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī),為機(jī)器大生產(chǎn)提供了動(dòng)力,紡織業(yè)、機(jī)器制造業(yè)取得革命性的變化——引發(fā)了一場(chǎng)工業(yè)革命。由于航海業(yè)的發(fā)展,市場(chǎng)也擴(kuò)大了,需求刺激了工業(yè)創(chuàng)新的浪潮。英國(guó)成了當(dāng)時(shí)世界紡織、造紙和印刷、煤炭和鋼鐵生產(chǎn)的中心。制造業(yè)也得到了發(fā)展,焦煤煉鐵、蒸汽鍛鋸、切削機(jī)床相繼問世。
??近代制造業(yè)初步形成。
19世紀(jì)電磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),法拉第電磁感應(yīng)定律和麥克斯韋爾電磁場(chǎng)理論的建立,為電機(jī)的發(fā)明奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。1866年德國(guó)的維爾納-西門子發(fā)明了自激發(fā)電機(jī),1878年愛迪生發(fā)明白熾燈,1882年在紐約建立了世界上第一座商業(yè)性發(fā)電站,電氣化的時(shí)代來到了。
??電力與電機(jī)改變了機(jī)器結(jié)構(gòu),開拓了機(jī)電制造業(yè)的新時(shí)代。
19世紀(jì)末,20世紀(jì)初內(nèi)燃機(jī)發(fā)明(1876年德國(guó)工程師奧托發(fā)明四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī),1883年戴姆勒發(fā)明了汽油機(jī)),汽車開始進(jìn)入歐美家庭,引起了制造業(yè)新的革命,自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線相繼問世,工業(yè)制造泰勒制管理理論應(yīng)運(yùn)而生,并為二次大戰(zhàn)期間的大規(guī)模軍工生產(chǎn)制造準(zhǔn)備了技術(shù)條件和管理經(jīng)驗(yàn)。
??二戰(zhàn)后人類很快迎來了電子和信息時(shí)代。通訊的普及,電子技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用,半導(dǎo)體集成電路的出現(xiàn),市場(chǎng)需求的多元化和商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的激烈,引起了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品制造的一場(chǎng)革命,機(jī)電一體化(Mechatronics),NC,CAD/CAM的時(shí)代到來了。
??適應(yīng)多品種生產(chǎn)的柔性制造系統(tǒng)(FMS)出現(xiàn)了。日本汽車制造業(yè)就是依靠小型化、省油設(shè)計(jì)及能靈活滿足用戶多樣化需求的FMS制造技術(shù)超越了汽車大國(guó)美國(guó)。
借助計(jì)算機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)信息、物流、工藝集成為特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)輔助集成制造系統(tǒng)(CIMS)技術(shù)出現(xiàn)了,進(jìn)而又出現(xiàn)了平行工程(Concurrent Engineering)、敏捷制造系統(tǒng)(Agile Manufac-turing)、清潔生產(chǎn)(Clean Production)等概念。
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如果我們將制造技術(shù)發(fā)展階段和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段互相對(duì)照,便可發(fā)現(xiàn):
在資源經(jīng)濟(jì)時(shí)代,社會(huì)需求主流為溫飽型,產(chǎn)品粗放,品質(zhì)單一,生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)落后,手工生產(chǎn)輔以簡(jiǎn)單機(jī)械化設(shè)備,以機(jī)械替代繁重體力的近代工業(yè)制造方式。
在能源經(jīng)濟(jì)時(shí)代,社會(huì)需求主流轉(zhuǎn)為小康型,產(chǎn)品質(zhì)量要求提高,數(shù)量激增,但在款式、造型等方面的要求尚處次要,采取電氣機(jī)械自動(dòng)化,剛性生產(chǎn)線為特征,機(jī)器不但替代繁重體力勞動(dòng),提高生產(chǎn)效率,而且在保證質(zhì)量一致性方面發(fā)揮著重要作用。
??制造業(yè)進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式。市場(chǎng)仍是賣方主導(dǎo)方式。
社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代,社會(huì)需求主流轉(zhuǎn)向富裕型,商品需求多樣化要求上升,質(zhì)量、款式、交貨期、品質(zhì)價(jià)格比成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的決定性因素,產(chǎn)品和制造過程的環(huán)保、物耗、能耗要求更加嚴(yán)苛。制造技術(shù)進(jìn)入后現(xiàn)代化方式。
??生產(chǎn)過程要求以靈捷、清潔、高效、優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)以贏得市場(chǎng)。社會(huì)已轉(zhuǎn)為買方市場(chǎng)。
對(duì)應(yīng)三個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的制造技術(shù),對(duì)于全世界而言,按發(fā)達(dá)國(guó)家的狀態(tài)可比較清晰地分辨出轉(zhuǎn)換期,但對(duì)不同國(guó)家和地區(qū)而言,其過渡和重疊期可延續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期。
我國(guó)從整體上看,尚處在相應(yīng)能源時(shí)代的制造水平,但在某些行業(yè)和先進(jìn)企業(yè)恰已采用了適應(yīng)信息時(shí)代的先進(jìn)制造技術(shù)。
??國(guó)際化的劇烈經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng),要求我們盡早采用具有中國(guó)特點(diǎn)和行業(yè)特點(diǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)。
二、先進(jìn)制造技術(shù)的特征和技術(shù)要素
制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),凡是制造物質(zhì)產(chǎn)品的行業(yè)均可稱為制造業(yè)。制造業(yè)不僅生產(chǎn)消費(fèi)類產(chǎn)品滿足市場(chǎng)需求,為產(chǎn)業(yè)部門提供生產(chǎn)設(shè)備,為農(nóng)業(yè)與公共工程提供工程設(shè)施,為第三產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)裝備與服務(wù)設(shè)施,為交通運(yùn)輸部門提供汽車、船舶和飛機(jī)及相關(guān)的道路、機(jī)場(chǎng)、港口設(shè)備,為科學(xué)研究部門提供科研設(shè)備和儀器,為醫(yī)療、環(huán)保部門提供診斷、治療、檢查和治理設(shè)備,為國(guó)防提供武器和裝備。
??制造技術(shù)的水平和制造業(yè)的實(shí)力反映一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力水平、國(guó)防能力,決定著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的強(qiáng)弱。決定一個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品質(zhì)量、競(jìng)爭(zhēng)能力,決定人民的生活水平、質(zhì)量。
*先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展,其概念超越了傳統(tǒng)的制造技術(shù)和工廠和車間的邊界。
??包容了從市場(chǎng)需求、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)、生產(chǎn)過程組織與監(jiān)控、市場(chǎng)信息反饋在內(nèi)的工程系統(tǒng)。是以先進(jìn)制造工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為核心的信息、設(shè)計(jì)方法、工藝技術(shù)、物流工程及相應(yīng)的管理工程集成的現(xiàn)代制造工程,是不斷更新發(fā)展的高技術(shù)體系。
*先進(jìn)制造技術(shù)依托迄今為止的材料、器件、設(shè)計(jì)理論與方法、制造工藝、企業(yè)管理、市場(chǎng)行銷、計(jì)算機(jī)技術(shù)、訊息技術(shù)等技術(shù)進(jìn)展,是先進(jìn)技術(shù)的工程集成。
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*先進(jìn)制造技術(shù)通過技術(shù)和管理的優(yōu)化組合,期望通過產(chǎn)品品質(zhì)、成本、交貨期、性能價(jià)格比的優(yōu)化,取得最佳市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
*先進(jìn)制造技術(shù)既面向市場(chǎng),又面向產(chǎn)品和行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)。如對(duì)于汽車工業(yè)、電子工業(yè)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)等顯然既有共性又各有特點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)。
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先進(jìn)制造技術(shù)是不斷吸取機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代化管理等方面的科技成果,系統(tǒng)地應(yīng)用于市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工程、檢測(cè)監(jiān)控,生產(chǎn)管理和質(zhì)量保證、售后服務(wù)等設(shè)計(jì)制造的全過程,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈捷生產(chǎn),取得具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合效果的現(xiàn)代制造技術(shù)。
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其本質(zhì)是:信息+制造工藝技術(shù)+物流技術(shù)+現(xiàn)代管理技術(shù)之集合。
近30年來先進(jìn)制造技術(shù)大體經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段:
1)以數(shù)控機(jī)床、加工中心和工業(yè)機(jī)器人為代表的柔性制造單元階段(CAM)(60—70年代)。
2)以柔性制造單元加自動(dòng)或半自動(dòng)物流輸送組合而成的柔性制造系統(tǒng)(FMS),仍以分布式生產(chǎn)過程控制為特點(diǎn)。
??(70-80年代)。
3)信息、工藝、物流、計(jì)算機(jī)集成控制為特點(diǎn)的集成階段(CIMS)(80—90年代)。
4)以設(shè)計(jì)智能化、單元加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的智能集成制造系統(tǒng)階段。
在發(fā)達(dá)國(guó)家第一、第二階段,技術(shù)已經(jīng)成熟并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,第三階段也尚在開發(fā)完善階段,智能化集成制造技術(shù)尚在研究探索中。
??有人將計(jì)算機(jī)智能集成制造技術(shù)稱為21世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù)。
先進(jìn)制造技術(shù)要素與前沿:
——現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法
先進(jìn)的設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品品質(zhì)、環(huán)境相容性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)需求的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)的水平、質(zhì)量和效率是決定產(chǎn)品自主開發(fā)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的首要環(huán)節(jié)。
??現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法表現(xiàn)為功能結(jié)構(gòu)和價(jià)格、安全性、環(huán)境相容性、工業(yè)造型等的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì);表現(xiàn)為設(shè)計(jì)過程、開發(fā)過程與生產(chǎn)過程的緊密結(jié)合趨勢(shì);表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具和包容豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)支持體系在內(nèi)的CAD技術(shù)。出現(xiàn)了:
*并行工程(CE)概念
即將產(chǎn)品的市場(chǎng)分析、設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃與加工、質(zhì)量保證和檢測(cè)等同步規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程的并行實(shí)施,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
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*虛擬制造技術(shù)(Virtual Manufacturing)
以計(jì)算機(jī)三維虛擬現(xiàn)實(shí)和多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)建模、仿真,虛擬產(chǎn)品造型、結(jié)構(gòu)、功能及工藝過程,從而壓縮或甚至取消制作原型機(jī)的過程或原型機(jī)的制造系統(tǒng),從而縮短設(shè)計(jì)-制造周期,降低投資和開發(fā)成本。
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——先進(jìn)制造工藝
先進(jìn)制造工藝與設(shè)備是先進(jìn)制造系統(tǒng)的裝備與工藝基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔生產(chǎn)的基礎(chǔ),是保證產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)。因此,先進(jìn)的制造工藝和設(shè)備是計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)的另一根支柱。
*少無(wú)余量精密成型技術(shù)
金屬超塑性的發(fā)現(xiàn),金屬精密鑄鍛沖壓工藝的進(jìn)步,已可實(shí)現(xiàn)不經(jīng)切削加工或極少加工余量即可成形裝配,這是實(shí)現(xiàn)高效清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。
??涉及合金材料、模具、成型工藝及設(shè)備等技術(shù)。
*精密、超精密加工技術(shù)
大致可分3個(gè)層次,一是用于汽車、飛機(jī)、精密機(jī)械的微米級(jí)(μm)精密加工;二是用于磁盤磁鼓制造的亞微米級(jí)(0。01μm)精密加工;三是用于超精密光電子器件的毫微米級(jí)(0。001μm)精密加工。
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*新型材料的成型與加工技術(shù)
如高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料的成型和加工。新型材料的采用,不僅改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能,而且使工藝發(fā)生了革命,成本顯著下降。
*構(gòu)件或材料之間的聯(lián)接技術(shù)
在復(fù)合材料式精密零件之間的粘接、精密焊接、鉚接等聯(lián)接技術(shù)。
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*表面新技術(shù)
表面的改性、修飾、涂層技術(shù)(外延、濺射、原子沉積、離子注入、光刻等)。
——自動(dòng)控制技術(shù)
*傳感及控制技術(shù)
工業(yè)用傳感器、反饋執(zhí)行單元,無(wú)損、非接觸在線檢測(cè)技術(shù)。
*測(cè)量及檢驗(yàn)技術(shù)
數(shù)字化接觸及非接觸式精密尺寸、輪廓測(cè)量?jī)x、檢驗(yàn)軟件。
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*焊接、搬運(yùn)、裝配機(jī)器人
有視覺或傳感功能的焊接裝配機(jī)器人,及快速、準(zhǔn)確定位的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)。
*環(huán)保技術(shù)
清潔生產(chǎn),廢棄物控制與回收。
——信息技術(shù)和綜合自動(dòng)化
在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),接口與通訊,集成框架軟件工程,人工智能專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),決策支持系統(tǒng),系統(tǒng)監(jiān)督與診斷等基礎(chǔ)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)將企業(yè)內(nèi)外市場(chǎng)、技術(shù)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)有機(jī)集成,實(shí)行統(tǒng)一控制與協(xié)調(diào)的CIMS。
??并在此基礎(chǔ)上引入智能技術(shù),使CIMS具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)、補(bǔ)償、優(yōu)化、保護(hù)等功能,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的質(zhì)量、效率和可靠性,即智能制造系統(tǒng)(IMS)。
——管理技術(shù)
包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、質(zhì)量管理、市場(chǎng)分析、用戶與員工培訓(xùn)等先進(jìn)管理基礎(chǔ)要素。
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最終形成
*精益生產(chǎn)或敏捷制造技術(shù)
前者以準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JIT)、成組技術(shù)(GT)和全面質(zhì)量管理(TQM)為支柱,并引入并行工程和整體優(yōu)化概念。在空間上和時(shí)間上合理配置和利用生產(chǎn)要素,發(fā)揮以人為核心的整體制造系統(tǒng)效益。后者以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)以高素質(zhì)協(xié)同良好的工作人員為核心,實(shí)行企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)集成,形成快速響應(yīng)市場(chǎng)的社會(huì)化制造體系。
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表2、3分別列出美國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃(AMT),韓國(guó)高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國(guó)家計(jì)劃(G—7)和日本的智能制造技術(shù)計(jì)劃(IMS)。
(1)美國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)計(jì)劃
AMT計(jì)劃是美國(guó)聯(lián)邦政府科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)(SCCSET)的六大科研和開發(fā)計(jì)劃之一,于1992年6月獲批準(zhǔn)實(shí)施。
??其目的是加速先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,提高制造業(yè)的能力,以滿足國(guó)家的需要。
AMT計(jì)劃1994年度財(cái)政預(yù)算為13。85億美元,有商業(yè)部、國(guó)防部、能源部、內(nèi)務(wù)部、農(nóng)業(yè)部、環(huán)保局、宇航局及國(guó)家科學(xué)基金會(huì)等8個(gè)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)介入,各機(jī)構(gòu)結(jié)合本部門的情況制定了具體的專項(xiàng)計(jì)劃。
??1995年教育部、勞動(dòng)部、運(yùn)輸部等5個(gè)機(jī)構(gòu)加入了該計(jì)劃。
(2)韓國(guó)G7計(jì)劃中的先講制造系統(tǒng)專項(xiàng)計(jì)劃
韓國(guó)于1991年8月正式提出實(shí)施“高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國(guó)家計(jì)劃”,即著名的G7計(jì)劃。
G7制成品技術(shù)開發(fā)計(jì)劃中的“先進(jìn)制造系統(tǒng)”項(xiàng)目是一個(gè)將市場(chǎng)需求、設(shè)計(jì)、車間制造和分銷集成在一起的系統(tǒng),旨在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率,增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,使韓國(guó)的制造技術(shù)達(dá)到世界一流水平。
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該項(xiàng)目由韓國(guó)工商部主管,投資總額為5。95億美元,其中政府資助2。77億美元,企業(yè)籌集3。18億美元。
(3)日本的智能制造系統(tǒng)(IMS)計(jì)劃
日本在優(yōu)先發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的三個(gè)“振興法”的基礎(chǔ)上,于1990年提出了智能制造系統(tǒng)(IMS)計(jì)劃,其目的是要把日本的制造技術(shù)同美國(guó)軟件技術(shù)和西歐的精密儀表等特長(zhǎng)結(jié)合起來,創(chuàng)造出先進(jìn)的智能制造系統(tǒng),1993年3月,日、美等國(guó)家在東京建立了一個(gè)世界級(jí)的制造中心,并對(duì)全功能通用控制系統(tǒng)、加工過程的無(wú)污染制造、全球集成制造、全局并行工程、設(shè)計(jì)制造知識(shí)庫(kù)、快速成型技術(shù)等6個(gè)項(xiàng)目開發(fā)研究,投資10億美元。
??這6個(gè)項(xiàng)目共有來自各參加國(guó)的73個(gè)企業(yè)和67個(gè)大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)參加,經(jīng)過近兩年的實(shí)施,均獲得了成功。該計(jì)劃經(jīng)過5年調(diào)研和可行性試驗(yàn),決定于1995年1月正式啟動(dòng),為期10年,總投資為40億美元。
綜觀各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃的制定和實(shí)施情況,可以看到,先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展有其深刻的國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的背景,與其它技術(shù)計(jì)劃不同之處在于,它提出時(shí)即以提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和提高國(guó)家綜合實(shí)力為目標(biāo),既注重技術(shù)的超前性、創(chuàng)新性但更注重來自產(chǎn)業(yè)界的實(shí)際需求,尤其是汽車工業(yè)、電子工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求;在技術(shù)選擇上注重系統(tǒng)集成技術(shù)與工藝裝備研究開發(fā)并重,通過信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的引入使傳統(tǒng)工藝裝備升級(jí),并將現(xiàn)代化管理放在應(yīng)有的位置上;同時(shí),也可看到各國(guó)在發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的過程中,政府通過若干計(jì)劃的實(shí)施起到了關(guān)鍵的引導(dǎo)和調(diào)控作用,并形成了一套有效的研究開發(fā)及推廣應(yīng)用的管理機(jī)制。
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三、我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展之管見
*市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng),提出了前所未有的需求。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、成本、款式和交貨期提出了越來越高的要求。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng),人民生活水平不斷提高,社會(huì)需求和人民消費(fèi)呈前所未有的多樣化并迅速發(fā)展的趨勢(shì)。
??至本世紀(jì)末,下世紀(jì)初,中國(guó)將成為世界上最大的經(jīng)濟(jì)實(shí)體之一。12億人口的巨大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)呼喚中國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù),也為其發(fā)展提供了前所未有的環(huán)境和條件。
*我國(guó)對(duì)外貿(mào)易不斷增長(zhǎng),中國(guó)復(fù)關(guān)已勢(shì)在必行,我國(guó)經(jīng)濟(jì)已逐步融入世界經(jīng)濟(jì)合作與競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境之中。至下世紀(jì)中葉,中國(guó)將完成小平同志為我國(guó)設(shè)計(jì)的第三步目標(biāo)——達(dá)到中等國(guó)家的水平,并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)前進(jìn)。
??劇烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),更要求我國(guó)制造業(yè)迅速地接近和達(dá)到國(guó)際上先進(jìn)制造技術(shù)的水平。否則,中國(guó)的產(chǎn)品很難在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng),甚至我國(guó)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也可能在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中被擠占和瓜分。
面對(duì)劇烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展已刻不容緩。
*現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
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70年代以后由于微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為設(shè)計(jì)、制造、行銷過程的信息管理與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造創(chuàng)造了前所未有的條件;近代制造技術(shù)及其自動(dòng)化的發(fā)展,為先進(jìn)制造技術(shù)積累了現(xiàn)代工藝和管理文明;運(yùn)籌學(xué)、專家系統(tǒng)、仿真技術(shù)、人工智能等發(fā)展為制造技術(shù)走向智能化創(chuàng)造了技術(shù)前提;先進(jìn)的工藝如精密成型、超精密加工、精細(xì)焊接、表面技術(shù)、在線檢測(cè)等技術(shù)的發(fā)展為制造技術(shù)提供了新的工藝基礎(chǔ)。
??至80年代世界先進(jìn)制造技術(shù),已走過了起步、發(fā)展與成熟期,進(jìn)入了以人機(jī)一體智能化為特征的后發(fā)展時(shí)期。
*我國(guó)雖然是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,但經(jīng)過四十多年的發(fā)展,制造技術(shù)有相當(dāng)基礎(chǔ)。尤其是近16年來,實(shí)行開放政策,經(jīng)引進(jìn)技術(shù)、攻關(guān)、“863”等科技計(jì)劃研究開發(fā),在現(xiàn)代制造技術(shù)的核心技術(shù)(NC、CAD、CAM、CAT、MIS)等已有相當(dāng)基礎(chǔ),并建立了CIMS工程技術(shù)研究中心、機(jī)器人國(guó)家研究中心,建立了一批CIMS工廠示范工程。
??大學(xué)已普遍改進(jìn)機(jī)器制造教育課程,引入了現(xiàn)代制造技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容,為現(xiàn)代制造技術(shù)人才培養(yǎng)作了一定準(zhǔn)備。
我國(guó)是一個(gè)后發(fā)展國(guó)家,我們應(yīng)該正視機(jī)遇和挑戰(zhàn),制定正確戰(zhàn)略,走自主、開放、吸收、創(chuàng)新,迎頭趕上之路。
我國(guó)是一個(gè)人口眾多,而人均資源相對(duì)短缺的國(guó)家。
??實(shí)現(xiàn)第三階段戰(zhàn)略目標(biāo)達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平,必須建設(shè)起優(yōu)質(zhì)高效、低消耗、清潔的能靈活適應(yīng)和滿足社會(huì)需求和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)需要的先進(jìn)制造業(yè)。但我國(guó),技改投入相對(duì)不足,原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開發(fā)能力還比較薄弱,技術(shù)設(shè)備和生產(chǎn)管理和市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)還相對(duì)落后。我們應(yīng)該在自力更生的基礎(chǔ)上,廣泛吸收世界各國(guó)的經(jīng)驗(yàn),走一條具有自身特色,適合我國(guó)國(guó)情的道路:
*扎扎實(shí)實(shí)發(fā)展機(jī)械制造共性基礎(chǔ)技術(shù),提高整個(gè)機(jī)器制造工業(yè)的素質(zhì)與水平。
??不斷更新和提高機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法,推廣普及CAD技術(shù),更新設(shè)計(jì)規(guī)范和準(zhǔn)則,建立和完善現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)工作平臺(tái)和開發(fā)工具。提高制造工藝技術(shù)水平,尤其是高效、節(jié)能、精細(xì)、清潔的加工工藝,如金剛石切削精密加工、激光加工、精密切削刀具、精密模具、精密鑄鍛、自動(dòng)保護(hù)焊接技術(shù)、在線測(cè)量技術(shù)、伺服傳動(dòng)、工業(yè)控制等。
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*踏踏實(shí)實(shí)提高制造業(yè)現(xiàn)代化管理水平。
現(xiàn)代制造技術(shù)是建筑在制造業(yè)現(xiàn)代化管理基礎(chǔ)之上,又接受其保證的。因此必須踏踏實(shí)實(shí)地提高我國(guó)制造業(yè)管理水平?,F(xiàn)代管理的核心是信息管理和物流管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程和市場(chǎng)信息管理,其宗旨在于保證生產(chǎn)和流通過程和品質(zhì)、效率。
??應(yīng)踏踏實(shí)實(shí)建立符合現(xiàn)代要求,與國(guó)際接軌的科學(xué)管理模式和計(jì)算機(jī)輔助管理體系,不但是提高制造業(yè)水平和效益的有效措施,也是實(shí)施現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。為此,應(yīng)著力抓好生產(chǎn)模式和生產(chǎn)組織體制的改革和管理軟件的研究開發(fā),加強(qiáng)企業(yè)管理人才的教育培養(yǎng)與訓(xùn)練。
??全面提高我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)代文明水平,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、柔性生產(chǎn)。為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展奠定良好與堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
*政府、企業(yè)與社會(huì)積極鼓勵(lì)創(chuàng)新精神,促進(jìn)設(shè)計(jì)、制造工藝管理經(jīng)營(yíng)、市場(chǎng)行銷等方面的創(chuàng)新意識(shí)和工業(yè)創(chuàng)新行為。
*集中力量有計(jì)劃、有重點(diǎn)、有選擇地組織引進(jìn)、消化、吸收、開發(fā)和創(chuàng)新,建立發(fā)展起自主的現(xiàn)代制造自動(dòng)化單元技術(shù),發(fā)展符合我國(guó)國(guó)情特點(diǎn)的以人為核心的人機(jī)一體化制造自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)。
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應(yīng)集中力量增加投入,建立與發(fā)展我國(guó)自主的CAD、NC、CAM、CAT、MIS、加工中心、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)字測(cè)量?jī)x等制造自動(dòng)化單元技術(shù)。引進(jìn)平行工程、敏捷制造、精益(LP)生產(chǎn)等概念,發(fā)展經(jīng)濟(jì)有效的以人為核心的人機(jī)一體型FMS、CIMS系統(tǒng)技術(shù)。
??不盲目地追求所謂“全盤自動(dòng)化”,重視人的智慧勞動(dòng),致力發(fā)展以人為核心,人機(jī)協(xié)調(diào),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),智能高效的現(xiàn)代制造系統(tǒng)。
*選擇部署若干制造業(yè)的基礎(chǔ)、共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的研究發(fā)展中心,選擇建設(shè)若干具有行業(yè)制造特點(diǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)示范型工廠。采用國(guó)家扶持,面向市場(chǎng),自主開發(fā),滾動(dòng)發(fā)展模式。
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當(dāng)前特別需要打破行業(yè)界線,擇優(yōu)選擇研究開發(fā)基地、示范工廠,選一批產(chǎn)品市場(chǎng)大、效益好、管理水平較高又具有行業(yè)特點(diǎn)的廠家試點(diǎn),例如:汽車、輕工、家電、建筑機(jī)械、電子、紡織、通訊行業(yè)等,并適當(dāng)考慮地區(qū)布局以求帶動(dòng)一片。
*完善并實(shí)施有效政策
政府應(yīng)在促進(jìn)制造業(yè)現(xiàn)代化方面起主導(dǎo)作用,引導(dǎo)扶持激勵(lì)技術(shù)進(jìn)步的主體——企業(yè)的自覺行為。
??在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,國(guó)家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步總體規(guī)劃和相應(yīng)政策。
對(duì)于基礎(chǔ)共性技術(shù)和關(guān)鍵性技術(shù)的引進(jìn)消化創(chuàng)新,國(guó)家要增加支持強(qiáng)度,實(shí)行擇優(yōu)支持政策;對(duì)技術(shù)轉(zhuǎn)移和推廣應(yīng)尊重和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán),實(shí)行激勵(lì)技術(shù)進(jìn)步、鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新政策。
??即使在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,一些先進(jìn)技術(shù)推廣和技術(shù)改造仍需國(guó)家扶持,日本、德國(guó)、韓國(guó)都有過成功的先例。應(yīng)采取稅收優(yōu)惠、快速折舊、信貸、融資、風(fēng)險(xiǎn)投資等有效經(jīng)濟(jì)和法規(guī)手段推動(dòng)和鼓勵(lì)。當(dāng)前正值發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)加速向第三世界轉(zhuǎn)移的時(shí)期,我們應(yīng)抓住機(jī)遇,在開放中求發(fā)展,但對(duì)引進(jìn)外資,建立合資企業(yè)和國(guó)際合作,應(yīng)進(jìn)行有利于我國(guó)制造技術(shù)進(jìn)步,有利行業(yè)整體布局,有利于提高我國(guó)制造業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力為目標(biāo)的政策引導(dǎo),提高我國(guó)制造業(yè)國(guó)際合作的水平、層次和整體效益。
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*建立和完善國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)及技術(shù)信息網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫(kù)。
先進(jìn)制造技術(shù)是以市場(chǎng)為面向,又以社會(huì)為生產(chǎn)依托的,它是一開放的生產(chǎn)體系。我們應(yīng)建立國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)的技術(shù)信息網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫(kù)。為先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)意、生產(chǎn)組織經(jīng)營(yíng)、技術(shù)選優(yōu)集成、行銷服務(wù)、反饋提供必要的信息環(huán)境和發(fā)展平臺(tái)。
??建議在北京、上海等中心城市,或選機(jī)械、電子、輕工等典型行業(yè)建立信息中心,并實(shí)行信息共享。
*強(qiáng)化教育與培訓(xùn)
發(fā)展和推廣先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)鍵在人才,不僅需要設(shè)計(jì)研究開發(fā)人才,需要工藝和設(shè)備工程師、經(jīng)營(yíng)管理人才,還需要大批高素質(zhì)的技師和技工。
應(yīng)在全國(guó)依托若干高?;蛑圃旒夹g(shù)工程技術(shù)研究與發(fā)展中心,更新教育內(nèi)容與方法,加強(qiáng)高級(jí)人才的培養(yǎng)和繼續(xù)工程教育,培養(yǎng)一支高素質(zhì)的了解和掌握制造技術(shù)發(fā)展前沿的工程技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理和研究開發(fā)骨干隊(duì)伍,提高我國(guó)制造技術(shù)創(chuàng)新能力和加速制造新技術(shù)推廣傳播的速率。
??同時(shí)應(yīng)通過職業(yè)教育培訓(xùn)一大批有較高職業(yè)素養(yǎng)的技師和技工,使先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展建筑在人才保證之上。
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