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机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
二、机械制造技术的特点
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
1.机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。
三、我国机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用,因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,才能实现。
四、结论
现代制造技术是现代技术和工业创新的集成,是国家制造业的水平的主要标志,也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。因此,我们应抓住机遇,了解我国机械制造技术的发展现状,把握现代机械制造技术的发展趋势,使我国现代制造业与世界发达国家站在同一起跑线上。
【摘要】机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。本文对我国机械制造技术的现状及技术特点进行分析,并简述了21世纪机械制造技术的发展方向。
【关键词】机械制造技术特点发展方向
参考文献:
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002,(3).
关键词:机械制造 技术特点 发展方向
我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
一、我国机械制造技术发展的现状分析
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
二、机械制造技术的特点
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
1.机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。
三、我国机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用,因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,才能实现。
四、结论
现代制造技术是现代技术和工业创新的集成,是国家制造业的水平的主要标志,也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。因此,我们应抓住机遇,了解我国机械制造技术的发展现状,把握现代机械制造技术的发展趋势,使我国现代制造业与世界发达国家站
在同一起跑线上。
参考文献:
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002,(3).
关键词:机械制造;现状;全球化;发展趋势
中图分类号: F407.4 文献标识码:A
引言
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
一、机械制造技术的特点
在2008年全球经济危机爆发前,由于新兴国家尤其是中国强劲增长的需求拉动,全球机械制造业经历了连续几年的高速发展。但在随后的经济危机中,全球机械制造业遭受重创。根据IMS、VDMA(德国设备制造联合会)的相关数据和行业分析,罗兰贝格预测全球机械制造业在2010年-2015年间的平均增长率将在7.8%左右。
1.1机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
1.2机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
1.3机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
1.4机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。
二、我国机械制造业的现状
2.1合资带来的忧愁
改革开放以来,我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展,但也给人们带来了许多担忧。20世纪90年代以来,大型跨国公司纷纷进军杀入国内机械工业市场,主要集中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域,这几个行业约占机械工业外商直接投资金额的80%。外国投资者的经营策略是:“基本前提是对华投资活动中必须保持其控制权”,当前跨国企业特别热衷于并购我国高成长性行业中的优势企业。目前已经能看到的悬油嘴油泵行业、轴承行业等。
2.2存在着许多技术黑洞
中国的机械制造业除了面临“外敌”之外,自身也存在着诸多问题。曾几何时,企业的进口机械成了宣传的噱头。国人也都在潜移默化中接受了这一现实:只有外国进口的生产线和生产设备是可靠的,是产品的保证。业内人士认为,我国机械行业存在一个巨大的技术“黑洞”,最突出的表现是对外技术依存度高。近几年来,中国每年用于固定资产的上万亿元设备投资中,60%以上是引进的。作为窗口的国家高新技术产业开发区,也有57%的技术源自国外。
2.3国家扶持的支点偏离
业内人士普遍认为,技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家在过失的二十多年来忽视了发展机械行业,在政策、资金等方面都出现了偏差。产权激励制度是创新和研发产品的重要保障。国有企业对创新人才的产权激励基本上没有实行。一方面创新成果的知识产权没有得到有效的保护,另一方面,创新者的贡献没有得到产权确认。企业研发的技术和产品,要么被国家无偿拿走,要么被其他的企业无偿抄袭。
三、我国机械制造未来发展方向
3.1全球化
一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
3.2网络化
网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
3.3虚拟化
制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
3.4自动
自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
3.5绿色化
绿色制造则通过绿色生产过程 、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
四、全球机械制造业未来发展趋势
展望未来的全球机械制造业的发展,有三大趋势影响深远,将显着地改变未来行业的版图,这三大趋势为:整个机械制造业的重心将迁向亚洲;全球市场的竞争将聚集中端市场;节能环保将越来越受到用户和制造商的重视。
4.1迁向亚洲
随着全球制造业向亚洲地区的集中,作为设备供应商的机械制造业也越来越多地移往亚洲,以获得本地化的成本优势及更好地报务本地客户。与此同时,以中国机械制造业为主的亚洲竞争对手也在快速成长中,在全球市场所占份额逐年扩大。整个机械制造业的重心将逐步移到亚洲地区的趋势已几成定局,其中中国在2010年成为全球最大的机械制造国成为见证这一产业迁徙的重要标志。
4.2在未来,中国必将成为主导全球机械制造业的主要力量
首先,在2010年-2015年间,中国的国内生产制造业仍将保持远高于发达国家普遍3%不到的增长速度,无疑会拉动今后几年中国机械制造业的高速增长。
其次,中国的机械制造业以其巨大的规模优势正逐步获得全球机械制造业的领导权,到2015年接近半数的全球细分市场将由中国领导。
最后,中国正在技术水平上加速追赶领先国家。由于产业的亚洲地区迁移的殷墟,欧洲厂商未来几年处境艰难,也缺乏继续推进技术进步的资金和意愿;而中国的机械制造商本身还处于市场的中低端,他们一方面很清楚的看到自己和世界先进水平的差距,有明确的学习对象;另一方面,高速增长的中国市场也给了他们极大的信心和动力去提升技术水平来获得更大的增长。在两种截然不同的心态下,中欧两地机械制造业技术的差距预期将在未来几年不断缩小。
【关键词】 中国机械制造业 基础设备 国家的宏观方针政策 发展现状 发展方向
机械制造业是制造业的最主要的组成部分,是为用户创造和提供机械产品的行业,包括机械产品的开发、设计、制造、流通、和售后服务全过程。在整个制造业中,机械制造业占有特别重要的地位。因为机械制造业是国民经济的装备部,它以各种机器设备供应和装备国民经济的各个部门,并使其不断发展。国民经济的发展速度,在很大程度上取决于机械制造工业技术水平的高低和发展速度。
改革开放三十年以来,中国制造业有了显著的发展。目前,我国正处于经济发展的关键时期,但机械制造技术是我们的薄弱环节,它的发展已经跟不上国民经济的发展。因此要想跟上先进制造技术的世界潮流,必须将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地,才能促进国民经济的发展,因此我国机械制造的现状和发展前景也越来越受到人们的关注和重视。
以下几个方面是机械制造业的重要组成部分,通过这几个方面的分析比较,基本上可以了解我国机械制造业的现状。
1 基础设备
在机械制造业中,机床、刀具、夹具、检测仪器等设备很大程度上决定了加工水平。而许多关键零部件我国还不能自己生产制造,完全依赖进口,这在很大程度上限制了我国机械制造业的发展。然而,放眼世界,我们可以看到。美国有集成电路和航天器,德国有汽车,日本机械制造,他们在这些领域都享有垄断的先进技术优势,形成了独、特、高的产品,占领了世界市场的制高点,而拥有先进的制造设备是他们成功的保障。反观我国,制造技术和工艺装备却很落后,没有掌握世界领先技术,大多是以引进技术生产产品,高新技术含量不高。由此可以看出,我国的机械制造设备还比较落后,与发达国家还有一定的差距。
2 存在着技术对外依存度高
业内人士认为,我国机械行业存在一个巨大的技术隐患,最突出的表现是对外技术依存度高。当今世界,制造业的中心正在向我国等发展中国家转移,中国已经成为全球性的制造大国,令世界瞩目。然而,由于缺乏具有自主知识产权的核心技术和品牌,制造业的许多领域还停留在国际价值链分工的低端。
3 国家扶持的支点偏离
科技投入占GDP的比重仍然很低,且投入不足和浪费低效并存。我国历史上科技投入占GDP的比重最高是1960年的2.32%,以后逐年下降,到1998年为0.69%,2000年以后有所回升,到2004年为1.23%,而创新型发达国家及新兴工业化国家这一比重一般在2%以上。机械工业作为一般竞争性行业,其竞争状况与效益状况直接受生产投入结构的影响。企业之间的竞争,实际上是科学技术实力和创新能力的竞争,而科技实力和技术创新能力在很大程度上取决于科研与开发的投入。发达国家为了保持机械工业的市场竞争力,加大了科技投入的力度。一些大企业的科技开发费用占到其销售额的4%—8%,甚至10%以上。这种高投入,由此可以看出,我国的经费投入等还很缺乏,这很大程度上限制我国机械制造业的发展。
展望未来现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。
(1)精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
(2)无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
(3)快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
另外,由于第三次工业革命的发展,各个行业都有了长足的进步,而把各个科学结合起来就显现的越来越重要。因此我认为科学技术的综合,特别是信息技术与制造技术的融合是机械制造技术发展的主要方向。近年来机械制造技术最大的变化是信息处理、信息流动的变化。计算机辅助设计与制造、仿真、建模、神经网络、模糊控制、智能技术、机器人、柔性制造技术、集成制造系统、并行工程、精益制造、敏捷制造、虚拟制造、反向工程、全能制造、全球制造等仍然是机械制造技术中的热门课题。已经有许多的国家组织以及绝大多数论文涉及这类主题,信息技术的应用已经深入到方方面面。
4 结语
综上所述,我国的机械工业与国际还有一定的差距,特别是在工艺、管理等各方面。而这些方面关系着我国能否在未来的机械制造发展中迎头赶上。因此,作为机械类的学生,认识到如上差距,我们应该胸怀远大,把自身的发展融入到我国机械行业的发展中。我相信,通过我们每个人的共同努力,只能靠自己的研究才能掌握,只有自力更生才能发展。一定可以把我国的机械制造业做大做强。
参考文献:
[1]于勇.我国机械制造技术的现状及发展方向[J].山西焦煤科技,2010,(S1):75-76
[2]应雷.浅谈我国机械制造业的困境和发展战略对策[J].科技资讯,2010,(27):112
[3]侯志楠.浅析机械制造技术的发展历程、现状及趋势.2010/20.
关键词:机械制造技术特点 发展方向
中图分类号: TH16 文献标识码: A
引言
我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。制造业良好的发展能促进我国经济的高速发展,制造技术又是制造业发展的基础与根基,机械制造技术更是重中之重,现代制造技术有赖于相关产业的技术支持,在现代制造技术中,先进的制造技术的发展以计算机技术为基础,融合了能源类、信息技术类、电子产品类、材料类、现代管理技术等等相关技术成果。只有跟上先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
一、我国机械制造技术发展的现状分析
自改革开放以来,我国的机械制造技术获得了长足的进步和发展。表现出了较高的机械制造水平,机械制造整个行业的水平及其产品的质量和总量都在迅速提升。但是,纵观目前国内的机械制造市场,我国拥有独立产权的机械制造技术的产品和品牌仍然不多。随着信息技术革命的展开,计算机技术的普及,以前,我国仅有部分企业采用计算机辅助,还有很多中小企业仍然采用经验管理体系。近年来,我国企业多采用计算机进行设计管理,但仍然与发达国家的机械制造技术方面有着巨大的差距,发达国家大部分都采用机械制造自动化系统,各种全新的自动化制造系统大大提高了制造工艺的准确性及生产效率。这些技术和管理反差大大削弱了我们的竞争力。我国制造工艺的落后也放缓了机械制造技术的发展,发达的国家大都采用精细、高精密、微细、激光、纳米等技术和前沿加工方法,但这些技术在我国的使用率不高。
我国加入世贸组织后,机械制造业的市场不可避免地将要参与全球化,将不再局限于自产自销,而需要更多地参与国际市场的竞争。而市场的全面开放,带来的是众多发达国家利用其制造业的先进技术来抢占中国市场,使资本扩张到我国,倾销其高质量的机械制造业产品。在这样竞争激烈的市场情景中,我们必须不断更新制造技术来适应日新月异的技术竞争。想要在机遇与挑战中脱颖而出,势必要具备高质量、高品质、高技术的制造业产品。从世界经济的走势来看,机械制造技术的发展速度已经很大程度上决定了一个国家经济发展的速度,也是衡量国家科技发展水平的重要标准。我们也可以这样说,没有创造、更新制造技术的国家是缺乏竞争力的国家。
近几年发达国家的尖端机械制造技术不断涌现,我国的机械制造技术虽然发展迅速,但是仍然相对落后。由于我国制造技术的起步晚,技术更新换代较慢,尖端制造业人才流失等因素影响,我国现有的制造业产品品种相对较少、技术含量不高、质量得不到保障、使用前期故障频发,这样的现状警示我们距离发达国家的机械制造技术的差距还很大,这些问题同样导致重大的技术设备只能依赖进口,内需达不到标准。
二、现阶段我国机械制造的技术特点
近十几年来, 我国大力推广应用CIMS(计算机集成制造系统)技术,20世纪90年代初期已建成研究环境,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室[1]。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等专题。各项研究均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。
但大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,因底层(车间层) 基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。我们在看到国际上制造业发展趋势的同时,还要立足于我国的实际情况,扎扎实实地把基础自动化工作搞上去,才能在稳步前进的基础上开展制造业自动化系统的研究与应用。
为使我国尽快走向工厂自动化,促进中国机械制造业转向市场机制,参与国际竞争,著名学者教授认为在引进先进技术的同时,必须改革生产组织的角度出发,提出了“独立制造岛” 的新的生产模式。独立制造岛的技术构思是:以GT (成组技术)为基础,以NC机床为核心,强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式,它的特征是:组织、人员和技术三者的有机集成,面向车间,权力下放,综合治理,并以获经济效益为主要目标[2]。
在近几年, 已有一些大中型骨干企业实施了工厂CIMS工程,如成都飞机工业公司以国家CIMS实验工程为技术依托,和清华大学、南京航空航天大学、西北工业大学等单位合作开发了计算机集成制造系统工程。在公司的计算机网络和分布式数据库支持下,由管理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和车间自动化系统有机集成,形成了一个计算机辅助经营、设计、管理、制造的初步集成系统,以满足航空产品研制和多品种小批量生产的需要。
原中国石油天然气总公司从1995年起,便在江汉钻头厂实施CIMS工程, 其中一期工程已于1996年完成,在2000年完成了二期工程。两期工程实施以来该厂各年度净利润增长明显[3]。
三、我国机械制造技术的未来发展趋势
(一)绿色化
已经颁布实施的ISO9000系列国际质量标准和ISO14000国际环保标准为制造业提出了一个新的课题,就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理) 生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。
采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响, 同时原材料和能源的利用效率能达到最高 。如何最有效地利用资源和最低限度的产生环境污染,是摆在制造企业面前的一个重大课题。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现,也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。目前绿色制造技术有以下几个方面。
(1)精密成形技术
成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
(2)无切削液加工
无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业, 无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
(3)快速成形技术
快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM), 熔化沉积制造(FDM) 等等。
以上这些技术之所以都被归于绿色制造工艺,是因为这些工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,实现绿色制造。
上述的各项技术都是从企业内部自身出发的,企业无疑是绿色技术产业化的主体,但绿色技术独特的价值品性使其很难以自发的形式展开,而需要广泛的外部推动。尤其是政府、行业协会、民间非政府组织和市场的推动。正如我国学者肖峰所言:“一种技术的特质和形式是技术形成过程中多种社会前提条件的结果。这些社会性的前提条件, 包括我们的体制、习惯、价值、组织、思想和风俗等等, 都是强有力的力量, 它们以独特的方式塑造了我们的技术。”[4]
(二)全球化
制造的全球化, 可以说是21世纪机械制造业自动化最重要的发展趋势。
近年来,在各种工业领域中,国际化经营不仅成为大公司而且已是中小规模企业取得成功的重要因素。这一方面,由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中, 国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场。另一方面, 由于网络通讯技术的快速发展,提供了技术信息交流、产品开发和经营管理的国际化手段,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。这种发展进一步激化了国际问市场的竞争。这
两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力。全球化制造的第一个技术基础是网络化、标准化和集成化。
由于网络通讯技术的迅速发展和普及,正在给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行,实现制造的全球化。
第二个技术基础是集成化与标准化。异地制造实际上是实现产品信息集成、功能集成、过程集成和企业集成。实现集成的基础与关键是标准化,可以说没有标准化就没有全球化。
(三)虚拟化
虚拟化是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。
产品设计中的拟实技术指面向产品的结构和性能分析技术,以优化产品本身性能和成本为目标,包括产品的运动仿真和干涉检验、动力学分析、造型设计、人机工程学分析、强度和刚度有限元计算等。
制造过程中的虚拟技术指面向产品生产过程的模拟和检验,检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。
虚拟化的核心是计算机仿真。通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。虚拟化软件则有可能形成21世纪大的软件产业。
参考文献
[1]谭学深.浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向.中国科技信息,2008(15):117―119.
[2]王国栋.我国先进机械制造技术的创新及发展趋势.技术与创新管理,2008(3)229―230.
关键词:机器人;汽车车身;汽车制造;焊装连接技术
中图分类号:TP278 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)09-0031-02
汽车车身在装配和制造过程中会涉及到很多连接技术,并且该装配连接技术的柔性要求也非常高。机器人的机械化行为非常准确,可以在短时间内实现快速装配,并且其装配技术的应用效果非常高。在焊装车身工艺中,机器人系统不仅可以发挥生产优势,还能创造出多种连接技术联合制作的工业生产模式。
1 焊接机器人系统
1.1 焊接机器人系统特征简述
焊接机器人在工业生产过程中,其技术应用特点相对独立,在保持运动自由的情况下,能够按照计算机程序软件设定的程序进行工业操作。自动化是焊接机器人最特殊的功能,除了自动化性能,机器人还可以在短时间内进行机械组建,并且其柔韧程度很高。机器人系统表现出来的多样化功能特征具有很强的时代意义,信息处理功能、先进制造技术、高准确度的操作行为为机器人系统带来了很好的发展空间。
1.2 焊接机器人系统元件
焊装机器人系统的组成构件,主要由以下几部分组成:
(1)焊接机器人主体。主体包括电源控制座以及工作轴,其主体内部结构是机器人完成工业制造生产的基本结构,所以机器人在投入生产过程中,设备检修人员经常会对其主体结构进行维修和技术测试,以保证其主体结构完整。机座、支架等结构连接在焊接机器人主体上,使机器人拥有抓重、灵活变动工艺方向、调节机座位置等功能。
(2)机器人控制器。控制器是连接计算机控制程序的电子信息传送设备,工作人员会通过控制器来操控机器人进行工业生产。因为控制器中安装的电子信号发射器可以在第一时间将工作指令传达给机器人主体,机器人主体对操作指令进行详细分析之后,再进行重复性的工业生产。
(3)转换接头。机器人在工作一段时间之后,其生产、焊接元件会产生相应磨损,这种磨损现象会严重降低生产、焊接元件的工作效果,所以系统会根据机器人运作的次数,定期对其工业生产接头进行更换,以保持机器人随时处在最佳工作状态。
1.3 机器人系统功能性分析
通常情况下,机器人的一切操作工作指令都是由控制器传送的,操作人员通过手动编程,将其所要进行的工业生产动作传达给机器人,机器人进行拼装或焊接工作。随着机器人技术研究的不断深入,其功能性也发生了很大的改变。现阶段,很多汽车车身制造工业纷纷引用了机器人系统,其不仅可以完成传统意义上焊接与拼装工作,还能通过快速转换接头支架形成连续性生产结构,这种连续性生产模式不仅大大提升了车身制造的工作效率,还有效的降低了车身制造的成本。
2 机器人复合应用技术研究
2.1 激光焊接技术
焊接是车身制造工业中的重要组成内容,大部分应用在车身制造的机器人,其运动特性大多体现在焊接方面。由于车身焊接对焊接材料粘合程度的要求很高,所以其焊机技术应具有高强度、高密度、高热度、高速度特点。机器人在进行焊接操作时,要想实现良好的焊接效果,必须对车身材料进行准确的、高密度的集中加热。焊接技术的发展和应用使机器人的硬件设备组成更加完善,加入激光器、光导系统的机器人,其热能控制性能更好。
2.2 在线检测技术
机器人不仅具有很好的工业生产性能,其自动检验功能也非常好。机器人可以在完成一项工业生产任务之后,自动对其作业效果进行视觉检测和质量评估。目前,机器人在车身制造方面的在线检测技术已经发展的较为完善,在检测车身体积、结构、材料质量情况方面出现误差的可能性非常小。机器人主体中的视觉传感器可以通过运动轨迹轻松的测量出操作行为的准确性,同时又因为测量对象通常和机器人主体相连,所以视觉传感器可以利用固定支架实施定点测量,以做到在任何范围内都可以对其操作行为进行效果测量。
2.3 车身点焊技术
点焊技术在传统车身制造工艺中占据主导地位,工作人员在规划车身制造计划时通常会将点焊技术的应用内容作为重点研究项目。随着车身制造技术的革新,制造板材物理性能的改变,机器人在点焊制造工艺中的应用效果越来越好。点焊技术相较于传统焊接技术,其焊接精度、质量都有大幅度提高,并且其技术的灵活应用性能很好,所以点焊技术较为广泛的应用在相对复杂的车身制造工艺领域,在产品性能提升和设备改造方面起到了积极的影响作用。
2.4 车身压合技术
压合技术在制造高品质车身中的应用效果很好,通常采用压机与模具相结合的方式进行形状压合,机器人系统加入压合技术之后,可以与滚轮进行相关的设计配合,在热力压缩的条件下,完成如天窗、四门两盖等高难度车身设计目标。所以压合技术的技术柔韧性,可以大幅度增加机器人实现多品种混合生产,降低汽车企业车身制造的运营成本。
2.5 车身涂胶技术
涂胶技术与焊接技术相同,其主要目的表现车身在制造流程上,功能性的统一化,所以针对不同功能性元件,其采用的涂胶类型也大不相同。在合理利用车身材料物理性质与化学性质的条件下,机器人可以快速的进行减震、密封焊接,制造出不同结构形态的涂胶形状。同时,因为涂胶的化学性质在复杂环境下很容易变形,所以在车身制造过程中,工作人员经常会采用机器人制造,来精确掌握涂胶技术的应用时间以及应用位置。
2.6 车身冲铆技术
冲铆技术在车身制造中的应用效果很好,冲铆效率高,其车身制造成本会大幅度降低。机器人对冲铆技术的掌握情况良好,可以在相对复杂的环境下实现冲孔处理,并在不损坏任何制造元件的前提下,将冲孔与车身螺母铆接在一起,实现车身一体化的制造目标。由此可见,冲铆技术对丰富车身制造材料、提升车身使用性能有很大影响。机器人使用冲铆技术可以提升铆接精度,实现车身各部分元件铝合金连接的制作目标。
3 结语
通过上文对机器人在车身制造工业中的应用进行系统分析可知,机器人系统对实现车身制造工艺生产效率、节约劳动力、降低制造成本方面具有很好的作用。通过机器人参与制造生产,车身制造工艺完成了混合生产的发展目标,并且可以通过改变机器人不同操作程序来完成多种操作行为。针对批量化生产、多样化生产的车身制造产业,机器人拥有的激光连接技术、涂胶技术、点焊技术、在线检测技术在制造发展上占有绝对性优势。
参考文献
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[6] 朱传梅,王曦浩.拼焊技术在汽车车身制造中的应
关键词:测量仪器;发展;措施
1 前言
虽然我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视,状况有了很大改观。特别是通用电子测量设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小。随着模块化和虚拟技术的发展,为我国的测试测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府日益重视,以及我国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。
2 我国测量仪器企业发展状况
我国现有各类仪器仪表企业6000多家,已经具有一定技术基础和生产规模的产业系。在6000多家企业中,年销售收入超过1000万元的不足1000家。主要是由于我国测试仪器的普遍水平还停留在20世纪80年代初国际水平上;大型和高档仪器设备几乎全部依赖进口;许多急需的专用仪器还是空白;中低档产品保证质量上还有许多难关需要攻克,科技创新及其产业化进展滞缓,是制约我国测试仪器企业发展的一个"瓶颈"。
而同时一大批民营、合资和股份制企业,由于体制合理,运行灵活,在市场竞争中迅速崛起,成为我国测试仪器产业的新兴力量。成都前锋电子电器(集团)有限公司、宁波中策电子有限公司、江苏绿扬电子有限公司、辽宁无线电二厂等企业在这方面进行了比较成功的探索。
我国电子科技集团公司第四十一研究所,2003年与美国Sydigital公司合作开发了DT-100/200数字电视码流实时监测分析仪,并与Sydigital公司合资成立了迪吉泰数码科技有限公司,专业从事数字电视测试仪器的开发、生产和销售,并于海信集团签定了全面合作框架协议,全面开展高清数字电视测量仪器关键技术及其检测标准和生产制造的研究。
3 电子测量仪器行业发展趋势特点分析
展望未来几年,由于我国经济发展形成的巨大需求,电子测量仪器的国内市场仍将呈高速发展的趋势,。据预测,“十一五”我国数字电视的市场将达到1000亿~1500亿元/年,将对电子测量仪器产生较大的需求;与此同时,通信市场的发展速度仍然比较强劲,而国产通信电子测量仪器的市场占有率很低,因此,加快国产通信电子测量仪器的开发和商品化已经成为本行业的迫切任务。另外,我国教育领域也是国产电子测量仪器的一个突破口。总之,国民经济各部门无论是生产线改造,老产品的更新换代,还是新产品的开发,都会扩大对电子测量仪器的需求,这为电子测量仪器提供了更广阔的市场。
今后,我国将在信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、航空航天技术等关键领域取得更大突破,这些领域的研究、开发、技术升级的基本手段就是利用电子仪器。因此,随着各行各业对电子仪器产品需求量的增加将不断推动电子仪器行业向前发展。
4 我国测量仪器设备发展的主要问题
尽管我国测试测量产业得到了快速发展,但客观地说我国开发测试测量仪器还普遍比较落后。每当提起我国测试仪器落后的原因,就会有许多不同的说法,诸如精度不高,外观不好,可靠性差等。实际上,这些都还是表面现象,真正影响我国测量仪器发展的瓶颈为:
4.1 测试在整个产品流程中的地位偏低
由于人们的传统观念的影响,在产品的制造流程中,研发始终处于核心位置,而测试则处于从属和辅助位置。关于这一点,在几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。这种错误观念上的原因,造成整个社会对测试的重视度不够,从而造成测试仪器方面人才的严重匮乏,造成相关的基础科学研究比较薄弱,这是我国测量仪器发展的一个主要瓶颈。实际上,即便是研发队伍本身,对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。
4.2 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来
我国仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。
4.3 缺乏标准件的材料配套体系
由于历史的原因,我国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。上述这些都是制约我国仪器发展的因素。
5 我国电子测量仪器行业发展趋势
5.1 产品技术含量增加
随着社会信息化,新产品新技术日新月异,对电子测量仪器提出很多新需求,企业根据市场的需求,进一步加大力度提高现有产品技术含量,开发出新型的、适应新需要的电子测试仪器。电子测量仪器产品在技术方面不断的开拓和创新将推动电子仪器行业的良好发展。例如:目前普遍采用电子设计自动化(EDA)、计算***辅助制造(CAM)、计算***辅助测试(CAT)、数字信号处理(DSP)、专用集成电路(ASIC)及表面贴装技术(SMT)等技术。
5.2 逐步加强产业规划,形成规模经营
加强产业规划,形成规模经营已经成为国内电子仪器行业的大势所趋。企业在产品的定位上由盲目生产逐渐过渡到根据市场发展要求来规划自身产品方向上,形成自身的特色和规模。
5.3 积极开拓外资市场
现在有两个市场可以开拓,一个是东亚地区,如越南、柬埔寨、泰国等国家电子工业刚起步,对电子测试仪器是有需求的,应该寻找***会,开拓东亚市场;另外在我国广东省,有近万家的外商独资电子生产企业,它们的生产链是两头在外,即原材料又国外提供。这一领域是我国仪器潜在的市场,且需求量巨大,虽然他们是封闭的,与我国市场几乎无关,但随着国际市场竞争迫使他们开始“本地化”采购,例如台湾的大型电子生产基地几乎都设在东莞,日本几家名牌电器,其所需的电子仪器有相当比例是在广东的外资企业代工的,因此,市场潜力巨大。
5.4 提倡合作,形成规模
提倡国内电子仪器企业联合起来,形成人力、技术及市场渠道等方面的资源共享。虽然目前国内任何一家企业都不能和国外的电子仪器厂商生产规模相提并论,但国内企业在相互合作,优势互补的情况下,形成企业间的强强联合,对于我国电子仪器行业发展来说也是一条切实可行的发展道路。
5.5 提高营销水平,形成系统工程、配套服务
现有测试仪器生产企业或经营企业都只是生产或销售某一型号产品,效率低,效果羞。而国内的外资企业值得我们借鉴,先弄清用户的用途、需求,再根据用户需求推荐相应产品,形成了以用户需求为目的的系统工程配套服务。当然效益一定比卖一台仪器要好得多,因为用户不仅买到了适意的仪器,同时得到全方位的服务。因此,国有电子仪器企业在营销水平和配套服务上的提高也是电子测量仪器走向成熟阶段的重要表现。
目前的电子仪器市场与其他产品类似,相互模仿、互相压价。但是电子仪器的需求与日用品不同,不是便宜就能多卖,电子仪器属投资类产品,是需要不断更新和发展的,不能把仪器当青菜卖。电子仪器从开发到市场,周期长、销量小、投入大、回收慢,必须规范市场才能保证电子仪器企业的正常生存和发展,才能保证品牌产品在市场中的地位。
[参考文献]
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该软件设计人性化,操作简单容易上手,图形绘制处理功能强大,具有良好的兼容能力,被广泛应用于各行各业。本文从CAD发展历程切入,简要分析其技术的基本原理特点,以及开发应用。
CAD是目前使用率最高的计算机绘图软件,其强大的功能,优良的兼容性,都使其在实际运用中给使用者提供了最好的感受。它是一个开放的平台,可以在目前基础上进行二次开发,不断提升相应功能和性能,以给使用者更完美的体验。
一、CAD发展历程简述
CAD是Computer Aided Design的简称,在上世纪六十年代由美国麻省理工学院提出。但限于当时硬件设施水平,只有美国通用汽车公司和波音汽车公司自主开发了交互式的绘图系统。直到上世纪七十年代,相关硬件设施水平不断提高,交互式绘图系统才在美国工业界逐步推广。
到了上世纪八十年代,在PC机迅速推广之后,其技术迎来了快速发展,甚至出现CAD系统专业开发公司。Autodesk公司开发的CAD系统因其可免费拷贝得到了业界的广泛使用,加之该系统具有一定开放性,促使该系统得以迅速升级,通过不断发展,才有了今天所使用的CAD。
我国CAD技术是在国外CAD平台基础上进行二次开发得到的,随着我国经济不断发展,各行各业对其技术的需求日益提升,国内众多开发商对该技术进行了二次开发,使其真正在国内得以普及。目前,国内技术开发商不仅在提供优秀的软件平台,更在积极推进国内CAD技术产业聚合,以期形成国产CAD联盟,为国内经济发展和技术升级作出重大贡献。
二、CAD基础技术简介
CAD作为辅助计算机绘图软件,在各行各业中均得到了广泛的应用,诸如设计行业、制造行业、建筑行业等。CAD的技术基础主要可以分为两类,一类是参数化造型,一类是变量化造型,这两种造型理论都是以实际数据作为约束条件的造型技术。
参数化造型技术是编程者提前设定几何图形的尺寸约束条件,以便使用者在造型过程中使用。几何图形所包含的所有尺寸参数,都可以用对应的坐标来表示,这些坐标还可以生产另外的几何图形。参数化造型有四个方面的特点,分别是全尺寸约束、基于特征、全数据相关和尺寸驱动设计。全尺寸约束主要是指参数化造型将图形尺寸和形状结合到一起,通过实际尺寸数据对图形形状形成进行控制。
基于特征主要是指将几何图形具有代表性的尺寸参数定设为特征,并将这些尺寸参数存储起来,作为可调参数以生成实体。尺寸驱动设计主要是指通过编辑图形的尺寸参数就可以起到改变图形形状的作用。全数据相关主要是指修改图形尺寸参数会导致图形其他尺寸全部更新。
变量化造型技术的基础是参数化造型,通过改进参数化造型而产生的设计思想。变量化造型保留了参数化造型的一部分设计特点,但在约束定义这方面做出了重要的改进。变量化造型技术将尺寸参数的约束条件进一步划分成形状条件约束和尺寸条件约束,消除了参数化造型单一尺寸约束所存在的缺陷。
三、CAD软件开发
1.CAD软件开发的必要性
随着该技术普及,各行各业对专业性CAD软件的需求也在与日俱增。虽然现在有许多不同类别的CAD软件,但是大部分都是通用型的CAD软件,缺少一些专业领域的技术支持,给该技术的发展形成了一定阻碍。不仅如此,在使用通用性软件时,经常会遇到一些不便之处,比如一些专业曲线的绘制、常用机械零件的绘制以及一些标准参数设计公式的查询运用等,在通用软件中这些功能都比较缺乏。因此,根据不同行业的不同需要,在现有的技术基础上,对其进行二次开发,扩充其功能的覆盖范围,使其更具有针对性,是十分必要的。
2.CAD软件开发内容及要求
开发CAD技术应该从三个方面入手,一是根据设计任务和功能要求编写各种用户自定义函数、设计人机交互界面和建立所需的数据图块文件库,并形成若干类型文件;二是根据使用者的要求建立更人性化的管理菜单MNU,这可以在CAD原菜单的基础上根据使用者所需加入相应内容,甚至还可以直接添加相应的菜单文件,然后通过交互方式添加到该系统中;三是为了方便CAD软件系统进行初始化操作,可以在ACAD.LSP等文件中加入一些优化内容。
CAD开发要满足几个基本要求,一是正确性,满足相关功能要求,结果正确。二是可靠性,软件运行状态优良,容错率高。三是完整性,相关程序和文档资料齐全。四是实用性,软件界面设计要便于操作。五是可维护性,能够简便地修改软件程序以及功能部分扩充。
3.CAD开发手段
由于软件类型较多,这里以Auto CAD为例进行分析。对其进行二次开发,主要使用的工具有Visual Lisp、VBA、ADS、ObjectARX和API等。
Visual Lisp是lisp的延伸与拓展,是Lisp语言的可视化开发技术,该技术使Lisp开发工具得到了质的提升。其主要有以下特点。一是能够兼容lisp。二是其开发环境是可视化的。三是能够面向对象特性。四是其具有即插即用的模块。五是能够把lisp的信息源代码编译成可读二进制代码,也能够编译成ObjectARX应用程序,使系统的效率更高。五是能够保护源程序代码,是系统安全性更高。
VBA被集成到CAD中,其不仅为使用者访问CAD系统框架提供了一种全新的手段,也给开发者开发CAD系统创造了新的模式。ActiveX自动化结合对象模型存在于CAD2000以上版本和VBA中,是一种定制CAD系统模型构架的全新方式。借由VBA技术,使用者不但可以通过操作CAD系统控制ActiveX等应用程序,而且可以在这些程序之间形成互易活动。
ADS的全称是Auto CAD Development System,其是CAD的C语言开发系统。ADS的本质是利用使用者所熟知的各类C语言编译方式,将CAD中的程序目标库及源文件编译成可执行的文件,并且在CAD环境下实现运行。简单来说,ADS程序就是可以在CAD环境中直接运行的可执行型的文件。由于ADS采用了结构化的编程模式,因此不仅具备了高强度的数据处理能力,而且运行速度很快。
ObjectARX是一种以C++为编程语言的开发工具,其编程原理就是面向对象,并且可以和CAD系统形成交互的开发环境,使用者能够按照自身实际需要进行应用程序开发,其已经成为CAD开发的有效工具。在CAD系统文件中并没有包含ObjectARX,使用者可以根据需要到相关网站下载。ObjectARX 最初版本是针对CAD2000推出的,该版本能够对CAD相关事物进行面向对象的先进的设计和开发,所开发出的相关应用程序具有集成度高、稳定性好和运行速度快等特点。
四、CAD技术实际开发应用
1.开发CAD菜单实现图块管理
在日常的绘图过程中,一般会累积许多图块文件,这些图块文件如果只是随意的存放在硬盘上,要使用时会难以及时找到。如果在CAD菜单中作相应的开发,加入图块管理的功能,则可解决这一问题。下面以Auto CAD软件为例,分析这一功能的应用实现。
首先,需要明确CAD的菜单结构和类型。在CAD软件中,一般包括了屏幕菜单、图标菜单、按钮菜单、下拉菜单和辅助菜单等类别,这些菜单的功能一般由相关文件acad.mns和acad.mnu来进行定义。其中acad.mnu是文本文件,可以用任意的文本处理软件来修改编辑,其在编译后的文件是acad.mnx。菜单文件使用竖形结构,一般由20个单节构成,菜单节的起始是菜单节名,在之下还有子菜单节,子菜单节的起始是子菜单节名,子菜单节名可以根据使用者需要指定,但是各子菜单节名不可重复。
其次,是建立图标菜单。建立图标菜单通过四个步骤完成,第一,是把相关图块资料整理编辑做成幻灯片。第二,是用slidelib.exe程序把前一步编辑的幻灯片整理成库。第三,是编辑acad.mnu文件中的相应图片。第四,是在屏幕菜单或下拉菜单中添加新建的图标菜单或者建立lisp调用程序。
2.CAD软件与其他应用程序集成应用研究
这里还是以Auto CAD软件为例进行分析。在R14中通过ActiveX Automation技术,就可以让使用者借由可视化的编程工具对CAD系统进行深度开发,可以有效提升工作效率。相关应用程序能够通过该技术对暴露CAD中的各级对象进行操作,进一步控制CAD系统相关工作。各级CAD对象都具有不同的对应方法和特性,通过各级对象的对应方法能够对相应对象进行部分操作。
比如,要在CAD系统中实现块的统计,并以详细图标的形式表达,就可以利用该技术来实现。首先,可以运用Get Object函数连接到Excel表格处理软件;其次,在Excel处理软件中激活Sheet 1页面并使其成为当前页面;再次在CAD中找出所需统计的块,并将相关信息保存到Sheet 1页面上;接着,对CAD数据库进行全面搜索,统计所需相关块的数量;最后,在Sheet 1页面进行编制,并生成相应图表。
结束语
CAD软件虽然类型众多,但其基本技术原理大致相同,数据编辑接口也是广泛通用的几种模式。该软件是一个开放的平台,因此需要各方不断努力,对其技术进行深度开发,使该软件能够应用于各个不同的专业领域。