前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的先进制造技术的最新发展主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词机械制造特点发展现状趋势
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。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。
1先进制造技术的特点
1.1是面向21世纪的技术
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。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
1.2是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、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。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其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。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
1.3是驾驭生产过程的系统工程
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。
1.4是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,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。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
1.5是市场竞争三要素的统一
在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。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了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。
2先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
(1)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(2)设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。(3)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
(4)自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
3我国先进机械制造技术的发展趋势
(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。
(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)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。
(4)自动化。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。
(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。
4结语
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。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。只有跟上发展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。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
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)
目前“先进制造技术”是工科院校机械工程、工业工程等专业的一门重要的限选课(选修课)。由于该门课程覆盖面广、内容繁杂,教师教学多以课堂讲授为主,缺乏结合实际的案例式教学、综合性教学、实践教学等原因,使得学生在学习过程中困难重重,教学效果不够理想。先进制造技术课程教学目前存在的问题如下:
(1)学时少,涵盖信息量大。教师面临着如何结合本校办学模式和本专业学生深造和就业的需要来重新组织、整合教学内容的难题。
(2)先进制造技术是一门动态的、不断吸收高新技术发展的技术,大多数教师受到现有教材的限制,无法在授课过程中及时融入先进制造技术的最新发展现状。
(3)实验设备匮乏,无法通过与教学内容相关的实践环节来加深学生对理论授课内容的理解。
(4)课件制作难度大。先进制造技术内容繁杂,涉及多种先进制造工艺、原理、加工过程及应用。授课过程中仅采用文字结合图片讲解是远远不够的。
(5)很多高校教师基本还是采取灌输式的教学方法,达不到培养学生创新思维和创新能力的目的。
(6)现有的教材内容繁杂,相对陈旧。上海海洋大学是一所有百年办学历史、技术实力雄厚、特色鲜明,特别在海洋科学与工程、海洋渔业、海洋信息等学科具有较强的教学与科研水平。近年来,工程学院在海洋工程材料、海洋工程装备、海洋可再生能源的研究和应用方面取得了突破性进展。如何寓研于教,不断探索和总结教育教学的内在规律,提高教学质量是我们所面临的关键问题。
二、“先进制造技术”案例式教学策略
(一)整合教学内容
精选目前海洋工程装备制造中最前沿的技术,分大类,然后从每大类中再挑选出此类技术中最前沿、最先进的技术,以此为主题,广泛收集相关案例资料的最新研究成果,及时补充教学内容,确保教学内容的前瞻性,最好从中国期刊网上或elsevier上下载科技文献以备参考,同时可以参加一些大型的相关技术产品展览会来拓宽视野并积攒素材。
(二)选择案例资料
从众多案例资料中挑选出最相关且浅显易懂的案例,激发学生对海洋工程装备等相关内容的兴趣,逐渐过渡到所要讲授的某项先进制造技术,同时需要从先进制造技术的重要性、用途等方面对学生加强引导,让学生在课堂上积极参与思考,并结合教师课堂教学谈谈自己的感受及本节课的收获,比如先让学生自己针对该项先进制造技术的优势、技术特点、应用条件、加工成本、加工质量及效率等各个方面进行讨论。学生由被动接受知识变为主动去学习,这一输入到输出的过程既锻炼了学生的语言表达能力,又充分调动教与学双方的主动性,使得学生在讨论交流中获得更多的启发,并学会去思考问题;同时鼓励学生在课下查阅相关文献,提前做好功课,带着问题来听课,培养学生自主学习的能力。
(三)完善多媒体课堂教学课件
制作案例的教学课件,要包含海洋类技术的定义原理、海洋工程样件的制备、设备的选择、加工过程、检测等,并尽量多地利用相关的图片、动画、视频来吸引学生的眼球,使学生更加清楚全面地了解整个零件的加工过程;在课前备课时,要大量查阅相关内容,挑选有用的信息,特别是具有应用性和市场潜力大的先进制造技术及时添加到教学内容中,从而让学生从高层次、新角度来认真对待这门课;在进行课件设计时,将涉及的相关信息巧妙地融入到课件中来,并注意与课本知识有机结合,通过播放与先进制造技术应用领域相关的视频,让学生更加深刻地了解先进制造技术在海洋工程方面的运用。
(四)融合海洋特色的案例及改进课外互动模式
21世纪是海洋的世纪,面对海洋资源开发这一不断成长的新兴市场,世界各国都在积极发展相关装备,加快海洋资源开发和利用已成为世界各国发展的重要战略取向。首先需要对海洋工程有关教材进行修订,并围绕研究主题发表较高质量的研究论文,给同类高校相同或相近专业建设提供参考经验。其中实践环节可通过购买相关精密器材比如超短激光器,并开设实践课程,培养学生的动手能力和分析试验结果的能力,所获的试验结果又可作为新的案例应用于教学中,这就是将理论环节与实践环节有机结合,从而形成了课程的教学体系;同时为了弥补课上教学学时不足这一缺陷,可借助数字化网络平台实现师生课外互动这一教学方式,使教学过程得以继续延伸,以数字化的形式在整个教学网内,实现资源共享、教学互动,适应多层次教学的需求,进而提升教学质量。
(五)改革考试方式
增设案例考试环节。给定主题,学生自己寻找案例,主动查阅文献并制作课件进行讲解,以增强学生对科技文献的阅读和理解能力,为毕业设计撰写综述打下坚实的基础;同时,每位学生都需对本课程的教学效果进行评价,比如以5分制的方式,以小纸条的形式给任课教师打分,同时可提出对课堂教学具有建设性的意见,教师可根据学生对课程的评价来反映出学生对本课程的参与程度,将其作为考核学生的一种方式。同时考试的形式可采取课堂讨论、小组成员演讲、布置大作业、文献查新等形式,根据具体情况按照一定比例来决定学生本课程的最终成绩,可避免仅凭一张试卷的分数来评定和决定学生对本课程的掌握情况。
(六)加强与国内外高校的学术交流活动,以跟踪海洋工程领域制造业的最新发展
关键词:先进制造技术;教学内容;考核方式
【中图分类号】G712
制造业是国民经济中重要的支柱产业,制造技术的水平和制造业的实力反映一个国家的生产力水平,决定着国家的经济竞争力和综合国力的强弱。由于传统的以大批量生产为特征的制造技术和制造模式已无法适应现代市场环境的严峻挑战,从而引发了制造技术、制造模式和管理技术的剧烈变革,先进制造技术就是在这样的环境下提出来的新观点。先进制造技术是制造业在不断吸收信息技术及现代化管理技术等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务直至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷的生产,从而提高企业市场竞争力的制造技术的总称。
随着我国制造业的迅猛发展,先进制造技术和现代管理方法在生产中的应用越来越多,我院机械类专业开设了《先进制造技术》课程,目的是拓宽学生专业视野,掌握制造技术最新发展。由于先进制造技术课程涉及的内容多,哲理深奥,覆盖面广等原因,使得学生在学习的过程中理解和掌握比较困难,学生的感性认识欠缺,对学习的兴趣不高,普遍感到枯燥难懂,学习注意力难以持久,因而学习效果不好。怎样使学生在有限的时间内学到更多的知识,培养良好的职业素养和创新能力,对先进制造技术课程进行教学内容和教学手段的改革就显得十分重要。
一、《先进制造技术》课程的特点
1.课程的内容多,覆盖面广
《先进制造技术》课程的内容十分繁杂,覆盖面广,包括柔性制造系统、计算机集成制造系统、快速成型技术、先进生产管理技术、特种加工技术、超精加工技术、纳米加工技术、生物加工技术和绿色制造等先进的制造工艺技术和成组技术、并行工程、精益生产、准时生产、敏捷制造、虚拟制造、可重构制造、网络制造、智能制造等先进的制造模式,以及现代生产管理信息系统、企业供应链管理和产品数据管理等先进的管理技术等。
2.课程内容上既继承又发展,具有动态性
《先进制造技术》课程所讲授的内容中有很多的先进技术是既继承又发展的。如在物料需求计划的基础上,将企业的经营、销售、财务、成本管理纳入,则发展为制造资源计划,而制造资源计划经过扩充和进一步完善则发展成为企业资源计划。同时,随着时间的推移,各种先进制造技术不断吸收各种最新技术成果,并不断发展和创新。故本课程的内容也具有动态性,需要不断地更新。
3.教材内容的滞后性
先进制造技术发展迅速,而教材的内容大多是已经成熟或即将成熟的知识,与相关学科的最新进展相比存在一定的滞后性。因此,授课教师必须及时检索、查阅相关技术的最新研究成果,并补充到教学内容中,使学生能够掌握制造技术的最新知识。
4.教材内容的概述性
由于该课程涉及的内容多、课时少(一般为40课时),对于每一种先进制造技术,本课程都不能进行深入、详细的讲解,而只介绍其基本原理、特点、应用和发展趋势等。
二、教学改革
1.教学内容
作为高等教育的重要组成部分,高等职业教育以造就新型工业化需要的能力强、素质高的高端技能型人才为目标,不仅要培养大量能够胜任现场操作的高技能人才,而且要为潜在的未来能够担当企业推动技术创新和实现科技成果转化的高端技能人才营造训练环境。未来先进制造技术要求从业者既有较强的实践动手能力,又有一定的理论知识和智力技能,必须具有较强的自主学习能力和创新能力,具有对新知识、新技术的快速学习、吸收和创造性的应用能力,能够把高新技术和设计成果迅速转化为实践、产品,促进制造企业的产品创新和技术创新。先进制造技术作为一种动态技术,不断吸收各种最新的技术成果,那么作为介绍先进制造技术的《先进制造技术》课程也应该是一门动态的课程,随着新科技、新理念的不断出现而不断更新、充实和发展。另外,由于先进制造技术涉及产品的整个生命周期,从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、生产管理、售前售后服务到产品的回收等方方面面的内容,因此先进制造技术课程的内容十分庞杂,涉及许多其它学科的知识,如管理科学、电子科学、材料科学、信息科学等,在短时间内全部掌握是不可能的。对于教学内容的安排就显得尤为重要,先进制造技术包含的内容非常广泛,教学课时内不能全部介绍,课堂教学只能选择有限的部分内容讲解。重点介绍现代设计技术、先进成形制造技术、先进制造工艺技术、制造自动化、先进制造的模式与管理技术等核心内容。同时,教师应注意收集各种先进制造技术最新的研究成果,及时补充教学内容,确保教学内容的前瞻性。
2.课堂教学方式
如何增加学生学习的动力,激发学生学习新知识和新技术的兴趣。要转变传统的教师观与学生观,教师不能只单纯地传授知识,为人师表,把学生当作被动受教育的客体。在课堂教学中,从以教师为中心向以教师为主导,学生为主体的转变,从单一的专业教育向综合素质教育和通识教育的转变,从以传授知识为主向全面地培养能力为主的转变,从单一的培养模式向多层次、多方位的立体培养和因材施教的转变,从封闭式教学向开放式教学转变。经过一段时间的学习,确立引导学生自主学、激励学生合作学、培养学生创造学三个学习目标。
(1)教师应引导学生自主学习
知识更新速度的加快,知识总量急剧增加,教育的重点要从传授知识转变为着重培养能力,特别是学习能力和思维能力。教师在教学过程中,要充分发挥学生的主观能动作用,引导和启发学生主动认知、质疑问题,重点掌握研究和解决问题的思路和方法。注意指导学生对所学知识的思考、归纳、总结、应用,从而了解学习过程,认识学习规律,寻找和总结适合自己的、灵活而高效的学习方法,发展学生的自主学习能力,为学生的再学习和继续发展奠定基础。教学中引导学生明确想学什么和应该知道什么,然后让学生选择自己感兴趣的部分内容自主学习,在课余的时候收集相关的新知识和新技术,在课堂中给予学生机会讲解。学生选择学习内容,掌握了学习的主动权,激发了学习兴趣。同时应及时修订和充实教学的内容,扩大课程教学资源,提高课堂教学的柔性。
(2)在课堂上引入案例教学法
通过企业生产实例提出需要解决的问题,然后介绍解决问题的方法,最后总结必要的结论和概念,避免传统的提出概念、解释概念、举例说明这一知识学习的三段论,这样可以让学生从死啃理论教学和书本中走出来。在课堂上中通过给定的问题情景,鼓励学生以小组活动的形式运用已学的知识,模拟解决问题的方法,通过讨论共同找出结论。学习能力弱的同学碰到自己解决不好的问题时,可以由能力较强的小组成员讨论解决,也可以在其他小组同学的帮助下完成。小组讨论既可以让学生互补知识,同时也锻炼了学生团队合作精神。
(3)合理应用多媒体教学课件
那种以教师为中心、课堂为中心、书本为中心的教学模式已经不能适应现代课堂的需要,而多媒体教学课件能较好地将文字、图像、声音、动画和视频信息等众多媒体的信息集于一体,给学生提供一个生动逼真、内容丰富、交互性好的人机界面,使学生的各个感官能够同时接受到大量的教学信息和丰富的知识,能培养学生的想象能力、创新思维和创新意识。虽然计算机辅助教学带来了许多新的变化,但多媒体只不过是学习和教学的-种工具,也不是所有的内容都适合应用多媒体,教师需要适时地讲解难点和提醒学生在演示过程中注意观察重点,并及时加以引导、启发、归纳和总结。
(4)培养创新意识和创新能力
创新能力是21世纪从业者的基本要素。要从授课指导思想、学习环境、课程评估、学习气氛等多种因素考虑,把课堂教育中的不同教学环节、教学方法、课外活动的作用结合起来,激发学生的创新动机和创新精神。教师应注意给学生营造不同智力要求又有挑战性的问题情景,让学生通过自己一系列思维的加工,发展自己的创新思维和能力;给学生以主动探究、自主学习的空间,通过各种途径、形式搜集、整理资料,通过质疑、思考、论证、解决问题,得出结论;采用启发式、讨论式等多种教学类型和组织形式,注意激发学生多方面的思维,使其智力活动多样化、丰富化;给学生以心理安全的教学气氛,鼓励和尊重学生的提出的各种问题和想法,让学生知道他们的观点是有价值的,并从因果关系上展开评价。
3.考核方法
考核方法主要表现在考核内容和考核形式两个方面。在考核内容上尽量涉及先进制造技术的各个方面,知识覆盖面宽,考核内容全面,同时要抓住重点,选择那些广泛应用于我国生产实际的先进制造技术,如数控技术、激光技术等。在考核形式上可以采取上课讨论、平时查阅文献、课后布置作业、实践环节、小论文等多种形式,变考知识为考能力,按照一定比例权重来决定本课程的最终成绩,这样可以改变过去"一张试卷定终身"的局面。同时给学生在学习本课程时很大的自由度,锻炼学生的查阅文献、信息获取,论文写作、实践和操作等方面的能力。另外,可以采用合适的方式让学生对本课程进行评价,一方面对教师的教学方法、教学效果提出一些建设性的意见,以便教师根据反馈意见进行改进;同时可以根据课程评价内容反映学生对本课程的参与程度,将其作为考核学生的一种辅助方式。
三、小结
先进制造技术具有先进性、广泛性、实用性、系统集成性和动态性等特点,是在传统制造技术、信息技术、自动化技术、现代管理技术等相互渗透、融合而形成的。《先进制造技术》这门课程也要随着先进制造技术的发展而与时俱进,从教学内容、教学方法、考核方法等方面进行改革。使课堂教学质量得到变革性的提高,从而培养出具备更强创新能力、综合能力、能适应环境变化的高端技能型型人才。
参考文献:
[1]贾晨辉,马文锁,任小中.先进制造技术课程教学方法研究[J].科技资讯,2009.
关键词:机械制造技术;机械制造业;生产管理;制造设计;自动化装备
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)33-0018-03
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整个过程的工程学科,并广泛将电子学、信息科学、材料学、生物学、管理科学等最新科学成就融入其中,目的是提高产品的质量、效益和竞争力。
机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。我国加入了WTO后,面对日益激烈的市场竞争环境,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术研究中。近年来,我国制造科学技术有了日新月异的变化和发展,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平。
1 现代机械制造技术的特征
1.1 面向工业应用的技术
随着生活水平不断提高,人们对各种产品的要求也越来越高,除了质量的要求外,人们慢慢地也开始追求产品的精美外观,因此,现代化的各种制造技术,应该满足人们对产品的最实际要求与效果,这无形中也促进了企业竞争实力的提升,进而促进了国家经济实力的增长,从而提高了整个制造业的经济效益与社会价值。
1.2 CAD/CAM的广泛应用和开发
机械制造与电子技术、计算机技术的结合越来越紧密,计算机及其网络技术的迅速发展,使机械技术、制造和理论计算融为一体。NC、CAD/CAM、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等已成为提高劳动生产率的强大手段,成为制造业现代化的标志。
1.3 设计与工艺一体化
随着科学技术的迅速发展、社会需求的日益多样化,更新换代加快、品种越来越多、批量越来越少。因此,小批量的生产在产品生产中已成为主流,出现了面向制造设计的并行工程(CE)和精良生产(LP)新技术,使设计与工艺一体化。随着计算机的普及与网络技术的迅速发展,设计与工艺一体化进程正在加速发展。
1.4 制造技术已成为系统
先进制造技术之所以具有强大的优越性,其根本原因在于它在利用传统制造技术的同时,能不断结合当今现代化的高新技术成果,这样既避免了传统制造技术的缺陷空白,又充分发挥了现代技术的能量流与信息流,使之成为一个完整的系统。
1.5 加强环境保护意识
生产者在生产的过程中,对环境的保护越来越重视,对一些可以再次利用的资源进行最大可能的回收,并加以利用,将资源的回收利用,这也是现代制造技术发展的重要方向。
2 现代机械制造技术的发展状况
近年来,我国制造业不断引进世界先进制造技术,并加大各领域的技术研究,形成了一定特色的制造新气象,但是,对于高精尖端的领域,与欧美等一些工业发达国家相比,仍然存在很大一段差距,主要表现在如下几个方面:
2.1 生产管理
工业发达强国在管理中广泛采用计算机技术,推出了准时生产(JIT)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展。我国多数小型企业却采用经验管理方法,只有少数大型企业采用了计算机辅助管理技术。
2.2 制造设计
随着计算机辅助设计(CAD/CAM)的兴起,世界各工业发达国家抓紧有利时机,不断将该技术引用其中,并能做到对设计数据和规则进行定期更新与处理。我国对CAD/CAM技术的应用却不是很普遍,且该领域的人才较为紧缺。
2.3 自动化装备
目前制造业正在从以机器为特征的传统技术时代向着以信息为特征的系统技术时代迈进,进入了一个能够增强企业在不可预见的多变环境中生存能力的全球化敏捷制造阶段,世界各国十分重视发展先进制造与自动化技术,许多工业国家应用先进制造与自动化技术实现了设计、制造和经营的一体化,加强了在国际市场的垄断地位,而我国在这一方面却显得非常的薄弱。
2.4 制造工艺方面
精细加工、微细加工、微型机械和微米纳米技术、高精密加工技术、超塑激光加工技术、电磁加工技术以及复合加工技术等新型加工方法在工业发达国家应用较广泛。而我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
3 我国机械制造先进技术的发展趋势
现代制造技术是在保留传统制造工艺积极要素的同时,不断融入当今最新的研究发展技术而成,并在产品生产的所有领域及过程中广泛渗透。
3.1 智能工程化
人类和智能机械共同组成人机一体化,形成智能系统,该系统在制造过程中能进行如构思、分析、判断、推理、决策等智能活动。智能系统中,“智能”主要体现于系统具有极好的“柔”特性。在设计和制造中,采用模块化,使其具有较大柔性。
3.2 自动技术化
自动化技术在制造系统中主要表现在集成技术、系统技术、柔性制造技术、人机一体化等各个方面,自动化技术向高科技方向纵深是制造业的发展趋势所在。
3.3 虚拟技术化
虚拟技术在制造过程中可模拟和检验产品生产过程。为优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和成本最低标,并检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,需进行生产过程计划、管理、调度、供应链及物流设计的仿真,以预知设计与生产中可能出现的缺陷和错误。
3.4 绿色环保化
在设计、工艺、生产过程、包装等各个生产过程中进行绿色管理,产出绿色产品,产品在使用完后还可进行回收利用。通过绿色制造技术能使原材料和能源的利用效率达到最高,最大限度地减少制造对环境的负面影响。
3.5 全球一体化
自从加入WTO,世界各国之间的距离变得越来越小了,全球之间的贸易往来更加密切,世界是一个大工厂,全球一体化的进程日益加快。网络通讯技术的迅猛发展,更是加速了各国企业之间的交流与合作,从而产生更激烈的竞争,这样一种发展的模式有力地促进了国际市场间的竞争。
4 结语
在激烈的国际竞争环境中,一个国家科技发展水平的高低,制造业在其中起到了关键的衡量作用。我国正处于改革的转型期,有相当的前沿科学技术还没有自己的知识产权,制造水平也非常薄弱,需要不断地攻坚克难。只有把握住世界先进制造技术的发展潮流,顺应改革的步伐,将其放在战略优先的高度,加大投入,这样才能缩短与先进工业国家的距离,才能在世界的竞争场上占有一席
之地。
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,2003,(3):23-24.
[2] 董艳秋.现代机械制造技术及其发展趋势[J].煤炭技术,2006,(11).
关键词:机械制造技术现状及特点发展趋势
中图分类号: TD406 文献标识码: A
我国目前正处于经济发展的关键时期,但作为科技发展的重要产业一一一一机械制造技术却是我们的薄弱环节。为了跟上先进制造技术的世界潮流,我们只有将其放在优先的地位,井以足够的力量子以实施,才能尽快缩小与发达国家之间的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
1我国机械制造技术发展的现状
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、维修服务及回收再生的全过程的工程学科,是以提高产品质量、经济效益、产品竞争力为目标,包含物质流,信息流和能量流的完整的系统工程。
在20世纪70年代以前,生产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年代后,随着国家改革开放的推进和市场全球化
的进一步发展,市场竞年变得越来越激烈。
到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
和开放7个开放实验室在内的研究环境已建成。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、工艺没计自动化、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WT0,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世纪的以凸轮及其机构为基础、采用专片j机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线一一一刚性自动化发展,而是要进行全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
2机械制造技术的特点
随着科学技术的发展,现代机械制造技术呈现如下特点:
2.1机械刹造技术是一项系统工程
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。它是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 2机械制造技术是一项综合性技术
先进制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。
2 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闸、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。
2 4机械制造技术是一项世界性技术
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,便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技术领域。
3我国机械制造技术的发展趋势
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,井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时代。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年就已达到纳米级.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0.0003~0.0001υm,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,可以傲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。
3 1精密成形制造技术技术包括铸造、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。
3.2无切削液加工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
3 3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
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量,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。
罗洪辉
(陕西法士特齿轮有限责任公司 陕西 西安 710077)
摘要:机械制造业是制造业的核心,是为国民经济各部门提供各种技术装备的工业部门,其生产能力和发展水平不仅决定相关产业的质量和竞争力的高低,而且成为传统产业借以实现产业升级的基础和根本手段。本文就机械制造技术的特点进行分析,重点对现代机械制造技术的发展趋势进行详细的阐述。
关键词:现代机械;制造技术;发展趋势
一、机械制造技术的特点
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、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,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、我国机械制造工业的现状与形势
作为国民经济的支柱产业,中国机械制造业经过几十年的努力已经具有相当的规模,积累了大量的技术和经验。近年来我国机械工业获得迅速发展,中国制造业规模已达世界第四位,仅次于美国、日本和德国。
中国的制造业大而不强,中国是制造大国而不是制造强国。例如钢铁年产量超过2亿吨,我们大量出口低价钢材而进口高附加值的合金钢。机床也是出口价的简单机床,而进口昂贵的数控和精密机床。中国制造业的劳动生产率,仅是美国的1/25,日本的1/26。中国很多机械产品价虽,而质量也低,突出的例子,如钻头,价格是国外的1/10,而寿命也是国外的1/10。在世界企业的500强中,中国的制造业仅有两家。中国不仅不是一个制造强国,而且是一个制造水平很低的国家。只是由于中国劳动力工资很低,因而在中国大量生产的只是劳动密集型产品,而高水平高质量的产品,如精密和数控机床,飞机,精密仪器,精密微电子设备,还都需要大量进口,一些重要精密尖端产品还自己不能生产,受制于外国。
中国制造工业存在的问题主要有:机械工业产品落后,国外已是新的机电一体化产品,并且产品不断更新,而我国生产的往往是老的产品,产品更新很慢;不掌握产品核心技术,引进的机电产品很多使用外国的专利,核心技术没有自己的知识产权;机床装备数量虽多,但设备总体构成十分落后;制造技术落后,制造技术工艺落后,加工度低,工作效率和生产效率低;生产周期长,新产品试制周期长,流动资金占用多;管理落后,非生产人员比例大;研究费用及人力投入少,技术创新少。
三、现代机械制造技术的发展趋势
现代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。随着宇航、电子、激光等现代科学技术的发展,对机械加工技术提出了越来越高的要求。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,将步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。具体来说,现代机械制造技术的发展趋势有:
1、精密制造技术。精密制造技术包括精密加工和超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械等。精密加工和超精密加工的主要方法是精密切削和精密磨削技术等,其加工精度已由微米级(μm)向纳米级(nm)发展。目前,已研制成功纳米管、极小的微电机系统、微型机器人等。在精密制造技术中,纳米技术是目前最先进的技术,它对于21世纪科学的发展提供了一个新的技术基础。微细加工和超微细加工是一种特殊的精密加工,不仅精度高,而且尺寸十分微小,其主要工艺方法是光刻(蚀)、沉淀、扩散、离子注入等。微型机械是机械技术和电子技术在纳米级水平上相融合的产物,它将是21世纪的核心技术。
2、制造系统的自动化、柔性化、集成化和智能化。现代制造技术的发展,使高质量和高效率成为可能。现代制造系统的发展是:NC(数控)FMS(柔性制造系统)CIMS(计算机集成制造系统)IMS(智能制造系统)。计算机集成制造系统是一个工厂全盘集成制造系统,它借助计算机将经营决策、产品设计、生产准备、零件加工、产品装配、检查和销售等各个自动化子系统有机地综合集成起来,成为高效益、高柔韧性自动化、智能化的生产系统。先进工业国的柔性制造系统已相当广泛。我国起步晚,但数控技术和柔性制造技术也已得到较广泛的应用。CIMS(计算机集成制造系统)的研究已取得了相当的成就,并开始在全国进行试点、推广,取得了良好的效果和效益。
3、特种加工技术。随着社会发展的需要,很多机械设备都有高温、高压、高速和高精度的要求,因而不断产用了一些新材料来制造零件,如淬火钢、耐热合金、硬质合金、硅、锗、宝石和金刚石等难加工材料。同时很多零件的形状也越来越复杂,如小孔、深孔、型孔、窄缝、弯孔和型腔等。用通常的金属切削加工方法来加工这些零件已十分困难,有的就无法加工。这就需要探索新的加工工艺方法;特种加工技术是一种直接利用电能、热能、光能、化学能、声能、电化学能来进行加工的方法。它可以加工高强度、高硬度、高脆性、耐高温等难切削材料,以及精密细小和复杂形状的零件。
四、结束语
综上所述,只有紧紧把握现代机械制造技术的发展潮流,积极鼓励自主创新,掌握核心技术产权,加快调整产业结构,才能使我国从制造大国迈向制造强国,从而为我国的国民经济的稳定、安全、高效发展提供保证。
参考文献:
1.王西洋 《现代制造技术》 国防工业出版社 2009
【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】先进制造技术;特点;发展趋势
随着计算机技术、自动化控制技术和现代科学技术的高速发展及交叉融合,产生了要求高精度、高速度、多功能、复合型、安全环保、智能化的先进制造技术理念,与传统的机械制造技术相比,先进制造技术是综合了机械制造技术、计算机技术、电子技术、智能技术、网络技术等先进技术的总称。
一、先进制造技术的特点
1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、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,它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益,是面向工业应用的技术。
2.先进制造技术强调计算机技术、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。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流,是生产过程的系统工程。
3.80年代以来,随着全球市场竞争越来越激烈,先进制造技术要求具有世界先进水平,它的竞争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竞争,因此它是面向全球竞争的技术。
4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素,同时吸收各种高新技术成果,渗透到产品生产的所有领域及其全部过程,从而形成了一个完整的技术群,具有面向21世纪新的技术领域。
二、先进制造技术发展方向
近年来,计算机技术、自动控制理论、数控技术、机器人、CAD/CAM技术、CIM技术以及网络通信技术等在内的信息自动化技术的迅猛发展,为先进制造技术的发展和应用提供了日益增多的高效能手段。
(一)工业应用的技术,机械、电子、信息、材料及能源技术成果,综合应用于制造过程。
1.数控技术(Numerical Control),简称数控(NC),是用数字量及字符作为加工的指令,实现自动控制的技术。目前数控一般采用通用或专用计算机实现数字程序控制,因此也称为计算机数控技术(Computer Numerical Control),简称CNC,数控技术在国外一般都称为CNC。数控技术的核心是数字控制技术,用计算机来对输入的指令进行存储、译码、计算、逻辑运算,并将处理的信息转换为相应的控制信号,控制运动精度较高的驱动元件,使之按编程人员设定的运动轨迹来高效加工,从而彻底克服了传统机械加工的缺点。
2.计算机辅助设计与制造(CAD/CAM),是计算机辅助设计(Computer Aided Design)简称CAD,与计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)简称CAM相结合而组成的系统,依托强大软件来完成产品设计中的建模、解算、分析、虚拟模拟、加工模拟、制图、数控编程、编制工艺文件等工作。
3.特种加工技术,传统机械切削加工的本质为:刀具材料比工件更硬,用机械能把工件上多余的材料切除,零件的形状由机床的成型运动产生。但是,随着生产发展和科学实验的需要,很多工业部门,要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、耐高温、小型化和结构复杂化等方向发展。尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越来越高,工件材料越来越硬,加工表面越来越复杂,传统的加工方法已不能满足生产的需要,人们探索利用电、磁、声、光、化学等能量或将多种能量组合施加在工件的被加工部位,实现材料去除、变形、改变性能或被镀覆等非传统加工方法,这些方法统称为特种加工。
(二)制造业综合自动化,信息技术、自动化技术、现代企业管理技术的有机结合。
1.机器人技术,计算机控制的可再编程的多功能操作器,又称工业机器人。它能在三维空间内完成多种操作。机器人技术综合了计算机、控制论、机构学、信息、传感技术、人工智能和仿生学等多学科而形成的高新技术。
目前机器人大致分为两大种,工业机器人(或称机械手)是机器人的一种,它是由关节元件、末端执行器、机身和控制装置所组成,具有类似人的动作的功能;另一种由于安装有感觉元件和遥感元件,分析计算机及行走装置,具有感觉、触觉、分析、判断、决策和行走的功能而称为智能机器人。
2.成组技术,人们用大批量生产的组织形式以高效的生产设备、高效的工艺技术去制造单件小批的零件,降低生产成本,成组技术(Group Technology简称GT)就应运而生。成组技术就是应用相似性原理,在多品种产品的生产中将相似零件组织在一起进行生产,使组内零件近似为原来的单一品种的大批量,或者变单件、小批生产为批量生产,按照批量生产的生产组织、管理技术来进行生产。
3.柔性制造系统(FMS-Flexible Manufacturing System),是以计算机为控制中心实现自动完成工件的加工、装卸、运输、管理的系统。它具有在线编程、在线监测、修复、自动转换加工产品品种的功能。一个柔性制造系统概括为以下三部分组成,即:加工系统、物料储运系统和计算机控制的信息流系统。
柔性制造系统具有:高柔性,在线编程使计算机响应进行控制高自动化设备工作;高效率,合理控制设备的切削用量实现高效加工,减小辅助时间和准备、终结时间;高度自动化,工件的加工、装配、检验、搬运、仓库存取完全由自动化程度高的设备来完成;柔性化生产大大减少操作人员、机床数目,提高机床利用率,缩短生产周期、降低产品成本、降低库存、减少流动资金、缩短资金流动周期,因此可取得较高的综合经济效益。
三、系统管理技术,制造业综合自动化、过程工业综合自动化、系统技术等综合应用于制造全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,获得理想技术经济效果
1.并行工程(Concurrent Engineering),简称(CE)是对产品及其设计过程和制造过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式,这种模式使产品开发人员从一开始就考虑到从概念形成到产品报废的全生产周期中的所有因素,包括加工的质量、成本、进度和产品的技术性能及使用性能需求等,减少加工制造中可能出现的问题,加速产品开发过程,缩短开发周期。并行工程的最大特点是利用计算机的仿真技术,用上、下游共同决策方式,在计算机上进行产品整个生命周期各个阶段的设计。
2.虚拟制造(Virtual Manufacturing),简称(VM)利用计算机技术、建模技术、信息处理技术、仿真技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真模拟,以发现设计或制造中出现的问题,在产品实际生产前就改进完成,省略了产品的开发研制阶段,达到降低设计和生产成本,缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
3.计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systen),简称(CIMS)是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础之上,通过计算机网络及数据库,将分散的自动化系统有机的集成起来,完成从原材料采购到产品销售的一系列生产过程的高效益、高柔性的先进制造系统。系统包含技术应用系统:工程设计与制造系统、管理信息系统、制造自动化系统、质量保证系统和支撑系统:数据库系统、通讯网络保障系统。
现阶段我国先进制造技术与先进国家相比还有一定的差距,但随着国家对先进制造技术加大扶持力度,我国制造技术会更加进步。
参考文献
[1]韩秋实.机械制造技术基础[M].机械工业出版社,2006
关键词:机械设计;机械制造;经济发展
中图分类号:TQ171文献标识码: A
引言
机械设计制造技术对促进我国机械制造业发展有着重要作用,可以保证我国机械设计制造技术在新时期可以满足社会与经济发展要求,同时也可以确保通过卓越计划可以保证我国机械设计制造技术水平,可以让我国机械产品设计制造水平保持在国际领先行列。机械设计制造技术在实际运用中表现出工程性、综合性、统一性以及全球性等特点,这要求我国高等院校教育在针对机械设计制造高端人才培养中,要结合我国机械设计制造技术发展方向与趋势进行定向培养,这样才能确保我国机械设计制造技术可以更好的服务于社会发展。
1、机械设计的技术分析
1.1机械设计的初期计划
设计分析机械设计要进行初期的计划设计,其在工作方面和计算机软件的设计需求分析比较类似,在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析,在分析要求的过程中,对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础,然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。
1.2机械设计中设计方案分析
机械设计中方案是设计的精髓,对一个设计的成败至关重要。在方案设计阶段,要解决许多问题,包括理论知识与实际操作间的脱节,设计各环节中的处理、调控与更新,机械产品的最终形态,检验者对机械的认识、开发与创新等,这是为以后机械设计和制造以及运用等服务。在设计方案时,要依据设计的理论及规范等一系列要求,首先设计好机械的基本构架及活动方法,其次是设计和选取零部件,最后是设计制作工程制作图,并且对做好的设计做一个初步检查。
1.3机械设计的主要技术设计分析
机械设计中,对技术层面的要求最为严格,在这个阶段要对设计图纸进行校对,同时,要对图纸进行计算,对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计,设计时要进行非常严格的核对,不能出现疏漏的情况,同时,在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械,在设计时,要根据产品进行定型设计。
1.4机械设计的发展趋势与前景分析
随着社会的进步和科学技术的高速发展,现代机械产品对机械设计在技术方面的要求向着模块化、智能化、系统化并依据产品的特性设计等方向发展。总的来说,现代机械设计的发展趋势有以下几个:一是更加注重绿色的设计理念,节能环保的意识逐渐深入人心,对机械产品的要求也是以绿色化和智能化为主,合理地使用资源,追求对资源的多重使用;二是越来越优良的功能,在设计机械产品时,要多多使用动态设计、补偿设计、控制设计技术和防腐设计等技术来提升设计产品功能的优良性;三是更加注重市场竞争的影响,设计产品的最终目的是使产品在投放市场时能够取得很好的竞争优势,所以要利用降低成本、产品的技术创新、智能设计以及仿真设计等竞争优势的技术设计来使产品更加符合市场的需求。
2、机械制造的技术分析
机械制造技术水平的高低直接影响机械产品质量,因此加强这方面的研究,不断提高机械制造技术水平,对增强国家工业实力具有重要推动作用。机械制造技术既包括刨、磨、钻、铣、焊、搪等技术,又包括车床、铣床、刨床、磨床、钻床等。另外,随着科技的发展精密磨床、精密车床、精密丝杠车等设备的出现,进一步提高了机械制造水平。
2.1制造技术的现状
当前各国都已认识到先进制造技术的重要性,为提升国家综合能力都在技术发展方面给出了巨大的扶持,都在技术研究方面投入精力,重视技术人才培养。而全球化的浪潮下,各国综合实力的竞争极大依靠科研技术的竞争。企业为提升竞争力,加快制造技术到产品的转换,多元化的先进制造技术格局正在形成,诸如数控系统投入制造过程中,正是各个先进技术转化为生产能力的体现。同时,由于我国先进制造技术起步晚,先进技术与外国距离较大,需要进一步的发展以缩小与外国的差距。需要在下一步工作中加大先进技术的应用到机械制造中,同时由于机械制造的发展正是机械制造工艺中的重要部分。先进制造技术的革新为制造机械的更新提供依据,而机械制造工艺同时是制造技术的体现,其又会为制造技术的发展提供动力。
2.2机械制造技术的特点分析
先进的机械制造技术要符合当代技术发展要求,在机械设计方面要更加具备当代的特点。传统的机械设计在应用过程中出现了越来越不能满足现代机械产品需求的情况,虽然其在制造技术方面在不断的更新,同时,使用的设备也在不断的更换,但是,在原有基础上要不断的更新技术,对先进的技术进行利用,作为其发展的基础。市场经济不断发展过程中,机械制造技术要做到能够适应经济的发展。工业发展过程中对各方面都提出了新的要求,近年来,工业发展速度非常快,而且在不断的融入新的技术体系。工业生产过程中对计算机技术以及信息技术进行了很好的融合,为了更好的提高生产效率,应该对机械制造技术进行革新。提高生产效率满足客户的需要,能够提高市场占有率。先进的机械制造技术在技术范围上要进行扩大,同时,在生产加工方面要不断的发展。
2.3主要的机械制造工艺
当代机械制造的技术覆盖范围非常广,包括焊、钳等。而现代机械制造的焊接技术主要有:埋弧焊焊接技术,即在焊剂表层下靠燃烧电弧来完成焊接的焊接技术;电阻焊焊接技术是指将待焊接的物体牢牢压在正负两极之间,再接上电源,依靠电流经过被焊接物表面以及周边能够发热的效应,将其熔化,使它和金属融为一体的压力焊接工艺;螺柱焊焊接技术,就是使螺柱的一端和管件或板件的表面紧紧连接在一起;搅拌摩擦焊焊接技术就是在焊接时,除了焊接用的搅拌头,其余焊接消耗性材料如焊剂、焊丝等都舍弃的焊接工艺;气体保护焊焊接技术,即用电弧来发热的焊接技术。
2.4我国机械制造技术的发展方向分析
(1)机械制造的管理。计算机管理制度对于机械制造业而言,是一种未来发展的方向。组织体制与生产模式的更新发展,营造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我国,这种管理机制还是比较匮乏的,只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此,我国应该加强机械制造的管理机制。(2)机械制造的设计。工业发达国家都会采用先进的设计方法,并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用-CAD技术的应用,让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而,在我国,则缺乏这种先进的计算机软件技术,或者是这样的技术应用并不广泛。因此,在这一技术层面上,我国需要努力与发展。(3)机械制造的工艺分析。机械制造以高精度、高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术,如微型加工、纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术,在工业发达的国家,这些技术应用较为广泛。
结束语
时代在不断的发展,在这个过程中,机械设计也要做到能够和时展潮流进行适应,其中,绿色设计理念是其中最重要的设计理念,实现了对资源的合理利用。机械设计要更加的详细和细致,在生产设备以及安全程序方面都要进行重视,这样才能保证产品设计符合要求。机械设计在技术层面要进行不断的提高,机械制造的前提,只有保证设计方面的优良性,机械产品在质量以及性能方面才能进行保证。
参考文献
[1]汪雷.机械设计与机械制造技术分析[J].企业技术开发,2013,Z3:7-8.