機械制造業(yè)發(fā)展的特點和趨勢

日期：2010-06-06 | 閱讀：

1 趨勢國際生產(chǎn)工程學會（CIRP）每二年召開一次。每屆年會上的主題報告、圓桌討論和發(fā)表的論文均集中地體現(xiàn)出各個行業(yè)當前和未來發(fā)展的特點和趨勢。在最近召開的國際生產(chǎn)工程

1 趨勢
   國際生產(chǎn)工程學會（CIRP）每二年召開一次。每屆年會上的主題報告、圓桌討論和發(fā)表的論文均集中地體現(xiàn)出各個行業(yè)當前和未來發(fā)展的特點和趨勢。
   在最近召開的國際生產(chǎn)工程學會（CIRP）第44、45、46屆年會上，各個發(fā)達工業(yè)國家，如美國、日本、歐洲等國的與會機械制造專家、學者發(fā)表的論文集中地反映了21世紀初機械制造業(yè)發(fā)展的特點和趨勢。21世紀初機械制造業(yè)發(fā)展的特點是現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合利用，其趨勢是四化：柔性化、靈捷化、智能化和信息化。再也不是20世紀20~40年代發(fā)展起來的機械學科自身的成就——凸輪及其它機構(gòu)為基礎,采用專用機床、夾具、刀具、量具組成的流水式生產(chǎn)線——剛性自動化。剛性自動化的缺點是，嚴重影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，妨礙采用高新技術(shù)，產(chǎn)品在國際市場上缺乏競爭力。
   目前，我國機械制造業(yè)中，一些國營企業(yè)虧損，產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上缺乏競爭力，產(chǎn)品大量積壓，除與經(jīng)營管理體制有關(guān)外，與企業(yè)設備嚴重老化、技術(shù)人員知識陳舊有很大關(guān)系。
   為了適應市場經(jīng)濟，重振我國機械制造業(yè)，很有必要重新認識機械制造業(yè)，了解和研討21世紀初國際上機械制造業(yè)的發(fā)展特點和發(fā)展趨勢。
2 重新認識機械制造業(yè)
２．１制造技術(shù)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱
　　在1999年CIRP第46屆年會上，大會主席日本的吉川教授在他的總結(jié)報告中指出，世界上各個發(fā)達的工業(yè)國經(jīng)濟上的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。在各個國家的企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55～65%，日本及亞洲四小龍的發(fā)展，在很大程度上都是依靠他們重視制造技術(shù)。這些國家十分重視將世界各國高新技術(shù)發(fā)展的專利買過來，通過制造技術(shù)，把它們形成獨、特、高大精尖的產(chǎn)品，首先占領(lǐng)市場，這就是他們所以能崛起、騰飛的訣竅。
　　一般人只看到機械制造工業(yè)必須依靠信息科學、材料科學來改造自己，這只是看到問題的一個方面，而另一個方面信息科學、材料科學也必須依賴于制造技術(shù)來取得新的發(fā)展。例如，在計算機的發(fā)展中最關(guān)鍵的問題是高密集度的大規(guī)模集成電路與存儲器件的制作，而它們有賴于制造技術(shù)的發(fā)展。
　　發(fā)達的工業(yè)國家，如美國、日本、歐洲等國的專家、教授已將制造科學與信息科學、材料科學、生物科學一起列為當今時代四大支柱科學之一。而美國由于近年來缺乏對制造科學的重視，使他們許多產(chǎn)品缺乏競爭能力。為此，克林頓政府已經(jīng)批準將先進制造計劃列為1996年國家預算唯一重點支持的科技領(lǐng)域，這已引起美國、日本、歐洲在制造技術(shù)上新一輪競爭。
　　要重新認識機械制造業(yè)，尚包含著另一種意義。它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的機械制造，即所謂的機械加工。它是集機械、電子、光學、信息科學、材料科學、生物科學、激光學、管理學等最新成就的一種新興技術(shù)與新興工業(yè)。
２．２檢測技術(shù)是現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展的根本保證
　　自動化生產(chǎn)中的許多信息需要通過檢測來提供，生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種故障要通過檢測去發(fā)現(xiàn)和防止，所需要的精度也要靠檢測來保證。沒有可靠的檢測就沒有現(xiàn)代化自動化，便沒有高效率和高質(zhì)量。
在幾篇有關(guān)“裝配系統(tǒng)的新發(fā)展”的論文中均強調(diào)指出，為適應柔性自動化的需要，機器人必須有視覺系統(tǒng)，能對裝配件的形體與姿態(tài)進行識別，應裝有位置與觸覺傳感器，進行精確定位與抓握力的控制，自動導引車也應有視覺或聲發(fā)射傳感器，以發(fā)現(xiàn)行進中可能有的障礙物等。
　　在有關(guān)“激光加工中的傳感器”和“光澤度與表面形貌學”二篇論文中，則是完全以檢測為主線來進行討論的。在“激光加工中的傳感器”一文中指出，激光加工本身是一種“盲”過程，它只加工一個點，為了獲得所需形狀，完全要通過檢測來控制。激光加工是一種侵蝕過程，其形態(tài)需要通過傳感器檢測、控制，激光加工之所以能實現(xiàn)，關(guān)鍵在于傳感器。
　　在1999年46屆年會上許多論文均著重指出，越是柔性化的過程，越需要傳感器。
２．３當前機械制造業(yè)發(fā)展的特點是高新技術(shù)的綜合利用
　　當前機械制造技術(shù)不僅在它的信息處理與控制等方面運用了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、激光加工技術(shù)，在加工機理、切削過程乃至所用的刀具也無不滲透著當代的高新技術(shù)，再也不是原來意義上的“機械加工”了。
　　例如：激光加工，通過控制光束與工件的相對運動，可以在一臺機床上加工出孔、槽、二維或三維曲面等各種形狀，完成鉆、銑、鏜等動作，它在21世紀初可能引起機械加工的一場新的革命。激光切割、焊接、裁剪、成形加工，以及激光快速找正、激光測量等技術(shù)，已經(jīng)在汽車工業(yè)中得到廣泛應用，并獲得巨大經(jīng)濟效益。
　　將機械加工分為切削加工與無屑加工已不確切，進入90年代以來，又發(fā)明了一種長成加工方法。由激光器發(fā)出的紫外光經(jīng)光學系統(tǒng)匯聚成一支細光束，對盛在容器內(nèi)的液體塑料進行掃描。這種塑料能因紫外激光的光化作用使其表面固化。根據(jù)所需要制造零件的尺寸與形狀，由計算機控制，只需要在形成零件實體處曝光，盛有液態(tài)塑料的工作臺可作步進橫向運動與升降運動。在激光掃描運動與工作臺橫向運動配合下，在激光束掃到的地方形成一層薄薄的固化膜。每掃完一個平面，工作臺下降0.05mm。這樣一層層的塑料按規(guī)定形狀的圖形固化，可以制成任意復雜的零件，這種加工方法為機械制造業(yè)的發(fā)展指出一個新的方向。
　　許多發(fā)達工業(yè)國學者、專家的論文在談到生產(chǎn)過程柔性化、靈捷化、智能化、信息化時，都指出機械制造工程師需要掌握和綜合利用工程數(shù)學、激光學、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制論、生物學、材料科學、管理科學、人文科學等高新技術(shù)，這些科學將改變著機械制造的面貌，而機械制造技術(shù)的發(fā)展又為這些科學提供新的工具，進一步促進這些科學的發(fā)展。
2.4 21世紀初機械制造業(yè)發(fā)展的總趨勢是柔性化、靈捷化、智能化和信息化
　　21世紀初機械制造業(yè)的發(fā)展總趨勢為“四化”。柔性化——使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要；靈捷化——使生產(chǎn)推向市場準備時間縮為最短，使機械制造廠的機制能靈活轉(zhuǎn)向；智能化——柔性自動化的重要組成部分，它是柔性自動化的新發(fā)展和延伸。人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。