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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇先進制造技術(shù)發(fā)展前景范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 06-0010-01
一、前言
21世紀的今天,科技迅猛發(fā)展,在改革開放的這幾十年里,我國的制造業(yè)里的機械設計和制造技術(shù)得到飛速的發(fā)展提高,逐漸拉近與世界機械設計及制造技術(shù)的水平,當然,機遇與挑戰(zhàn)并存,我國的機械設計和制造水平還有很多不足,面臨的挑戰(zhàn)更加嚴峻,我們應該明確未來發(fā)展的方向。隨著計算機在全世界的普及,機械設計的設計手段變得更加多樣化,科技不斷推陳出新,機械設計的理論、思想、手段、方法等得到不斷的充實,同時對機械設計的創(chuàng)新、發(fā)展及變革起到巨大的推動作用[1]。機械設計是制造業(yè)中機械工程的主要組成,機械設計水準對產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能、研制時間及經(jīng)濟利益等有直接的影響。制造技術(shù)的出現(xiàn)是制造業(yè)的發(fā)展要求,是提高產(chǎn)品競爭力的前提保障。由于社會的需求發(fā)展變得多樣化并且個性化,生產(chǎn)發(fā)展的方向也發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變,引入了計算機等高科技的生產(chǎn)和管理,傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷革新。
二、解析機械設計和制造技術(shù)的現(xiàn)狀
(一)機械設計的現(xiàn)狀。傳統(tǒng)的制造業(yè)機械設計,大多都是手工設計,工作人員僅借簡單的工具就能制作圖稿,設計思維相對收斂及封閉,借鑒同類經(jīng)驗進行形式設計,預算上無法做動態(tài)分析,加大安全系數(shù)法減少數(shù)據(jù)上計算的誤差。不僅設計花費的時間長,而且工作人員的設計思維不同,無法完全協(xié)調(diào)的合作,在對信息的溝通方面也不是很好?,F(xiàn)在,傳統(tǒng)設計已經(jīng)無法滿足人們對產(chǎn)品功能的要求以及市場的需求。隨著計算機網(wǎng)絡的普及與發(fā)展,制造業(yè)的機械設計也逐漸向現(xiàn)代化方向發(fā)展,利用計算機網(wǎng)絡上龐大的共享資源系統(tǒng),借鑒經(jīng)驗,揚長避短,在設計上優(yōu)化計算結(jié)果,機械設計向著自動化以及高效率的方向發(fā)展,不僅縮短了設計的時間,而且設計上更加精確[2]。
(二)制造技術(shù)的現(xiàn)狀。機械制造技術(shù)是一個國家繁榮發(fā)展的基本前提,制造業(yè)的先進程度和制造技術(shù)的發(fā)達水平是對一個國家的經(jīng)濟以及綜合國力強弱的具體表現(xiàn)形式。制造技術(shù)的發(fā)展不僅可以加強國防、促進社會繁榮發(fā)展、提高全國人民生活水平、保障生活質(zhì)量[3]。改革開放以來,我國在機械制造技術(shù)上是取得相當高的成績,但還是比世界發(fā)達國家落后,差距還是比較大的。對新產(chǎn)品的研制開發(fā)上,我們欠缺專業(yè)的設計知識、缺乏自主研發(fā)能力。管理上,計算機先進的管理模式得不到廣泛的應用,組織不夠完善,體制管理上不夠健全,我們大部分企業(yè)都還處在傳統(tǒng)的經(jīng)驗管理模式階段。技術(shù)上,對激光、微細、精密、高精密等技術(shù)方面的加工還不被廣泛應用,很多技術(shù)還在學習、開發(fā)以及掌握的階段。在自動化上,計算機的集成制造、數(shù)控機床制造、柔性制造等系統(tǒng)還沒有實現(xiàn)智能化、柔性化以及集成化,我國還只是處在剛性和單機自動化的階段[4]。
三、展望機械設計和制造技術(shù)的未來
(一)機械設計的未來。在激烈的市場競爭和產(chǎn)品需求的不斷多元化中,企業(yè)要想生存與發(fā)展,就應該對機械設計的理念不停的改進,采用先進的技術(shù),對產(chǎn)品質(zhì)量要嚴格把關,盡量減少成本支出,把生產(chǎn)效率提高。設計制造的成品要盡量符合并且滿足客戶對產(chǎn)品的需求,這是現(xiàn)代機械設計的發(fā)展要求,是未來的發(fā)展方向。其中遠程機械設計是未來機械設計發(fā)展的重點方向,目前,我國在遠程機械設計方面正處在初步的發(fā)展階段,它的研究領域非常的多樣化,很多計算機和機械工程方面的知識領域都有涉及到。機械設計是對建模和設計理論過程中的設計研究的內(nèi)容,在計算機的運用中,是對現(xiàn)有資源的設計的組織以及,方便更多的機械設計工作者在最短的時間內(nèi)最快的查詢和應用。達到了減低人工成本、縮短設計時間和提高有效的工作效率等目的。
(二)制造技術(shù)的未來。1.互聯(lián)網(wǎng)方面?,F(xiàn)今社會的科技發(fā)展迅猛,互聯(lián)網(wǎng)遍布世界每個角落,互聯(lián)網(wǎng)以媒介的方式成為機械的制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢的必要因素,采購材料、開發(fā)市場以及制造產(chǎn)品零件等都是可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)異地購物、付款、送貨?;ヂ?lián)網(wǎng)的通訊,可以更加豐富經(jīng)營管理方面的知識、更加直接的信息技術(shù)間的交流,提高了機械制造技術(shù)的服務,順應市場發(fā)展的要求。2.制造技術(shù)精密化。未來機械制造技術(shù)的市場要求越來越高,精密的技術(shù)也將成為制造技術(shù)發(fā)展的必然規(guī)律,包括有精密的加工塑性、精密的切割技術(shù)、精密的焊接技術(shù)、精密的鑄造技術(shù)等,制造技術(shù)的精密度有多高,將是決定能否進入微型機器人的時代和微型電子技術(shù)的時代有著關鍵的意義[5]。3.自動化方面。機械自動化將是機械制造技術(shù)未來發(fā)展的方向,具有必然性,科技的日新月異極大的推動了自動化的發(fā)展與普及,在機械制造技術(shù)上,自動化發(fā)展的系統(tǒng)表現(xiàn)有集成技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、人機一體化系統(tǒng)等,機械制造技術(shù)的快速發(fā)展在自動化的完善下奠定了很好的前提基礎。4.環(huán)保方面。在到處都呼喊環(huán)??谔柕慕裉?,機械制造技術(shù)也向著綠色向著環(huán)保方向發(fā)展,在制造生產(chǎn)的過程中,對材料的選擇、包裝、成分等都更多的選擇更環(huán)保的方面,制造生產(chǎn)出綠色環(huán)保盡量減少降低污染的產(chǎn)品,這樣,制造業(yè)對環(huán)境的污染將會得到更大程度的減少,并且能源和原材料方面的利用率得到極大的提高。
四、結(jié)束語
機械設計和制造技術(shù)水平的高低直接反應一個國家科技的發(fā)展程度,是國際間科技競爭的主要手段。我國與發(fā)達國家的機械設計和制造技術(shù)水平還相距較遠,所以,對我國的機械設計和制造技術(shù)的研究與發(fā)展是刻不容緩的,深入研究先進的設計技術(shù)、大力推廣先進的制造技術(shù)、努力向著自動化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展,并且要堅持綠色的環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的要求,努力跟上世界科技發(fā)展的腳步,加快我國科技的自主創(chuàng)新,提升綜合國力,縮小與發(fā)達國家間的科技差距,提高我國人民的生活質(zhì)量,創(chuàng)造更高的社會價值和更多的社會財富。
參考文獻:
[1]劉小琴,續(xù)海峰.機械設計中的材料設計方法研究[J].機械管理開發(fā),2009(03):521-522
[2]王曉晶.柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].內(nèi)江科技.2010(08):106-107
德國的“工業(yè)4.0”規(guī)劃
德國提出并實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,是其應對最新技術(shù)發(fā)展、全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,以及自身勞動力結(jié)構(gòu)變化的國家級戰(zhàn)略。
由默克爾政府發(fā)起并在世界范圍內(nèi)推廣的“工業(yè)4.0”,希望重塑德國在工業(yè)領域的全球龍頭地位,并解決老齡化等問題的積極應對戰(zhàn)略。在這一高度下,德國的“工業(yè)4.0”規(guī)劃,側(cè)重借助信息產(chǎn)業(yè)將原有的先進工業(yè)模式智能化和虛擬化,重視智能工廠和智慧生產(chǎn),并把制定和推廣新的行業(yè)標準,放在發(fā)展的首要位置即德國“工業(yè)4.0”的產(chǎn)業(yè)集成。
以在其規(guī)劃中占據(jù)重要地位的智能工廠戰(zhàn)略為例,其設計中,人、機器和資源將會如同在一個社交網(wǎng)絡里自然地相互溝通協(xié)作。生產(chǎn)出來的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細節(jié)以及將如何使用,并積極協(xié)助生產(chǎn)過程。這種設計集中體現(xiàn)了德國的變革思路:將信息技術(shù)引入其有著傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢的“剛性”工廠,通過大數(shù)據(jù)和虛擬化等工具增強其產(chǎn)品的柔性,也就是生產(chǎn)過程適應變化的能力和定制化的程度,達到以信息技術(shù)的“器”為其制造業(yè)所用的目標,并將此模式標準化,加以推廣。
美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃
近年來,雖然美國依舊在航空航天、芯片制造等先進制造業(yè)領域占據(jù)全球領先地位,但其制造業(yè)內(nèi)部空心化的局面,和在全球市場份額中的丟失已經(jīng)很難通過簡單的政策調(diào)整或商業(yè)方式加以扭轉(zhuǎn)。同時,美國同樣面臨類似的人口結(jié)構(gòu)問題,和國際消費者對產(chǎn)品定制化多樣化的要求也從內(nèi)外部促使美國利用其在信息產(chǎn)業(yè)方面的優(yōu)勢對制造業(yè)加以改造。
美國于2012年啟動“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”,被稱為“再工業(yè)化”的思路得到全面闡釋。提出發(fā)展包括先進生產(chǎn)技術(shù)平臺、先進制造工藝及設計與數(shù)據(jù)基礎設施等先進數(shù)字化制造技術(shù),核心是鼓勵創(chuàng)新,通過信息技術(shù)重塑工業(yè)格局,激活傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。這種從CPU、系統(tǒng)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)等信息端,通過大數(shù)據(jù)分析等工具“自上而下”重塑制造業(yè),與德國的從制造業(yè)出發(fā),利用信息技術(shù)等手段改造制造業(yè)的“自下而上”的思路不同。
近年來GE等制造業(yè)公司倡導的將重心放在互聯(lián)網(wǎng)上的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”策略,以及谷歌等高科技公司向機器人、汽車等制造業(yè)領域的滲透,可以說是美國“工業(yè)4.0”思路的一種體現(xiàn)。
中國的“工業(yè)4.0”規(guī)劃
身為制造業(yè)大國的中國尚未成為世界級制造業(yè)強國,發(fā)展時期上也處于“工業(yè)2.0”和“工業(yè)3.0”并行發(fā)展階段。既沒有德國在傳統(tǒng)工業(yè)領域的雄厚基礎,也缺乏如美國般引領世界信息技術(shù)發(fā)展的先進技術(shù)。在中國制造業(yè)發(fā)展的過程中,我們還要解決產(chǎn)品質(zhì)量提升、強化工業(yè)基礎能力、制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型等基本問題。這種“邊跑動邊調(diào)整”,最終達到“工業(yè)4.0”的理想水平,在理論和實踐上都是挑戰(zhàn)性非常大的課題。
0引言
在早期的機械加工領域,機器的組裝配合是其工作重點,采用物理機械知識完成加工操作,隨著近年來數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,人們逐步認識到數(shù)字化技術(shù)在機械加工領域的應用潛力,是對傳統(tǒng)機械加工模式的一種補充,數(shù)控技術(shù)與機械加工的結(jié)合也是一種必然的發(fā)展趨勢。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)C床的加工過程實時的進行控制。對數(shù)控設備以及編程控制裝置等系統(tǒng)進行修改操作,高精度的控制機械加工過程,同時也提高了機械加工制造的技術(shù)含量。隨著上世紀六十年代第一臺數(shù)控機床的出現(xiàn),機械制造行業(yè)便進入了自動化技術(shù)發(fā)展階段,歷經(jīng)多年的發(fā)展變革,數(shù)控技術(shù)面向了新的臺階。目前的機械制造中,通過數(shù)字、文字和符號等編譯的代碼信息指令可以高效的控制機械制造工藝。高精度的數(shù)控機床利用數(shù)字編程,能夠?qū)ぜ恢?、加工角度、加工速度以及機械能量的流向等制造條件進行精確的控制,通過二進制數(shù)字運算模式的指導下,以盡可能小的誤差開展機械制造工作。數(shù)控機床合理的利用了計算機高速運算能力,精度與傳統(tǒng)的硬件組裝控制相比要高出很多,計算機信息存儲和數(shù)據(jù)處理過程精確高效,也進一步減少了機械加工制造中的誤差。
1數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)機械制造行業(yè)的應用情況
隨著現(xiàn)代機械制造行業(yè)對于制造精度要求的不斷提升,數(shù)控技術(shù)在機械加工制造過程中得到了越來越廣泛的應用,是一種有效的高精度機械制造技術(shù)。從目前國內(nèi)的數(shù)控機床發(fā)展情況來看,已經(jīng)具備了一定的水平。無論產(chǎn)品種類、操控性能,還是制造質(zhì)量方面都有了長足的進步。據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)市場目前銷售的數(shù)控機床超過1500種, 常見于金屬材質(zhì)的切削以及機械部件鍛壓方面。
1.1數(shù)控技術(shù)在國家重點工程中的應用
目前國內(nèi)機械制造行業(yè)技術(shù)水平和加工精度,對于國家重點工程,尤其是國防軍工項目的建設起著至關重要的作用。此外,近年來快速發(fā)展的航天航空事業(yè)中也需要更多的運用先進的數(shù)字控制技術(shù),以不斷提升機械零件制造加工的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑綜合性加工體統(tǒng)在航空航天、船舶制造、鐵路運輸設備制造等領域有著很好的使用效果。數(shù)控機械制造具備的高技術(shù)、高精度特點,對機發(fā)動機主軸和起落架部件的等關鍵性機械零部件加工制造也有十分重要的作用。此外,類似于超精密球面車床等數(shù)控機械設備,推動了照相機鏡片、激光加工設備與條形碼檢測設備等設備精細化與科學化應用,在國防偵查,監(jiān)測等方面有著重要的作用。
1.2數(shù)控技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中的應用機床設備中數(shù)控加工技術(shù)的應用
在企業(yè)日常生產(chǎn)中,機床設備機械制造中必不可少的工具。數(shù)字化控制技術(shù)也進一步的推動了機床設備向著現(xiàn)代機電一體化方向發(fā)展。此外數(shù)控機械制造技術(shù)的出現(xiàn)從一定程度來說,也改善了機床控制精度與生產(chǎn)效率,讓機械制造設備更好的服務于企業(yè)的生產(chǎn),讓低成本高效率生產(chǎn)成為可能。以汽車工業(yè)為例,數(shù)控制造技術(shù)的推廣直接推動了汽車零部件制造加工精度和生產(chǎn)效率。從某種程度上來說,也打破了制約我國汽車制造行業(yè)發(fā)展多年的“經(jīng)濟規(guī)模論”等傳統(tǒng)觀念的束縛,同時也實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、小批量部件高精度、高效生產(chǎn),為汽車制造工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代提供有力的支持。
2數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)中的發(fā)展前景
2.1機械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向
(1)高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)。生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的質(zhì)量的提高有賴于高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)的發(fā)展,縮短生產(chǎn)制造周期,增強企業(yè)的市場競爭能力。在汽車制造工業(yè)中,數(shù)控技術(shù)也便于進行多品種汽車部件的加工制造;在航空航天領域,機械零部件制造產(chǎn)品主要為薄壁和薄筋,其材質(zhì)主要為鋁或鋁合金等輕質(zhì)材料,剛度很差,僅在高切削速度或者應力比較小的情況,才可以進行加工。才是數(shù)控設備高速、高精度的特點能夠發(fā)揮出良好的效果。
(2)智能化、網(wǎng)絡化將成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。為智能化機械制造不僅能夠提升生產(chǎn)效率,也有效的保障了機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量,例如制造自適應控制系統(tǒng),加工參數(shù)自動生成系統(tǒng)等;智能化、網(wǎng)絡化的發(fā)展,簡化了編程與操作過程,自動編程系統(tǒng)與智能化操作界面的不斷完善也是智能化發(fā)展帶來的優(yōu)勢;此外智能故障診斷、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控等功能,也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢。
2.2數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略分析
(1)發(fā)展戰(zhàn)略。從國家戰(zhàn)略安全的層面來說數(shù)控機械制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應該得到足夠的重視。制造業(yè)作為國內(nèi)從業(yè)人數(shù)最多行業(yè)之一,制造業(yè)發(fā)展能夠有效的改善人民生活質(zhì)量,緩解國內(nèi)就業(yè)壓力,維護社會的和諧穩(wěn)定;此外,從國防安全角度上來說,西方發(fā)達國家限制高質(zhì)量的數(shù)控產(chǎn)品的出口,將其列為戰(zhàn)略物質(zhì)和政治籌碼,對我國長期實施禁運和限制措施。
(2)發(fā)展策略。應該結(jié)合我國基本國情,從國家戰(zhàn)略和國防需求,以及經(jīng)濟市場需求出發(fā),以改善國內(nèi)數(shù)控機械制造水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為目標,有針對性的開展數(shù)控機械制造核心技術(shù)、配套技術(shù)的研發(fā)工作,力爭實現(xiàn)數(shù)控機械制造行業(yè)的跨躍式發(fā)展。以終端產(chǎn)品為導向,帶動數(shù)控機械制造行業(yè)的發(fā)展。集中解決數(shù)控設備和數(shù)控系統(tǒng)部件功能的完善,同時保證生產(chǎn)規(guī)模。沒有可觀的生產(chǎn)規(guī)模就無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低價、競爭力強的數(shù)控機械制造產(chǎn)品。
結(jié)論
綜上所述,數(shù)控技術(shù)對于我國機械制造水平和精度的提高有著十分重要的作用,也為我國國防軍工行業(yè)以及生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了巨大的變革。目前一方面應該進一步的研究數(shù)控技術(shù),另一方面也需要將數(shù)控技術(shù)發(fā)展同機械加工制造行業(yè)的需求結(jié)合起來。
參考文獻:
[1]李敬偉.數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應用及分析[J].河南建材,2012(05)
[2]陳友富.論機械制造中的數(shù)控技術(shù)應用[J].新課程(下),2012(09)
[3]劉思默.機械數(shù)控的技術(shù)應用實施與探討[J].數(shù)字技術(shù)與應用,2011(12)
一、引言
伴隨工業(yè)4.0的提出,各個國家正在積極籌謀如何在新工業(yè)革命浪潮中占據(jù)主動。一方面,發(fā)達國家想著要實現(xiàn)再工業(yè)化,如美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計劃,另一方面,發(fā)展中國家積極參與全球產(chǎn)業(yè)再分工以拓展國際市場空間,同時通過技術(shù)創(chuàng)新來爭取全球分工的重新定位。在這場勢不可當?shù)墓I(yè)化浪潮中,中國于2015年提出了“中國制造2025規(guī)劃”,強調(diào)通過實現(xiàn)制造業(yè)的智慧轉(zhuǎn)型以達到躋身制造強國行列的戰(zhàn)略目標。隨著“中國制造2025”計劃的推行,無論是新經(jīng)濟領域還是傳統(tǒng)經(jīng)濟領域,制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展正處于一個新的戰(zhàn)略發(fā)展機遇期。先進制造技術(shù)深刻影響著產(chǎn)業(yè)格局,催生出了許多新的生產(chǎn)方式,新的產(chǎn)品以及新的商業(yè)模式、管理模式、服務模式、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和人才資源需求模式,給工業(yè)領域、生產(chǎn)價值鏈、業(yè)務模式乃至生活方式帶來根本性變革。對企業(yè)而言,先進制造技術(shù)為企業(yè)帶來了價值創(chuàng)造的新路徑,拓展了企業(yè)價值創(chuàng)造的空間,作為企業(yè)管理的基礎,管理會計必須為能給企業(yè)帶來持續(xù)價值創(chuàng)造的先進制造技術(shù)的成功實施保駕護航,這需要變革管理會計。
二、先進制造技術(shù)與新經(jīng)濟
先進制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology,AMT),是先進制造系統(tǒng)中所需技術(shù)的集成,包括信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及管理科學技術(shù)等內(nèi)容,是以計算機技術(shù)為主體的綜合性技術(shù)。從體系結(jié)構(gòu)上看,AMT包括主體技術(shù)群(包括面向制造的設計技術(shù)群和制造工藝過程技術(shù)群)、支撐技術(shù)群(如人工智能、數(shù)據(jù)庫)以及制造技術(shù)基礎設施(如用戶、供應商交互等)三個層次。站在企業(yè)角度,AMT的引入是基于一種戰(zhàn)略性的選擇。先進制造技術(shù)帶來的最基本的變化是改變了傳統(tǒng)的制造方式,通過引入和投放先進的機器設備和數(shù)控技術(shù),許多直接由人工操作的工序直接被先進技術(shù)設備所替代,通過對機器設備的精準控制,有利于降低產(chǎn)品廢品率,降低產(chǎn)品的質(zhì)量成本,一方面節(jié)省了大量人工,另一方面提高了生產(chǎn)效率。在新的科技革命的帶動下,社會生產(chǎn)、交換、效費和分配都發(fā)生了極大的變化,導致了舊的經(jīng)濟模式逐漸被新經(jīng)濟模式滲透和替代,這是經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。新經(jīng)濟一方面表現(xiàn)為基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、新一代通信等信息技術(shù)產(chǎn)生的各類新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式,比如自2014年興起的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè),就是利用計算機、網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展起來的一種全新產(chǎn)業(yè),其市場增長率較高,已經(jīng)成為國際上熱捧的新興產(chǎn)業(yè),根據(jù)賽迪顧問預測到2020年,中國虛擬現(xiàn)實市場規(guī)模將達到1000億;另一方面又表現(xiàn)為先進制造技術(shù)與舊的經(jīng)濟領域的結(jié)合,如博世公司與百度、高德及四維圖新三家公司于2017年4月達成戰(zhàn)略合作,將“博世道路特征”引入中國自動駕駛市場,以促進本土自動駕駛技術(shù)的發(fā)展,利用更精準的定位技術(shù)以促進自動駕駛真正駛向道路??傊?新經(jīng)濟的基本特征主要表現(xiàn)為以信息技術(shù)為核心,以智能化為媒介,綠色化為標準的追求全社會的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高。先進制造的不斷向前發(fā)展,逐漸改變了企業(yè)之間、顧客之間以及企業(yè)與顧客之間的聯(lián)系方式,因此對經(jīng)濟發(fā)展的思考需要突破“線性思維”的傳統(tǒng),站在多維度角度,思考適應新經(jīng)濟發(fā)展需要的服務模式以及管理模式。
三、先進制造環(huán)境下的管理會計變革
(一)成本管理向作業(yè)成本管理轉(zhuǎn)變
先進制造技術(shù)明顯改變了產(chǎn)品的成本結(jié)構(gòu),即直接成本降低而間接成本提高。具體來說,在先進制造環(huán)境下,企業(yè)的生產(chǎn)設備自動化水平不斷提高,導致了從事直接生產(chǎn)的人工減少,與此同時,通過斥巨資引進的先進技術(shù)與設備直接導致每期的折舊費用和維護費用大量增加,因此產(chǎn)品生產(chǎn)的間接費用等成本會大幅度上升。傳統(tǒng)成本核算模式主要是為直接人工成本的計量和報告而設計的,在產(chǎn)品成本計算的過程中,制造費用的直接分配和交互分配遠遠不能達到對間接費用正確分配的目的,因此,需要一種能夠?qū)﹂g接成本正確計量和分類的新型成本核算方式——作業(yè)成本法,將間接成本和輔助費用更準確地分配到產(chǎn)品和服務以實現(xiàn)產(chǎn)品與成本的準確對接,能夠及時、準確提品成本信息,提高了管理會計的信息有用性。先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展,給企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營運作方式帶來了根本性的變化,企業(yè)與企業(yè)之間的邊界變得愈加模糊,使得企業(yè)的作業(yè)管理的外延發(fā)生了變化,作業(yè)管理的對象不再局限于企業(yè)內(nèi)部,不再只是“鏈式”作業(yè)鏈,而是呈現(xiàn)“網(wǎng)狀”形態(tài)。這說明企業(yè)的作業(yè)管理的視野變得更加開闊,管理程序變得更加復雜。先進技術(shù)的發(fā)展帶來了企業(yè)制造范式的變革,進一步也對成本管理方式的變革提供了新的機遇,隨著互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術(shù)的發(fā)展,加快了企業(yè)獲取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)加工和信息傳遞的速度并提高了精準性,為作業(yè)成本管理的實施提供了技術(shù)可能性。在先進制造環(huán)境下,通過最大化利用那些服務企業(yè)管理的先進技術(shù)無疑可以提高企業(yè)成本管理的效率和效果,將成本管理的傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳂I(yè)成本管理模式,提高成本控制有效性和成本信息有用性,為成本管理向著決策方向轉(zhuǎn)化提供動力。
(二)資本管理重心偏移
企業(yè)的資本大致可以分為智力資本與物質(zhì)資本。Botis(1998)Johnson(1999)認為智力資本包括了“人力資本”、“結(jié)構(gòu)資本”和“關系資本”三類,其中,人力資本是智力資本的核心。物質(zhì)資本包括了實物資本與貨幣資本,在整個價值活動中,實物資本(如存貨、固定資產(chǎn)等)和貨幣資本沒有直接創(chuàng)造價值在價值,是充當了整個價值活動過程的媒介,人的“活勞動”才是創(chuàng)造價值的唯一源泉。但是單純地講述智力資本與物質(zhì)資本與價值創(chuàng)造之間的關系是毫無意義的,馬克思的政治經(jīng)濟學中就提到,單純以實體性資本為核心的物化勞動難以解釋價值創(chuàng)造的源泉所在,而單純脫離“物”的活勞動亦是無源之水、無本之木,因此二者只有達到“和諧共生”,才能有效促進企業(yè)價值創(chuàng)造。在以智能制造技術(shù)為代表的先進制造環(huán)境下,人機交互以及機器人之間的對話變得越來越普遍,重復性的體力勞動和腦力勞動逐漸被智能設備所替代,人在其中的角色也由服務者、操作者轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)劃者、協(xié)調(diào)者、評估者、決策者。先進制造技術(shù)(如機器人制造技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、ERP系統(tǒng)、XBRL語言等)在企業(yè)的操作需要以具備知識要素的“人”為載體,才能成功實現(xiàn)人機交互以及價值創(chuàng)造?;诖?企業(yè)對從事簡單勞動的人力需求逐漸減少,企業(yè)需要引進的“人”必須更多地具備戰(zhàn)略眼光和全局視野以及企業(yè)家精神,在引進人力資本之后,企業(yè)還可以建立知識共享中心,塑造全企業(yè)的學習氛圍,通過建立學習型組織,培養(yǎng)員工的自學習能力,促進人力資本存量的優(yōu)化?;谌肆Y本主觀能動性的發(fā)揮,進一步促進企業(yè)結(jié)構(gòu)資本與關系資本的協(xié)同發(fā)展,最終促進智力資本與實物資本的協(xié)同優(yōu)化??傊?在先進制造環(huán)境下,智力資本創(chuàng)造企業(yè)價值的空間逐漸擴大,需要重視對智力資本的管理,盡量使智力資本與實物資本達到最佳匹配度,實現(xiàn)二者的“和諧共生”,幫助企業(yè)建立持久的競爭優(yōu)勢,促進企業(yè)價值創(chuàng)造。
(三)將柔性理念注入管理會計
先進制造技術(shù)改變了企業(yè)的運營環(huán)境,為企業(yè)提供了一個柔性制造的平臺。先進制造技術(shù)具有多品種小批量的生產(chǎn)特點,方便企業(yè)隨時隨地在短時期內(nèi)生產(chǎn)出所需產(chǎn)品以滿足顧客的多樣化需求,而且其轉(zhuǎn)換成本較低,為企業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)新產(chǎn)品以及發(fā)現(xiàn)新的市場機會提供了技術(shù)保障,有效提高了企業(yè)不斷適應變化的能力。因此,企業(yè)的管理模式必須從剛性變?yōu)槿嵝?管理會計柔性化就是為滿足柔性管理需要而生的。傳統(tǒng)管理會計偏向戰(zhàn)術(shù)型管理,僅僅立足于企業(yè)內(nèi)部,視野相對狹隘,其提供的信息容易引導決策者進入一條重眼前而輕長遠利益的道路?;ヂ?lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的快速發(fā)展,為管理會計的柔性發(fā)展提供了技術(shù)手段。通過借助大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)幫助企業(yè)搜集超大容量的數(shù)據(jù)并建立企業(yè)共享數(shù)據(jù)中心,同時借助云計算處理大量的初始數(shù)據(jù)并生成所需信息呈交行為主體,由于先進技術(shù)的發(fā)展,信息從搜集到處理直至最后生成并傳達到信息使用者手里的整個過程所需的時間會大大縮短,有利于管理會計實時監(jiān)督并提供實時信息,幫助管理者迅速作出反應。先進制造為企業(yè)帶來了先進的信息處理技術(shù),加快了數(shù)據(jù)信息的搜集速度,提高了數(shù)據(jù)處理的精準性,數(shù)據(jù)的搜集和處理變得愈加快速、愈加準確和愈加精細化,有利于行為主體快速地制定應對現(xiàn)實挑戰(zhàn)的方案。譬如在提前預測產(chǎn)品未來發(fā)展前景方面,由于技術(shù)的發(fā)展,更多的定性變量可以通過定量方式表現(xiàn)出來,通過采用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)進行事前模擬,可以驗證項目的可行性以及預見未來可能出現(xiàn)的情況并提前準備應變方案。通過及時掌握信息,可以幫助管理者發(fā)現(xiàn)并擴展或者延伸企業(yè)價值鏈,提升企業(yè)價值創(chuàng)造的空間。
(四)將綠色理念注入管理會計
現(xiàn)代制造技術(shù)融合了自然科學和社會科學的最新進展的成果,以綠色、低碳、可持續(xù)為發(fā)展理念,使全球技術(shù)要素和市場要素配置方式發(fā)生了革命性變化,在先進制造環(huán)境下,環(huán)境要素進入企業(yè)生產(chǎn)流程成為一個不可忽視的新要素。先進制造的不斷發(fā)展,不僅為企業(yè)帶來了綠色化的生產(chǎn)技術(shù),更引發(fā)了綠色管理模式的思維變革。讓綠色一直貫穿產(chǎn)品的全生命周期,企業(yè)會選擇綠色供應商,通過建立綠色的分銷系統(tǒng)和和采用綠色的宣傳方式,實現(xiàn)綠色產(chǎn)品和服務的綠色消費。如中石化舉辦的“智慧能源”公眾開放日活動,通過吸引公眾參與,向大眾消費者輸送“集約利用資源,綠色簡約生活”理念。在先進制造環(huán)境下,產(chǎn)品和服務從設計到生產(chǎn)再到銷售直至使用壽命結(jié)束的整個壽命周期過程秉持“以環(huán)境為友”。引入先進制造技術(shù),有利于為企業(yè)帶來環(huán)境收益,與此同時企業(yè)也需要付出相應的環(huán)境成本,若繼續(xù)沿用傳統(tǒng)管理會計,環(huán)境支出與環(huán)境業(yè)績等數(shù)據(jù)都不能被獨立地表現(xiàn)出來,而是被分散或隱藏在其他項目中的,未被追溯歸集到真正引致其發(fā)生的事項中,從而使得其分配歸集喪失了相關性、準確性,而導致決策失誤。將綠色理念注入管理會計,目的是能將先進制造技術(shù)所帶來的環(huán)境支出與環(huán)境效益清晰地計量、表述出來,供信息使用者使用,以使產(chǎn)品定價能夠充分涵蓋產(chǎn)品的全要素生產(chǎn)率的代價。先進制造為企業(yè)帶來了綠色的生產(chǎn)方式和理念,企業(yè)戰(zhàn)略的制定和計劃的執(zhí)行以及結(jié)果的評價都不能脫離綠色標準的依據(jù)。正如馮巧根教授所說,管理會計的一大職能是“信息支持功能”,管理會計必須能夠充分提供綠色決策信息,保證信息使用者所做的決策是一個衡量了所有要素之后的最佳決策。
四、總結(jié)
先進制造帶來了企業(yè)的生產(chǎn)方式和經(jīng)營方式的根本性的變化,隨著客觀條件的轉(zhuǎn)變,企業(yè)的管理模式需要朝著先進的管理模式轉(zhuǎn)變。管理會計作為企業(yè)管理的重要工具,順應企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境變化進行的變革既是現(xiàn)實管理發(fā)展的需要,也是管理會計發(fā)揮其功能作用的內(nèi)在需求,通過順應先進制造環(huán)境的變化,并從從成本、資本管理以及從柔性化、綠色化理念入手逐步推進管理會計變革來提高管理會計信息的有用性和決策支持價值的發(fā)揮。值得注意的是,管理會計可以反過來借助先進制造技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)自身的飛躍,隨著先進制造技術(shù)不斷朝著智慧制造方向前進,管理會計也會朝著智慧管理會計的方向前進。
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機械制造業(yè)是制造業(yè)的最主要的組成部分,是為用戶創(chuàng)造和提供機械產(chǎn)品的行業(yè),包括機械產(chǎn)品的開發(fā)、設計、制造、流通、和售后服務全過程。國民經(jīng)濟的發(fā)展速度,在很大程度上取決于機械制造工業(yè)技術(shù)水平的高低和發(fā)展速度。
1 我國機械自動化現(xiàn)狀?
現(xiàn)在中國已經(jīng)是一個制造大國,中國的制造業(yè)規(guī)模已經(jīng)達到世界第四位,僅次于美國、日本和德國。但是,與工業(yè)發(fā)達國家相比較,還存在很大的差距。主要表現(xiàn)為產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平不高,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少,而且制造技術(shù)及工藝落后,結(jié)構(gòu)不夠合理,技術(shù)創(chuàng)新能力落后,以及在先進制造技術(shù)和生產(chǎn)管理等方面,也存在一定的差距。
在機械制造業(yè)中,機床、夾具、檢測儀器等設備很大程度上決定了加工水平。而許多關鍵零部件我國還不能自己生產(chǎn)制造,完全依賴進口,這在很大程度上限制了我國機械制造業(yè)的發(fā)展。
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)、超塑加工技術(shù)以及復合加工技術(shù)等新型加工方法。
隨著計算機技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展,機械制造業(yè)的自動化技術(shù)程度進一步提高。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(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS),實現(xiàn)了柔性自動化、智能化、集成化。
2 機械自動化的發(fā)展歷史
機械自動化技術(shù)從上個世紀20年代首先在機械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應用,上世紀60年代后為適應市場的需求和變化,為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應的能力,開始建立可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下,機器設備或生產(chǎn)管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預期的操作或某種過程,并能夠自動地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會實踐證明,這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當代大多數(shù)企業(yè)的實際不相容。目前,世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產(chǎn)部門外,大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外,需要循序漸進,不斷努力,創(chuàng)造條件,向自動化的高級理想階段邁進。
3 未來機械自動化技術(shù)的發(fā)展方向
近年來,我國機械制造行業(yè)已經(jīng)慢慢朝著自動化、智能化的方向發(fā)展,近年來隨著我國科技水平的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,越來越多的人開始重視機械制造自動化技術(shù),未來機械制造自動化技術(shù)的性能會朝著智能化、準確化、自動化的方向發(fā)展。
3.1 智能化發(fā)展?
智能化制造系統(tǒng),顧名思義就是在機械制造過程中可以應用智能程序進行相關活動,像是判斷分析以及推理構(gòu)思的過程。智能系統(tǒng)的適應性和友好性很好,這是智能化的具體體現(xiàn)。無論是機械設計的過程還是機械制造的過程,模塊化的方法是最常采用的方法,因此有機結(jié)合智能化、自動化應該是機械制造自動化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,可以模擬人腦實現(xiàn)機械自動化的智能化生產(chǎn)。
3.2 標準化
機械制造自動化技術(shù)會朝著精準化、高效化的方向發(fā)展,現(xiàn)階段機床硬件研發(fā)水平有顯著提高,因此數(shù)控機床的控制能力的可操性性會很強,未來機械制造自動化技術(shù)必然要朝著精準化的方向發(fā)展。
3.3 機電一體化
機械設計制造及其自動化在不斷發(fā)展的過程中,已經(jīng)逐漸向機電一體化方向發(fā)展,機電一體化是建立在機械設計制造自動化基礎上的,是對其有效的延續(xù),在工業(yè)行業(yè)中應用機電一體化,可以進一步的推動機械工業(yè)的發(fā)展,而且還可以為其持續(xù)的發(fā)展提供有力的依據(jù)以及動力。
3.4 微觀領域的應用?
微型化指的是機械自動化向微觀領域發(fā)展的趨勢。國外將其稱為微電子機械系統(tǒng),或微機械自動化系統(tǒng)。微機械自動化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息、等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機械自動化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù),微機械自動化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3.5 生態(tài)化
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大的變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適:另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染,于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢,綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害及少,資源利用率最高。設計綠色的機械自動化產(chǎn)品,具有遠大的發(fā)展前途。機械自動化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染環(huán)境,報廢后能回收利用。
總而言之,我國機械制造業(yè)發(fā)展應用自動化技術(shù),不但要起點高,瞄準世界先進水準,包括國際領域內(nèi)已展露鋒芒的某些新技術(shù),而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù),堅持提高與普及相結(jié)合的方針,我國的機械自動化技術(shù)發(fā)展應用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業(yè)的主要發(fā)展模式,也不是機械自動化技術(shù)發(fā)展應用當務之急的事。這就是中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。
4 總結(jié)
隨著科學技術(shù)的不斷進步,機械制造自動化技術(shù)也越來越成熟,是機械制造企業(yè)的必然發(fā)展結(jié)果,使機械制造取得了飛躍性的進步。機械制造行業(yè)的發(fā)展影響著世界各國的工業(yè)生產(chǎn),機械制造自動化技術(shù)水平對機械制造行業(yè)的整體發(fā)展水平發(fā)揮著重要作用,同時能夠顯示出國家工業(yè)整體的發(fā)展水平。因此,我國機械制造業(yè)的發(fā)展,必須投入大量的人力、物力促進機械制造自動化的進步和發(fā)展。
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中圖分類號:TD404 文獻標識碼:A 文章編號:
先進機械制造技術(shù),是現(xiàn)今科技發(fā)展下的一個重要技術(shù)成果,其融合了計算機技術(shù)、信息技術(shù)以及集成化制造技術(shù)等諸多高科技的優(yōu)勢。以往,制造技術(shù)單一,且工作效率低,每一個產(chǎn)品的問世,都會隨之涌現(xiàn)出與其功能近乎相似的相同產(chǎn)品;而且在產(chǎn)品制造方面,由于技術(shù)的不成熟,使得制造進度緩慢,生產(chǎn)率低,很難應對快速發(fā)展的經(jīng)濟競爭市場。先進機械制造技術(shù),憑借本身智能化、系統(tǒng)化的優(yōu)點,完全彌補了傳統(tǒng)制造技術(shù)所表現(xiàn)出的不足之處,不僅有效地提高了生產(chǎn)效率,也使得產(chǎn)品向著多樣化方向發(fā)展。
1 現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.1 全球化
制造的全球化,可以說是如今機械制造業(yè)自動化最重要的發(fā)展趨勢。近年來,在各種工業(yè)領域中,國際化經(jīng)營不僅成為大公司而且已是中小規(guī)模企業(yè)取得成功的重要因素。
這一方面,由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè)在這種無情的競爭中紛紛落敗。不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴展新的市場。
另一方面,由于網(wǎng)絡通訊技術(shù)的快速發(fā)展,提供了技術(shù)信息交流、產(chǎn)品開發(fā)和經(jīng)營管理的國際化手段,推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。這種發(fā)展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力。
1.2 信息化網(wǎng)絡化
互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),幾乎壟斷了全球信息交流領域。在制造技術(shù)方面,一種產(chǎn)品的開發(fā)與研制,可以通過網(wǎng)絡實現(xiàn)異地跨界進行。網(wǎng)絡通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售,都可以異地或跨越國界進行。利用網(wǎng)絡通訊技術(shù),可以加強各國產(chǎn)品的合作以及技術(shù)經(jīng)驗的交流。同時亦可在最短的時間內(nèi),達到最快速、有效的技術(shù)經(jīng)驗學習。
1.3 自動化
自動化是一個動態(tài)概念,目前,其研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢,是制造全球化、制造敏捷化系統(tǒng)技術(shù)、人機一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。
1.4 敏捷制造
制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力,在很大程度上取決于是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的不同品種產(chǎn)品的能力,從而去面對市場的挑戰(zhàn)。敏捷制造是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能的勞動力,與促進企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起,通過所建立的共同基礎結(jié)構(gòu),對迅速改變或無法預見的市場,做出快速反應。其旨在不可預測的持續(xù)變化的環(huán)境中,使企業(yè)具有卓越的自適應能力,從而占據(jù)主導地位的總體戰(zhàn)略,同時也是對市場需求做出快速響應、快速重組的生產(chǎn)模式;敏捷制造是一種哲理或管理哲學,是企業(yè)管理的戰(zhàn)略性變革。其特征,是制造柔性和成員合作,制造柔性是敏捷制造的組成部分,包括人員、設備和軟件3 方面的柔性。
2 我國現(xiàn)代機械制造技術(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。
2.1 現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展方向
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)包括精密鍛壓、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)??焖僭土慵圃旒夹g(shù),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、熔化沉積制造等等。
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。
2.2 發(fā)展機械自動化技術(shù)要立足于中國國情
發(fā)展我國的機械自動化技術(shù),應該從我國的具體國情出發(fā),著眼于我國機械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并堅持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略眼光,從整個國家的角度來進行仔細的考慮,走中國特色的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。
發(fā)展機械自動化技術(shù),是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的過程。當機械的操作采用自動控制器以后,生產(chǎn)方式才能從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。另外,只有建立了自動化工廠以后,生產(chǎn)過程才能全盤自動化,才可能進入機械自動化的高級理想階段。
目前,中國機械制造業(yè)同世界先進水準之間,存在著階段性的差距。在這種情況下,普遍應用電子計算機集成制造系統(tǒng)的高度自動化,并不具備相應的基礎技術(shù)、發(fā)展經(jīng)驗和所需資金。因此,應該發(fā)展生產(chǎn)工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動化技術(shù)。
在我國,在數(shù)量較大的同類產(chǎn)品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產(chǎn)中,自動化設備仍然是以半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉(zhuǎn)體零部件加工自動線等為主。在大批量的鑄造、鍛造、焊接、沖壓、熱處理以及裝配等生產(chǎn)過程中,采用自動單機和自動線則是符合現(xiàn)實的,也是可行的。針對品種較多的成品生產(chǎn),應該采用可快速重新調(diào)整的設備,組成成組工段或者流水線、可更換主軸箱組合機床自動線、短自動線和復合制造單元,從而實現(xiàn)成組自動化。針對單件小批量生產(chǎn),應該從推廣成組技術(shù)入手,適當發(fā)展采用數(shù)控機床應用或加工中心。
2.3 自動化技術(shù)的發(fā)展走向
正確判斷、識別并堅持自動化技術(shù)的發(fā)展走向,對于機械自動化技術(shù)的發(fā)展至關重要。目前,機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展走向,朝著數(shù)字化、綠色化與智能化方向發(fā)展。
數(shù)字化是先進制造技術(shù)發(fā)展的核心,是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)與現(xiàn)代管理科學交叉作用的共同結(jié)果,這將是機械自動化技術(shù)發(fā)展的必由之路。
隨著人們對人類與環(huán)境之間的關系認識的逐漸加深,實現(xiàn)人類與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展,是當代經(jīng)濟發(fā)展必須遵循的原則。機械自動化技術(shù)的發(fā)展,也同樣要遵循這一原則,實現(xiàn)綠色化發(fā)展之路。
近20 年來,制造系統(tǒng)正在由原來的能量驅(qū)動型,轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型,這就需要制造系統(tǒng)不但要具備一定的柔性,同時還要表現(xiàn)出一定的智能,實現(xiàn)在對大量復雜信息處理的同時,能夠自主進行選擇與處理。這既是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,也是人類社會進步的重要標志,具有良好的發(fā)展前景。機械制造業(yè)在任何一個國家的重要地位,都是顯而易見的,機械自動化技術(shù)直接關系到機械制造業(yè)的基礎和水平。
2.4 改變傳統(tǒng)局限,研究新的技術(shù)
前幾年,我國的機械制造技術(shù)理念,僅僅局限于國內(nèi),對外則少之又少。雖然近幾年我國對外出口有所增加,但是相對于發(fā)達國家,我國的國外市場仍處于狹窄狀態(tài)。發(fā)達國家的機械制造技術(shù)水平較高,不斷地搶奪我國市場,致使我國許多知名企業(yè)在競爭中落敗。
但從另一方面考慮,雖然我國的機械制造技術(shù)水平較低,但我們可以與外資企業(yè)進行合作,在合作的過程中,學習外國先進的機械制造技術(shù),再在此基礎之上,研究新的技術(shù)。
總的來說,我們必須改變傳統(tǒng)理念,努力提高我國的機械制造技術(shù),才能穩(wěn)定住我們的市場,才能更好地發(fā)展自己的機械制造技術(shù)。
3 結(jié)束語
制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的關鍵。我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的關鍵時期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我們應了解機械制造技術(shù)的發(fā)展過程,認識現(xiàn)代機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,把握現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,科學高效地進行現(xiàn)代機械制造技術(shù)的研究,盡早地實現(xiàn)我國由制造業(yè)大國到制造業(yè)強國的過渡。
參考文獻:
[1] 孫建,姚芳萍. 先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢及其應用[J]. 林業(yè)機械與木工設備,2010,(4):78- 80.
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國的機制制造技術(shù)的發(fā)展雖然取得了一定的成就,但是相比較西方發(fā)達國家來說,還是具有一定的差距。
1.1管理方面
目前在西方發(fā)達的工業(yè)國家當中,發(fā)展機械制造技術(shù)主要依靠的計算機的智能管理,在技術(shù)發(fā)展的過程當中重點關注管理模式、生產(chǎn)模式的發(fā)展。并且再此基礎之上,提出形式多樣的管理思想和管理技術(shù)。但是目前我國在機械制造技術(shù)發(fā)展過程當中,對于計算機管理思想的運用還處于一個起步的階段,大部分的企業(yè)還停留在一個經(jīng)驗管理模式上。
1.2設計方面
縱觀世界制造行業(yè)來看,在發(fā)達國家當中已經(jīng)開始廣泛使用計算機輔助技術(shù)(CAD/CAM)來完成制造產(chǎn)品的設計工作,目前我國對于計算機輔助技術(shù)(CAD/CAM)的利用比例僅僅只有非常小的一部分企業(yè)。
1.3制造工藝方面
在制造工藝方面目前發(fā)達國家所追求的往往的就是精密性加工、微型加工、納米技術(shù)加工以及激光加工等等。目前這些高端現(xiàn)代制造加工技術(shù)在我國的制造行業(yè)當中的普及非常低,很多的技術(shù)還處于研究和實驗當中。
1.4自動化技術(shù)方面
在西方發(fā)達國家當中主要利用的自動化技術(shù)有數(shù)控技術(shù)、柔性加工技術(shù)、計算機集成技術(shù),充分的實現(xiàn)了制造產(chǎn)品加工的自動化流程。但是我國我國的制造行業(yè)還處于單機自動化、半自動化甚至是人工操作的階段。
2機械制造技術(shù)的特點
機械制造技術(shù)的發(fā)展具有非常鮮明的時代性、系統(tǒng)性、市場性以及全球性的,充分實現(xiàn)技術(shù)的不斷融合、不斷發(fā)展和不斷更新。我們要知道技術(shù)的發(fā)展不能僅僅局限在技術(shù)發(fā)展當中,需要縱觀整個行業(yè)的發(fā)展。機械制造技術(shù)的發(fā)展對于產(chǎn)品的生產(chǎn)流程起到了非常重要的影響作用,所以在技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新的過程當中一定要面向全球化競爭。
2我國先進制造技術(shù)的創(chuàng)新特點
2.1面向21世紀的技術(shù)
發(fā)展先進的制造技術(shù)是目前我國制造行業(yè)發(fā)展的必然選擇,在技術(shù)發(fā)展的過程當中我們需要對傳統(tǒng)的技術(shù)取其精華去其糟粕,同時積極的吸取國外先進的技術(shù)經(jīng)驗,并且將發(fā)展的技術(shù)積極的融入到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當中去。
2.2面向工業(yè)應用的技術(shù)
制造技術(shù)的發(fā)展是基于工業(yè)行業(yè)發(fā)展的基礎之上的,所以行業(yè)環(huán)境的發(fā)展對于技術(shù)的革新發(fā)展來說有著非常重要的影響力。我們需要做好工業(yè)行業(yè)環(huán)境的調(diào)查工作,對于市場產(chǎn)品的工藝技術(shù)、制造技術(shù)以及壽命周期做好詳細的調(diào)查工作。
2.3駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程
如何實現(xiàn)制造技術(shù)的發(fā)展,目前看來,最為有效的方式就是有機的融入各類先進技術(shù),例如計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、材料技術(shù)以及管理技術(shù)等等。機械制造技術(shù)在發(fā)展的過程當中應當是不斷完善和融合的過程,使得技術(shù)不斷趨于成熟狀態(tài)。
2.4面向全球競爭的技術(shù)
在上個世紀七十年代末期,隨著市場、技術(shù)的全球化發(fā)展,很多的發(fā)達國家利用自身的經(jīng)濟優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、以及管理優(yōu)勢開始向發(fā)展中國家進行產(chǎn)品的傾銷,輸出資本。由于經(jīng)濟發(fā)展的全球化,制造行業(yè)的市場競爭越演越烈,如何在這樣的環(huán)境上保持自身的優(yōu)勢,最為有效的方式進行實現(xiàn)制造技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。
2.5市場競爭三要素的統(tǒng)一
在上個世紀的八十年代中期,我國的制造行業(yè)技術(shù)的發(fā)展還處于一個非常簡單的模式當中,所以直接導致了新型制造產(chǎn)品在上市之后很快技術(shù)就會被爭相模仿,同類型的產(chǎn)品就會隨之流入市場。所以如何在激烈的市場競爭當中保持企業(yè)優(yōu)勢,就需要重視產(chǎn)品生產(chǎn)的周期、成本和質(zhì)量三個要素的發(fā)展,使得三要素之間互相協(xié)同合作,有機結(jié)合起來,共同促進企業(yè)的制造技術(shù)的發(fā)展。
3我國先進機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1全球化
隨著制造行業(yè)的競爭越演越烈,跨國制造企業(yè)的發(fā)展越來越火熱。目前我們可以看到,在我國的制造行業(yè)當中也許多知名的外資制造企業(yè),其資金實力雄厚,技術(shù)基礎良好,對于我國的制造企業(yè)的發(fā)展造成了非常嚴峻的競爭。但是也正是在這樣的形式下,制造行業(yè)的全球化發(fā)展,也為我國的制造企業(yè)和國外制造企業(yè)之間的合作提供了非常良好的契機,這樣的發(fā)展也進一步的促進國際市場的競爭。
3.2網(wǎng)絡化
二十一世紀是網(wǎng)絡信息技術(shù)發(fā)展的時代,隨著計算機技術(shù)的不斷普及和發(fā)展,在制造行業(yè)當中也逐漸的開始意識到了網(wǎng)絡通訊技術(shù)發(fā)展的作用。在產(chǎn)品的研發(fā)、設計、生產(chǎn)、制造、包裝以及銷售的過程當中,實現(xiàn)無地域、無時空限制的發(fā)展。網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展為企業(yè)之間的交流合作、經(jīng)驗學習提供了可能。
3.3虛擬化
在制造產(chǎn)品的整個生產(chǎn)流程當中,最后我們需要面臨產(chǎn)品的模擬使用和產(chǎn)品檢驗的問題。需要對產(chǎn)成品的工藝水平、使用性能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本進行檢驗。旨在能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)化生產(chǎn)目標,就需要建構(gòu)和仿真一系列的生產(chǎn)模式。虛擬化的核心技術(shù)就在于利用計算機技術(shù)進行生產(chǎn)系統(tǒng)的模擬,改進制造產(chǎn)品在生產(chǎn)過程當中存在的加工工序不合理的地方。
3.4自動化
隨著機械技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)階段對于機械自動化運轉(zhuǎn)的要求越來越高。尤其是在集成技術(shù)、運行技術(shù)、規(guī)模適應技術(shù)、環(huán)境保護技術(shù)和人機一體化技術(shù)的發(fā)展過程當中,非常重視自動化的運行情況。目前,制造行業(yè)的自動化技術(shù)的發(fā)展可以說是面向世界,依靠網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,逐步實現(xiàn)制造智能化、虛擬化和綠色化。
3.5綠色化
1 3D打印技術(shù)過程
3D 打印技術(shù)是國內(nèi)稱之為快速成形的一種先進制造方法。日常生活中最為常見的打印方式為普通的平面打印技術(shù),然而3D打印設備與普通打印設備的工作方式大體相似,與普通打印設備不同的是三維打印設備內(nèi)裝有石蠟、金屬、高分子材料、砂等不同的“原材料”如圖1所示,利用三維打印機的“大腦”(計算機)控制作用,能將“打印材料”一層一層進行打印,最后將三維建轉(zhuǎn)化成真實成品。因與普通打印機的工作原理及噴墨打印工作方式相似,因而得名 “3D打印機”[1]。這項打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。
3D打印過程中具有諸多不盡相同的相關的技術(shù)。它們之間的區(qū)別在于所用的打印原材料的種類及打印方式,同時在分層和對截面構(gòu)建過程中以不同的方式創(chuàng)建部件。3D打印過程中所用的原材料通常是較易獲得的材料,例如常用原材料有金屬、陶瓷、塑料、砂等材料[2]。如圖1所示。
三維造型軟件同3D打印設備之間互相兼容的文件格式是“STL”為后綴格式。一個相應打印的文件用三角面來近似模擬物體的表面。三角面的面積越小打印后的產(chǎn)品表面的加工精度越高[3]。
切片處理是3D打印設備利用識別計算機模型的數(shù)據(jù),用3D打印材料如金屬、陶瓷、塑料、砂等將數(shù)據(jù)信息分層地打印出來,然后將分層打印出來的片體用不用的形式粘結(jié)在一起,最后形成產(chǎn)品。
打印設備打印出的片體高度和平面方向內(nèi)的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計算的。三維打印設備在平面方向打印的分辨率能跟常見的激光打印機的分辨率相近。利用三維打印設備打印出來的“水滴”的半徑可以為0.03至0.05毫米[4]。同時加工時間還跟產(chǎn)品的尺寸大小和精度要求的高低有關。如果采用3D打印設備就能將時間大大縮短,也跟3D打印設備的打印精度、產(chǎn)品的大小和精度要求而定的。
對于加工精度要求較高的產(chǎn)品,如果打印的分辨率不夠,將不能滿足精度要求,可以通過以下的方法提高產(chǎn)品的加工精度:打印產(chǎn)品時,可以首先將產(chǎn)品打印的大一些,留有一定的精加工余量,然后通過打磨或者光整獲得滿足精度要求的產(chǎn)品[5]。
2 3D打印國內(nèi)發(fā)展狀況
3D打印技術(shù)實在上個世紀90年代開始在國內(nèi)發(fā)展起來的一種新型的制造技術(shù),從3D打印機到打印材料研究與開發(fā),以及3D 打印在航天、汽車行業(yè)發(fā)展前景廣闊[6]。目前,3D打印技術(shù)在原材料的節(jié)約、節(jié)約能源等特點與我國“十三五發(fā)展的戰(zhàn)略”高度一致。
2.1 科研機構(gòu)的研究
科技研究單位和高等學校對3D技術(shù)的研究較多,所取得的成果也很驕人,清華大學是國內(nèi)最早對技術(shù)對3D技術(shù)開始研究的,在三維打印技術(shù)的科學研究不斷發(fā)展進程中,最先以理論研究為契機,然后考慮原料的特點、工藝特點及三維打印技術(shù)的實際應用進行研究。清華大學的研究成果是用LOM工藝用紙,較理想的解決了FDM工藝用蠟和ABS絲材的材料有機結(jié)合,同時研發(fā)出了制造該材料的工藝設備[7]。華中理工大學,在20世紀90年代跟新加坡KIN
ERGY公司共同研發(fā),研制出基于LOM快速成型技術(shù)的Zippy系列快速成形系統(tǒng),同時,為該體系建立起了新的指標加工工藝[8]。
2.2 應用方面
3D 打印技術(shù)的發(fā)展的市場廣闊,國內(nèi)許多相關產(chǎn)業(yè)公司之間已經(jīng)合作共同研發(fā),為3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎,同時也為三維設備的開發(fā)提供了雄厚的技術(shù)支持。依據(jù)對我國三維打印產(chǎn)業(yè)的具體調(diào)研可以分為三大類:第一類是主要以開發(fā)三維打印材料為主的研究公司,第二類是主要以研發(fā)三維打印設備和銷售的公司,第三類主要以銷售三維打印設備和服務的公司。
3 3D打印國外發(fā)展前景
20世紀80年代,麻省理工學院榮獲了3D印刷技術(shù)專利。1995年,美國ZCorp公司獲得唯一授權(quán)并開發(fā)三維打印機。2005年,ZCorp公司發(fā)明第一臺高分辨率多色三維打印機。2010年11月,世界上第一輛利用3D打印技術(shù)開發(fā)的汽車成功制造完成。同年,全球第一架3D打印的飛機問世。2012年3D打印機打印出人造肝臟組織。
3D打印技術(shù)是加工制造行業(yè)劃時代的標志,大力發(fā)展3D打印技術(shù),必將加快未來“全民設計”的步伐,帶動工業(yè)、生活、經(jīng)濟的快速制造行業(yè)發(fā)展。
參考文獻
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伴隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展與進步,機械自動化技術(shù)在我國各行各業(yè)中都得到廣泛運用。機械自動化不僅能提高勞動生產(chǎn)率,減少運行成本,而且能促進生產(chǎn)技術(shù)改進,推動社會的進步和發(fā)展。它是一種全新的生產(chǎn)力,它的發(fā)展應用在國內(nèi)外受到越來越多的關注??萍嫉倪M步發(fā)展,是不斷開發(fā)、應用、實踐的結(jié)果。大力推廣科技成果,正確判斷、識別并堅持機械自動化技術(shù)的發(fā)展走向,對于我國機械自動化技術(shù)的發(fā)展和應用至關重要。發(fā)展我國的機械自動化技術(shù),應從實際出發(fā),注重實用,抓好基礎,配套發(fā)展,統(tǒng)籌規(guī)劃,逐步實施,實行經(jīng)濟效益驅(qū)動政策,并借鑒國外發(fā)展機械自動化技術(shù)經(jīng)驗,優(yōu)先發(fā)展低成本機械自動化技術(shù),走中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。
1.機械自動化技術(shù)的特征與重要性
美國機械工程師協(xié)會于1984年為現(xiàn)代機械下了如下定義:現(xiàn)代機械是“由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機械力、運
動和能量流等動力學任務的機械和(或)機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。它與機電一體化是一致的,因此可以說現(xiàn)代機械就是指機電一體化系統(tǒng)。20世紀90年代國際機器與機構(gòu)理論聯(lián)合會給出了這樣的定義。機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設計和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。因此又可以說機電一體化就是在機械設計制造及其自動化基礎上的發(fā)展。機械自動化技術(shù)不僅具有明確的范疇,而且主要是面向工業(yè)應用的,有助于制造行業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的提高。同時,機械自動化技術(shù)是面前全球競爭的先進技術(shù), 是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程,以節(jié)約生產(chǎn)時間、降低制造成本、穩(wěn)定的質(zhì)量制造水平、提高產(chǎn)品市場競爭力為主要目標。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展, 機械自動化技術(shù)的重要性越來越明顯,在進入 21 世紀后,社會不斷進步和發(fā)展,我國正全面的實現(xiàn)信息化、工業(yè)化和高科技化。自動化方式將在社會的各個領域得到廣泛關注和普及。隨著時代的進步,全球也開始進入到新技術(shù)革命時代,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,要用各種自動化設備來監(jiān)視和控制整個生產(chǎn)過程,以期各個設備能在最佳狀態(tài)下運行,生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品。因此,沒有自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了根基。機械自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的具體應用,不僅可以確保工業(yè)生產(chǎn)過程的安全、高效以及穩(wěn)定性,還可以實現(xiàn)生產(chǎn)原材料和能源的節(jié)約,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量,因此對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。目前,我國經(jīng)濟正處于高速發(fā)展階段,因此處于初級階段的機械自動化技術(shù),未來將具有十分廣闊的發(fā)展前景。
2.自動化技術(shù)出現(xiàn)的歷史背景
《墨子》中記載:“公輸子削竹木以為鵲,成而飛之,三日不下?!边@是說戰(zhàn)國時期 木匠的祖師爺魯班制作了一只木鳥,其運用風力能飛上天,并 長達三天不降落。這是自動化技術(shù)應用的最早記載。在后來三國時期著名的軍事家、思想家諸葛亮制造的木牛流馬,也說明了機械自動化的重要性。機械自動化真正起步、影響全球的時間是近代西方工業(yè)革命時期。當時,英國著名的科學家詹姆斯?瓦特改進了蒸汽機,其運用的就是機械自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件。蒸汽機的改進是機械自動化控制應用的一個里程碑,也將機械產(chǎn)業(yè)引領向了一個全 新的高度和空間領域。此后,機械自動化不斷發(fā)展,真正做到了工業(yè)化生產(chǎn)加工,同時也減輕了勞動強度,提高了勞動效率,令整個世界的平均生產(chǎn)水平邁向了一個新的臺階?,F(xiàn)在,各行各業(yè)都已離不開機械自動化系統(tǒng)。
機械自動化技術(shù)從上世紀二十年代在機械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應用,60年代后為適應市場的需求和變化,為增強機械制造業(yè)對市場快速反應的能力,開始組建可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化。這種可變的自動生產(chǎn)系統(tǒng)進行工作的前提是制造系統(tǒng)不改變或者是變化的可能性很小,只有在這種情況下,才能使機器設備以及生產(chǎn)管理的過程中實現(xiàn)自動檢測和信息的處理,并能進行合理的分析判斷,然后自動進行預定的操作其中的某一過程,同時,從制造某一零件能夠自動轉(zhuǎn)換到制造其他的不同的零件。如汽車制造廠在裝配線上進行車型和配置的快速準確更換,以適應小批量多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。但經(jīng)過實踐分析發(fā)現(xiàn),在這一時期定義的自動化制造系統(tǒng)和現(xiàn)在大多數(shù)實際運用中的企業(yè)存在很多不相融合的地方。
現(xiàn)在,除了少數(shù)工業(yè)比較發(fā)達的國家中一些生產(chǎn)部門使用的機械自動化水平較高外,其他的大多數(shù)國家機械自動化的水平還處在操作的階段,我國也處在其中,因此,需要對該技術(shù)進行不斷的研究探索,循序漸進,經(jīng)過不懈的努力和條件的創(chuàng)造來實現(xiàn)自動化最理想的高級階段。
3.我國機械自動化技術(shù)的未來
1)結(jié)合實際,發(fā)展實用型機械自動化技術(shù)
先進制造技術(shù)的目的在于應用。機械自動化技術(shù)的未來發(fā)展要時刻以企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實際需求為導向,如果背離了這一原則,將會導致我國機械自動化技術(shù)發(fā)展偏離軌道,不能為社會創(chuàng)造經(jīng)濟效益。因此,只有結(jié)合實際,對機械自動化技術(shù)進行合理應用,引入的機械自動化技術(shù)以實用為準,才能使機械自動化技術(shù)產(chǎn)生的效益最大化,從而提高國民經(jīng)濟效益。發(fā)展機械自動化技術(shù),應以企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展實際需要、具體條件為導向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應的自動化方式進行生產(chǎn),才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。據(jù)調(diào)查,我國引進的弧焊機器人,完全正常運轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮效益的只占 1/3; 另外 1/3 處于負荷不滿或不能完全正常運轉(zhuǎn)狀態(tài); 還有 1/3 不能正常使用,這直接影響了企業(yè)對機器人的開發(fā)。
2)發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術(shù)
動化技術(shù)應用發(fā)展的初期階段,應尋找投資少和見效速度快的自動化技術(shù)。這是因為,低成本的自動化技術(shù)有較大的潛力和發(fā)展前景,其較少的投資和較快的見效速度也讓企業(yè)有能力發(fā)展。率先發(fā)展低成本的機械自動化技術(shù),其潛力大、前景廣、投資少、見效快。提高自動化程度,可以取得事半功倍的經(jīng)濟效益,這是我國現(xiàn)階段發(fā)展和國情的需要。如: 美國麻省理工學院提出的精簡生產(chǎn) LP( Lean Production) 模式,就是以最小的投入,取得最大的產(chǎn)出的具體體現(xiàn)。日本豐田公司采用、推行適時生產(chǎn) JIT( Just In Time) 、全面質(zhì)量管理 TQC( Total Quallty Control) 和成組技術(shù) GT( Group Tech-nology) 、彈性作業(yè)人數(shù)和以人為本為支柱的生產(chǎn)方式,均取得了良好的效益。借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術(shù)的經(jīng)驗。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備,在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)時,若以原有的設備為主,合理調(diào)整機床布局,添加少量的數(shù)控設備,引入CAD/CAM技術(shù),充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性,共同構(gòu)成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng),為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應用新途徑同時低成本的自動化技術(shù)也能為以后更高階層的自動化技術(shù)的使用奠定良好的基礎。
3)結(jié)合中國國情,發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)
機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機械的操作采用自動控制器后,生產(chǎn)方式才從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。當前,中國機械制造業(yè)同世界先進水準相比仍存在階段性差距。在這種情況下,基于生產(chǎn)工藝成熟的大批量生產(chǎn)是適合我國基本國情自動化技術(shù)的一種模式。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,產(chǎn)量很大,具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機械化的良好條件。因此,應發(fā)展應用電子計算機集成制造系統(tǒng)的高度自動化技術(shù),應發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟效益良好的生產(chǎn)自動線,應發(fā)展在自動線的基礎上按先進的工藝方案建立綜合自動化車間和全盤自動化工廠,應發(fā)展采用數(shù)控機床或加工中心,建立柔性制造單元( FMC) ,以取得較好的經(jīng)濟效益。
4)配套發(fā)展機械自動化技術(shù),注重人才培養(yǎng)
發(fā)展應用機械自動化技術(shù),基礎工作不容忽視,研究生產(chǎn)大量性能優(yōu)良、自動化水準高的機電產(chǎn)品是發(fā)展應用機械自動化技術(shù)的關鍵。自動化技術(shù)在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下,對生產(chǎn)的物流和人的作用進行綜合的研究,涉及到機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)等各個方面。
1 引言
電子陶瓷是廣泛應用于電子信息領域中的具有獨特的電學、光學、磁學等性質(zhì)的一類新型陶瓷材料,它是光電子工業(yè)、微電子及電子工業(yè)制備中的基礎元件,是國際上競爭激烈的高技術(shù)新材料。
電子陶瓷可分為絕緣陶瓷、導電陶瓷、光學陶瓷和磁性陶瓷四大類。隨著現(xiàn)代通訊、光電子、微電子、生物工程、智能制造和核技術(shù)等高科技的快速發(fā)展,對電子陶瓷元器件的要求也愈來愈高,高性能復合型電子陶瓷材料的研究越發(fā)引起了世界工業(yè)先進國家的重視。
現(xiàn)代科學技術(shù)的加速發(fā)展對電子陶瓷材料提出了嚴峻的挑戰(zhàn),也為這一領域的研究和發(fā)展創(chuàng)造了新的機會。在市場信息的引導下,傳統(tǒng)電子陶瓷材料的改性研究和新型電子陶瓷材料的研發(fā)使用受到重視,日益顯示出廣闊的市場前景和強大的經(jīng)濟效益。
2 電子陶瓷發(fā)展動向
從20世紀初期開始,電子陶瓷材料的發(fā)展過程經(jīng)歷了由介電陶瓷、壓電陶瓷、半導體陶瓷、快離子導體陶瓷、高溫超導陶瓷到高性能復合型電子陶瓷的一個轉(zhuǎn)變。近年來,隨著厚膜、薄膜技術(shù)以及高純超微粉體技術(shù)的研究突破以及探索信息技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展,人們在電子陶瓷材料與器件的一體化研究與應用、傳統(tǒng)材料的改性等方面都開展了廣泛深入的研究,電子陶瓷已成為當前材料研究者關注的熱點。
隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,電子陶瓷材料由傳統(tǒng)的消費類電子產(chǎn)品向數(shù)字化的信息產(chǎn)品比如計算機、數(shù)字化音視頻設備和通信設備等應用領域轉(zhuǎn)化。為了滿足數(shù)字技術(shù)對陶瓷元器件提出的一些特殊要求,世界各國的研究機構(gòu)及大學都在功能陶瓷新材料、新產(chǎn)品、新工藝方面投入大量資金進行研究開發(fā)。其中新型電子陶瓷元器件及相關材料的發(fā)展趨勢和方向主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1 技術(shù)集成化
在原有工藝的基礎上,電子陶瓷材料制備技術(shù)的開發(fā)也結(jié)合了現(xiàn)代新型工藝的復合工藝。其中,多種技術(shù)的集成化是電子陶瓷材料制備技術(shù)的新發(fā)展趨勢,比如納米陶瓷制浼際跫澳擅準短沾稍料、快速成形及燒結(jié)技術(shù)、濕化學合成技術(shù)等都為開發(fā)高性能電子陶瓷材料打下了基礎。隨著多功能化、高集成化、全數(shù)字化和低成本方向發(fā)展,很大程度上推動了電子元器件的小型化、功能集成化、片式化和低成本及器件組合化的發(fā)展進程。
2.2 功能復合化
在激烈的信息市場的競爭中,單一性能的電子陶瓷器件逐漸失去了競爭力,利用陶瓷、半導體及金屬結(jié)合起來的復合電子陶瓷是開發(fā)各種電子元器件的基礎,它是發(fā)展智能材料和機敏材料的有效途徑,同時也為器件與材料的一體化提供重要的技術(shù)支持。
2.3 結(jié)構(gòu)微型化
目前,電子陶瓷材料與微觀領域的聯(lián)系不斷深入,其研究范圍也正在延伸。基于電子陶瓷的微型化和高性能正在不斷出現(xiàn),比如在微型化技術(shù)和陶瓷的薄膜化的聯(lián)合運用以生產(chǎn)用于信息控制的高效微裝置,電子陶瓷機構(gòu)和裝置尺寸減小的趨勢是得益于微型化技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的。目前元器件研究開發(fā)的一個重要目標是微型化、小型化,其市場需求也非常大;片式化功能陶瓷元器件占據(jù)了當前電子陶瓷無元器件的主要市場;比如片式電感類器件、片式壓敏電阻、片式多層熱敏電阻、多層壓電陶瓷變壓器等。要實現(xiàn)小型化、微型化的話,從材料角度而言,在于提高陶瓷材料的性能和發(fā)展陶瓷納米技術(shù)和相關工藝,所以發(fā)展高性能功能陶瓷材料及其先進制備技術(shù)是功能陶瓷的重要研究課題。
2.4環(huán)保無害化
近年來,隨著人類社會的可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境保護的需求,發(fā)達國家致力研發(fā)的熱點材料之一就是新型環(huán)境友好的電子陶瓷。作為重要的功能材料,被廣泛應用于微機電系統(tǒng)和信息領域的新型壓電陶瓷,比如多層壓電變壓器、多層壓電驅(qū)動器、片式化壓電頻率器件、聲表面波(SAM)器件、薄膜體聲波濾波器等器件也不斷被研制出來。
3 電子陶瓷應用前景
3.1電絕緣陶瓷的應用前景
電絕緣陶瓷因具備導熱性良好、電導率低、介電常數(shù)小、介電損耗低、機械強度高、化學穩(wěn)定性好等特性,被廣泛應用于金屬熔液的浴槽、熔融鹽類容器、封裝材料、集成電路基板、電解槽襯里、金屬基復合材料增強體、主動裝甲材料、散熱片以及高溫爐的發(fā)熱件中。
在電子、電力工業(yè)中,絕緣陶瓷比如電力設備的絕緣子、絕緣襯套、電阻基體、線圈框架、電子管功率管的管座及集成電路基片等主要是用于電器件的安裝、保護、支撐、絕緣、連接和隔離。
由于陶瓷的絕緣性主要由晶界相決定,為了提高絕緣性,應盡量避免堿金屬氧化物的存在,而且玻璃相應盡量是硼玻璃、鋁硅玻璃或硅玻璃。一般來說,陶瓷內(nèi)部氣孔對絕緣性影響不大,但陶瓷表面的氣孔會因被污染或吸附水而使表面絕緣性變差,所以絕緣陶瓷應選擇無吸水性,氣孔少的致密材料。
3.2介電陶瓷的應用前景