機械制造業發展的特點和趨勢

日期：2010-06-06 | 閱讀：

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

1 趨勢
   國際生產工程學會（CIRP）每二年召開一次。每屆年會上的主題報告、圓桌討論和發表的論文均集中地體現出各個行業當前和未來發展的特點和趨勢。
   在最近召開的國際生產工程學會（CIRP）第44、45、46屆年會上，各個發達工業國家，如美國、日本、歐洲等國的與會機械制造專家、學者發表的論文集中地反映了21世紀初機械制造業發展的特點和趨勢。21世紀初機械制造業發展的特點是現代化高新技術的綜合利用，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年代發展起來的機械學科自身的成就——凸輪及其它機構為基礎,采用專用機床、夾具、刀具、量具組成的流水式生產線——剛性自動化。剛性自動化的缺點是，嚴重影響產品的更新換代，妨礙采用高新技術，產品在國際市場上缺乏競爭力。
   目前，我國機械制造業中，一些國營企業虧損，產品在國內外市場上缺乏競爭力，產品大量積壓，除與經營管理體制有關外，與企業設備嚴重老化、技術人員知識陳舊有很大關系。
   為了適應市場經濟，重振我國機械制造業，很有必要重新認識機械制造業，了解和研討21世紀初國際上機械制造業的發展特點和發展趨勢。
2 重新認識機械制造業
２．１制造技術是國民經濟發展的支柱
　　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報告中指出，世界上各個發達的工業國經濟上的競爭，主要是制造技術的競爭。在各個國家的企業生產力的構成中，制造技術的作用一般占55～65%，日本及亞洲四小龍的發展，在很大程度上都是依靠他們重視制造技術。這些國家十分重視將世界各國高新技術發展的專利買過來，通過制造技術，把它們形成獨、特、高大精尖的產品，首先占領市場，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來取得新的發展。例如，在計算機的發展中最關鍵的問題是高密集度的大規模集成電路與存儲器件的制作，而它們有賴于制造技術的發展。
　　發達的工業國家，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，使他們許多產品缺乏競爭能力。為此，克林頓政府已經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域，這已引起美國、日本、歐洲在制造技術上新一輪競爭。
　　要重新認識機械制造業，尚包含著另一種意義。它已經不是傳統意義上的機械制造，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與新興工業。
２．２檢測技術是現代機械制造技術發展的根本保證
　　自動化生產中的許多信息需要通過檢測來提供，生產中出現的各種故障要通過檢測去發現和防止，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代化自動化，便沒有高效率和高質量。
在幾篇有關“裝配系統的新發展”的論文中均強調指出，為適應柔性自動化的需要，機器人必須有視覺系統，能對裝配件的形體與姿態進行識別，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射傳感器，以發現行進中可能有的障礙物等。
　　在有關“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，其形態需要通過傳感器檢測、控制，激光加工之所以能實現，關鍵在于傳感器。
　　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當前機械制造業發展的特點是高新技術的綜合利用
　　當前機械制造技術不僅在它的信息處理與控制等方面運用了微電子技術、計算機技術、激光加工技術，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，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，已經在汽車工業中得到廣泛應用，并獲得巨大經濟效益。
　　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，又發明了一種長成加工方法。由激光器發出的紫外光經光學系統匯聚成一支細光束，對盛在容器內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的發展指出一個新的方向。
　　許多發達工業國學者、專家的論文在談到生產過程柔性化、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學、激光學、微電子技術、計算機技術、控制論、生物學、材料科學、管理科學、人文科學等高新技術，這些科學將改變著機械制造的面貌，而機械制造技術的發展又為這些科學提供新的工具，進一步促進這些科學的發展。
2.4 21世紀初機械制造業發展的總趨勢是柔性化、靈捷化、智能化和信息化
　　21世紀初機械制造業的發展總趨勢為“四化”。柔性化——使工藝裝備與工藝路線能適用于生產各種產品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產品的需要；靈捷化——使生產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造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產系統具有更完善的判斷與適應能力。