先進制造技術方向范文
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關鍵詞:機械制造技術; 現狀; 發展方向
中圖分類號:TQ171.5文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract: the mechanical manufacturing technology not only the measure of a national science and technology development level of, is also the focus of competition between international science and technology. In this paper the characteristics of mechanical manufacturing technology are analyzed, and the key summarizes the mechanical manufacturing technology development trend.
Keywords: mechanical manufacturing technology; The present situation; Development direction
0 引言
機械制造業作為一個傳統的領域,已經發展了很多年,是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科, 是以提高質量、效益、競爭力為目標, 包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。它是國民經濟最重要的基礎產業之一, 而機械制造技術的不斷創新則是機械工業發展的技術基礎和動力。
1 機械制造技術的特點
(1)機械制造是一個系統工程。先進機械造技術特別強調計算機技術, 信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合, 使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(2)機械制造技術是一個綜合性技術。先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此, 它并不限于制造過程本身, 它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容, 并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(3)機械制造技術是市場競爭要素的統一體。市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化進一步發展, 20世紀80年代以后, 制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為時間為核心的時間、成本和質量的三要素矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來, 使三者達到了統一。
(4)機械制造技術是一個世界性技術。20世紀80年代以來, 隨著全球市場的形成, 發達國家通過金融、經濟、科技手段搶奪市場、傾銷產品、輸出資本, 使得市場競爭變得越來越激烈, 為適應這種激烈的市場競爭, 一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平, 能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時, 機械制造技術是面向21世紀的技術, 應與現代高新技術相結合, 應具有明確范疇的新的技術領域。
2 先進機械制造技術的發展現狀
近年來, 雖然我國的制造業不斷采用先進的制造技術, 但與工業發達國家相比, 仍然存在一定差距。主要表現為:
(1) 制度落后。工業發達國家廣泛采用計算機管理, 重視組織和管理體制、生產模式的更新發展, 推動了準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理, 多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(2) 設計方法落后。工業發達國家不斷更新設計數據和準則。采用新的設計方法, 廣泛采用計算機輔助設計技術( CAD/ CAM) , 大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/ CAM 技術的比例較低。
(3) 制造工藝落后。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工等加工方法, 以及納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型技術手段。我國普及率不高, 尚在開發、掌握之中。
(4) 自動化程度低。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元、柔性制造系統、計算機集成制造系統, 實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段, 柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
( 5) 管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理, 重視組織和管理體制、生產模式的更新發展, 推出了準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想的技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理, 多數小型企業仍處于經驗管理階段。
3機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段, 是由傳統的制造技術發展起來的, 既保持了過去制造技術中的有效要素, 又要不斷吸收各種高新技術成果, 并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。隨著宇航、電子、激光等現代科學技術的發展, 對機械加工技術提出了越來越高的要求?,F代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上: 一是精密工程技術, 以超精密加工的前沿部分、細微加工、納米技術為代表, 將步入微型機械電子技術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展為代表。具體來說, 現代機械制造技術的發展趨勢有:
3. 1 精密制造技術
精密制造技術包括精密加工和超精密加工技術、微細加工和超微細加工技術、微型機械等。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術等, 其加工精度已由微米級(μm)向納米級(nm)發展。目前, 已研制成功納米管、極小的微電機系統、微型機器人等。在精密制造技術中, 納米技術是目前最先進的技術, 它對于21世紀科學的發展提供了一個新的技術基礎。微細加工和超微細加工是一種特殊的精密加工, 不僅精度高, 而且尺寸十分微小, 其主要工藝方法是光刻(蝕)、沉淀、擴散、離子注入等。微型機械是機械技術和電子技術在納米級水平上相融合的產物, 它將是21世紀的核心技術。
3.2 制造系統的自動化、柔性化、集成化和智能化
先進制造技術的發展, 使高質量和高效率成為可能。先進制造系統的發展是: MC(數控)FMS(柔性制造系統)CIMS(計算機集成制造系統)IMS (智能制造系統)。計算機集成制造系統是一個工廠全盤集成制造系統, 它借助計算機將經營決策、產品設計、生產準備、零件加工、產品裝配、檢查和銷售等各個自動化子系統有機地綜合集成起來, 成為高效益、高柔韌性自動化、智能化的生產系統。先進工業國家的柔性制造系統已相當廣泛。我國起步晚, 但數控技術和柔性制造技術也已得到較廣泛的應用。CIMS(計算機集成制造系統) 的研究已取得了相當的成就, 并開始在全國進行試點、推廣, 取得了良好的效果和效益。
3.3特種加工技術
隨著社會不斷的發展, 很多機械設備都有高溫、高壓、高速和高精度的要求, 因而不斷采用一些新材料來制造零件, 如淬火鋼、耐熱合金、硬質合金、硅、鍺、寶石和金鋼石等難以加工材料。同時很多零件的形狀也越來越復雜, 如小孔、深孔、型孔、窄縫、彎孔和型腔等。用通常的金屬切削加工方法來加工這些零件已十分困難, 有的甚至就無法加工。這就需要探索新的加工工藝方法: 特種加工技術是一種直接利用電能、熱能、光能、化學能、聲能、電化學能來進行加工的方法, 它可以加工高強度、高硬度、高脆性、耐高溫等難切削材料, 以及精密細小和復雜形狀的零件。
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關鍵詞:先進制造技術;現代管理技術;智能制造
1.先進制造技術的概念
先進制造技術是在上個世紀八十年代提出來的。是美國為提升機械電子產業的競爭能力,重樹機械電子產業重要地位而做出的重要舉措,曾經美國一些學者認為“美國已進入后工業時代,機械電子產業已經成為夕陽工業”,主張經濟中心由機械電子產業轉移向高科技產業和服務業,其結果是“美國發明,日本發財”。政府不重視使其機械電子產業的衰退,以及以前占優勢的汽車機械電子產業、家用電器機械電子產業、機床、半導體等產業在全球市場競爭中出現大滑坡。于是美國吃一塹,長一智,巨資投入研究和發展機械電子產業。上世紀八十年代末美國政府制定并實施了“先進制造技術計劃和制造技術中心計劃”。隨后,歐洲、亞洲等新興工業化國家也開展了各自的先進制造技術的理論和應用研究,如日本的智能制造系統、歐共體的尤里卡計劃等。由五部委召開了“先進制造技術發展戰略研討會”,拉開了我國先進制造技術研究的帷幕。
2.先進制造技術的發展
2.1先進制造技術的應用與實施
先進制造技術作為二十一世紀的高科技技術之一,無論在機械制造,汽車制造,電子電器產品制造等行業中都有廣泛的應用前景。要把先進制造的理念,方法在各個制造行業中應用并實施,需要從以下幾方面著手:產品的開發設計上,大力推廣計算機輔助設計技術,并行設計技術,反求工程技術以及綠色產品設計技術,充分考慮產品的全生命周期。在產品的制造過程中,優先應用各項先進制造工藝技術,比如采用精密成型技術,充分有效利用材料,節約能用,做到低耗,低碳,綠色的生產。在設備的引進和購置方面,盡量采用高效制造自動化設備,大力運用計算機控制的數控機床,加工中心及工業機器人,構建柔性制造系統,計算機集成制造系統乃至智能制造系統,提升機械電子產業的整體水平。此外還要應用現代企業的生產和先進的管理技術。
2.2信息化在先進制造技術中的應用
21世紀是信息化的時代,計算機技術和網絡通信技術飛速發展,在生產領域里已得到廣泛應用。機械電子產業管理信息化是建設領域信息化的重要組成部分,將在機械電子產業管理活動中發揮重要作用,并主導機械電子產業管理未來發展方向,信息化成為機械電子產業管理的必然趨勢?!笆晃濉睓C械電子產業管理改革發展規劃指出,將加快建設機械電子產業信息系統的規劃、建設,建立符合現行管理體制和市場機制的機械電子產業信息管理工作機制,完善全國機械電子產業信息系統,使全國機械電子產業信息做到互聯互通,為政府提高造價管理決策水平和完善公共信息服務創造條件。因此,機械電子產業管理信息化建設也是機械電子產業管理改革發展規劃的總體部署和要求。
2.3綠色制造技術的發展
進入21世紀以來,人類社會所面臨的資源短缺和環境污染等問題日趨嚴重,人類要實現可持續發展必須促使人與自然界和諧一致。為此,工業發達國家正積極倡導“低碳經濟”、“循環經濟”、“綠色制造”和“清潔生產”,大力研究開發生態安全型、資源節約型制造技術?!熬G色制造”正在成為未來制造業的發展方向,綠色制造技術將貫穿于制造業各環節,主要表現在以下三個方面:一是綠色產品設計技術。在設計階段就將環境因素和預防污染的措施納入產品設計之中,將環境性能作為產品的設計目標和出發點,力求使產品對環境的影響為最??;二是綠色制造技術。它從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化,符合環境保護要求,在整個制造過程中綜合考慮環境影響和資源效率,在保證產品的功能、質量、成本的前提下,使產品制造過程對生態環境無害或危害極少,節約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低;三是產品的回收和循環再制造。它是“資源產品廢棄物再生資源或再生產品”的反饋式循環模式?!霸僦圃臁笔且环N先進的制造邏輯與工業理念,它要求工業設計不僅要面向材料與功能,更要面向可回收再制造。再制造是通過新材料、新技術、新工藝、新裝備與新方法等一系列高新技術與手段的集成運用,因此可以保證再制造產品的性能和質量不低于新產品,甚至在某種情形下可以使其質量高于新產品。
3.結論
先進制造技術是使一個國家制造業強盛的關鍵所在,是企業興旺發達的重要途徑,也是企業贏得市場的有力武器。先進制造技術已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志,成為一個國家在戰場對抗和市場競爭中的重要支柱,它在國防建設和國民經濟發展中占有影響全局、決定全局的戰略地位。知識就是財富,人類當前社會正在由工業經濟時代步入知識經濟時代。高科技的發展促使機械電子產業發生了革命性的變化??傊?,21世紀的機械電子產業是信息化、智能化、網絡化、不斷創新的綠色制造業,是人類智慧的結晶。
參考文獻:
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篇3
關鍵詞: 先進制造技術 現代化 發展趨勢
隨著市場需求個性化與多樣化,傳統的制造技術已不能滿足需要,從而誕生了許多原來沒有的制造方法,現代先進制造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化的方向發展。
1.信息技術對先進制造技術的發展起著越來越重要的作用
信息化是當今社會發展的趨勢,信息技術正在以人們難以想象的速度向前發展。信息技術也正在向制造技術注入和融合,促進著制造技術的不斷發展。信息技術促進著設計技術的現代化,加工制造的精密化、快速化,自動化技術的柔性化、智能化,整個制造過程的網絡化、全球化。各種先進生產模式的發展,如CIMS、并行工程、精益生產、靈捷制造、虛擬企業與虛擬制造,無不以信息技術的發展為支撐。
2.設計技術不斷現代化
產品設計是制造業的靈魂?,F代設計技術的主要發展趨勢如下。
(1)設計手段的計算機化。
在實現了計算機計算、繪圖的基礎上,當前突出反映在數值仿真或虛擬現實技術在設計中的應用,以及現代產品建模理論的發展上,并且向智能化設計方向發展。
(2)新的設計思想和方法不斷出現。
如并行設計、面向“X”的設計(Design for X,DFX)、健壯設計(Robust Design)、優化設計Optimal Design)、反求工程技術(Revese Engineering)等。
(3)向全壽命周期設計發展。
傳統的設計只限于產品設計,全壽命周期設計則由簡單的、具體的、細節的設計轉向復雜的總體的設計和決策,要通盤考慮包括設計、制造、檢測、銷售、使用、維修、報廢等階段的產品的整個生命周期。
(4)設計過程由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟和社會因素。
3.成形及改進制造技術向精密、精確、少能耗、無污染方向發展
成形制造技術正在從制造工件的毛坯、從接近零件形狀(Near Net Shape Proccess)向直接制成工件精密成形或稱凈成形(Net Shape Proccess)的方向發展。塑性成形與磨削加工相結合,將取代大部分中小零件的切削加工。主要發展趨勢是通過各種新型精密熱處理和復全處理達到零件性能精確、形狀尺寸精密,以及獲得各種特殊性能要求的表面(涂)層,同時大大減少能耗,完全消除對環境的污染。
4.加工制造技術向著超精密、超高速,以及發展新一代制造裝備的方向發展
(1)超精密加工技術。
目前加工精度達到0.025μm,表面粗糙度達0.0045μm,已進入納米級加工時代。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近;超精加工機床向多功能模塊化方向發展;超精加工材料由金屬擴大到非金屬。
(2)超高速切削。
目前鋁合金超高速切削的切削速度已超過1600m/min,鑄鐵為1500m/min,超耐熱鎳合金為300m/min,鈦合金200m/min。超高速切削的發展已轉移到一些難加工材料的切削加工。
(3)新一代制造裝備的發展。
市場競爭和新產品、新技術、新材料的發展推動著新型加工設備的研究與開發,其中典型的例子是“并聯桁架式結構數控機床”(或俗稱“六腿”機床)的發展。它突破了傳統機床的結構方案,采用六個軸長短的變化,以實現刀具相對于工件的加工位姿的變化。
5.工藝由技藝發展為工程科學,工藝模擬技術得到迅速發展
先進制造技術的一個重要發展趨勢是,工藝設計由經驗判斷走向定量分析,加工工藝由技藝發展為工程科學。
工藝模擬也發展并應用于金屬切削加工過程、產品設計過程。最新的進展是在并行工程環境下,開展虛擬成形制造,使得在產品的設計完成時,成形制造的準備工作(如鑄造)也同時完成。
6.專業、學科間的界限逐漸淡化、消失
先進制造技術的不斷發展,在冷熱加工之間,加工、檢測、物流、裝配過程之間,設計、材料應用、加工制造之間,其界限均逐漸淡化,逐步走向一體化?,F代制造系統使得自動化技術與傳統工藝密不可分;很多新材料的配制與成型是同時完成的,很難劃清材料應用與制造技術的界限。這種趨勢表現在生產上是專業車間的概念逐漸淡化,將多種不同專業的技術集成在一臺設備、一條生產線、一個工段或車間里的生產方式逐漸增多。
7.綠色制造將成為21世紀制造業的重要特征
日趨嚴格的環境與資源的約束,使綠色制造業顯得越來越重要,它將是21世紀制造業的重要特征,與此相適應,綠色制造技術也將獲得快速的發展。將綠色制造技術應用在整個制造過程,可使得對環境負面影響最小,廢棄物和有害物質的排放最小,資源利用效率最高。綠色制造技術主要包含了綠色資源、綠色生產過程和綠色產品三方面的內容。
8.虛擬現實技術在制造業中獲得越來越多的應用
虛擬制造技術將從根本上改變了設計、試制、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正制出之前,首先在虛擬制造環境中生成軟產品原型(Soft Prototype)代替傳統的硬樣品(Hard Prototype)進行試驗,對其性能和可制造性進行預測和評價,從而縮短產品的設計與制造周期,降低產品的開發成本,提高系統快速響應市場變化的能力。
先進制造技術的發展不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。隨著各種技術的相互融合,未來先進制造技術的前景也將越來越光明。
參考文獻:
[1]郁鼎文.現代制造技術.清華大學出版社,2008-6-18.
[2]薜麗霞等.綠色制造.機械設計,2000,(10):8-10.
篇4
關鍵詞:集成;系統;技術構成
一、現代集成制造系統的含義與定位
現代集成制造系統(Contemporary Integrated Manufacutring System)是計算機集成制造系統新的發展階段,在繼承計算機集成制造系統優秀成果的基礎上,它不斷吸收先進制造技術中相關思想的精華,從信息集成、過程集成向企業集成方向迅速發展,在先進制造技術中處于核心地位。具體地說,它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機地結合,通過計算機技術使企業產品在全生命周期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行。在企業產品全生命周期中實現信息化、智能化、集成優化,達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的,進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性,使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
二、現代集成制造系統的技術構成
先進制造技術(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個專有名詞目前還沒有準確的定義。通過對其內涵和特征的研究,目前共同的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。其具有如下一些特點:
1、從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要;
2、從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮;
3、從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節;
4、從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量;
5、從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態的自主管理的小組工作方式轉變。
通過對先進制造技術的定義和特點的分析發現,現代集成制造系統擁有先進制造技術的絕大部分特點,只不過先進制造技術所涉及的范圍要比現代集成制造系統大,現代集成制造系統在吸收計算機集成制造系統的優秀成果的基礎上,繼續推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態聯盟的研究工作,并不斷吸收先進制造技術中的成功經驗和先進思想,將它們進行推廣應用,由此使現代集成制造系統成為先進制造技術的核心。
(1)并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地設計產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)的系統方法。它要求產品開發人員在一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢的所有因素,包括質量、成本、進度計劃和用戶要求。為了達到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過它來實現不同部門人員的協同工作;為了達到產品的一次設計成功,減少反復,它在許多部分應用了仿真技術;主模型的建立、局部仿真的應用等都包含在虛擬制造技術中,可以說并行工程的發展為虛擬制造技術的誕生創造了條件,虛擬制造技術將是以并行工程為基礎的,并行工程的進一步發展就是虛擬制造技術。同時,并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術支持下,將原來分別進行的工作在時間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術,并吸收了當前迅速發展的計算機技術、網絡技術的優秀成果,使其成為先進制造技術的基礎。
(2)虛擬制造(VM Virtual Manufacturing)虛擬制造利用信息技術、仿真技術、計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防措施,從而使產品一次性制造成功,達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。 ?。?)敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎的,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求作出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。
(4)綠色制造(GM Green Manufacturing)綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢的整個產品生命周期中,對環境的影響(負作用)最小,資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們日益重視環境保護的必然選擇,發展不能以環境污染為代價。國際制造業的實踐表明,通過改進整個制造工藝來減少廢棄物,要比處理工廠處理已經排放的廢棄物大大節省開支。綠色制造的實現可以通過計算機仿真來達到目的,即它是虛擬制造的一部分。從可持續發展戰略的觀點看,綠色制造是必然選擇,它將成為現代集成制造系統的一個重要的組成部分。
從以上的分析中我們可以看到:各種先進制造技術是相互關聯、彼此交叉的,在先進制造技術的含義下,現代集成制造系統成為它的核心,并隨著先進制造技術的不斷發展而發展。
參考文獻
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關鍵詞:機械制造 特點 發展現狀 趨勢
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1 先進制造技術的特點
1.1 是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
1.2 是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
1.3 是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
1.4 是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
1.5 是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
2 先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(2)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(3)制造工藝方面。工業發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、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(4)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
3 我國先進機械制造技術的發展趨勢
(1)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發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發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
(2)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(3)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(4)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
4 結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻
[1] 馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).
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關鍵詞機械制造特點發展現狀趨勢
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1先進制造技術的特點
1.1是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
1.2是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
1.3是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
1.4是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
1.5是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
2先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(2)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(3)制造工藝方面。工業發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、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(4)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
3我國先進機械制造技術的發展趨勢
(1)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發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發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
(2)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(3)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(4)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
4結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻
1馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3)
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【關鍵詞】鄱陽湖生態經濟區;先進制造業;發展戰略;SWOT分析
【中圖分類號】F061.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5024(2013)03-0154-03
【基金項目】江西省社會科學“十一五”規劃項目“鄱陽湖生態經濟區先進制造業發展戰略研究”(批準號:10LY97);江西省社會科學“十一五”規劃項目“鄱陽湖生態經濟區企業社會責任建設與協同推進機制研究”(批準號:10GL28)
【作者簡介】鄭四華,景德鎮陶瓷學院工商學院教授,研究方向為產業經濟學;
龔志文,景德鎮陶瓷學院副教授,博士,研究方向為企業管理。(江西景德鎮333001)
制造業發展是工業化的核心,而先進制造業作為傳統制造業在不斷吸收現代管理和信息技術成果而發展起來的制造模式,是科技含量較高的制造業形態,是一個國家和地區發展實力的重要表現。
工業化是鄱陽湖生態經濟區實現可持續發展不可逾越的階段。在工業化進程中,摒棄“先污染,后治理”的傳統發展模式,通過大力發展先進制造業,實現產業結構轉型升級,是鄱陽湖生態經濟區的重要戰略舉措。
然而,自2009年12月12日建設鄱陽湖生態經濟區上升為國家戰略以來,還未有學者針對鄱陽湖生態經濟區先進制造業進行過全面、系統地綜合研究。因此,本文對鄱陽湖生態經濟區先進制造業發展戰略條件進行分析,提出了鄱陽湖生態經濟區先進制造業發展的戰略對策,對鄱陽湖生態經濟區先進制造業的定位、發展戰略、產業結構調整和產業鏈優化等問題提供科學的決策支持,從而有助于提高鄱陽湖生態經濟區制造業的資源配置效率,有助于推動制造業的技術創新,更好地服務于鄱陽湖生態經濟區的經濟建設和社會發展。
一、鄱陽湖生態經濟區先進制造業發展戰略條件的SWOT分析
(一)優勢分析(Strengths)
首先,鄱陽湖生態經濟區的區位優勢明顯。鄱陽湖區域位于長江中下游交界的南岸,為長江中下游五大平原之一,自然條件優越,鄱陽湖生態經濟區包括南昌、景德鎮、鷹潭38個縣(市、區),國土面積為5.12萬平方公里,約占全省面積30%,承載了江西省近50%的人口。經濟區毗鄰長江三角洲、珠江三角洲、海峽西岸經濟區、武漢城市圈和長株潭試驗區等區域經濟體,周邊區域經濟發展的成功實踐,對發展先進制造業有很大的帶動和輻射作用。其次,鄱陽湖生態經濟區生態優勢明顯,具有豐富的自然資源。鄱陽湖區域生態條件良好,是世界自然基金會劃定的全球重要生態區之一。良好的生態環境和自然資源為先進制造業的發展提供了堅實的基礎。再次,鄱陽湖生態經濟區基礎設施不斷完善。近年來,江西省基礎設施建設取得了重大突破,高速公路、鐵路和電力建設成效顯著,形成了鐵路、公路、水運、航空“四位一體”的立體交通網絡,極大地拓展了發展空間,為先進制造業發展提供了良好的基礎和條件。最后,鄱陽湖生態經濟區工業基礎較好。2010年鄱陽湖地區人均GDP2.2萬元,高出全省18.2%。鄱陽湖經濟區區內園區的主營業務收入平均為143億元,創造了江西省60%以上的經濟總量。機械、電子、汽車、冶金、化工、紡織和醫藥的骨干企業大部分集中在鄱陽湖經濟區區域,區域內各個中心城市產業各具特色,形成了各自的主導產業和特色優勢產業集群。例如,南昌具有汽車、電子信息、醫藥、航空工業優勢;九江是全省重要的石化、能源、紡織和裝備等制造業基地;景德鎮具有陶瓷業、汽車與航空制造產業;鷹潭的有色冶金、化工工業優勢明顯;新余有光伏產業、鋼鐵產業;豐城是能源生產基地;樟樹有國內聞名的中藥產業??傊?,扎實的工業基礎為鄱陽湖經濟區發展先進制造業創造有利條件。
(二)劣勢分析(Weakness)
1.鄱陽湖經濟區產業結構層次較低。鄱陽湖生態經濟的產業層次低,一個明顯的特征就是經濟增長主要依靠第二產業,第三產業所占比重較低。這種以“高能耗、強排放”為特點的第二產業中比例過高,而低能耗的產業、現代服務業發展滯后的產業結構,對發展先進制造業是相當不利的。制造業中缺乏有產業帶動能力的大企業,區域產業集群規模小,層次低,且基本上屬于橫向產業集群,專業化分工不足,同業競爭嚴重。
2.技術創新能力相對較弱。先進制造業強調經濟可持續發展和先進性,它的發展對技術的要求很高,而江西在這方面明顯落后于發達國家和先進地區,研發經費、人才、設備等都相對不足,因而,技術創新能力也處于相對較弱的狀態。2011年,全年研究與試驗發展(R&D)經費支出僅為110.1億元;全年受理專利申請5550件,技術市場合同交易34.3億元,分別僅占全國的1.28%(全國8610億元)、0.34%(全國163.3萬件)、0.72%(全國4763.6億元)。在中部地區也處于相對落后狀態。鄱陽湖生態經濟區企業技術方面的資金投入不足,自主研究和開發環境保護技術的能力明顯落后,這是制約鄱陽湖生態經濟區先進制造業發展的又一瓶頸。
(三)機遇分析(Opportunity)
1.區域發展的政策性機遇。1999年以來,江西省及時抓住“西部大開發”的歷史性機遇,使鄱陽湖地區在承接東部產業向西部轉移的過程中,發揮了重要的戰略中轉作用,帶動了鄱陽湖生態經濟區的發展。2009年12月12日,國務院正式批復《鄱陽湖生態經濟區規劃》,標志著建設鄱陽湖生態經濟區正式上升為國家戰略。依據規劃,鄱陽湖生態經濟區的發展定位為建設全國大湖流域綜合開發示范區、長江中下游水生態安全保障區、加快中部崛起重要帶動區、國際生態經濟合作重要平臺。建設鄱陽湖生態經濟區,特色是生態,核心是發展,關鍵是轉變發展方式,目標是立足江西實際,順應時展潮流,走出一條科學發展、綠色崛起之路。這些難得的政策性機遇,為該區域先進制造業的發展提供了強大動力。
2.去工業化為鄱陽湖生態經濟區制造業發展提供了發展方向和機制保障。在去工業化大背景下,低碳經濟是未來經濟的發展方向。低碳經濟為鄱陽湖生態經濟區先進制造業提供了機遇和可行的發展思路。同時,去工業化背景下的新勞動分工為鄱陽湖生態經濟區先進制造業提供了機制保障。發達地區的比較優勢在于資本充裕、技術先進;而后發展中地區的江西,其比較優勢在于勞動力和資源。鄱陽湖生態經濟區豐富的生態資源、人文資源、勞動資源對于發達地區而言具有相當的吸引力。通過引進發達地區的資本、技術和管理經驗,將極大地促進區內經濟發展。這種符合比較優勢原理和資源稟賦理論的新國際勞動分工,是引導鄱陽湖生態經濟區先進制造業發展的市場機制保障。
(四)威脅分析(Threat)
1.專業人才隊伍相對不足。發展先進制造業的關鍵是要有先進技術支撐,而先進技術的關鍵是要有相關的技術人才。江西在高端人才和技術方面處于相對落后的地位。2009年,江西的知識產權指數在全國排名僅處于第23位。專業技術教育和職業技術教育不發達,導致缺乏先進制造業的后備人才、高級技工和熟練工人以及能緊跟國際先進水平的企業帶頭人和骨干管理隊伍。因此,目前發展先進制造業還面臨技術、人才不足的制約。
2.承接產業轉移的風險巨大。在加速推進工業化的過程中,鄱陽湖生態經濟區將不可避免承接發達國家和東部發達地區的產業轉移。但是,從實踐可知,技術含量低的資源消耗高、環境污染嚴重、資源密集和勞動密集型產業往往是首先淘汰和轉移的產業。如果盲目地承接這些落后的產業,就很可能導致鄱陽湖生態經濟區產業結構單一、失衡和低級化,造成高環境污染和資源浪費等現象。因此,鄱陽湖生態經濟區承接產業轉移對可持續發展是一大挑戰,存在巨大風險。
二、鄱陽湖先進制造業發展的對策
探索鄱陽湖生態經濟區先進制造業的發展路徑,必須把握形勢,抓住機遇,在當前具備一定優勢的基礎上,以生態經濟和循環經濟為指導,實現產業經濟生態化和生態經濟產業化。
(一)發展生態效益型制造業,保護好生態環境
生態工業是環境友好的工業體系,是與自然生態系統相協調發展的工業生態系統。在產業戰略規劃上,大力發展環境污染少、資源利用率高、經濟效益好的新型工業:戰略新興產業、現代制造業。戰略新興產業對于轉變經濟增長方式非常重要,新興產業的發展還能與傳統制造業相結合,對后者實施技術改造和結構調整。因此,要加快發展戰略型新興產業,促進鄱陽湖生態經濟區制造業升級。戰略新興產業要瞄準國際科技和產業前沿,同時要結合區內優勢,該區必須以現有優勢的光電產業基地、新能源產業基地、生物產業基地、銅冶煉及精深加工產業基地、優質鋼材深加工基地和航空產業基地產業為基礎建設產業基地?,F代制造業需要抓住長三角地區產業結構優化升級以及產業轉移的機遇,加快與其“鏈結”,吸引和引進現代制造業,同時加強傳統工業的改造和升級,進一步提升現代制造業水平,吸引和引進現代制造業。
(二)建立系列優惠政策和配套的發展機制
系列優惠政策和配套的發展機制包括能源和產業政策、金融促進、財政和稅收扶持等經濟政策、科技和人才政策、綠色消費政策,生態文化政策以及政府主導、居民、企業、中介結構互動的發展機制。政府要加強服務效率和政策創新力度,減少行政干預和規制,改善對企業的監管,為市場化引資提供信息化服務和中介平臺。抓好與先進制造業發展相配套的市政基礎設施和相關設施建設,加強軟件和硬件建設,優化引資環境。在引進外資和產業時必須嚴格控制產業的環保指標,確保杜絕污染性和高消耗、高污染產業的引入。政府必須引導建立先進制造業的技術支撐體系,包括資源重復利用和替代技術、清潔生產技術、廢棄物再利用和再循環技術、環境監測技術和污染處理技術等等。
(三)以信息化推動傳統制造業升級
信息化是企業創新的重要組成部分,應積極推進信息化與工業化融合。加快運用高新技術和先進適用技術改造傳統制造業,實施傳統制造業信息化工程,促進工業結構調整和節能減排。推進信息平臺建設,支持企業開展電子商務,形成綜合性的網絡貿易體系,例如,對江銅集團、新鋼、萍鋼、南鋼等傳統冶煉企業,通過信息化和生態化改造,調整品種、延長產業鏈,提升附加值,減少污染、降低單位能耗。
篇8
全球金融危機后,發達國家紛紛推行“再工業化”戰略。然而,不同國家之間“再工業化”戰略亦有本國情景之差。美國“制造業復興”戰略是其“再工業化”戰略的基本內容和具體體現。目前國內學界、政界和業界對金融危機后美國“制造業復興”戰略的關注仍然停留于對美國政府最初提出的個別計劃和政策的引介,對最新的政策進展、政策背后深層次的戰略動機和決策邏輯的系統揭示仍是空白。緣于尚不完備的信息和認識,有學者對美國是否具備成功實現再工業化戰略的基礎和條件存在質疑。實際上,為保證“制造業復興”戰略的有效推進,美國政府不僅制定了完備的政策框架和具有針對性的政策措施,而且構建了多層次的管理和組織保障體系,戰略部署思路清晰、重點明確,其步步為營、有效展開的制造業復興戰略,必將對全球工業競爭格局、進而對我國的切實經濟利益產生長遠、深刻的影響。
一、正確認識美國的“再工業化”戰略
(一)美國再工業化的核心是構筑新的制造業競爭優勢
美國政府提出并實施的“制造業復興”戰略并不是簡單的“再次”工業化,即不是通過促進海外工廠的回歸來恢復傳統制造業、做大制造業規模。如果僅僅將“制造業復興”戰略理解為“再次”工業化,那么確實較易于傾向性地認為美國不具備實現“制造業復興”戰略的基礎,畢竟美國在勞動力成本、產業鏈配套、專業技術人才、市場規模等方面難以在短期內形成綜合產業競爭優勢,已經失去比較優勢的傳統產業確實不太可能違背市場經濟的基本規律逆向回歸。但是,美國“制造業復興”戰略的核心內容是依托其在ICT、新材料等通用技術領域長期積累的技術優勢,加快促進人工智能、數字制造、3D打印、工業機器人等先進制造技術的突破和應用,推動全球工業生產體系向有利于美國技術和資源稟賦優勢的個性化制造、自動化制造、智能化制造方向轉變。
從總體上看,美國的“制造業復興”戰略呈現出以下四方面的特點:首先,“復興制造業”是美國改變過度依賴金融業和國內消費拉動經濟增長模式、形成新的制造業投資活力、減小貿易逆差壓力、從而尋求經濟再平衡的努力。其次,“復興制造業”是美國技術優勢與產業優勢重新配對的過程,是要鞏固和加強美國的創新能力。再次,“復興制造業”的方向是發展新興產業,爭奪未來產業競爭制高點。數字制造、大數據等先進制造技術以及新能源、航天航空、寬帶網絡、干細胞等新的產品領域成為美國制造業復興的重點。最后,“復興制造業”并非要重構完整制造業體系,其重點是率先突破和使用先進制造技術和制造工藝。
(二)美國再工業化的系統部署
美國“再工業化”的政策體系和措施,具有十分明顯的問題導向和目標導向,其焦點是那些由美國發明創造但缺乏本土制造能力的高技術產品。2011年6月出臺的“先進制造業伙伴計劃”旨在舉全國之力,通過官產學合作加大對新興技術和技能的投資,支撐能夠創造高質量就業、鼓勵企業投資于國內制造業部門。2012年7月,“美國制造業復興計劃”是到目前為止美國發展先進制造業最為重要的政策文件之一,共包括“三大類十六項”政策建議。圍繞著這些政策建議,美國政府各部門及各地區已經部分實施了相關政策措施。
第一,建立與先進制造技術和先進制造業發展要求相適應的政府組織和管理體系。為了保障政策的落實,美國新設立了一系列旨在促進政策落實的專門的或者由主要政府部門(如白宮、商務部、國防部、教育部、能源部、NASA等)牽頭的機構和工作小組。這些機構分工明確、權責清晰,為有效促進先進制造技術創新和先進制造業發展提供了重要的保障。
第二,通過管制、稅收和貿易政策的配合,提高本國發展制造業的吸引力。政策目標是引導和鼓勵資本進入先進制造業,包括為先進制造業實行更為“智能”的行業管理,減少對企業不必要的管制和審批,降低制造企業投資的間接成本。政策包括:為(先進)制造業企業減稅,同時要求企業為海外利潤納稅,加大、簡化和常態化先進制造業和新能源產業R&D(research and development)信貸等政策手段;設立新的貿易強化小組,加強對國際貿易利益的爭奪。例如,相比小布什政府,奧巴馬政府對華貿易案已經翻番;針對我國稀土貿易的訴訟案背后是美國政府為了加強控制風力發電機和鋰電池等先進制造業產品所需的關鍵原材料。
第三,完善發展先進制造的產業和技術基礎設施。政策目標是構建先進制造業部門創新體系,主要的政策提案包括:建立國家層面的先進制造業戰略,建立識別和優先發展關鍵領先技術的系統化過程;增加對關鍵領先技術的R&D投資;修改企業使用高校研發設施的限制,強化校企合作;鼓勵企業嵌入高校創新生態系統,并為企業提供從創立到成長的全方位融資,為先進制造技術的商業化創造更為穩定的環境;建設全國性的先進制造業門戶網站,建立可供檢索的制造業資源數據庫,作為廣大企業能夠便捷接入的基礎設施。其中,一項重要的工作是斥資10億美元搭建15個全國性“制造業創新研究所”網絡。如奧巴馬總統動用了4500萬美元的聯邦投資用于建設“添材制造”(以3D打印為代表)示范研究所。
第四,大幅提升對先進制造技術的R&D支持。美國總統的2013財年預算中包括Z22億美元的先進制造業(包括高端材料)R&D支出,較上年增長19%。相關項目包括“基因材料計劃”、“智能”制造、發展生物制造業以及“國家機器人計劃”。為了確保和協調R&D投資,政府還設立由商務部牽頭的部際“國家先進制造業計劃辦公室”。
第五,穩固人才管道,形成與先進制造業相匹配的人才結構。政策目標是大量培育先進制造業所需的技能工人和專業人才。政策提案包括:澄清民眾對制造業的誤解,增強制造業就業對勞動力的吸引力;通過多部門協作,完善先進制造業技能認證和鑒定體系,擴大先進制造業的勞動力供給;大學開發新的教育項目和課程,加強對先進制造業的關注;設立全國性的先進制造業獎學金和實習制度,為制造業就業創造資源和提升認知度。已經實施的政策包括兩項:教育部和勞工部共同負責“社區職業大學基金”,用于培訓200萬技能工人以滿足產業所需;國防部設立“軍方認證與許可特別工作組”,為軍人創造勝任高技能先進制造工作的機會。
由此可見,美國圍繞“制造業復興”展開的一系列經濟戰略部署可以概括為:鞏固既有優勢,構筑新的優勢,消除不利因素,創造有利環境,核心是樹立美國制造業新的競爭優勢。
二、美國再工業化與第三次工業革命的關系
美國“再工業化”的目標是通過制造業的調整振興重塑美國產業競爭優勢。金融危機之后,發達國家普遍陷入失業率上升、信貸增長乏力和財政狀況惡化的困境。為盡快走出金融危機陰影,恢復國內經濟增長,降低失業率,美國等發達國家先后拋出“再工業化”計劃。在再工業化浪潮中,發達國家促進工業發展,調整經濟結構,提高實體經濟比例,鼓勵制造企業“回歸”國內,從這個角度看,“再工業化”是對“去工業化”的反思與糾正;同時,“再工業化”浪潮中,發達國家進一步加強技術、品牌、專利、標準等無形資產對經濟增長的推動作用,升級產業結構,發展高附加值新興產業,淘汰低技術含量、資源浪費和環境污染的傳統產業,從這個角度看,“再工業化”是“去工業化”的延續與升級。
第三次工業革命是以信息技術、智能制造技術和新材料技術為引領的工業生產方式和生產關系的全面革新,高端消費市場、快速響應能力、知識型員工和技術創新等發達國家占有的要素成為最重要的競爭優勢。美國等發達國家希望通過第三次工業革命的擴散,沖擊發展中國家在中低端要素上的成本優勢,構建新的全球產業競爭秩序和產業利益分配方式。因此,無論是“再工業化”,還是第三次工業革命,其目的都是為了突破發達國家由于虛擬經濟不振造成的經濟發展困境,通過強大制造業重拾全球產業競爭優勢,在產業政策上都反映為對電子信息、生物醫藥、航空航天、新材料等新興產業的重視。
篇9
近年來,機械工業企業自主開發創新能力有所增強,1997年科技人員總數達48萬人,技術開發經費支出達85億元,占全行業銷售收入的0.62%,有57家大型企業建立了國家級技術中心,有9%的企業建立了專門技術開發機構,行業整體技術水平有了明顯進步,主要表現在:為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高;產品結構正向合理化方向發展。盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高,但與工業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要問題在于:(1)科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%,先進國家高達70%以上。(2)產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后,是制約機械產品水平的主要因素。(3)機械產品技術水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%,達到80年代中期國際水平的占27%,其余產品均在80年代以前的水平線上。從總體上看,機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱,發展后勁不足,技術來源主要依靠引進國外技術,對國外技術的依存度較高,對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上,沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。(4)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
先進制造技術的特點
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長,目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
我國先進機械制造技術的發展趨勢
全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場。另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發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發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
篇10
(黑龍江科技大學機械工程學院,哈爾濱 150022)
摘要: 分析了在“卓越計劃”下應用型大學本科生開展先進制造技術雙語教學的重要性和必要性,針對高速發展的先進制造技術,對雙語用于先進制造技術中教材、教學內容及課內實驗選擇、教學模式及教學手段的確定進行了研究和實踐,并對雙語在先進制造技術實施過程中遇到的問題提出了看法。
關鍵詞 : 卓越計劃;先進制造技術;雙語
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)03-0238-02
基金項目:黑龍江科技大學教學研究項目(JY14-68);黑龍江省教育科學規劃課題(GBD1213014;GBD1213047)。
作者簡介:胡金平(1978-),女,黑龍江哈爾濱人,副教授,碩士,研究方向為先進制造技術、模具設計及制造。
0 引言
2010年6月我國教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)的試點工作[1]。這對大學本科生國際化教育培養提出明確的、更高的要求。普通高校要著力培養具有較強工程實踐能力、創新能力和良好綜合素質的優秀工程應用型人才,提升學生跨文化環境下的交流、參與國際競爭、合作能力[2],行之有效的途徑就是實施雙語教學。雙語教學的研究是個舊課題,在卓越工程師教育背景下開展“先進制造技術”雙語教學是一個新課題,研究和實踐先進制造技術雙語教學具有重大意義。
1 教材的選擇及教學內容的組織
1.1 教材的選擇 開展專業課的雙語教學,教材的選用尤為重要。結合“卓越計劃”和“先進制造技術”課程目標,課程組選擇了美國Pearson Education出版的美國加州大學Paul Kenneth Wright教授主編的21st Century Manufacturing 英語原版教材,但考慮其價格昂貴,最后選定北京清華大學影印原版出版的該書作為教材。該教材符合本課程的內容要求和雙語教學的語言要求。原版教材一般側重啟發學生的思考能力和實踐能力,但是國外教材的內容與現行的教學計劃不能完全融合[3]。所以,精選中文參考教材供學生課后閱讀使用,幫助學生消化吸收。
1.2 教學內容的確定 “先進制造技術”課程是一門動態發展的課程,因此,隨著新科技、新理念的不斷出現,教學內容需要不斷充實和更新。針對先進制造技術的先進性、前沿性、國際化等特點,課程組將教學內容進行整合,另其教學內容與重點隨著相關支撐技術的進步而發展,圍繞“卓越計劃”,深入開展教學內容改革。將教師高水平科研成果融入教學內容,理論聯系實際,做到重視基礎、兼顧前沿。按照課程大綱要求,將本課程設置為36學時。
1.3 課內實驗的選取 先進制造技術課內實驗環節精選了4個實驗,實驗學時為8學時,包括:高速加工認識實驗,柔性制造系統實驗,逆向工程數據的采集和處理以及快速原型制造實驗。實驗依托我校先進設備,將科研內容轉化為實驗內容,不斷更新教學實驗內容,按照“卓越計劃”要求進行培養,培養學生解決先進制造技術中工程問題的動手能力。將高水平研究成果、國內外研究動向以及科學方法融入實驗教學,為培養創新型、實踐型人才奠定堅實基礎。
2 選擇合理的教學模式
在卓越工程師教育背景下,雙語教學需要創新教學形式和教學模式。目前,高校針對課程的雙語教學模式主要有三種[4,5]:①沉浸型雙語教學模式(immersion bilingual education),即采用外文教材,在課堂上全部使用外文教學。該教學模式無論是對學生還是對教師的英語水平都有相當高的要求,筆者在香港中文大學參加雙語教學研討班時,香港中文大學就是采用該模式;②過渡型雙語教學模式(transitional bilingual education),即在課堂上根據學生英語能力情況按照適度的雙語比例進行教學。本課程采用該種雙語教學模式;③維持式雙語教學模式(maintenance bilingual education),該模式不適合“卓越計劃”的要求。本課程授課對象為本科大四學生,他們已具備一定的專業知識和英語水平,學習過機械專業英語,但是二者截然不同,筆者也講授過機械專業英語。結合黑龍江科技大學機械工程學院的自身狀況,采用的雙語教學模式是課程的講授過程中更注重中文和英語的結合使用,英語授課內容為50%,使用英語教材,中文教材作為輔助教材,教師自己制作英文多媒體課件,課后讓學生閱讀相關英語文獻后,用中文寫閱讀報告。
3 教學手段和教學方法的研究與實踐
由于該課程內容涉及面極廣,必須對教學方法和手段進行優化,否則不可能完成大綱規定的教學內容。因此要充分利用現代教學手段,提高課堂效率。先進制造技術是校級精品課程,其雙語教學是在多媒體環境下完成的,課程組成員精心制作了雙語課程的多媒體課件。課件文字采用英文,少而精,并結合大量圖片、動畫和英語視頻,給學生展示出栩栩如生的畫面,把復雜而難以理解的科學原理和前沿變得簡單易懂,并結合適當的英文板書,有效地提高了學生的學習興趣和課堂教學效果,從而提高教學效率。另外,學生課前預習、課堂討論等多種方式相結合,學生還可以登陸課程網站瀏覽大量相關內容,與老師在線交流,有利于培養面向世界、面向未來的卓越工程師?!白吭接媱潯敝刂赋鲆囵B創新型、應用型的工程技術人才,所以需要在課程考核上進行改革。以往的課程考試全部是理論考試,多數采取閉卷答題形式,考分的高低不能完全體現出學生的真正水平,不適合雙語教學。針對以上要求,在考核方式上采用出勤,課堂回答問題,課內實驗,閱讀報告、課堂討論小組打分,學生自評、互評和教師評分相結合,收到了較好的效果。
4 結束語
黑龍江科技大學機械專業先進制造技術雙語教學已經實施了多年,從對學生的問卷調查和多方反饋的意見來看,絕大部分同學還是支持和認同開展先進制造技術雙語教學的,對本門課程實施雙語教學前后效果進行了對比,結果表明采用的雙語教學模式的可行性和有效性?!跋冗M制造技術”課程雙語教學,不僅要求教師對專業知識精通,還要求具備較強的外語專業表達能力,學生也有一個理解和適用的過程,因此是一個循序漸進,不斷深化的過程。雙語教學是人才培養國際化的必經之路,是達到“卓越計劃”要求的重要手段。
參考文獻:
[1]王燕燕.西部地方高校雙語教學的研究與實踐[J].機械管理開發,2013(3):149-151.
[2]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準詮釋[J].高等工程教育研究,2014(1):12-22.
[3]曹自洋.“機械制造技術”課程雙語教學探討中國電力教育[J].2013(19):82,92.