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摘要：机械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。本文对我国机械制造技术的现状及技术特点进行了分析，并简述了21世纪机械制造技术的发展方向。
关键词：机械制造技术特点 发展方向
中图分类号： TH16 文献标识码： A
引言
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。制造业良好的发展能促进我国经济的高速发展，制造技术又是制造业发展的基础与根基，机械制造技术更是重中之重，现代制造技术有赖于相关产业的技术支持，在现代制造技术中，先进的制造技术的发展以计算机技术为基础，融合了能源类、信息技术类、电子产品类、材料类、现代管理技术等等相关技术成果。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
自改革开放以来，我国的机械制造技术获得了长足的进步和发展。表现出了较高的机械制造水平，机械制造整个行业的水平及其产品的质量和总量都在迅速提升。但是，纵观目前国内的机械制造市场，我国拥有独立产权的机械制造技术的产品和品牌仍然不多。随着信息技术革命的展开，计算机技术的普及，以前，我国仅有部分企业采用计算机辅助，还有很多中小企业仍然采用经验管理体系。近年来，我国企业多采用计算机进行设计管理，但仍然与发达国家的机械制造技术方面有着巨大的差距，发达国家大部分都采用机械制造自动化系统，各种全新的自动化制造系统大大提高了制造工艺的准确性及生产效率。这些技术和管理反差大大削弱了我们的竞争力。我国制造工艺的落后也放缓了机械制造技术的发展，发达的国家大都采用精细、高精密、微细、激光、纳米等技术和前沿加工方法，但这些技术在我国的使用率不高。
我国加入世贸组织后，机械制造业的市场不可避免地将要参与全球化，将不再局限于自产自销，而需要更多地参与国际市场的竞争。而市场的全面开放，带来的是众多发达国家利用其制造业的先进技术来抢占中国市场，使资本扩张到我国，倾销其高质量的机械制造业产品。在这样竞争激烈的市场情景中，我们必须不断更新制造技术来适应日新月异的技术竞争。想要在机遇与挑战中脱颖而出，势必要具备高质量、高品质、高技术的制造业产品。从世界经济的走势来看，机械制造技术的发展速度已经很大程度上决定了一个国家经济发展的速度，也是衡量国家科技发展水平的重要标准。我们也可以这样说，没有创造、更新制造技术的国家是缺乏竞争力的国家。
近几年发达国家的尖端机械制造技术不断涌现，我国的机械制造技术虽然发展迅速，但是仍然相对落后。由于我国制造技术的起步晚，技术更新换代较慢，尖端制造业人才流失等因素影响，我国现有的制造业产品品种相对较少、技术含量不高、质量得不到保障、使用前期故障频发，这样的现状警示我们距离发达国家的机械制造技术的差距还很大，这些问题同样导致重大的技术设备只能依赖进口，内需达不到标准。
二、现阶段我国机械制造的技术特点
近十幾年来， 我国大力推广应用CIMS（计算机集成制造系统）技术，20世纪90年代初期已建成研究环境，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室[1]。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专题。各项研究均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。
但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，因底层(车间层) 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。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，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。我们在看到国际上制造业发展趋势的同时，还要立足于我国的实际情况，扎扎实实地把基础自动化工作搞上去，才能在稳步前进的基础上开展制造业自动化系统的研究与应用。
为使我国尽快走向工厂自动化，促进中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争，著名学者张曙教授认为在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度出发，提出了“独立制造岛” 的新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT (成组技术)为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间，权力下放，综合治理，并以获经济效益为主要目标[2]。
在近几年， 已有一些大中型骨干企业实施了工厂CIMS工程，如成都飞机工业公司以国家CIMS实验工程为技术依托，和清华大学、南京航空航天大学、西北工业大学等单位合作开发了计算机集成制造系统工程。在公司的计算机网络和分布式数据库支持下，由管理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和车间自动化系统有机集成，形成了一个计算机辅助经营、设计、管理、制造的初步集成系统，以满足航空产品研制和多品种小批量生产的需要。
原中国石油天然气总公司从1995年起，便在江汉钻头厂实施CIMS工程， 其中一期工程已于1996年完成，在2000年完成了二期工程。两期工程实施以来该厂各年度净利润增长明显[3]。
三、我国机械制造技术的未来发展趋势
（一）绿色化
已经颁布实施的ISO9000系列国际质量标准和ISO14000国际环保标准为制造业提出了一个新的课题，就是快速实现制造的绿色化。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) 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， 同时原材料和能源的利用效率能达到最高 。如何最有效地利用资源和最低限度的产生环境污染，是摆在制造企业面前的一个重大课题。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现，也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。目前绿色制造技术有以下几个方面。
(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。
以上这些技术之所以都被归于绿色制造工艺，是因为这些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。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，实现绿色制造。
上述的各项技术都是从企业内部自身出发的，企业无疑是绿色技术产业化的主体，但绿色技术独特的价值品性使其很难以自发的形式展开，而需要广泛的外部推动。尤其是政府、行业协会、民间非政府组织和市场的推动。正如我国学者肖峰所言：“一种技术的特质和形式是技术形成过程中多种社会前提条件的结果。这些社会性的前提条件, 包括我们的体制、习惯、价值、组织、思想和风俗等等, 都是强有力的力量, 它们以独特的方式塑造了我们的技术。”[4]
（二）全球化
制造的全球化， 可以说是21世纪机械制造业自动化最重要的发展趋势。
近年来，在各种工业领域中，国际化经营不仅成为大公司而且已是中小规模企业取得成功的重要因素。这一方面，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， 由于网络通讯技术的快速发展，提供了技术信息交流、产品开发和经营管理的国际化手段，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问市场的竞争。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、标准化和集成化。
由于网络通讯技术的迅速发展和普及，正在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，实现制造的全球化。
第二个技術基础是集成化与标准化。异地制造实际上是实现产品信息集成、功能集成、过程集成和企业集成。实现集成的基础与关键是标准化，可以说没有标准化就没有全球化。
（三）虚拟化
虚拟化是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。
产品设计中的拟实技术指面向产品的结构和性能分析技术，以优化产品本身性能和成本为目标，包括产品的运动仿真和干涉检验、动力学分析、造型设计、人机工程学分析、强度和刚度有限元计算等。
制造过程中的虚拟技术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。虚拟化软件则有可能形成21世纪大的软件产业。
参考文献
[1]谭学深．浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向．中国科技信息，2008(15)：117—119．
[2]王国栋．我国先进机械制造技术的创新及发展趋势．技术与创新管理，2008(3)229—230．
[3]杨建伟．试论当今机械制造技术的发展现状．硅谷，2008(17)：89．
[4]肖峰．论技术的社会形成．中国社会科学，2002，(6)
关键词：机械制造技术特点 发展方向
中图分类号： TH16 文献标识码： A
引言
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。制造业良好的发展能促进我国经济的高速发展，制造技术又是制造业发展的基础与根基，机械制造技术更是重中之重，现代制造技术有赖于相关产业的技术支持，在现代制造技术中，先进的制造技术的发展以计算机技术为基础，融合了能源类、信息技术类、电子产品类、材料类、现代管理技术等等相关技术成果。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
自改革开放以来，我国的机械制造技术获得了长足的进步和发展。表现出了较高的机械制造水平，机械制造整个行业的水平及其产品的质量和总量都在迅速提升。但是，纵观目前国内的机械制造市场，我国拥有独立产权的机械制造技术的产品和品牌仍然不多。随着信息技术革命的展开，计算机技术的普及，以前，我国仅有部分企业采用计算机辅助，还有很多中小企业仍然采用经验管理体系。近年来，我国企业多采用计算机进行设计管理，但仍然与发达国家的机械制造技术方面有着巨大的差距，发达国家大部分都采用机械制造自动化系统，各种全新的自动化制造系统大大提高了制造工艺的准确性及生产效率。这些技术和管理反差大大削弱了我们的竞争力。我国制造工艺的落后也放缓了机械制造技术的发展，发达的国家大都采用精细、高精密、微细、激光、纳米等技术和前沿加工方法，但这些技术在我国的使用率不高。
我国加入世贸组织后，机械制造业的市场不可避免地将要参与全球化，将不再局限于自产自销，而需要更多地参与国际市场的竞争。而市场的全面开放，带来的是众多发达国家利用其制造业的先进技术来抢占中国市场，使资本扩张到我国，倾销其高质量的机械制造业产品。在这样竞争激烈的市场情景中，我们必须不断更新制造技术来适应日新月异的技术竞争。想要在机遇与挑战中脱颖而出，势必要具备高质量、高品质、高技术的制造业产品。从世界经济的走势来看，机械制造技术的发展速度已经很大程度上决定了一个国家经济发展的速度，也是衡量国家科技发展水平的重要标准。我们也可以这样说，没有创造、更新制造技术的国家是缺乏竞争力的国家。
近几年发达国家的尖端机械制造技术不断涌现，我国的机械制造技术虽然发展迅速，但是仍然相对落后。由于我国制造技术的起步晚，技术更新换代较慢，尖端制造业人才流失等因素影响，我国现有的制造业产品品种相对较少、技术含量不高、质量得不到保障、使用前期故障频发，这样的现状警示我们距离发达国家的机械制造技术的差距还很大，这些问题同样导致重大的技术设备只能依赖进口，内需达不到标准。
二、现阶段我国机械制造的技术特点
近十幾年来， 我国大力推广应用CIMS（计算机集成制造系统）技术，20世纪90年代初期已建成研究环境，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室[1]。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专题。各项研究均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。
但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，因底层(车间层) 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。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，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。我们在看到国际上制造业发展趋势的同时，还要立足于我国的实际情况，扎扎实实地把基础自动化工作搞上去，才能在稳步前进的基础上开展制造业自动化系统的研究与应用。
为使我国尽快走向工厂自动化，促进中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争，著名学者张曙教授认为在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度出发，提出了“独立制造岛” 的新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT (成组技术)为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间，权力下放，综合治理，并以获经济效益为主要目标[2]。
在近几年， 已有一些大中型骨干企业实施了工厂CIMS工程，如成都飞机工业公司以国家CIMS实验工程为技术依托，和清华大学、南京航空航天大学、西北工业大学等单位合作开发了计算机集成制造系统工程。在公司的计算机网络和分布式数据库支持下，由管理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和车间自动化系统有机集成，形成了一个计算机辅助经营、设计、管理、制造的初步集成系统，以满足航空产品研制和多品种小批量生产的需要。
原中国石油天然气总公司从1995年起，便在江汉钻头厂实施CIMS工程， 其中一期工程已于1996年完成，在2000年完成了二期工程。两期工程实施以来该厂各年度净利润增长明显[3]。
三、我国机械制造技术的未来发展趋势
（一）绿色化
已经颁布实施的ISO9000系列国际质量标准和ISO14000国际环保标准为制造业提出了一个新的课题，就是快速实现制造的绿色化。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) 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， 同时原材料和能源的利用效率能达到最高 。如何最有效地利用资源和最低限度的产生环境污染，是摆在制造企业面前的一个重大课题。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现，也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。目前绿色制造技术有以下几个方面。
(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。
以上这些技术之所以都被归于绿色制造工艺，是因为这些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。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，实现绿色制造。
上述的各项技术都是从企业内部自身出发的，企业无疑是绿色技术产业化的主体，但绿色技术独特的价值品性使其很难以自发的形式展开，而需要广泛的外部推动。尤其是政府、行业协会、民间非政府组织和市场的推动。正如我国学者肖峰所言：“一种技术的特质和形式是技术形成过程中多种社会前提条件的结果。这些社会性的前提条件, 包括我们的体制、习惯、价值、组织、思想和风俗等等, 都是强有力的力量, 它们以独特的方式塑造了我们的技术。”[4]
（二）全球化
制造的全球化， 可以说是21世纪机械制造业自动化最重要的发展趋势。
近年来，在各种工业领域中，国际化经营不仅成为大公司而且已是中小规模企业取得成功的重要因素。这一方面，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， 由于网络通讯技术的快速发展，提供了技术信息交流、产品开发和经营管理的国际化手段，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问市场的竞争。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、标准化和集成化。
由于网络通讯技术的迅速发展和普及，正在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，实现制造的全球化。
第二个技術基础是集成化与标准化。异地制造实际上是实现产品信息集成、功能集成、过程集成和企业集成。实现集成的基础与关键是标准化，可以说没有标准化就没有全球化。
（三）虚拟化
虚拟化是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。
产品设计中的拟实技术指面向产品的结构和性能分析技术，以优化产品本身性能和成本为目标，包括产品的运动仿真和干涉检验、动力学分析、造型设计、人机工程学分析、强度和刚度有限元计算等。
制造过程中的虚拟技术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。虚拟化软件则有可能形成21世纪大的软件产业。
参考文献
[1]谭学深．浅谈我国机械制造技术的现状及发展方向．中国科技信息，2008(15)：117—119．
[2]王国栋．我国先进机械制造技术的创新及发展趋势．技术与创新管理，2008(3)229—230．
[3]杨建伟．试论当今机械制造技术的发展现状．硅谷，2008(17)：89．
[4]肖峰．论技术的社会形成．中国社会科学，2002，(6)