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摘 要:随着社会发展,人们对产品要求也发生了很大的变化。首先从柔性制造、虚拟制造、敏捷制造、并行工程和计算机集成制造五个方面对现代机械制造技术进行了分析,并总结了现代制造技术的特征。
关键词:现代机械制造技术;现状;发展趋势
引 言:
现代制造技术是一个集成了计算机技术、信息技术和集成化制造技术,以及许多其他的科学技术成果和技术集成。它是包含了从物质流、信息流到能量流的一个完整的系统工程,涉及产品的设计、批量化的生产模式、工艺制造过程、销售使用、售后服务乃至于回收再生等整个产品的全生命周期。现代机械制造技术凭借其本身具有的智能化、系统化和高效化的优点,给人类的生活方式、生产方式以及经营管理模式带来了翻天覆地的变化,可以这样说,制造企业要想取得丰厚的回报,想赢得市场的青睐,就必须采用先进的现代机械制造技术。现代机械制造技术对提高产品质量和生产效率,促使产品向着多样化方向发展具有重要的现实意义。
一、现代机械制造技术的发展历程
机械制造技术作为国家工业体系的重要基础,它的创新对国民经济的发展有重要的推动作用。机械制造技术从其产生至今,按照制造模式的变化,可以将其概括为以下五类:a. 以早期手工制造为标志的劳动密集型制造技术;b.以大量制造设备集中、运用大批量流水线生产方式为标志的设备密集型制造技术;c. 采用机电一体化设备进行加工制造的信息密集型制造技术;d. 以计算机集成制造和柔性制造为代表的知识密集型制造技术;e. 以敏捷制造和智能制造为代表的智能密集型制造技术。而现代机械制造技术是在传统机械制造技术发展的基础上,融合了计算机技术、自动化控制技术和信息技术等现代高新科技,包含电子、信息、管理、机械和材料等在内的一门交叉性学科。现代机械制造技术与传统的机械制造技术相比,其内涵和外延都有了质的飞跃,为机械制造这一行业的发展带来了勃勃生机。
二、现代机械制造技术的现状分析
随着经济全球化的发展,市场竞争变得更加剧烈,一个国家制造水平的高低直接决定着其在全球化市场中的竞争力。以现代制造技术的发展来看,它的主要特征主要体现在柔性化、敏捷化、集成化和智能化等等方面。
(1)柔性制造。所谓柔性制造系统(FMS)是通过成组技术等手段将多组柔性制造单元用自动化物流系统联接而成,其特点是可以完成变批量的自动化制造任务。显而易见,因为以成组技术为基础,柔性制造系统可以在一定范围内,根据成组对象来确定工艺过程,并选择与工艺过程相适应的柔性制造单元进行批量生产,所以柔性制造系统相对于传统的机械制造系统而言,其对市场的反应和适应能力得到了大大加强。这里需要提及的是,柔性制造技术的柔性有一定的适用范围,当加工产品的规格和类型与系统所能加工的产品相差太大时,柔性制造系统将无法加工。
(2)虚拟制造。虚拟制造技术是通过计算机对产品的全生命周期进行建模和仿真,具体包括对产品的设计、制造、装配和检验等过程的模拟。通过虚拟制造技术,制造企业可以实现对生产资源的最优化配置,从而为缩短产品的研制周期、取得市场的竞争优势打下坚实的基础。虚拟制造技术的最大特点就是改变了产品的生产制造模式,尤其是避免了试制这一过程所带来的成本和时间上的浪费,其优势包括以下四点:1)极大地缩短了产品的研制周期、降低了研制成本;2)提高了新产品的研发效率,使企业对市场的适应能力空前加强;3)可以根据仿真过程中碰到的问题对制造系统进行优化调整,从而提高生产效率;4)可以通过仿真的方式为客户提供一个直观的产品印象,方便修改和产品报价。
(3)敏捷制造。敏捷制造通常以虚拟制造为实现途径,通过其建立的共同基础结构,可以对市场的变化作出迅速响应。敏捷制造与传统制造技术相比,其生产效率更高、制造成本更低,对制造设备的利用率更高,但其实施费用也相对较高,目前并未大范围的进行应用。
(4)并行工程。并行工程是指在产品的设计阶段就对产品的制造、装配、使用和售后等环节的内容进行同步考虑,对产品全生命周期的各个过程进行并行化处理的系统方案和综合技术,并行工程绝不仅仅只涵盖了产品的设计阶段,它是一种对产品全生命周期中可能出现的问题都进行了监测的机械制造技术。显而易见,并行工程有效地避免了产品研制过程中出现的反复试制现象,对缩短产品研制周期,甚至于实现一次性研发成功具有重要的理论和实际价值。
(5)CIMS。从宏观角度来说,CIMS(计算机集成制造系统)是一种基于现代化生产理念指导下制造企业信息化、集成化、柔性化以及智能化的方向、理论和方法,它没有一种固定的模式,通常由生产管理经营分系统、工程设计分系统、制造自动化分系统、质量保障分系统、计算机网络系统和数据库管理系统六部分组成,其目的是要实现信息集成,以促使企业产品的研制能力和整体管理水平的提高。当然,CIMS 的实施成本较高,大多数企业应该根据自己的实际情况,针对瓶颈进行重点投资,在充分利用已有资源的基础上,实现局部的信息化,从而为企业带来良好的收益。
三、现代机械制造技术的特征
第一点,是面向未来的技术,现代机械制造技术是制造技术发展的最新阶段,是在充分继承以往制造技术的基础上,对各种高新技术进行充分吸收后的成果,所以它有明确的应用领域和应用方向,具备前瞻性,是面向未来的技术。
第二点,是面向工业应用的技术,现代机械制造技术应该对工业生产具有实际的指导作用,它不局限于传统制造技术的概念,除了制造过程本身外,还涵盖了产品的全生命周期,是一个将企业生产过程中的各个环节进行有效整合的综合性技术,目的是为了提高制造业的综合经济效益。
第三点,是掌控生产过程的系统工程,现代机械制造技术通过强调信息技术、自动化技术、智能化技术等高新科技在产品全生命周期中的应用,有效地掌控了生产过程中的物质流、信息流和能量流,具有系统工程的特征。
第四点,是面向全球竞争的技术,现代机械制造技术是受市场竞争驱动而出现的,所以应该帮助制造企业更好地适应市场。一个国家的现代制造技术水平则必须满足能够有效支持该国制造业在全球市场上的竞争力。
四、现代机械制造技术的发展趋势
(1)全球化。国内和国际市场竞争的加剧以及通讯交通技术的发展,都快速的把制造企业推向既存在竞争关系又相互合作的方向发展,这两个方面互相作用,已经成为了推动制造业全球化的直接动力。
(2)网络化。产品设计、材料选择、加工制造、产品销售、售后维护都可以跨越地域甚至国界进行。其次,网络技术的快速发展也加速了新技术和管理模式的传播,促进了企业之间的交流。
(3)虚拟化。通过对产品设计过程和制造过程的虚拟化,用对产品全生命周期的计算机仿真结果代替实际试制,从而有效地减少了产品的开发风险和研发成本,缩短了新产品的研发周期,使企业可以把更多的精力集中在产品创新而非成本控制上。
(4)自动化。以智能化技术的发展为契机,自动化控制技术取得了质的飞跃。对制造加工过程实行自动化控制对提高控制质量、释放人力资源具有重要的意义。以自动控制代替人为控制具有控制响应快、控制效率高的天然优势,可以这样说,无人化是现代机械制造技术的发展目标。
(5)基于云的理念——云制造。云制造是面向服务的网络化制造新模式,它把制造资源作为一种服务通过云平台向广大用户提供,真正地实现了为用户提供可随时获取、按需使用、优质价廉的各类制造服务,其对制造资源共享和分配模式的创新开创了现代机械制造技术的新篇章。
五、结束语
综上所述,机械制造业既有一定基础,但在各方面还存在不足。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,为了在未来的全球化市场竞争中立于不败之地,我国研究和发展先进制造技术势在必行。
关键词:现代机械制造技术;现状;发展趋势
引 言:
现代制造技术是一个集成了计算机技术、信息技术和集成化制造技术,以及许多其他的科学技术成果和技术集成。它是包含了从物质流、信息流到能量流的一个完整的系统工程,涉及产品的设计、批量化的生产模式、工艺制造过程、销售使用、售后服务乃至于回收再生等整个产品的全生命周期。现代机械制造技术凭借其本身具有的智能化、系统化和高效化的优点,给人类的生活方式、生产方式以及经营管理模式带来了翻天覆地的变化,可以这样说,制造企业要想取得丰厚的回报,想赢得市场的青睐,就必须采用先进的现代机械制造技术。现代机械制造技术对提高产品质量和生产效率,促使产品向着多样化方向发展具有重要的现实意义。
一、现代机械制造技术的发展历程
机械制造技术作为国家工业体系的重要基础,它的创新对国民经济的发展有重要的推动作用。机械制造技术从其产生至今,按照制造模式的变化,可以将其概括为以下五类:a. 以早期手工制造为标志的劳动密集型制造技术;b.以大量制造设备集中、运用大批量流水线生产方式为标志的设备密集型制造技术;c. 采用机电一体化设备进行加工制造的信息密集型制造技术;d. 以计算机集成制造和柔性制造为代表的知识密集型制造技术;e. 以敏捷制造和智能制造为代表的智能密集型制造技术。而现代机械制造技术是在传统机械制造技术发展的基础上,融合了计算机技术、自动化控制技术和信息技术等现代高新科技,包含电子、信息、管理、机械和材料等在内的一门交叉性学科。现代机械制造技术与传统的机械制造技术相比,其内涵和外延都有了质的飞跃,为机械制造这一行业的发展带来了勃勃生机。
二、现代机械制造技术的现状分析
随着经济全球化的发展,市场竞争变得更加剧烈,一个国家制造水平的高低直接决定着其在全球化市场中的竞争力。以现代制造技术的发展来看,它的主要特征主要体现在柔性化、敏捷化、集成化和智能化等等方面。
(1)柔性制造。所谓柔性制造系统(FMS)是通过成组技术等手段将多组柔性制造单元用自动化物流系统联接而成,其特点是可以完成变批量的自动化制造任务。显而易见,因为以成组技术为基础,柔性制造系统可以在一定范围内,根据成组对象来确定工艺过程,并选择与工艺过程相适应的柔性制造单元进行批量生产,所以柔性制造系统相对于传统的机械制造系统而言,其对市场的反应和适应能力得到了大大加强。这里需要提及的是,柔性制造技术的柔性有一定的适用范围,当加工产品的规格和类型与系统所能加工的产品相差太大时,柔性制造系统将无法加工。
(2)虚拟制造。虚拟制造技术是通过计算机对产品的全生命周期进行建模和仿真,具体包括对产品的设计、制造、装配和检验等过程的模拟。通过虚拟制造技术,制造企业可以实现对生产资源的最优化配置,从而为缩短产品的研制周期、取得市场的竞争优势打下坚实的基础。虚拟制造技术的最大特点就是改变了产品的生产制造模式,尤其是避免了试制这一过程所带来的成本和时间上的浪费,其优势包括以下四点:1)极大地缩短了产品的研制周期、降低了研制成本;2)提高了新产品的研发效率,使企业对市场的适应能力空前加强;3)可以根据仿真过程中碰到的问题对制造系统进行优化调整,从而提高生产效率;4)可以通过仿真的方式为客户提供一个直观的产品印象,方便修改和产品报价。
(3)敏捷制造。敏捷制造通常以虚拟制造为实现途径,通过其建立的共同基础结构,可以对市场的变化作出迅速响应。敏捷制造与传统制造技术相比,其生产效率更高、制造成本更低,对制造设备的利用率更高,但其实施费用也相对较高,目前并未大范围的进行应用。
(4)并行工程。并行工程是指在产品的设计阶段就对产品的制造、装配、使用和售后等环节的内容进行同步考虑,对产品全生命周期的各个过程进行并行化处理的系统方案和综合技术,并行工程绝不仅仅只涵盖了产品的设计阶段,它是一种对产品全生命周期中可能出现的问题都进行了监测的机械制造技术。显而易见,并行工程有效地避免了产品研制过程中出现的反复试制现象,对缩短产品研制周期,甚至于实现一次性研发成功具有重要的理论和实际价值。
(5)CIMS。从宏观角度来说,CIMS(计算机集成制造系统)是一种基于现代化生产理念指导下制造企业信息化、集成化、柔性化以及智能化的方向、理论和方法,它没有一种固定的模式,通常由生产管理经营分系统、工程设计分系统、制造自动化分系统、质量保障分系统、计算机网络系统和数据库管理系统六部分组成,其目的是要实现信息集成,以促使企业产品的研制能力和整体管理水平的提高。当然,CIMS 的实施成本较高,大多数企业应该根据自己的实际情况,针对瓶颈进行重点投资,在充分利用已有资源的基础上,实现局部的信息化,从而为企业带来良好的收益。
三、现代机械制造技术的特征
第一点,是面向未来的技术,现代机械制造技术是制造技术发展的最新阶段,是在充分继承以往制造技术的基础上,对各种高新技术进行充分吸收后的成果,所以它有明确的应用领域和应用方向,具备前瞻性,是面向未来的技术。
第二点,是面向工业应用的技术,现代机械制造技术应该对工业生产具有实际的指导作用,它不局限于传统制造技术的概念,除了制造过程本身外,还涵盖了产品的全生命周期,是一个将企业生产过程中的各个环节进行有效整合的综合性技术,目的是为了提高制造业的综合经济效益。
第三点,是掌控生产过程的系统工程,现代机械制造技术通过强调信息技术、自动化技术、智能化技术等高新科技在产品全生命周期中的应用,有效地掌控了生产过程中的物质流、信息流和能量流,具有系统工程的特征。
第四点,是面向全球竞争的技术,现代机械制造技术是受市场竞争驱动而出现的,所以应该帮助制造企业更好地适应市场。一个国家的现代制造技术水平则必须满足能够有效支持该国制造业在全球市场上的竞争力。
四、现代机械制造技术的发展趋势
(1)全球化。国内和国际市场竞争的加剧以及通讯交通技术的发展,都快速的把制造企业推向既存在竞争关系又相互合作的方向发展,这两个方面互相作用,已经成为了推动制造业全球化的直接动力。
(2)网络化。产品设计、材料选择、加工制造、产品销售、售后维护都可以跨越地域甚至国界进行。其次,网络技术的快速发展也加速了新技术和管理模式的传播,促进了企业之间的交流。
(3)虚拟化。通过对产品设计过程和制造过程的虚拟化,用对产品全生命周期的计算机仿真结果代替实际试制,从而有效地减少了产品的开发风险和研发成本,缩短了新产品的研发周期,使企业可以把更多的精力集中在产品创新而非成本控制上。
(4)自动化。以智能化技术的发展为契机,自动化控制技术取得了质的飞跃。对制造加工过程实行自动化控制对提高控制质量、释放人力资源具有重要的意义。以自动控制代替人为控制具有控制响应快、控制效率高的天然优势,可以这样说,无人化是现代机械制造技术的发展目标。
(5)基于云的理念——云制造。云制造是面向服务的网络化制造新模式,它把制造资源作为一种服务通过云平台向广大用户提供,真正地实现了为用户提供可随时获取、按需使用、优质价廉的各类制造服务,其对制造资源共享和分配模式的创新开创了现代机械制造技术的新篇章。
五、结束语
综上所述,机械制造业既有一定基础,但在各方面还存在不足。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,为了在未来的全球化市场竞争中立于不败之地,我国研究和发展先进制造技术势在必行。