论文部分内容阅读
随着机械产品国际市场竞争的日益加剧，各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中，作为竞争取胜的重要手段。本文就目前机械制造业高新技术的发展与应用作一综述，以引起各方面的关注。
一、机械制造业的地位
国民经济中的任何行业的发展，必须依靠机械制造业的支持并提供装备。在国民经济生产力构成中，制造技术的作用占60%以上。美国认为社会财富的来源机械制造业占68%。当今制造科学、信息科学、材料科学、生物科学等四大支柱科学相互依存，但后三种科学必须依靠制造科学才能形成产业和创造社会物质财富。而制造科学的发展也必须依靠信息、材料和生物科学的发展，机械制造业是任何其他高新技术实现工业价值的最佳集合点。例如，快速原型成型机、虚拟轴机床、智能结构与系统等。
从美国来看，自二次世界大战以来，美国对机械制造业的发展十分重视。从50年代以来，在美国大学中设置工业工程专业，培养机械制造系统人才，着眼于世界市场竞争，企图霸占国际制造业市场。50年代初，当第一台数控机床在美国麻省理工学院诞生以后，美国在机械制造业中采取的主导政策是走数控和计算机群控，实现机械制造业中占主导地位的中小批量生产自动化的道路，以提高生产效率。但实践证明这一策略未能奏效，在机械制造业的国际竞争中，德国和日本是胜利者。70年代转向吸取德、日经验，使中、小批量生产通过成组技术（GT）实现生产系统柔性化和自动化。1979年美国国会通过议案拨款发展柔性化制造系统，并于80年代末完成了高度柔性化的全自动化小型工厂（small work）标准化工作，并向中小型企业推广。但由于忽略了市场的多变性和人的因素的作用，在与德、日的竞争中未能占上风，一度认为机械制造业已成“夕阳工业”。通过10年論证，从概念上实现了从柔性制造到敏捷制造的转化，把宏观的国际市场需求与具体的公司生产密切结合，充分发挥人的因素，形成对市场的快速反映，提出了“敏捷”制造的新概念。
二、机械制造业的发展趋势
机械制造业在国际市场的激烈竞争中，美国屡屡受挫。70年代后，机械制造业被看成是“夕阳工业”。产业衰退，巨额贸易赤字，经济空前滑坡，有关工业竞争“关键问题”讨论将近10年。1986年在美国科学技术基金会（NSF）支持下，麻省理工学院（MIT）深入研究衰退原因和振兴对策，认为产品在上市的时间（T）、质量（Q）、成本（C）和服务（S）等产品竞争四大关键因素中，质量已不再是市场竞争的最大优势。创新周期缩短和全球化市场的形成，企业面临着不可预测和不断变化的市场，只有快速响应市场需求，提供满足用户个性需求的产品，才能在竞争中取胜。1988年美国通用汽车公司（GM）与李海大学（Lehigh University）工业工程系共同提出一种新的制造企业战略——敏捷制造（Agile Manufacturing），并成立了国家制造科学中心（NCMS）和制造信息资源中心（MIRC），得到国家自然科学基金会、国防部、商业部和众多公司支持，经国会听证后向联邦政府提出建议。现在由政府部门主持、企业与大学共同参与研究、开发和应用，称为21世纪制造企业的战略。
1、机械制造的思路。敏捷性体现在：持续变化性（产品、技术、管理模式）、快速反应性（以适应市场的变化）、质量高标准、低费用。实现敏捷制造条件：设备高度柔性，可编程性和模式化；信息系统标准化和可维护性；人的因素和管理机构。实施方式：虚拟公司、竞争与合作，用户参与设计与制造，兼顾经济效益和社会效益，增加信息服务和系统管理功能。
2、敏捷制造特色。革新制造企业的组织机构、管理策略与制度，建立社会化的虚拟公司；提高从产品设计、制造、销售全过程的整体柔性；在政府部门协调下，企业、高校和科研机构结合；用户参与设计与制造；发挥人的因素（知识、技艺和创造）和信息的作用。但归纳起来，敏捷制造的主要特色是制造柔性和成员间的合作。
三、机械虚拟制造技术
虚拟制造技术是一种新的人机界面形式，它是利用计算机技术、强大的软硬件功能和其它交互设备，在计算机工作平台上，产生一个虚拟环境。应用人类的知识、技术与感知能力，与虚拟世界中的对象进行交互作用，对所要进行的产品设计和生产制造活动进行全面的建模和仿真（包括：产品设计、加工装配、物流、生产计划、组织管理等）。在产品未生产出来前就实际地模拟出产品的设计开发和制造全过程，并对产品性能进行全面模拟试验，预测产品的设计和制造合理性、产品性能和制造周期等，以达到最佳化。使产品的开发生产周期最短、成本最低、质量最佳。
由于虚拟制造技术在面对激烈市场竞争中显示出了巨大的技术优势。因此，目前已为各先进工业国家和公司所极度重视。我国在机械工业部门主持下，已于1998年9月在北京召开了第一次“虚拟制造技术研讨会”，以推进虚拟制造技术在我国的研究和应用。
四、机械制造的软件技术
计算机技术应包括：计算机硬件和软件两大部分。其中软件技术又是充分发挥计算机功能的必要基础条件。可以说只有通过计算机技术（硬件和软件）的应用，一切先进技术才能发挥作用。
本文内容仅涉及了机械制造业中部分高新技术的发展情况，如何将高新技术注入我国的机械制造业中，以产生良好的社会经济效益，观念的改变和体制改革是关键，而应用高新技术改造和开发具有市场竞争能力的新产品，这又是当前改变我国机械制造业面貌的头等大事。克服保守和墨守成规，在政府有关部门主持下，走产学研相结合的道路，这将会使机械制造业走向健康和发展。
（作者单位：哈尔滨啤酒有限公司）
一、机械制造业的地位
国民经济中的任何行业的发展，必须依靠机械制造业的支持并提供装备。在国民经济生产力构成中，制造技术的作用占60%以上。美国认为社会财富的来源机械制造业占68%。当今制造科学、信息科学、材料科学、生物科学等四大支柱科学相互依存，但后三种科学必须依靠制造科学才能形成产业和创造社会物质财富。而制造科学的发展也必须依靠信息、材料和生物科学的发展，机械制造业是任何其他高新技术实现工业价值的最佳集合点。例如，快速原型成型机、虚拟轴机床、智能结构与系统等。
从美国来看，自二次世界大战以来，美国对机械制造业的发展十分重视。从50年代以来，在美国大学中设置工业工程专业，培养机械制造系统人才，着眼于世界市场竞争，企图霸占国际制造业市场。50年代初，当第一台数控机床在美国麻省理工学院诞生以后，美国在机械制造业中采取的主导政策是走数控和计算机群控，实现机械制造业中占主导地位的中小批量生产自动化的道路，以提高生产效率。但实践证明这一策略未能奏效，在机械制造业的国际竞争中，德国和日本是胜利者。70年代转向吸取德、日经验，使中、小批量生产通过成组技术（GT）实现生产系统柔性化和自动化。1979年美国国会通过议案拨款发展柔性化制造系统，并于80年代末完成了高度柔性化的全自动化小型工厂（small work）标准化工作，并向中小型企业推广。但由于忽略了市场的多变性和人的因素的作用，在与德、日的竞争中未能占上风，一度认为机械制造业已成“夕阳工业”。通过10年論证，从概念上实现了从柔性制造到敏捷制造的转化，把宏观的国际市场需求与具体的公司生产密切结合，充分发挥人的因素，形成对市场的快速反映，提出了“敏捷”制造的新概念。
二、机械制造业的发展趋势
机械制造业在国际市场的激烈竞争中，美国屡屡受挫。70年代后，机械制造业被看成是“夕阳工业”。产业衰退，巨额贸易赤字，经济空前滑坡，有关工业竞争“关键问题”讨论将近10年。1986年在美国科学技术基金会（NSF）支持下，麻省理工学院（MIT）深入研究衰退原因和振兴对策，认为产品在上市的时间（T）、质量（Q）、成本（C）和服务（S）等产品竞争四大关键因素中，质量已不再是市场竞争的最大优势。创新周期缩短和全球化市场的形成，企业面临着不可预测和不断变化的市场，只有快速响应市场需求，提供满足用户个性需求的产品，才能在竞争中取胜。1988年美国通用汽车公司（GM）与李海大学（Lehigh University）工业工程系共同提出一种新的制造企业战略——敏捷制造（Agile Manufacturing），并成立了国家制造科学中心（NCMS）和制造信息资源中心（MIRC），得到国家自然科学基金会、国防部、商业部和众多公司支持，经国会听证后向联邦政府提出建议。现在由政府部门主持、企业与大学共同参与研究、开发和应用，称为21世纪制造企业的战略。
1、机械制造的思路。敏捷性体现在：持续变化性（产品、技术、管理模式）、快速反应性（以适应市场的变化）、质量高标准、低费用。实现敏捷制造条件：设备高度柔性，可编程性和模式化；信息系统标准化和可维护性；人的因素和管理机构。实施方式：虚拟公司、竞争与合作，用户参与设计与制造，兼顾经济效益和社会效益，增加信息服务和系统管理功能。
2、敏捷制造特色。革新制造企业的组织机构、管理策略与制度，建立社会化的虚拟公司；提高从产品设计、制造、销售全过程的整体柔性；在政府部门协调下，企业、高校和科研机构结合；用户参与设计与制造；发挥人的因素（知识、技艺和创造）和信息的作用。但归纳起来，敏捷制造的主要特色是制造柔性和成员间的合作。
三、机械虚拟制造技术
虚拟制造技术是一种新的人机界面形式，它是利用计算机技术、强大的软硬件功能和其它交互设备，在计算机工作平台上，产生一个虚拟环境。应用人类的知识、技术与感知能力，与虚拟世界中的对象进行交互作用，对所要进行的产品设计和生产制造活动进行全面的建模和仿真（包括：产品设计、加工装配、物流、生产计划、组织管理等）。在产品未生产出来前就实际地模拟出产品的设计开发和制造全过程，并对产品性能进行全面模拟试验，预测产品的设计和制造合理性、产品性能和制造周期等，以达到最佳化。使产品的开发生产周期最短、成本最低、质量最佳。
由于虚拟制造技术在面对激烈市场竞争中显示出了巨大的技术优势。因此，目前已为各先进工业国家和公司所极度重视。我国在机械工业部门主持下，已于1998年9月在北京召开了第一次“虚拟制造技术研讨会”，以推进虚拟制造技术在我国的研究和应用。
四、机械制造的软件技术
计算机技术应包括：计算机硬件和软件两大部分。其中软件技术又是充分发挥计算机功能的必要基础条件。可以说只有通过计算机技术（硬件和软件）的应用，一切先进技术才能发挥作用。
本文内容仅涉及了机械制造业中部分高新技术的发展情况，如何将高新技术注入我国的机械制造业中，以产生良好的社会经济效益，观念的改变和体制改革是关键，而应用高新技术改造和开发具有市场竞争能力的新产品，这又是当前改变我国机械制造业面貌的头等大事。克服保守和墨守成规，在政府有关部门主持下，走产学研相结合的道路，这将会使机械制造业走向健康和发展。
（作者单位：哈尔滨啤酒有限公司）