現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

王季民

摘要：作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，機(jī)械制造業(yè)是其他經(jīng)濟(jì)行業(yè)發(fā)展的生產(chǎn)途徑，更是彰顯國(guó)家、區(qū)域工業(yè)化水平與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志，不僅對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、國(guó)防及綜合實(shí)力起決定作用，更對(duì)國(guó)家工業(yè)化、現(xiàn)代化進(jìn)程起決定作用。本文在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與組織理論前提下，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的概況及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)；概況；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2016）06-0133-01

1.現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的概況

現(xiàn)代制造技術(shù)意義較為多，通常情況下，現(xiàn)代制造技術(shù)可理解為通過(guò)傳統(tǒng)制造技術(shù)和現(xiàn)代高新技術(shù)充分結(jié)合的產(chǎn)物，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)等，是一個(gè)多樣化一體的新型交叉學(xué)科，其使制造技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的改變。為此，現(xiàn)代制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量現(xiàn)代制造水平的重要指標(biāo)，其能夠?qū)⑷伺c設(shè)備的優(yōu)勢(shì)、潛能充分發(fā)揮出來(lái)，能夠?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)強(qiáng)有力的發(fā)展動(dòng)力。在發(fā)達(dá)國(guó)家其制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展水平已經(jīng)較為成熟，達(dá)到機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化的階段。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品工程與計(jì)算機(jī)仿真等技術(shù)在設(shè)計(jì)產(chǎn)品中極為常見(jiàn)。同時(shí)也選取了較為科學(xué)、規(guī)范的管理模式進(jìn)行企業(yè)管理。在現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展歷程中，其主要包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

1）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)與其軟件，在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)與制造技術(shù)前提下，能夠把制造廠所有生產(chǎn)工作相關(guān)的分散性自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，這就被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，在多品種、中小批量生產(chǎn)的整體效率高、柔性強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。從概念、含義角度分析，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)可歸結(jié)為2方面：（1）功能方面，其能夠涵蓋工廠內(nèi)的所有生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)工作，如預(yù)測(cè)市場(chǎng)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品等，由此可見(jiàn)，與傳統(tǒng)工廠自動(dòng)化相比，其具有更為廣泛的涉及面，同時(shí)該系統(tǒng)也極為復(fù)雜，是工廠自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)；（2）集成方面，其涵蓋的自動(dòng)化不再只是簡(jiǎn)單疊加工廠所有階段的自動(dòng)化，而是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支撐的前提下實(shí)現(xiàn)有效集成。此類(lèi)集成是通過(guò)信息、功能為主要表現(xiàn)方式的技術(shù)集成，也就是信息、功能方面的有機(jī)集成，該技術(shù)的應(yīng)用能夠達(dá)到開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)間縮短、質(zhì)量及品質(zhì)提升的目的，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)成本大幅度降低。

2）智能制造系統(tǒng)。在制造系統(tǒng)內(nèi)充分運(yùn)用大量人工智能技術(shù)，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等，以此對(duì)難度較大的決策問(wèn)題予以處理，進(jìn)而達(dá)到制造系統(tǒng)水平提升的目的，則被稱(chēng)為智能制造系統(tǒng)。人工智能的功能就是對(duì)技能水平高超員工的替代，通過(guò)對(duì)機(jī)械制造工作人員具體實(shí)踐、技能知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，才能對(duì)工作中存在的問(wèn)題進(jìn)行有效解決。人工智能是智能制造系統(tǒng)的核心技術(shù)。

3）并行工程。具體操作中也可將并行工程看作是同步工程，其主要是傳統(tǒng)產(chǎn)品串行開(kāi)發(fā)的流程。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采取集成、并行的系統(tǒng)方法被稱(chēng)為并行工程，此方式規(guī)定在設(shè)計(jì)初期工作人員就必須對(duì)產(chǎn)品整個(gè)存在過(guò)程進(jìn)行充分思考，如生成概念到產(chǎn)品報(bào)廢等，同時(shí)要求對(duì)該過(guò)程內(nèi)的全部影響因素進(jìn)行充分思考，如質(zhì)量、成本等。

4）敏捷制造。敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息集成，其具有標(biāo)準(zhǔn)化與專(zhuān)業(yè)化，在所有企業(yè)連接中其結(jié)構(gòu)形式為分布式，以此進(jìn)行虛擬制造環(huán)境的構(gòu)建。其原則為競(jìng)爭(zhēng)合作，在虛擬制造環(huán)境中合作人可通過(guò)動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行選擇，以此進(jìn)行虛擬企業(yè)構(gòu)建，這樣才能滿足市場(chǎng)發(fā)展變化需求。

2.現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

精密工程技術(shù)與機(jī)械制造高度自動(dòng)化為現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，在本世紀(jì)初超精密加工已實(shí)現(xiàn)1nm的加工精度，同時(shí)，分子束生長(zhǎng)技術(shù)、離子注入技術(shù)與材料合成、掃描隧道工程也達(dá)到了0.3nm～0.1nm加工精度。目前精密工程已經(jīng)逐步邁向原子級(jí)精度加工，換言之，隨著科技的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)原子級(jí)別加工將不遠(yuǎn)了。同樣傳統(tǒng)機(jī)床模式的結(jié)構(gòu)布局已發(fā)生改變，如產(chǎn)品綜合樣本中日本Mazak公司將一種未來(lái)機(jī)床展示出來(lái)，外形方面，此機(jī)床和太空飛行器類(lèi)似，噪音、油污等將給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染的問(wèn)題在此類(lèi)機(jī)床加工過(guò)程中將不再出現(xiàn)。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可歸結(jié)為3方面，全球化、虛擬化與綠色化，這3方面發(fā)展，更能凸顯現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的規(guī)模性、高效性及環(huán)保性，只有不斷創(chuàng)新機(jī)械制造技術(shù)，才能確保機(jī)械制造行業(yè)更快更好的發(fā)展，才能為國(guó)家發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定創(chuàng)建良好的發(fā)展環(huán)境，提供全面技術(shù)支撐。

2.1全球化

步入21世紀(jì)以來(lái)，機(jī)械制造行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的主要方向就是制造全球化。尤其是經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，無(wú)論是大企業(yè)、還是小公司都逐步與國(guó)際接軌，向國(guó)際化經(jīng)營(yíng)方面發(fā)展。其主要原因在于改革開(kāi)放后，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈烈，如國(guó)內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)因技術(shù)不過(guò)關(guān)，技術(shù)不先進(jìn)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨的壓力越來(lái)越大，甚至出現(xiàn)倒閉、兼并現(xiàn)象。為此，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有一定位置的大多數(shù)企業(yè)必須轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，進(jìn)行新市場(chǎng)的擴(kuò)張。除此之外，因計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展速度的加快，將大量技術(shù)信息交流、開(kāi)發(fā)產(chǎn)品與管理經(jīng)營(yíng)的先進(jìn)技術(shù)提供給所需企業(yè)，對(duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)合作關(guān)系的建立起到了推動(dòng)作用。這種關(guān)系同時(shí)也對(duì)國(guó)際間市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生了激化作用。在以上原因的互相影響下，發(fā)展制造全球化，才能找到發(fā)展出路，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2.2虛擬化

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)選取的擬實(shí)技術(shù)與制造環(huán)節(jié)的虛擬技術(shù)都被看做是虛擬化。通過(guò)虛擬化可對(duì)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的速度大幅度提升，同時(shí)做到降低風(fēng)險(xiǎn)的目的。設(shè)計(jì)產(chǎn)品的擬實(shí)技術(shù)的目的為產(chǎn)品自身性能、成本的合理優(yōu)化，其為面向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能的分析技術(shù)。

制造環(huán)節(jié)的虛擬技術(shù)則是將產(chǎn)品制造工藝優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量保障及成本最低化等作為該技術(shù)應(yīng)用的主要目的，其主要對(duì)產(chǎn)品的可加工性、加工方式是否科學(xué)有效進(jìn)行檢驗(yàn)。計(jì)算機(jī)仿真是虛擬化的重點(diǎn)。利用仿真軟件能夠?qū)φ鎸?shí)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，以此確保合理化設(shè)計(jì)產(chǎn)品，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.3綠色化

目前，制造企業(yè)都面臨著資源如何最大限度利用與污染如何實(shí)現(xiàn)最小化等問(wèn)題，綠色制造的出現(xiàn)可充分解決此類(lèi)問(wèn)題。其為現(xiàn)代制造業(yè)在人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要表現(xiàn)，也是制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)今后必須思考的問(wèn)題?，F(xiàn)階段，已經(jīng)產(chǎn)生的綠色制造技術(shù)主要包含精密成型技術(shù)、無(wú)切削液加工、快速成形技術(shù)等，這些技術(shù)都可納入綠色制造系統(tǒng)內(nèi)，主要原因在于此類(lèi)技術(shù)能夠?qū)υ牧?、能耗量等最大限度降低，同時(shí)通過(guò)改進(jìn)相應(yīng)技術(shù)方式，還能起到保護(hù)環(huán)境的目的。

3.結(jié)論

綜上所述，作為高新技術(shù)的載體，機(jī)械制造業(yè)一定程度上對(duì)高新技術(shù)創(chuàng)新起到了帶動(dòng)作用。多年來(lái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)專(zhuān)業(yè)化不單單是為生產(chǎn)效率提升及生產(chǎn)方式先進(jìn)化提供了支撐，更是傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)向先進(jìn)制造技術(shù)轉(zhuǎn)變過(guò)程，是國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中一個(gè)國(guó)家贏得最終勝利的重要工具。作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)在社會(huì)工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)一步壯大自身機(jī)械制造業(yè)，并將其作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐產(chǎn)業(yè)。尤其是在2001年加入WTO后，中國(guó)的大門(mén)向世界敞開(kāi)，如何對(duì)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)充分融入我國(guó)機(jī)械制造業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，如何將后發(fā)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，如何實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造也跨越式發(fā)展，都已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須思考的問(wèn)題。