試論我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

肖瑞祥+馬柯

摘 要：機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。本文對(duì)我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，并簡(jiǎn)述了21世紀(jì)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；技術(shù)特點(diǎn)；發(fā)展方向

在人類社會(huì)的發(fā)展中，制造技術(shù)不斷發(fā)展。從人類使用天然工具到制造工具，從簡(jiǎn)單的手工制造到簡(jiǎn)易機(jī)床的出現(xiàn)，人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術(shù)而努 力。機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過(guò)程的工程學(xué)科，是以提高質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，包含物質(zhì) 流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化，要滿足人們?cè)絹?lái)越高的要求，就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。

我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。只有跟上先進(jìn)制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實(shí)施，才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

一、我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過(guò)程的工程學(xué)科，是以提高質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。

20世紀(jì)70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一個(gè)新產(chǎn)品上市，很快就會(huì)有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。20世紀(jì)80年代以后，隨著市場(chǎng)全球化的進(jìn)一步發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈。

20世紀(jì)90年代初，隨著CIMS技術(shù)的大力推廣應(yīng)用，包括有CIMS實(shí)驗(yàn)工程中心和7個(gè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的研究環(huán)境已建成。在全國(guó)范圍內(nèi)，部署了CIMS的若干研究項(xiàng)目，諸如CIMS軟件工程與標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等均取得了豐碩成果，獲得不同程度的進(jìn)展。但因大部分大型機(jī)械制造企業(yè)和絕大部分中小型機(jī)械制造企業(yè)主要限于CAD和管理信息系統(tǒng)，底層基礎(chǔ)自動(dòng)化還十分薄弱，數(shù)控機(jī)床由于編程復(fù)雜，還沒(méi)有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的制造業(yè)仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。

目前，我國(guó)已加入WTO，機(jī)械制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)與新的機(jī)遇。因此，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)不能單純的沿著20世紀(jì)凸輪及其機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)采用專用機(jī)床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產(chǎn)線——?jiǎng)傂宰詣?dòng)化發(fā)展。而是要全面拓展，面向五化發(fā)展，即全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、自動(dòng)化、綠色化。

二、機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)

做好基礎(chǔ)自動(dòng)化的工作仍是我國(guó)制造企業(yè)一項(xiàng)十分緊迫而艱巨的任務(wù)。但加工中心無(wú)論是數(shù)量還是利用率都很低?？删幊炭刂破鞯氖褂貌⒉黄占?，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用還很有限。因此，我們要立足于我國(guó)的實(shí)際情況，在看到國(guó)際上制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)扎扎實(shí)實(shí)地做好基礎(chǔ)工作。

1.機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程

先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。

2.機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)綜合性技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)是為了提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和綜合實(shí)力的增長(zhǎng)。因此，它并不限于制造過(guò)程本身，它涉及產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體。以便提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.機(jī)械制造技術(shù)是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要素的統(tǒng)一體

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心是如何提高生產(chǎn)率。隨著市場(chǎng)全球化的進(jìn)一步發(fā)展，20世紀(jì)80年代以后，制造業(yè)要贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使三者達(dá)到了統(tǒng)一。

4.機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)世界性技術(shù)

20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著全球市場(chǎng)的形成，發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)金融、經(jīng)濟(jì)、科技手段爭(zhēng)奪市場(chǎng)，傾銷產(chǎn)品，輸出資本，使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，為適應(yīng)這種激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)具有世界先進(jìn)水平，應(yīng)能支持該國(guó)制造業(yè)在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，機(jī)械制造技術(shù)是面向21世紀(jì)的技術(shù)，應(yīng)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)是有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域。

三、我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向

先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，既保持了過(guò)去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過(guò)程。

20世紀(jì)80年代，隨著掃描顯微鏡的發(fā)明和使用，人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力進(jìn)入納米尺度，納米技術(shù)是指實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度，是一種在納米尺度上研究原子和分子結(jié)構(gòu)，物質(zhì)特性及相互作用與運(yùn)動(dòng)，并運(yùn)用這種技術(shù)為人類服務(wù)的高新技術(shù)，納米技術(shù)對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，其應(yīng)用范圍將非常廣泛，包括納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)和納米測(cè)量技術(shù)等。

超精密加工的加工精度在2000年已達(dá)到納米級(jí)，在21世紀(jì)初開(kāi)發(fā)的分子束生長(zhǎng)技術(shù)、離子注入技術(shù)和材料合成、掃描隧道工程（STE）可使加工精度達(dá)到0.0003～0.0001μm，現(xiàn)在精密工程 正向其終極目標(biāo)——原子級(jí)精度的加工逼近，也就是說(shuō)，可以做到移動(dòng)原子級(jí)別的加工。

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上：一是精密工程技術(shù)，以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表，將進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時(shí)代；二是機(jī)械制造的高度自動(dòng)化，以CIMS和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。

1.精密成形技術(shù)成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術(shù)包括：精密鑄造（濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯）、精密鍛壓（冷濕精密成形、精密沖裁）、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。

2.無(wú)切削液加工無(wú)切削液加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域是機(jī)械加工行業(yè)，無(wú)切削液加工簡(jiǎn)化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來(lái)的一系列問(wèn)題，如廢液排放和回收等等。

3.快速成形技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)（RPM），其設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)所采用的材料去除的原則，而采用添加、累積的原理。其代表性技術(shù)有分層實(shí)體制造（LOM），熔化沉積制造（FDM）等等。

由于以上工藝和技術(shù)不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開(kāi)發(fā)周期、減少了成本，而且有些工藝的改進(jìn)對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用，因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展在制造業(yè)中的體現(xiàn)。這一切除了工藝革新外，還必須依靠信息技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬、仿真，才能實(shí)現(xiàn)。

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