機(jī)械制造中的現(xiàn)代制造技術(shù)

武利為

(石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司，河北 石家莊 050000)

1 現(xiàn)代制造技術(shù)概述

20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)制造的概念，隨后技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，美國(guó)政府將先進(jìn)技術(shù)制造列入重點(diǎn)支持科技領(lǐng)域，美國(guó)學(xué)者對(duì)制造業(yè)面臨困難，制造技術(shù)存在的諸多問(wèn)題作出深刻思考，認(rèn)識(shí)到制造技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用，給予先進(jìn)制造技術(shù)新的定義。先進(jìn)制造技術(shù)是全面結(jié)合能源等其它的管理技術(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)管理全過(guò)程[1]。

現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展到新的階段，從基礎(chǔ)功能到改造升級(jí)發(fā)展為囊括電子信息、自動(dòng)化技術(shù)等高科技產(chǎn)物，各學(xué)科相互融合，形成全方位綜合性技術(shù)，現(xiàn)代制造技術(shù)跨越行業(yè)范圍大，包括柔性制造體系、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。現(xiàn)代制造技術(shù)是衡量國(guó)家發(fā)展水平的重要因素，當(dāng)下主流現(xiàn)代制造技術(shù)包括數(shù)字化技術(shù)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)將制造業(yè)相關(guān)音視頻等信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制字符，對(duì)字符編碼等操作實(shí)現(xiàn)信息加工傳播。數(shù)控機(jī)床技術(shù)是通過(guò)程序控制自動(dòng)化設(shè)備，能邏輯性地處理相關(guān)指令，嚴(yán)格按相關(guān)尺寸要求批量生產(chǎn)零部件。

2 機(jī)械制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)制造業(yè)取得了明顯進(jìn)步，在機(jī)械技術(shù)水平上有明顯提高，能適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展。但我國(guó)工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)力水平不高，技術(shù)應(yīng)用上與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距，機(jī)械生產(chǎn)制造較為落后，設(shè)計(jì)方面具有依賴性。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域普及，機(jī)械制造企業(yè)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)機(jī)械，通過(guò)圖表對(duì)機(jī)械設(shè)備綜合管理[2]。

調(diào)查顯示，我國(guó)大部分機(jī)械制造企業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)停留于圖紙，未充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造效率較低，缺少靈活性。科技的發(fā)展使得機(jī)械制造業(yè)呈現(xiàn)出與工業(yè)技術(shù)緊密相連，具有鮮明時(shí)代性的特點(diǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的目的是為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，以機(jī)械工程為依托，經(jīng)過(guò)改造升級(jí)生產(chǎn)適合工業(yè)技術(shù)的機(jī)械。機(jī)械制造技術(shù)與工業(yè)發(fā)展有密切關(guān)系，當(dāng)下開(kāi)發(fā)許多適應(yīng)工業(yè)需要的設(shè)施。

機(jī)械制造是復(fù)雜的技術(shù)，借鑒其它高端機(jī)械技術(shù)，使機(jī)械制造更加可靠，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。機(jī)械制造展現(xiàn)鮮明時(shí)代特征，隨著我國(guó)科技進(jìn)步，引入現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)，機(jī)械制造經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化提高了生產(chǎn)效率，代表先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展水平?？萍佳该桶l(fā)展使工業(yè)機(jī)械制造業(yè)向現(xiàn)代化復(fù)雜設(shè)備過(guò)渡，其功能逐步完善，為工業(yè)發(fā)展增加了時(shí)代特色。根據(jù)國(guó)家大力發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)的政策，機(jī)械制造方面展現(xiàn)我國(guó)科技興農(nóng)水平，機(jī)械制造業(yè)要跟進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展[3]。

工業(yè)機(jī)械制造業(yè)具有區(qū)域特點(diǎn)，我國(guó)各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展有明顯差異，工業(yè)生產(chǎn)類型制造業(yè)具有區(qū)域性特點(diǎn)。表現(xiàn)為設(shè)備應(yīng)用對(duì)象不同，輔助生產(chǎn)中機(jī)械功能不同，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行機(jī)械制造。我國(guó)機(jī)械工業(yè)距實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化存在一定差距，一些機(jī)械受到環(huán)境因素影響，機(jī)械制造要確保發(fā)揮機(jī)械優(yōu)勢(shì)適應(yīng)當(dāng)?shù)毓I(yè)生產(chǎn)情況。

3 現(xiàn)代制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

3.1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)

國(guó)內(nèi)供應(yīng)商缺乏機(jī)械零部件制造工藝開(kāi)發(fā)能力，為使國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)入機(jī)械制造業(yè)，數(shù)控機(jī)床制造商應(yīng)提高自身能力，形成數(shù)控機(jī)床系列化數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品?，F(xiàn)代機(jī)械零部件制造進(jìn)入敏捷生產(chǎn)時(shí)代，自動(dòng)化信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)是高科技在機(jī)械零部件制造中的應(yīng)用，正式機(jī)床可靠性設(shè)計(jì)，保證制造過(guò)程一致性非常重要，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造可制造滿足機(jī)械制造生產(chǎn)要求高的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床。國(guó)內(nèi)機(jī)械制造商滿足數(shù)控機(jī)床制造機(jī)械指日可待。隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品更新速度加快，現(xiàn)代CAD技術(shù)沿著信息集成—企業(yè)集成的道路發(fā)展，傳統(tǒng)CAD技術(shù)處理符號(hào)推理工作困難。

3.2 數(shù)字化技術(shù)

機(jī)械設(shè)計(jì)工作中符號(hào)推理具有重要作用，必須引入人工智能方法，發(fā)展智能技術(shù)適應(yīng)創(chuàng)造設(shè)計(jì)要求。ICAD是多個(gè)智能體集成的支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)，主要研究設(shè)計(jì)知識(shí)表示與建模方法，支持變型設(shè)計(jì)裝配建模是技術(shù)重要環(huán)節(jié)，引入ICAD技術(shù)可解決機(jī)械企業(yè)重復(fù)性設(shè)計(jì)多難題，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)類型多，功能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性便于采用模塊化變型設(shè)計(jì)。采用ICAD技術(shù)能縮短產(chǎn)品研發(fā)周期[4]。

20世紀(jì)40年代末數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生，應(yīng)用于控制加工機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)，歷經(jīng)多年發(fā)展應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平成為國(guó)家制造力的重要標(biāo)志。隨著信息技術(shù)與制造技術(shù)融合，加快制造技術(shù)發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家大型企業(yè)中廣泛使用CAD/CAM，制造技術(shù)在快速成型等整機(jī)方面與直線電機(jī)等單元技術(shù)方面有所突破，為數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造條件。數(shù)字化制造技術(shù)在我國(guó)得到發(fā)展，但機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用滯后，一些企業(yè)采用CAD/CAM技術(shù)，提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平。

3.3 虛擬技術(shù)的應(yīng)用

利用虛擬樣機(jī)技術(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行裝配評(píng)價(jià)，可為后期生產(chǎn)定型提供方便。采用二維圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)法預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)造成裝配干擾等問(wèn)題，需在零件加工制造后在裝配時(shí)發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)裝配干擾問(wèn)題只得重新設(shè)計(jì)，多次成功制造浪費(fèi)很大時(shí)間資金成本。通過(guò)使用裝配過(guò)程模擬軟件，在產(chǎn)品原型加工前可檢查零部件裝配間隙，模擬針對(duì)金屬材料成形特點(diǎn)，預(yù)測(cè)不同環(huán)境下成形后材料組織性能，實(shí)現(xiàn)輕量化與材料化設(shè)計(jì)。

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，綜合現(xiàn)代管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)統(tǒng)籌技術(shù)管理要素，使生產(chǎn)過(guò)程完整。其特點(diǎn)是數(shù)字化，是信息時(shí)代催生的新型制造模式。通過(guò)在計(jì)算機(jī)中對(duì)機(jī)械零部件數(shù)字化主題模擬加工仿真，可對(duì)加工產(chǎn)品加工工序進(jìn)行仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)不可加工模型可進(jìn)行修改模擬。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程模擬，可檢查產(chǎn)品生產(chǎn)線布局是否合理，各種資源配置是否最優(yōu)，人機(jī)環(huán)境是否協(xié)調(diào)等，對(duì)提高企業(yè)產(chǎn)品變型適應(yīng)能力與降低成本具有重要作用。

4 機(jī)械制造業(yè)中現(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

現(xiàn)代制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為信息化、智能化、技術(shù)含量高、管理模式先進(jìn)?，F(xiàn)代化制造技術(shù)在機(jī)械中的應(yīng)用向信息化發(fā)展，引入更多信息技術(shù)，在設(shè)計(jì)制造中體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)數(shù)字化提高機(jī)械科技含量，現(xiàn)代制造技術(shù)中虛擬技術(shù)能豐富機(jī)械制造內(nèi)容，改善機(jī)械制造中存在的問(wèn)題，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中人工作業(yè)占很大比例，現(xiàn)代制造技術(shù)應(yīng)用能促進(jìn)機(jī)械制造改革。未來(lái)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)水平更高，我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造較為粗糙，導(dǎo)致我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平較低。隨著科技的進(jìn)步，拙劣的機(jī)械逐步淘汰，通過(guò)現(xiàn)代制造技術(shù)和制造機(jī)械技術(shù)含量的提高，采用高新技術(shù)如精密零件等提高制造精細(xì)度，保證機(jī)械質(zhì)量達(dá)到新的水平。

我國(guó)工業(yè)發(fā)展定位是以裝備制造業(yè)為重點(diǎn)，以高新技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為動(dòng)力，加速形成優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集群。工業(yè)機(jī)械制造業(yè)在我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中具有重要地位，為使我國(guó)機(jī)械制造水平提升，必須改變傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)管理模式，使其向平行式綜合模式轉(zhuǎn)變，充分整合機(jī)械生產(chǎn)各環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)管理模式單一，現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)制造管理模式向綜合性模式轉(zhuǎn)變，將機(jī)械制造各環(huán)節(jié)整合，將技術(shù)創(chuàng)新置于首位，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造管理一體化模式，革新機(jī)械制造經(jīng)營(yíng)模式。

制造業(yè)是我國(guó)第二產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，能提供社會(huì)各種物質(zhì)財(cái)富，帶給國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門先進(jìn)的工具。綠色制造是環(huán)保節(jié)能，實(shí)現(xiàn)生態(tài)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的途徑，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中考慮產(chǎn)品生命周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境影響最小，為實(shí)現(xiàn)綠色制造目的，必須解決傳統(tǒng)制造技術(shù)中資源能耗大，環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，傳統(tǒng)制造工藝中部分裝備技術(shù)與綠色制造工藝不適應(yīng)，要研究新型綠色制造技術(shù)，機(jī)械制造業(yè)中現(xiàn)代綠色制造技術(shù)理念應(yīng)用是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代制造業(yè)是我國(guó)各行業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的核心，工業(yè)機(jī)械化水平是現(xiàn)代化發(fā)展的核心要素，我國(guó)工業(yè)機(jī)械化程度不高，隨著信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將現(xiàn)代化技術(shù)引入機(jī)械制造中，將工業(yè)發(fā)展向智能化方向發(fā)展，現(xiàn)代制造技術(shù)提高我國(guó)機(jī)械的應(yīng)用效率，將工業(yè)生產(chǎn)推向高效率生產(chǎn)時(shí)代。當(dāng)下科技快速發(fā)展時(shí)代，相關(guān)部門應(yīng)將機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)等環(huán)節(jié)與制造技術(shù)結(jié)合，利用數(shù)字化技術(shù)等新興手段使工業(yè)機(jī)械功能更加強(qiáng)大，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。