我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢研究

王新甲，張 燕

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430056）

機械制造屬于我國的基礎(chǔ)性工業(yè)，需要持續(xù)提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。盡管我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)的研究與應(yīng)用起步較晚，但已獲得一定的良好成果，增強了我國工業(yè)制造在國際市場中的競爭力[1]。在此情況下，諸多學(xué)者投入機械制造技術(shù)領(lǐng)域的研究，并形成大量科研分析，發(fā)明創(chuàng)造更加精湛且高效的機械制造工藝與技術(shù)，有助于推動機械工業(yè)持續(xù)創(chuàng)新。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)升級較快，機械制造技術(shù)不斷突破瓶頸與解決傳統(tǒng)弊端，已順利從手工生產(chǎn)過渡到機械自動化生產(chǎn)?；诖耍瑱C械制造技術(shù)持續(xù)發(fā)展將輔助社會不斷進步，為工業(yè)發(fā)展貢獻更多力量，對于調(diào)整社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)具有較大影響。因此，有必要對機械制造技術(shù)領(lǐng)域加以更多關(guān)注與重視，促進機械制造行業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展。

1 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)及其特征

1.1 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)

整個機械生產(chǎn)過程中所運用的所有技術(shù)可統(tǒng)稱為機械制造技術(shù)。機械制造技術(shù)包括圍繞材料成型的金屬材料成型技術(shù)與非金屬材料成型技術(shù)，如焊接、熱處理、沖壓、鍛造等技術(shù)[2]。機械制造技術(shù)還有圍繞切削的機械裝配技術(shù)與機械冷加工技術(shù)，如磨削、車削、裝配工藝等多種技術(shù)。除此之外，機械制造技術(shù)還包含特種加工技術(shù)，如電解加工、電火花等技術(shù)?；诋?dāng)代科技飛速發(fā)展的環(huán)境，現(xiàn)代機械制造技術(shù)在機械加工分析領(lǐng)域中有所發(fā)展。現(xiàn)代機械制造技術(shù)涉及多種新興科學(xué)技術(shù)，相較于傳統(tǒng)機械制造技術(shù)提升了技術(shù)難度且技術(shù)更加復(fù)雜?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)既包括研發(fā)與制造產(chǎn)品，又包括產(chǎn)品管理與產(chǎn)品售后等多領(lǐng)域的內(nèi)容。

相較于發(fā)達國家，我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)起步較晚。受限于質(zhì)量、成本與時間等因素，我國市場中主要運用以下3 類現(xiàn)代機械制造技術(shù)。1）氣體保護焊技術(shù)。保護介質(zhì)選用惰性氣體，例如二氧化碳。氣體保護焊技術(shù)具有焊接速度快、無熔渣、光輻射小等優(yōu)點，屬于綠色流行的機械制造加工技術(shù)[3]。如果企業(yè)想將氣體保護焊技術(shù)投入實際使用，就需要提前對焊接人員進行設(shè)備操作培訓(xùn)并引入新設(shè)備，且要花費一定的啟動資金與維護費用。在我國開始打造生態(tài)型社會后，現(xiàn)代機械制造技術(shù)也需向生態(tài)化發(fā)展，使氣體保護焊技術(shù)的前景較為廣闊，有助于機械制造行業(yè)長期穩(wěn)定綠色發(fā)展。2）電阻焊技術(shù)。借助電流加熱電阻，電阻焊技術(shù)可使零件變?yōu)榭伤軤顟B(tài)并增加結(jié)合面的晶體數(shù)量，保障焊縫達到相關(guān)標準規(guī)定的質(zhì)量水平。電阻焊技術(shù)的優(yōu)點為成本低、工作效率高、加熱快、流程簡潔，缺點是維修困難、檢測流程不健全[4]。由于對焊接人員的要求較低，電阻焊技術(shù)在機械化制造市場中被廣泛應(yīng)用。3）微機械技術(shù)?；谖C械驅(qū)動、微機械傳感等信息技術(shù)，微機械技術(shù)具有操作便捷、操作響應(yīng)快等優(yōu)點[5]。雖然微機械技術(shù)在運行過程中需要使用一些特定的微機械材料，但已在全國各機械制造領(lǐng)域中展開一定的應(yīng)用。微機械技術(shù)能夠精準把控制造過程，具備較高的分辨率與靈敏度，可以有效降低人工操作帶來的誤差。

1.2 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)特征

1.2.1 綜合性

我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)創(chuàng)新與投入實際生產(chǎn)，有利于強化機械制造加工企業(yè)在市場中的綜合競爭力。同時，現(xiàn)代機械制造加工技術(shù)持續(xù)更新與應(yīng)用可以推動社會經(jīng)濟發(fā)展，所以在實際市場應(yīng)用中較為廣泛。將現(xiàn)代機械制造技術(shù)融入傳統(tǒng)機械加工生產(chǎn)中，能夠發(fā)揮較強的延展性?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)不僅可以改變傳統(tǒng)機械制造技術(shù)，進行機械產(chǎn)品生產(chǎn)，還可以改進和優(yōu)化機械產(chǎn)品加工、設(shè)計、管理、生產(chǎn)等多個方面的工作[6]。因此，我國現(xiàn)代機械加工技術(shù)的特征之一是具有綜合性。

1.2.2 先進性

我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)涵蓋多種科學(xué)技術(shù)，是一種將監(jiān)管技術(shù)、智能技術(shù)、計算機技術(shù)與傳感技術(shù)結(jié)合發(fā)展的綜合性復(fù)雜技術(shù)[7]。在我國機械制造技術(shù)的實際投放應(yīng)用中，以傳統(tǒng)機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合新科學(xué)技術(shù)改造和優(yōu)化機械生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)。同時，部分科技將增加有效延伸部分，從而完成物理聯(lián)系、信息共享與能量傳輸?shù)榷喾N功能。基于此角度分析可以看出，現(xiàn)代機械制造技術(shù)的特征之一是具有先進性。

1.2.3 迭代性

在全球經(jīng)濟快速發(fā)展情況下，我國對外貿(mào)易規(guī)模逐漸擴大。這說明全球經(jīng)濟持續(xù)開放發(fā)展提高了國際貿(mào)易合作頻率。而現(xiàn)代機械制造企業(yè)在運營中不僅要與國內(nèi)同行競爭資源，還要與國際先進機械制造企業(yè)競爭市場資源。為提升自身在市場中的綜合競爭力，機械制造企業(yè)應(yīng)增強在技術(shù)研發(fā)方面的投入力度，使現(xiàn)代機械制造與科學(xué)融合程度更高[8]。由此可以看出，現(xiàn)代機械制造技術(shù)的特征之一是具有更新迭代性。

2 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展側(cè)重于應(yīng)用

機械制造產(chǎn)業(yè)在我國改革開放后的振興經(jīng)濟時期受到高度重視，獲得較好發(fā)展并進入飛速發(fā)展時期。歷經(jīng)幾十年發(fā)展后，我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)已獲得多項成就，正處于邁向新臺階的關(guān)鍵時期，需要在短時間內(nèi)最大限度地縮短與發(fā)達國家之間的距離。當(dāng)前我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)呈現(xiàn)出規(guī)?；l(fā)展形勢，為多個領(lǐng)域創(chuàng)新打好基礎(chǔ)?；谠谢A(chǔ)，現(xiàn)代機械制造技術(shù)持續(xù)突破瓶頸，充分融合新型制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造工藝，通過優(yōu)勢互補提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率，滿足社會發(fā)展的實際需要[9]。隨著機械制造技術(shù)優(yōu)化，企業(yè)不僅可以減少產(chǎn)品生產(chǎn)成本，還可以壓縮產(chǎn)品生產(chǎn)和加工時間，優(yōu)化整個機械制造生產(chǎn)工藝流程。如CAD/CAM 一體化機械制造技術(shù)在市場中的應(yīng)用范圍逐漸擴大，使計算機成為機械制造設(shè)計的輔助工具，并獲得良好的應(yīng)用效果。

2.2 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展偏向于提升綜合性

我國現(xiàn)代機械制造企業(yè)在實際運行過程中，引入數(shù)控機床增強機床加工生產(chǎn)的能力，不僅可以降低物力與人力成本，還可以充分使用機械加工原材料，提升機械加工效率與精準度[10]。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)依靠傳統(tǒng)機械制造工藝，難以提升機械生產(chǎn)水平。工業(yè)機械生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，需要多個環(huán)節(jié)精準對接，提升各主體之間的協(xié)調(diào)配合程度，進而完成高精密儀器生產(chǎn)工作，例如現(xiàn)代數(shù)控機床工作具有較高的綜合性。另外，多個行業(yè)運行發(fā)展均會用到機械制造，要生產(chǎn)滿足生產(chǎn)要求的加工設(shè)備，健全基礎(chǔ)設(shè)施。現(xiàn)代機械制造技術(shù)需要增強研發(fā)力度，克服研發(fā)過程中的各種瓶頸，解決當(dāng)前機械加工行業(yè)發(fā)展對機械制造的訴求。因此，面對多元化機械加工市場，我國機械制造技術(shù)能夠綜合發(fā)展并制造出精密儀器。

2.3 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展趨向于低碳環(huán)保

目前，我國倡導(dǎo)節(jié)能減排與低碳環(huán)保的經(jīng)濟發(fā)展理念，要求做好環(huán)保工作。工業(yè)發(fā)展需要提高資源利用率，進而實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與提高人居生活環(huán)境質(zhì)量。在此情況下，機械制造技術(shù)在考量低碳環(huán)保的基礎(chǔ)上，持續(xù)改良機械加工中存在的排污、粉塵、噪聲等生產(chǎn)問題，進行針對性的技術(shù)優(yōu)化。特別是部分加工精密零件的機床設(shè)計，更需要具備合理性與環(huán)保性。機械加工設(shè)備需要運行更加平穩(wěn)，從而降低生產(chǎn)噪音。在加工精密零件方面，除了需要設(shè)計合理的加工儀器外，還需要根據(jù)原材料規(guī)格、尺寸以及成品規(guī)格、尺寸，提升材料利用率，進而實現(xiàn)低耗材機械加工。此外，機械運行中還存在漏油問題，需要機械加工企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)方式，增強機械運行部件間的密封性，減少對環(huán)境的破壞。盡管我國已在機械加工領(lǐng)域中使用低碳環(huán)保的機械制造技術(shù)，但相關(guān)方面的研究仍有較大可提升空間。

3 我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 集成化與智能化

社會生活節(jié)奏與生產(chǎn)節(jié)奏逐漸提升，為使機械制造能夠匹配現(xiàn)實訴求，應(yīng)著重提升生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。因此，企業(yè)應(yīng)將集成化與智能化技術(shù)引入機械制造生產(chǎn)中，推動我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)向集成化與智能化發(fā)展。機械制造行業(yè)應(yīng)積極開發(fā)創(chuàng)造匹配我國機械制造業(yè)發(fā)展的計算機生成系統(tǒng)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)處理生產(chǎn)業(yè)務(wù)。隨著機械制造技術(shù)更加集成化與智能化，企業(yè)生產(chǎn)中的加工、設(shè)計、裝配、生產(chǎn)、銷售等問題均可得到改善，從而進一步實現(xiàn)一體化機械制造?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)向集成化與智能化方向發(fā)展，將提升企業(yè)生產(chǎn)的集成化水平，促使企業(yè)更健康發(fā)展。

3.2 綠色與自動化

在社會發(fā)展的推動下，機械制造行業(yè)在提升自身競爭力方面逐漸注重增強技術(shù)水平，進一步推動現(xiàn)代機械制造技術(shù)向自動化方向發(fā)展。隨著機械制造技術(shù)提升，社會環(huán)境效益與經(jīng)濟效益逐漸實現(xiàn)共贏。企業(yè)大力發(fā)展機械制造技術(shù)，重點突破精密制造技術(shù)困難，為我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。企業(yè)在研發(fā)技術(shù)過程中應(yīng)注重提升以下3種技術(shù)：1）無切削液加工技術(shù)?？梢詼p少生產(chǎn)制造中形成的廢液，降低工業(yè)廢液污染生態(tài)環(huán)境的可能性，有效提升環(huán)境效益。2）快速成形技術(shù)。企業(yè)在生產(chǎn)過程中可借助累積和添加的工作原理完成分層、沉積、熔化等實體制造，降低材料浪費率，進一步提升機械制造效率。3）精密成型技術(shù)。企業(yè)應(yīng)確保機械制造流程的精密度，保障切割、焊接、鍛造等生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠達到高度精密水平，增強對機械制造過程和生產(chǎn)結(jié)果的控制。

3.3 虛擬化

機械制造技術(shù)將不可避免地向虛擬化方向發(fā)展。盡管目前虛擬制造技術(shù)已投入實際生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中，但虛擬化依然是機械制造技術(shù)的主流發(fā)展方向?，F(xiàn)階段，企業(yè)開展仿真模擬操作主要集中于生產(chǎn)與設(shè)計環(huán)節(jié)，將零件按照一定順序進行組合，提升生產(chǎn)參數(shù)的精準度與產(chǎn)品質(zhì)量性能。虛擬技術(shù)在未來將向機械制造檢驗與篩選原材料等環(huán)節(jié)延伸，降低機械制造過程中的誤差與折損率，提升機械制造流程的科學(xué)合理性。根據(jù)機械生產(chǎn)工藝的難易程度，逐漸實現(xiàn)機械制造在產(chǎn)品生產(chǎn)過程、生產(chǎn)調(diào)度、銷售、組織管理、物流、供應(yīng)鏈等多方面的虛擬化工作。

3.4 深化特種加工技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，市場對機械制造產(chǎn)品提出更高的要求。現(xiàn)代機械制造技術(shù)在發(fā)展過程中，要深入研究特種加工技術(shù)，不斷提高特種加工技術(shù)水平。傳統(tǒng)機械制造在生產(chǎn)時主要原材料是淬火鋼、寶石、金剛石、耐熱合金等材料。這些原材料具有加工難度大、不易被改變等特征，難以符合高溫、高壓、高精度等加工標準。若對這些原材料施加打孔類精細制造工作，將會耗費大量的時間和材料。而提升特種加工技術(shù)可以有效解決上述問題，綜合使用化學(xué)手段以及熱能、聲能、電能、電化學(xué)能、光能等方面的技術(shù)，可有效降低機械制造進行切削工作的損耗率，提升企業(yè)生產(chǎn)制造的效率和精度。

3.5 敏捷化

機械制造企業(yè)從產(chǎn)品性能中可分析出企業(yè)的生存能力與市場競爭能力，有必要圍繞市場需求持續(xù)研發(fā)出不同的低成本、高品質(zhì)、強性能的新產(chǎn)品，從而向敏捷化發(fā)展機械制造技術(shù)。企業(yè)可借助升級生產(chǎn)技術(shù)、革新生產(chǎn)工藝、調(diào)配人力成本等途徑，使機械制造技術(shù)更加敏捷化，實現(xiàn)快速制造機械產(chǎn)品。同時，企業(yè)可充分利用各類資源，及時掌握市場中機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢與客戶需求，從而調(diào)整自身的生產(chǎn)工藝。向敏捷化發(fā)展不僅是指機械制造技術(shù)更加敏捷，還指企業(yè)管理與運作更加敏捷化，消除固化管理模式。機械制造企業(yè)可精簡組織架構(gòu)，引入現(xiàn)代化辦公系統(tǒng)，提高部門溝通效率。

3.6 信息化

由于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、豐富種類并投入實際使用，企業(yè)紛紛開始注重機械制造技術(shù)方面的信息化發(fā)展。在信息技術(shù)的加持下，企業(yè)可以通過互聯(lián)網(wǎng)突破時間與空間的束縛，跨界選擇產(chǎn)品物料，設(shè)計產(chǎn)品與制造產(chǎn)品，創(chuàng)造機械制造技術(shù)領(lǐng)域的新活力。隨著社會不斷向前發(fā)展，對信息化提出了新要求，加快信息技術(shù)與機械制造技術(shù)之間的融合，可以有效提升生產(chǎn)效率并優(yōu)化產(chǎn)品。信息技術(shù)應(yīng)用于機械制造企業(yè)后，提升了技術(shù)層面與各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的溝通效率，使企業(yè)間可實現(xiàn)高效對接。企業(yè)在引入網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的過程中，可以引進先進技術(shù)與新生產(chǎn)工藝，促使機械制造進一步向信息化、全面化發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代機械制造技術(shù)包括虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)與敏捷制造技術(shù)，有效促進我國機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力企業(yè)提高生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)技術(shù)。但我國機械制造技術(shù)水平與發(fā)達國家機械制造技術(shù)水平相比仍存有一定差距，亟須企業(yè)正視雙方之間的差距，采取科學(xué)有效的方式提升機械制造工藝水平?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)在我國具有較高的應(yīng)用價值，可有效提升企業(yè)生產(chǎn)制造水平。機械制造技術(shù)升級有助于經(jīng)濟快速穩(wěn)定發(fā)展，助力我國度過經(jīng)濟發(fā)展與社會轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期。毋庸置疑，現(xiàn)代機械制造技術(shù)將向集成化、綠色化、自動化、虛擬化、敏捷化等方向發(fā)展。