时间:2023-08-09 17:31:42
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随着现代科技的不断发展和创新,先进制造技术在机械制造业中的应用日渐普及,但是需要注意的时,现代人们对先进制造技术概念还缺少着一个统一的认识,从而也就形成了很多不必要的误区。先进制造技术的应用和发展,会对机械制造业的发展带来很大的促进作用。一方面,先进制造技术的技术理论,在机械制造业中得到具体应用和实现,能够促进机械制造业的快速发展;另一方面,机械制造业因为自身生存雪球,诸多新工艺和新技术的出现也能够让先进制造技术的理论得到丰富和发展,从而促使其应用范围得到进一步扩大,逐渐推广到其他制造领域中。
1 先进制造技术的概念分析
先进制造技术起始于二十世纪八十年代末,其是由美国学者结合当时美国制造业所遭遇的危机和机遇,通过全面、深刻的分析其在制造业中存在的一系列问题,对国民经济中制造业的地位和作用重新得到认识之后所提出的一种全新理念[1]。而随着现代计算机信息技术的快速发展,在很大程度上行促进了制造技术的快速发展,促使现代制造技术得到了进一步创新改革,相对于传统制造技术而言逐渐发生着重大改变,先进制造技术思想也就是在当下的社会局势下逐渐衍生。先进制造技术概念一经提出就获得了诸多国家的普遍认可,如日本、欧洲各国等,并结合此技术将一系列发展技术制定出来,以此来对先进制造技术的发展予以强有力的支持。近几年来,先进制造技术发展和应用的重要性和必要性在我国也逐渐得到了充分认识。
从当下理论界而言,尚海没有出现一个关于先进制造技术的公认的严格定义。而笔者认为先进制造技术属于一种技术群,其是以计算机技术为核心,对信息、草料以及能源和环保等高新技术和现代管理技术进行综合运用,然后将其运用到制造全过程,如产品设计、加工以及生产管理与销售等上的一种制造技术总称。先进制造技术的特点主要可划分为四种:第一,先进制造技术并不是某种具体技术,而是一种技术群,且这种技术群并不是始终一成不变的,而是具有一定的动态化。第二,先进制造技术不是一种只是指制造过程中的一种技术,而是在产品设计、制造、生产管理以及营销的所有制造过程中予以落实贯彻。第三,先进制造技术是一种技术群且具有着一定程度的综合性特征,其融入了诸多专业学科中的先进技术。第四,先进制造技术的核心在于计算机技术,其是以计算机技术为依据的一种先进技术。
2 先进制造技术在机械制造业中的应用
2.1 在产品设计开发过程中的应用
在机械制造过程中现代设计的思想和方法已经在机械产品的设计、开发等过程中得到了广泛应用,诸多现代设计方法和技术,如:绿色设计、计算机辅助设计、虚拟技术、可靠性设计以及并行工程等,促使传统设计思想和方法逐渐开始发展改变。从设计内容的角度上讲,传统机械产品设计的设计过程主要可分成三个层次,及方案、技术以及工艺设计,其设计的内容存在一定的局限性[2]。而现代设计的内容已经延伸到了产品制造的全过程的全面设计,如产品规划、制造、检验、销售以及维护和回收等。而从设计方法的角度上讲,传统设计的主要示结合所积累的经验、单一化的知识以及滞后的生产设计工具来实施,而现代设计则是在计算机辅助技术的基础上,以多种学科及技术手段为核心,让并行化、最优化以及精确化的设计过程得以实现。
2.2 产品制造是所衍生出来了一系列新工艺和新技术
机械制造工艺主要是指将原材料和半成品,加工制造成机械产品的一种方法和流程,在机械制造的整个过程中有着非常重要的作用。在其制造过程中,随着日渐渗透进来的先进制造技术,再加上生产的实际需求,已然衍生出来一系列全新工艺和技术。例如:在毛坯制造上,近几年来涌现出来了诸多高新技术,包括钢液精炼和保护成套技术、高效金属型铸造工艺及设备、新型焊接电源及控制技术以及激光焊接与切割技术等。从机械加工角度上来看,有精密加工、超精密加工技术,难加工材料的切削技术以及复杂型面的数控加工技术等。从热处理上看,有可控气氛热处理、真空热处理、激光表面合金化等先进技术。从自动化生产角度上看,机床数控技术、工业机器人、传感技术以及集成制造技术等已经得到了较为广泛的运用。这些应用技术,不仅能够让机械制造本身的需求得到有效满足,而且也能够对先进制造技术的体系发展和建设带来一定的支持作用。
2.3 先进制造技术让企业组织管理模式得到创新
在大批量生产模式下,企业组织管理模式大都是以功能专业化为主,通过对刚性生产线进行运用,让各个部门都能够严格执行自身的职责。而随着先进制造技术的渗透,促使现在制造业的生产模式正逐渐转变成中小批量生产模式,由此也就促使企业的组织和管理模式不得不进行针对性的创新和改革[3]。首先,使其从传统的顺序工作方式逐渐转变成并行工作方式;其次,从组织形式上功能划分部门的固定形式逐渐转变成小组组织下的动态、自主管理形式;第三,从金字塔式的多层次生产管理结构转变成扁平式网络机构;第四,从质量为主的竞争战略转变成迅速响应市场的竞争战略;最后,从以技术为核心转变成以人为本。
3 结语
综上所述,先进制造技术是制造技术领域中的一种创新和改革,其为制造技术的发展带来了新的机遇和挑战,为传统机械制造业输入了全新的生命力,进一步促进了诸多相关产业的快速、稳定、可持续发展。
参考文献:
一:机械制造技术的概念
机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一,是国家重要的支柱产业。机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年,积累了许多理论和实践经验,但随着当今社会的发展,人们的生活水平不断提高,各个方面的个性化需求越来越强烈。作为经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义,但目前被公认的认识是:先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
(1)从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要(2)从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变,使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。(3)从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变,减少层次和中间环节。(4)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变,缩短工作周期,提高工作质量。
二、机械制造技术的发展优势
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。20世纪下半页,日本丰田汽车集团首创的精节生产LP(LeanProduction)模式,就是以最小的投入,取得最大的产量的具体表现。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,应以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心,以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途徑。从长远看,在发展中循序渐进的搞好制造业生产,实现可持续发展是需要每一个企业家和国家共同努力完成。
机械制造技术的发展趋势可以概括为:(1)机械制造自动化。(2)密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来,经历了三个阶段,即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系,它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
三、机械制造技术的新趋势
(一)、机械智能化
智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,该系统在制造过程中能进行智能活动,如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中,“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性(适应性和友好性)。在设计和制造过程中,采用模块化方法,使之具有较大的柔性;对于人,智能制造强调安全性和友好性;对于环境,要求作到无污染,省能源和资源充分回收;对于社会,提倡合理协作与竞争。
(二)、机械敏捷化
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求做出快速反应,以满足用户的需要。为了达到快速应变能力,虚拟企业的建立是关键技术,其核心是虚拟制造技术,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息成发展到企业集成的必由之路,它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平,是现代集成制造系统的发展方向。
(三)、机械虚拟化
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础,集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体,是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防的措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
四:结束语
总之,我国机械制造业发展应用自动化技术,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术,坚持提高与普及相结合的方针,我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
参考文献
[1]黄华梁、彭文生.创新思维与创造性技法.北京:高等教育出版社,2007
先进机械制造技术是当前科技发展的一个重要科技成果,它不仅融合了机械制造技术同时也融合计算机信息技术、集成化制造技术为一体,其高科技优势在机械制造领域发挥着愈来愈重要的作用。但需要看到的是,由于技术并不成熟,机械制造进度非常缓慢、效率低下,很难应对当前快速发展下的激烈市场竞争环境。而先进机械制造技术则能够充分发挥其智能化、系统化的优势,弥补传统制造技术所表现出的不足之处,极大的提升了生产效率并使产品朝向多样化、精细化的方向迅速发展。
一、现代机械制造技术主要特征及发展趋势
(一)现代机械制造技术主要特征
目前,工艺这一概念的含义得到不断拓展,从局部到整体、从狭义到广义、从零散到系统,现代化的“工艺”概念已经逐渐演变成为为整个制造过程为服务对象提供高质量、高效、富有竞争力的服务。其中包括信息流、物质流与能量流在内的一整套先进制造技术体系即可称之为“机械制造技术系统”,如图1所示。
及工业工程(IE)、系统生产技术(SPJ)、系统管理(SMI)的相关原理及方法引入之机械制造技术中来后,机械制造生产过程中的信息流、物质流与能量流通过某种程度的结合并经系统优化后即成为一项新的生产技术体制,即机械制造技术系统,它具有显著的自动化、高效化、柔性化的效果特征,为机械制造提供了强有力的支撑条件。
(二)现在机械制造技术发展趋势
1.全球化
机械制造全球化无疑是当今机械制造行业发展的重要趋势,近几年以来在各项工业领域当中,国际化经营已经成为了广大大中型企业取得成功的关键因素所在。一方面看,国际与国内市场竞争日益激烈。以机械制造业为例,国内外已经有相当数量的企业在激烈的国际竞争中纷纷败落,即使在国内市场尚占有一定份额的企业也不得不大力开拓新的市场勉强生存。从另一方面来看,网络通讯技术得到了快速发展并为相关企业提供了全面的技术信息交流、经营管理手段与产品开发措施,有效推动了各大企业既竞争又合作的发展态势。在这一驱使下国际间市场竞争更加激烈,与此同时在上述两个因素的作用下全球化制造业发展的动力也愈加显著。
2.信息化网络化
随着网络通讯技术的发展,互联网技术几尽垄断了整个市场的信息交流领域。反观制造技术方面,一种新的产品研发与制造模式逐渐呈现――利用网络实现异地实行。网络通讯技术的迅速发展给企业的经营生产活动带来了可谓是革命性的变化。不论是从产品设计、零件制造、材料选控、市场开拓及销售上都能够通过互联网异地、跨界进行。而且通过互联网通讯技术的应用能够有效加强世界各国产品的合作与技术经验交流,在短时间内快速、有效的学习先进的技术经验(如图2所示)。
3.自动化
一般来讲,自动化是一个动态概念。就现阶段而言,对于自动化的研究仍然处于集成技术、系统技术、制造系统与制造单元技术、柔性制造技术、制造过程计划与调度、制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势决定了机械制造行业朝着制造全球化、敏捷化、人机一体化、单元技术、计划与调度、柔性技术等现代化生产模式的发展。
二、我国现代机械制造技术发展趋势
(一)虚拟技术化
在现实生活当中虚拟技术主要运用于所生产产品的验证与检测,为确保产品质量合格。每一项新技术的投入及使用都会在投入市场前展开大规模的检查与调查工作,保证产品质量、性能及工艺达到相关标准。因此,我们在展开对某项产品的大规模生产之前应该首先对该产品的各项性能质量予以明确并进行综合性的检测,在生产过程当中严格把控,对生产过程中所存在的问题与缺陷加以预测,一旦出现问题能够及时联动、迅速解决。
(二)绿色环保化
随着国家经济的迅速发展,人民对于生活环境有了越来越高的要求。我们所提倡的可持续发展延伸至机械制造上极为绿色发展。从某种程度上来说,绿色发展是在产品的设计、制造工艺、生产、包装等多个环节中展开绿色管理工作,确保所生产的产品达到国家规定的环境要求且在回收后能够得到二次利用。绿色制造技术不但能够保证原材料与能源的高效利用同时对于有效减少对生态环境的破坏也有极为重要的作用。从整体上看,不论是对于我国国内市场还是国外市场,日前人们对于环境保护的重要性到达了历史性的最高点。众所周知,地球的资源是有限度的,而如何对地球资源加以合理使用并发挥出最大的价值无疑是新时期下人们对于机械制造技术所生产产品的新要求。
(三)工程精密化
精密技术一般指的是纳米技术、微细加工为代表的一系列超精密加工的技术手段。现阶段,机械制造技术已经进入到微型机械电子技术与微型机器人发展的时代中,并不断朝着小、精、简的方向迅速发展。相信在未来的一段时间中,小、精、简的发展趋势将成为我国机械制造行业发展的主流趋势。其次,精密工程越来越得到行业重视与科学技术的发展离不开关系,精密的科学分工、部门的不断细化也为精密工程的发展奠定了良好基础。从另一方面来看,人们也在不断追求着精细的生活方式,无论是大型的家用电器还是电子产品,从外形与细节不断优化。
三、结语
总而言之,我国机械制造技术的发展还并不成熟,一直一来我国都将机械制造技术的重点放置于国内,在国外技术方面并没有予以足够的重视。近年来我国与国外的交流日益频繁,但我们仍然需要看到的是我国机械制造行业同国外相比仍然有较大的差距,甚至在目前乃至未来的较长一段时间内都难以克服。正因如此,在新时期我国必须要加大力度切实发展现代机械制造技术,切实改变我国机械制造技术方面较为落后的局面,同时摒弃传统的闭门造车的错误观念积极学习国外优秀技术,力争抢占国际市场并占据一席之地,成为真正的经济强国与技术强国。
参考文献:
[1]董艳秋.现代机械制造技术及其发展趋势[J].煤炭技术.2006年11期.
现代模具产品制造是典型的单件小批量、离散型生产。传统模具产品开发从设计、试制到产品上市周期太长,设计过程中难以与用户进行交流,难以及时听取用户的意见,难以考虑可制造性和可装配性,很难全面考虑安全、维护等方面的要求,不能综合考虑生产、时间以及费用等相互制约条件的限制,更谈不上考虑整个模具产品寿命周期的诸多问题。笔者就现代模具产品设计与制造的高科技信息化及其应用谈点浅见。
1现代模具设计与制造已步入信息化时代
改革开放30多年来,中国模具生产作为一个产业有了翻天覆地的变化。这种变化主要体现在三个方面:产能变化、生产方式变化、技术革命。大多数人看到的是中国模具产业作为一个行业的从无到有、从小到大、从拾漏补缺到成为主力,以及模具需求和产量的快速增长变化。但更重要的是生产方式转变和技术革命。后两种变化是一种更加深刻、更加根本性的变化。生产方式的转变主要体现在,从过去传统的小而全的后方车间、作坊式的生产,转变为高度市场专业协作的大规模生产方式;从完全非标生产到相对标准化和准标准化生产。模具生产技术革命,浓缩到一点就是企业信息化也就是数字化制造和信息化管理。
20世纪80年代前,很多模具是靠钳工用手打磨出来的;90年代,由于引入了数控加工机床、edm等较先进的设备,大大地提高了模具的生产工艺水平,生产周期及模具的品质也有了很大的缩短和改进。高精度加工己经把工人从繁重的体力劳动中解放出来。另一方面,cad/cam/cae等计算机辅助技术在模具行业也得到了广泛的应用,模具的设计及数控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae软件对于模具技术人员的工作效率和设计的可靠性已经有了很大的提高。目前各模具企业又面临着一个新的课题,如何把企业管理也同样从烦琐的事务中解放出来,让信息化管理为企业的生产效率提升作出贡献。所以模具企业管理的信息化己经成为模具行业发展和进步的必然趋势。
模具生产是单件订单式生产,在管理信息化中有其强烈的特殊性。设计是制造的一部分,工艺设计不充分,设计与工艺信息可直接重复利用价值不大。因此,根据企业生产特点把握全面信息化管理与实用、简化管理的平衡点,是信息化的关键。这就造成很难照搬成熟的管理软件。例如汽车模具企业没有传统意义上的原材料,仓库管理等等。购置的都是部件与部件的半成品,不存在入库出库过程,制造费用的摊销每个企业也是都不一样。又比如成本核算更应该采用项目管理的办法,而不是采用一般加工制造业的办法,什么pdm、erp等软件不经过彻底的改造是完全不适应的。
2现代模具设计的CAD/CAE技术的应用
模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量要求以及其成型工艺条件的变化而变化的,所以每副模具都必须进行创造性的设计。模具设计的内容包括产品零件(常称为制件)成型工艺优化设计与力学计算和尺寸与尺寸精度确定与设计等,因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计、施工图设计四个阶段。CAD/CAE,计算机辅助设计和辅助工程,它包括概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图和计算机辅助设计过程管理等。应用CAD技术可以设计出产品的大体结构,再通过CAE技术进行结构分析、可行性评估和优化设计。采用模具CAD/CAE集成技术后,制件一般不需要再进行原型试验,采用几何造型技术,制件的形状能精确、逼真地显示在计算机屏幕上,有限元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于计算机,自动绘图代替了人工绘图,自动检索代替了手册查阅,快速分析代替了手工计算,使模具设计师能从繁琐的绘图和计算中解放出来,集中精力从事诸如方案构思和结构优化等创造性的工作。在模具投产之前,CAE软件可以预测模具结构有关参数的正确性。
当今的概念设计已不仅仅是停留在对外观和结构的设计上,它已经扩展到对模具结构分析的领域。对于运用CAD技术设计出的模具,可运用先进的CAE软件(尤其是有限元软件)对其进行强度、刚度、抗冲击实验模拟、跌落实验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析,可以检验前面的概念性结构设计是否合理,分析出结构不合理的原因和部位,然后再在CAD软件中进行相应的修改。修改后再在CAE中进行各种性能的检测,最终确定满足要求的模具结构。
当今CAD技术的发展使得概念设计思想体现在相应的模块中。概念设计不再只是设计师的思维,系统模块也融合了一般的概念设计理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE软件系统,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有关产品早期设计的系统模块,我们称之为工业设计模块或概念设计模块。例如,Pro/ENGINEER就包含一个工业设计模块——ProDesign,用于支持自上而下的投影设计,以及在复杂产品设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括概念设计的二维非参数化的装配布局编辑器。这些系统模块的应用大大减少了设计师的工作量,节约了工作时间,提高了工作效率,使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。
3现代模具制造的CAD/CAE/CAM技术应用
[关键词]先进制造技术机械制造业发展方向
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年,积累了许多理论和实践经验,但随着当今社会的发展,人们的生活水平不断提高,各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义,但目前被公认的认识是:先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点:
1.从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要。
2.从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变,使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。
3.从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变,减少层次和中间环节。
4.从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变,缩短工作周期,提高工作质量。
5.机械制造技术的发展趋势可以概括为:(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来,经历了三个阶段,即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系,它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
一、集成化
计算机集成制造(CIMS)被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分(分系统)组成,通常可划分为5部分:
1.工程技术信息分系统包括计算机辅助设计(CAD),计算机辅助工程分析(CAE),计算机辅助工艺过程设计(CAPP),计算机辅助工装设计(CATD)数控程序编制(NCP)等。
2.管理信息分系统(MIS)包括经营管理(BM),生产管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),财务管理(FM)等。
3.制造自动化分系统(MAS)包括各种自动化设备和系统,如计算机数控(CNC),加工中心(MC),柔性制造单元(FMS),工业机器人(Robot),自动装配(AA)等。
4.质量信息分系统包括计算机辅助检测(CAI),计算机辅助测试(CAT),计算机辅助质量控制(CAQC),三坐标测量机(CMM)等。
二、智能化
智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,该系统在制造过程中能进行智能活动,如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中,“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性(适应性和友好性)。在设计和制造过程中,采用模块化方法,使之具有较大的柔性;对于人,智能制造强调安全性和友好性;对于环境,要求作到无污染,省能源和资源充分回收;对于社会,提倡合理协作与竞争。
三、敏捷化
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求做出快速反应,以满足用户的需要。为了达到快速应变能力,虚拟企业的建立是关键技术,其核心是虚拟制造技术,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路,它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平,是现代集成制造系统的发展方向。
四、虚拟化
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础,集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体,是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防的措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
五、绿色制造技术的应用及绿色设计
若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发,诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的,也是较为成功的应用,只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。
(1)节约资源方面:将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷类降低80%等,同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。
(2)采用新设计的加工工艺方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司,发动了“绿色柴油机行动”,在技术上作了较大的改进,大大降低了汽车尾气的排放。
(3)适用于环境友好的材料方面:世界上著名的汽车生产企业,使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质,采用轻型材料——铝材制造车身,使汽车重量减少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:从1990年中期,美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项,每年就可获利数十亿美元。
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年,积累了许多理论和实践经验,但随着当今社会的发展,人们的生活水平不断提高,各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义,但目前被公认的认识是:先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点:
1.从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要。
2.从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变,使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。
3.从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变,减少层次和中间环节。
4.从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变,缩短工作周期,提高工作质量。
5.机械制造技术的发展趋势可以概括为:(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来,经历了三个阶段,即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系,它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
一、集成化
计算机集成制造(CIMS)被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分(分系统)组成,通常可划分为5部分:
1.工程技术信息分系统包括计算机辅助设计(CAD),计算机辅助工程分析(CAE),计算机辅助工艺过程设计(CAPP),计算机辅助工装设计(CATD)数控程序编制(NCP)等。
2.管理信息分系统(MIS)包括经营管理(BM),生产管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),财务管理(FM)等。
3.制造自动化分系统(MAS)包括各种自动化设备和系统,如计算机数控(CNC),加工中心(MC),柔性制造单元(FMS),工业机器人(Robot),自动装配(AA)等。
4.质量信息分系统包括计算机辅助检测(CAI),计算机辅助测试(CAT),计算机辅助质量控制(CAQC),三坐标测量机(CMM)等。
二、智能化
智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,该系统在制造过程中能进行智能活动,如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中,“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性(适应性和友好性)。在设计和制造过程中,采用模块化方法,使之具有较大的柔性;对于人,智能制造强调安全性和友好性;对于环境,要求作到无污染,省能源和资源充分回收;对于社会,提倡合理协作与竞争。
三、敏捷化
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求做出快速反应,以满足用户的需要。为了达到快速应变能力,虚拟企业的建立是关键技术,其核心是虚拟制造技术,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路,它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平,是现代集成制造系统的发展方向。
四、虚拟化
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础,集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体,是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防的措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
五、绿色制造技术的应用及绿色设计
若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发,诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的,也是较为成功的应用,只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。
(1)节约资源方面:将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷类降低80%等,同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。
(2)采用新设计的加工工艺方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司,发动了“绿色柴油机行动”,在技术上作了较大的改进,大大降低了汽车尾气的排放。
(3)适用于环境友好的材料方面:世界上著名的汽车生产企业,使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质,采用轻型材料――铝材制造车身,使汽车重量减少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:从1990年中期,美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项,每年就可获利数十亿美元。
六、清洁化
清洁生产是指:将综合预防的环境战略,持续应用于生产过程和产品中,以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言,清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程,包括节约原材料和能源,替代有毒的原材料和短缺资源,二次能源和再生资源的利用,改进工艺及设备,并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言,清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段,即从原材料的提取到产品的最终处理,包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等,合理利用资源,并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。
综上所述,机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合,通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行,在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的,进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
参考文献:
以工程能力培养为中心,构建层次式的实践教学体系
实现理论教学和创新实践活动的有机融合深入企业调研,分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度,构建专业认知与实践-金工实习-课程实验教学-生产实习-课程设计-综合实验周-制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中,特别注重学生实践能力的培养,努力实现从模拟型向实战型转变,由限制性向自主性转变,由验证性向综合性转变,由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念,了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作,注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养,体现渐进性教学方式。金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法;生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备,将所学理论知识与生产实际紧密联系起来;课程实验教学将科研成果引入教学,教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验,让学生亲自动手,提高了学生实验技能和实际动手能力;课程设计选自实际生产课题,要求学生独立完成,同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力;综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练,全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程,提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求,进一步融合理论与实践,使学生的工程能力得到进一步提升。在课程建设过程中,本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设,设立长春一汽生产实习基地,使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模,进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品,使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项,而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外,安排学生生产实习,使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识,每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试,取得了较好的效果。在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用,实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析,然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程,通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工,得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化,使学生的课程设计真正取得实效。面向工程实际,为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作,每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观,为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势,增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备,设有专门的制造实验室,为学生构建了实际的工程环境,使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念,突出实验的演示性、设计性和综合性,追求实验手段的先进性。为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设,学校开设综合性和设计性实验,构建实验平台,编写实验指导书和任务书;编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验,初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标,让学生自主设计实验项目和方案,并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验,包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验,使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法,建立现代制造工业先进技术的实际概念,完成先进技术设备实际操作的基础训练。
中图分类号:F062.4 文献标识码:A 文章编号:1006―723X(2012)01―0013―05
经济全球化是通过近现代技术的不断进步及技术全球化而实现的,技术全球化是技术传播的一种社会现象,其核心内容是技术在时间和空间上的全球化配置。技术概念内在地具有多个层次,在技术全球化过程中,技术的这些不同的层次在时间和空间上的全球化配置并呈现出各种社会化的现象。技术全球化的一个重要特征便是技术产权的保护和全球化管理,通过对技术概念内在层次的比较分析,进而考察技术全球化所蕴含的不同层次,可以为技术产权保护和技术全球化之间关系提供内在解读。
一、技术概念的三个层次
技术是人类依据自己的信仰或知识,按照自己的意愿或潜意识对物质世界进行改造的方式或现象。技术既起始于物质化的世界,又立足于人的思想世界,并服务于个人或社会对技术产品的需要。
首先,讨论技术必然是针对的某一个或某一类特定人造物或人工对象,即技术必然依附于特定人造物或人造对象而存在。人造物和对象是对技术概念的物化,物化后的技术以技术产品的形式参与到社会利益分配后。技术需要通过对技术产品的分析而显现,这是技术概念的第―层含义。
其次,人造物和人造对象必然是为了满足人们的特定需要或目的,因而技术产品天然的包含着制造者的意向。另外,技术概念在物化为特定技术产品之前,制造者必然坚持了特定的信念或掌握了特定的自然科学原理,并以这些信念或自然科学原理指导意向在人造物中的实现自我。也正是在技术概念的此层涵义下,才存在所谓的技术是人对自然认识的“解蔽”或“遮蔽”。
第三,在拥有了基本的物质原材料之后,人的意向以及所持有的信念和掌握的自然科学原理经过特定的过程物化为人造物。这一系列过程或工艺是技术概念所包含的第三层涵义,它正是技术所最初作为“技艺”(craft)所具有的涵义。
总的来说,技术这三个层次是构成了人类依据技术知识,通过特定工艺和流程,实现将自己对于产品的意向的过程。
对应于技术概念的三个层次,技术在实际传播过程中也包含三个方面:技术产品的交换传播、制造者意向性在使用者中的分享以及制造者所依据的自然科学原理在学术共同体中的共享、制造技术产品的工艺流程在不同制造者之间的转移。以下将从技术传播的这三个层次出发,对技术全球化在各个层次的表现进行比较分析。
二、技术全球化的特点
技术全球化是指技术研发、技术转移使用、技术合作等活动超越国界在全球范围内进行,技术资源在全球范围内自由流动,技术链在世界范围内延长,技术创新效果最大限度地向全球普及推广,技术进步把世界融为一体。技术全球化是经济全球化的基础和核心,它表现为技术研究和开发的全球化、技术成果的全球共享和全球性技术管理三个层次。
全球化是指全球各地区经济、社会和文化通过全球交流和贸易而融为一体的过程。全球化表现在社会生活的诸多方面,主要的三个特征是:其一,去区域化(deterrit aliion),指的是人类活动逐渐突破地域限制,影响拓展至全球,这也是全球化最初的含义;其二,全球性普遍联系(imercorulectechless),指的是虽然全球各国或各地区因为历史、地理或信仰等的差异,已有的地域和政治边界会依然持续存在,但相互之间的交流和联系会不断增加,并且相互差异会在一定程度内不断变小;其三,因交通运输工具和信息交流技术的进步,以及技术进步加剧了商业竞争,整个社会生活的节奏显著加快,这一特点直接塑造着现代人的生活状态,并对社会发展产生了深远的影响,比如社会生活节奏的加快会促使不同地区的人产生各自的生活习惯,生活压力的不断增加,并造成了现代社会的诸多特定人群的心理问题(如狂躁症等)等。
以上所述全球化的三个表现显然不会是在短时期内突然实现,因而,全球化是一个相对长期的过程。而在全球化程度加深的过程中,技术革新始终处于核心地位。在技术革新中蕴含着人的“创新劳动”,通过改变人类制造技术产品的“社会历史时间”,改进人们创造价值的能力,增加社会价值,进而不断推进社会变化,推进全球化过程。
三、技术概念的三个层次与技术全球化
每次技术的重大突破都会迅速地向全球扩张,并引起社会生活的深刻变化。技术向全球的扩张也是从技术的三个层次出发,其中技术产品空间上的全球分配是全球化的基础,技术产品中所含有的制造者的意向伴随着技术产品的全球分配,是技术得以全球扩张的内在原因,以及能给社会生活带来深刻变化的根本原因。只有技术产品中含有的制造者的意向满足了社会对于技术产品的潜在期望,并被社会认可,技术产品分配的全球化才成为可能。当作为个体的人获得新的技术产品后,便以技术产品中包含的制造者的意向来填充了使用者对产品潜在的期望,并因此将个人生活方式改变。当这种个人生活方式的改变逐渐扩展到全社会时,技术产品便得以被全球化分配,并且全社会的整体生活方式被重新刻画。
此外,当技术产品中包含的制造者意向在满足了人们对产品的使用期望之后,也会不断刺激人们对技术产品所能满足的期望作进一步的期望,这些不断产生的期望随后被产品制造者赋予技术产品,因而又指导产品生产者的技术开发和产品生产方向。因此,制造者赋予技术产品的意向和产品使用者不断产生的对技术产品的新期望一起不断塑造着社会生活方式和生产方式。造纸术、火药、蒸汽机、蒸汽船、飞机等发明便是以技术的前两个层次向全球扩张而深刻地刻画了人类社会生活的技术展现。
技术全球化是技术在时间和空间维度上的传播,技术传播内在地从技术概念所包含的三个层次逐步形成各自的全球化特征,分别具体表现为:
(一)技术产品分配的全球化
技术依附于人造物和人造对象。技术全球化首先便是技术产品在分配的过程中全球化,在技术产品的交换过程中,人类劳动通过市场交换互相构建彼此的生命,从而实现人与人之间生命的内在联系,即技术产品的交换过程本身也是创造社会关系的过程。因而技术的全球化之中必然蕴含着全球性的人与人联系的不断加深,并
最终形成各地区联系的不断加深。并且正是通过技术产品的分配在空间范围上的不断扩张,时间上的不断加速,才使得技术在全球范围内的影响日益加深,使得全球化其他方面的特点成为可能。
其次,技术产品当用于相互交换便成为了商品,因而技术产品的分配至少是与商品概念一起出现的。“个人的产品或活动必须先转化为交换价值的形式,转化为货币,并且个人通过这种物的形式才能取得和证明自己的社会权力。”技术产品作为商品以货币作为中间媒介进行交换的历史悠久,只是历史上各个时期因交通运输手段的差异,使得商品能够被交换的空间和时间范围受到了不同限制。比如在没有发明飞机时,台湾出产的蔬菜和水果等农产品(其中也包含了特定的农业技术)就很难成为大陆商品市场上的交换品;没有发明保鲜技术时,农产品大部分只能在离开果园后的数天内被交易。因此,随着新的更快捷的交通运输工具等其他相关技术的产生,不同历史阶段技术产品的交换不同的只是时间和空间范围均被不断扩大。
再次,全球各地区或国家的消费者对于物质消费品需求或潜在需求的差异区别并不太大。虽然因地理位置和生活习惯的差异各自会对某些技术产品有少量需求差异,比如热带地区与寒带地区对服饰、东亚和欧洲对部分食物等需求上的差异,但这些差异也是自古有之,并且也在全球技术产品交易中体现得越来越不明显。这也促成了技术产品能够在全球范围内被分配。同时,因为技术产品的交换内在地构建了人与人在社会上的关系,随着全球化程度的不断加深,全球各国和各区域之间人们接受和使用的技术产品也日渐趋同,这反过来又促进了技术产品分配的全球化程度。
(二)意向和自然科学原理传播的全球化
技术产品包含着制造者的意向和制造产品时坚信的某些信念或所依据的自然科学原理。不断被发现的新的自然科学原理和不断被开发出的新的意向是新的技术产品不断涌现的前提和动力。随着信息交流技术的发展,制造者赋予某种技术产品的意向能很快地为全球所共享,比如在日本某家公司开发出了一种实现特定功能的机器人后,通过新闻媒体报道,全球其他地区虽然无法掌握其制造方法或者也无法拥有该类新的技术产品,但都能很快地分享此种机器人中所蕴含的制造者的意向,并在心中形成一个将来是否认可能接受该技术产品的观念。
此外,技术产品中所蕴含的与物理、电子和机械等相关的最新自然科学的理论进展也往往会以学术期刊或著作的形式,通过网络等信息传播方式快速为学术共同体全球性所共享。只是,产品的意向性,以及产品所依据的自然科学的基本原理即使被共享,却并不能保证产品可以被制造出,因为这其中涉及了许多技术转化为产品所必需的工艺流程或物质原料,最典型的例子就是原子弹。虽然制造原子弹所依据的物理原理在核物理学术共同体内并非秘密,但将核物理中的自然科学原理和对于原子弹的意向转化为原子弹所必需的原料、支持设备及工艺流程等却不是全球共享,而且也是全球遏制核扩散的关键所在。
再者,如同技术产品的交换一样,意向和自然科学原理交换的过程本身也会创造相应的社会关系。随着产品含有的意向凭借广告等传媒而获得越来越广泛的传播范围,并获得越来越广泛的社会认可度,人与人在对于产品的期望上也将日益趋同,使得人与人的社会联系更加紧密,并反过来促进全球化的技术能够更深入地发展。
(三)技术工艺和流程传播的全球化
技术物化为产品需要一定的制作过程和工艺流程,将技术转化为人造物或对象的过程随着时代的发展,整体上流程变得越来越复杂。几百年前,制作一辆马车只需要几十个零件和不多的几个步骤便能实现,但如今要生产一辆汽车则需要准备成千上万的零件和步骤。新技术产品生产过程中大量增加的零件和制作步骤包含着大量的创新劳动或创新劳动成果,正是这种制作过程和工艺流程中包含着“创新劳动”,其创造的价值也日益增加,因而所具有的价值也日益增加。
此外,由于所需原配件数量的多样化和制造步骤的多样化,使获得制造产品的工艺流程所必需付出的工作量不断增大,也使得产品变得越来越难以被复制。进而,技术产品的制作流程和工艺被保密,并逐渐发展成为新的商品――技术专利。当制造技术产品的工艺或流程成为专利后,专利法律赋予专利所有者对技术产品的制作工艺或流程一定时间期限内独有权,其他任何人都需要购买专利使用权这种特殊的商品,才能使用产品的制作流程和工艺。制造技术产品的工艺和流程在成为专利后虽然通过文本形式可以被全球共享,但却不同于技术概念的前两个层次使全球各国主动或被动进入全球化,以下对此将作更加详细的讨论。
四、技术专利的全球化
正是由于技术产品的制作过程和工艺流程自身含有的价值,近代随着大量新的技术产品及其制作工艺流程的产生,以及产品交换日益频繁,逐渐促成了技术专利制度的形成。技术概念中的技术工艺和流程在全球化进程中主要体现在技术专利的全球共享和管理全球化。
(一)制作工艺流程的保护及技术专利的产生 。
虽然纸张、火药、蒸汽机、蒸汽船、飞机等新技术产品及其中所蕴含的意向可以被全球共享,而且其中所包含的基础性的自然科学知识也可以被学术共同体共享,但并非每一个地区在特定时候都能自己制造出这些技术产品。因为制造技术产品的工艺流程是技术转化为人造物必不可少的重要步骤,也最容易被保护,因此历史上技术产品的制造工艺便一直被保密或受到保护,比如庄子的《逍遥游》中:“宋人有善为不龟手之药者,世世以浒游觥为事。客闻之,请买其方百金。聚族而谋日:‘我世世为游觥,不过数金,今一朝而鬻技百金,请与之。’客得之,以说吴王。越有难,吴王使之将,冬,与越人水战,大败越人。裂地而封之。能不龟手一也,或以封,或不免于拼,则所用之异也。”(大意是一户宋国人世代相传了一种可以冬天护手的药方,并用此药在冬天帮人清洗谋生。―个说客用百金购得此方后游说吴王冬天让士兵水仗时用此药,结果使得吴军大胜越军,因而获得吴王封地奖赏。)又比如公元2到3世纪的罗马修辞学家Athenaeus记载了:公元5世纪前的希腊城市Sybaris每年都会举办烹饪比赛,并授予比赛的优胜者其烹饪方法一年的独家使用权;1492年,弗罗伦萨人Filippo Bnmelleschi被给予Ar-no河上运输重物的方法的三年独占权;1449年,当时的英国国王亨利六世向佛兰芒人John授予为伊顿公学制造彩色玻璃的方法专利,这些都可以被看做定技术产品制造工艺后流程被当做专利保密或保护的雏形。
当越来越多的工艺流程中蕴含的价值需要被保护时,并且这种对工艺流程的保护可以有效地促进社会的创新热情时,以立法为基础的专利制度便开始形成。近代意义上的专利始于1474年,当时的威尼斯共和国颁布了一项法令,规定该国每项新发明的技术使用前都必须征得政府
的统一,以避免被发明者以外的人使用。此后,西方各国纷纷颁布了自己的专利保护法:如美国的第一步专利法颁布于1790年,法国的第一步专利法颁布于1791年,澳大利亚第一部本土专利法颁布于1854年等。颁布第一步专利法时,各国大体上正好开始了各自的工业化进程,并由此加入了技术产品大规模全球分配的队列之中。
(二)技术专利的全球化
当专利制度在全球建立并形成了全球统一的专利管理机构,如IPO(Intellectual Property Of-flee)、WIPO(World Intellectual Property Organiza-tion)等,技术便实现了全球管理,这正是技术全球化的特征之一。在这种全球技术管理之下,虽然制造产品的部分工艺通过专利文本向全球公开,但获得重要专利的使用权往往花费巨大,或者侵犯使用权后需要支付的赔偿金额巨大,”使得一般中小公司以及不发达国家的企业无力购买和使用。
另外,现代社会进行技术研发的主体是资金雄厚的大企业,或受大企业资助的大学研究机构,而这些大企业和研究机构的研究目的性强,所开发的技术的专利权一般也只归大企业或研究机构的资助者所有,其他研究机构无法在专利有效期内无偿地基于专利成果开展进一步研究,因此专利所涉及的技术的积累进步,一般也只能出自其所有者。
此外,新的重要技术专利一般能给研发者带来市场上相应技术产品的垄断经营权,并且通过对技术专利的独占,研发者能收回的利益一般远远高于其研发成本,并因此进一步刺激研发者开发新技术,不断进行技术积累,使得其他竞争者更加难以轻易涉足此领域的技术开发,从而实现了专利所有者对专利技术垄断的强化。
再者,重要的技术专利实际上是很少作为特殊商品参与全球分配,除非专利拥有者经营不善导致企业濒临倒闭或经营战略发生重大调整,比如因经营战略发生重大变动,以及金融危机或管理不善使得某些大企业不得不出售自己旗下的知名品牌和生产技术。而即使那些拥有重要技术专利的企业向市场出售自己的品牌和生产技术,也并不是一般缺乏经济实力的企业或国家有足够资金进行购买的,更不要说出售重要技术专利使用权的企业所在的国家还常常会干预这些出售旗下品牌和技术企业,对购买者做出种种限制。
因此,重要专利权的出售实际上并非如技术产品,或其中所含有的制造者意向性和自然科学原理那样能真正全球化。技术专利作为商品,其实际的传播还是只会集中于经济发达国家或少数有实力的企业。从技术概念的第三个层次来看,技术的全球化只能称得上技术管理和研发上的全球化,因而只是有限意义上的全球化,但会推进技术全球化第一个层次的深化。
五、结论
综上所述,在技术概念的第一层和第二层涵义上,即作为物的技术产品和其中含有的制造者意向和依据的自然科学原理等之上,随着交通运输工具的改进,信息交流技术的发达,全球所有国家都会在时间和空间上或主动或被动地进入全球化。但是,在技术概念的第三个层次上,即技术实现技术产品的过程和工艺之上,如果不掌握有大量关键的技术专利,并且不能持续加强自己的技术创新能力,那么经济不发达的国家或经济实力不够强的企业将永远不能真正地融入技术全球化之中,换句话说,将永远拒斥在技术全球化大门之外――这就是技术全球化的技术壁垒。这将不仅仅是一国或―个企业能否获得更大经济利益的问题,而是国家或企业能否真正顺应世界发展的大趋势,能否可持续发展的至关重要的问题。所以国家或企业能否坚持走自主创新,并不断积累重要的先进技术,决定了其能否顺应历史发展大趋势,能否实现可持续发展。
[参考文献]
[1]王崇梅,毛荐其,技术全球化及对我国构建对外技术转移战略的启示[J].科技管理研究,2009,(10).
[2]郭金光,盛世豪,技术全球化视野下的技术变革及空间组织[J].科学学与科学技术管理,2007,(11).
[3][DB/oL].http://phto.snnford.edll/ennies/glohalization/.
[4]鲁品越,“创新劳动”价值与社会生产历史进程――两次劳动价值创造论[J].哲学研究,2009,(7).
[5]马克思恩格斯选集(第30卷)[M].北京:人民出版社,1979.
[6][DB/OL].http://en.wikipedia,org/wiki Hiatoy一of―patent.
[7][DB/OL].http://en.省略/wiki/Patent.
中图分类号:F407.44 文献标识码:A 文章编号:
机械制造加工是把原材料、半成品转化为成品的生产过程,包括产品图纸设计、生产组织准备和技术准备、原材料购买、标准件统筹、毛坯制造、零件机械加工与热处理、装配等一系列工序。在所有生产流程中占据最重要地位的是工艺,它包括锻压、铸造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配和试验等。在加工过程中,所有加工条件和加工方法都是有区别的,零部件的制作工艺也是多种多样的。
1 现代机械工艺的广义概念
工艺是制造技术的灵魂,也是核心力量。现代制造工艺可以说是先进制造技术的重要组成部分,也是其最有活力的部分。“设计”和“工艺”非常重要,缺一不可。很多人把二者割裂或对立起来,这显然不正确,应用广义的“制造”概念把它们统一起来。现在,人们常会较为看重设计师在产品创意上的作用,却未能正确评价工艺制造师的作用。机械制造是一门历史悠久的学科,在人类文明的发展进程中占据了重要地位。而机械制造工艺是专门研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科。综上所述,为适应时代要求,必须采用现代机械制造技术。
2 机械制造工艺的发展趋势
在机械制造工艺不断发展的今天,其在国内外表现出全球化、自动化、环保化、虚拟化、网络化等发展趋势,下面我们就其中几个方面作个简单探讨。
(1)全球化。机械制造业的国内、国际市场竞争越来越激烈,不少企业,甚至包括知名企业,在无情的竞争中落败,倒闭的倒闭,被兼并的被兼并,不少暂时还得以在国内市场立足的知名企业只能另辟蹊径,拓展新市场。网络通讯技术的快速发展进一步推动了企业间既竞争又合作的发展趋势,它与激烈的市场角逐相互作用,成为了制造业全球化的发展动力。当然我们也需要明确,全球化机械制造的基础是技术网络化,是网络通讯技术的发展使得制造全球化得以完整实现。
(2)自动化。自动化信息管理一直是机械制造工艺领域追求的终极目标,制造技术自动化可以提高产品的质量和生产率,同时又能降低成本,减轻工人的劳动强度。目前,制造技术自动化的研究方向主要是制造系统中的集成和系统技术、制造单元技术、人机一体化制造系统、工业机器人、制造过程的计划和调度、柔性制造技术以及适应现代化生产模式的制造环境等。
(3)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及为企业生产、经营等活动带来了新的变革,零件制造、产品设计、产品销售与市场开拓都变得可以在异地甚至异国进行。网络通讯技术的快速发展同时也加快了技术信息的交流,加强了产品开发的合作与经营管理模式的学习,在一定程度上推动了企业向既竞争又合作的方向发展。
众所周知,现代机械制造技术突出表现为现代技术和工业创新的集成,它不仅是国民经济的重要组成部分,也是衡量国家科技发展水平的重要标志,是国际间科技竞争的重点。我们要抓住机遇,了解机械制造技术工艺的发展特点,把握现代机械制造技术的发展趋势,紧跟发展先进制造技术的世界潮流,将发展现代机械制造工艺放在战略优先地位,尽快缩小与发达国家的差距,才能在全球化的激烈竞争中立于不败之地。
3 机械制造工艺的发展现状分析
我国的现代制造技术主要沿着“广义制造”(或称“大制造”)的方向发展,具体的发展方向可以归纳为 4 个方面和多个大项目。这4个方面体现为现代设计的技术、现代成形和改性的技术、现代加工的技术、制造系统和管理的技术,大项目则包括反求工程、分层制造技术、微纳米技术、中尺度制造技术、极限制造技术、高速加工技术、表面工程技术、质量控制工程、虚拟制造、智能制造、协同制造、绿色制造和共生制造等。当前,我国工艺发展的重点是并行设计、创新设计、改性技术与现代成形、材料成形过程仿真和优化等。
3.1 机械制造工艺中自动化的发展现状
自动化制造单元在机械制造工艺领域已经逐渐得到广泛应用,其主要特征就是利用多台或者单台加工机器、数控机床等进行多种产品的加工,因此可以看成是一种小型化的较为灵活的自动系统。这是机械制造中自动化生产与成本相互配合作用下的产物,其最大的优势就是能够提高生产效率从而降低生产成本。机械制造中的自动化系统由多个自动化数控机床构成,在统一的计算机体系之下接受控制,进而形成一个简单的加工性的流水线,具有很强的实用性,在我国的企业中得到广泛应用。该系统中自动化制造和分散控制是主导,具有生产线自动化的特点,已经在很多技术领域广为使用。自动化制造工厂将单一的制造过程连接起来,并配备健全的储运系统,使得原材料采购、产品生产与装配以及成品检验与配送等一系列的工序都在自动化中完成运转。在我国,具备这样的自动化系统的工厂仍仅占少数。
3.2 机械制造工艺中激光技术的发展应用
激光技术是利用激光快速成型的技术,这里主要指的是利用激光的快速切割功能,辅之以计算机的 CAD 模块,以制造出所需要的商品零件样品。这种技术的主要特征是在计算机的 CAD 模块指挥下实现快速的切割以及成型,应用该技术可以直接制造出零件的模型甚至是零件本身,且在没有模具和其他相关辅助工具帮助时也能进行一次性加工,这对于较为复杂的零件加工尤为有用。因此,这项技术以其独特的优势在机械工艺制造中获得了越来越广泛的应用。在机械制造业中,为了提高使用寿命或机械性能,很多零件都需要做热处理。特别是一些容易磨损的零件,为了延长其使用寿命,一般都需要对其表面进行一些必要的处理。在机械制造工艺过程中最为常见、应用范围最广的就是在零件表面添加熔覆材料来提高其耐磨程度,使其表面形成一个特殊的保护层。在这种方式的基础上,机械制造工艺将激光的高温特性运用到一些材料的热处理工序中,使得零件表面固化。与此同时,激光技术还被运用到默写模具生产的修复工序中,在不改变原有尺寸大小的情况下加长其使用期限。
0引言
先进制造技术fAdvancedManufacturingTech—nique,缩-~AMT)是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程。以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。资料表明,由于一些企业缺乏先进制造技术等产品开发与制造手段,产品开发周期长、成本高,难以适应多变的市场需求,从而严重影响了企业的核心竞争力。
先进制造技术已成为当前高校机械类专业的关键课程之一。本课程是对以前的专业基础知识和专业知识的扩展,主要围绕先进制造技术的各主题,系统介绍各种先进制造技术的理念与装备技术。旨在使学生了解国内外先进制造技术的前沿技术,开阔思维拓宽知识面,掌握先进制造技术的理念与方法,培养学生创新思维与工程实践能力。文中针对先进制造技术的特点及当前教学中存在的一些问题,就如何提高先进制造技术教学质量进行一些探讨…。
1先进制造技术的特点
1.1先进制造技术是一个发展的概念
事物的先进性具有明显的相对性.先进制造技术是相对于传统制造技术而言的。某种现阶段先进的技术若干年后可能会显得落后,甚至被淘汰。尤其随着计算机科学和电子科学的发展及渗入融合到现代制造系统中,反映现代科学理论的系统论、信息论、控制论和智能理论与控制技术有机融合为一体,导致先进制造技术具有明显的时效性。因此,先进制造技术体系只有不断补充新技术、淘汰落后技术,才能永远保持其先进性。
1.2多学科集成的特性
先进制造技术并不是指某一项具体技术,而是机械、材料、电子、信息、自动化、管理、环保等多门学科的理论和技术相互渗透。共同发展而形成的技术综合体。先进制造技术在性质上跨越自然科学、环境科学社会科学。特另是经济学和管理科学;同时又与技术科学和众多门类的工程技术相联系,是多种学科的集成。先进制造技术特别强调人、技术、管理三者的有机结合。
1.3包含的信息量很大
先进制造技术是一个庞大的科学技术体系。所有本课程包含的信息量很大。如在管理方面,先进制造技术包含准时生产(JI、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术;制造工艺方面包括高精密加工、精细加工、微型机械和微纳米技术、激光加工等;自动化技术方面包括柔性制造单~(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。而且不同方向之间的联系不是太紧密,系统性不太强。
2提高先进制造技术教学质量的建议
1)激发学生的学习兴趣。学习兴趣是推动学生努力学习的内车动力,如学生对先进制造技术有了浓厚的兴趣,学习就会事半功倍。但当前很多学生由于缺少压力,对先进制造技术的认识不足.甚至有些学生认为学习先进制造技术只是为了通过考试和毕业。为此,首先需要从先进制造技术的重要性、用途等方面对学生加强引导。通过事实说明,让学生充分认识到先进制造技术的重要性,从而在思想上重视起来。其次在进行教学设计时.应充分挖掘课程中令学生感兴趣的内容。如果有条件可以让学生实地参观,接触先进制造技术的实际应用.从而使理论与实践相结合.激发学生的学习热情。
2)精心准备教学内容。正如前面所讲述的,先进制造技术是一个发展的概念。但实际教学中出现一些教案很长时间不更新等现象。要想提高本课程的教学质量需要保持教学内容的前沿性,教师应密切关注先进制造技术领域的最新发展;并将相关技术特别是应用性和市场潜力巨大的那些先进技术及时融合到教学内容中.从而让学生以发展的眼光来学习这门课,并从中得到终身学习的启示。当前获取相关资料的途径很多:可以通过网络、杂志或电视其它媒体很方便了解到制造业中前沿技术:有条件的教师也可以多参加一些大型的相关技术及产品展览会、学术会议以拓宽视野和积攒素材。这样才可能开阔学生的视野,很好地培养他们以动态的思维看待事物的习惯。
先进制造技术包含的信息量很大,而且各个方向的联系不是太紧密。因此,在收集教学素材的基础上需要加以整理.注意前后知识的衔接,增强授课内容的系统性。在计划教学内容时,尽量从学生在现实生活中熟悉的产品或能接触知识人手,逐渐过渡到所要讲授的某项先进制造技术,并尽量多地利用相关的录像、视频、动画、图片和CAI课件来吸引学生的眼球,激发学生的好奇心。
3)丰富教学方法。增强师生互动。在教学中贯彻“以学生为中心”和“发挥教师的主导作用”的教学思想。教师应从教学中的主体地位转变为主导作用,而学生则应由被动接受知识变为学习的主体。只有这样才能充分调动教与学双方的主动性和潜能,最大限度地实现教学目标。
在实际教学中可以采用课堂讨论的形式进行。事先告诉学生下一次课的主题,布置任务让学生通过网络、期刊去收集资料并整理;上课时先让学生自己针对该项先进制造技术的优势、技术特点、应用条件、加工成本、加工质量及效率等各个方面进行讨论;碰到问题时再由教师进行补充和总结。通过课堂讨论这种积极活泼的学习方式,不仅使学生们学到更多的知识,而且增强了他们之间进行学术交流的动力。这种教学方法在一定程度可改变传统的那种教师教得乏味,学生学得无趣的现状,从而提高本课程的教学质量和效果。