中国制造业中心的分布特征及发展趋势

目前,中国机械制造业的一些国有工厂正在亏损。产品在国内外市场缺乏竞争力,长期积压,不仅与管理体制有关,还与工厂设备老化、科技人员知识陈旧有关。

对机械制造(1)的再认识——制造技术是国民经济发展的支柱。

65438至0999第46届年会主席纪川教授在总结报告中指出,世界工业国家之间的经济竞争主要是制造技术的竞争。在各国企业生产力的构成中,制造技术一般占55%-65%。日本和亚洲四小龙的发展很大程度上取决于他们对制造技术的重视。这些国家非常重视从世界各地购买高科技应用的专利,通过制造技术形成产品,然后占领世界市场。这也是他们能够崛起腾飞的原因之一。

大多数人只是意识到机械制造业必须依靠信息科学和材料科学来改造自己,这只是问题的一个方面;另一方面,信息科学和材料科学也必须依靠制造技术才能进步。比如制造高密度的大规模集成电器和存储设备,这是计算机发展中最关键的问题,取决于制造技术的发展。

发达工业国家的专家教授,如美国、日本、德国、瑞士等国,已将制造科学与信息科学、材料科学、生物科学并列为当今时代的四大支柱之一。但由于美国近年来对制造科学的不重视,他们的很多产品缺乏竞争力。因此,美国政府将先进制造计划列为国家预算支持的唯一重点科技领域,引起了美欧日新一轮的制造技术竞争。新世纪初的竞争将更加激烈。

现代机械制造业不是传统的机械制造业,也就是所谓的机加工。它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光科学和管理科学的最新成果于一体的新技术和新兴产业的综合体。

对机械制造的再认识(二)——制造技术是当今高技术的综合利用。

现代机械制造技术不仅在其信息处理和控制中使用微电子技术、计算机技术和激光加工技术;而且加工机理、切削工艺甚至使用的刀具都渗透着当代的高新技术。例如,激光加工通过控制激光束与工件的相对运动,可以在一台机床上加工孔、槽、二维和三维曲面等形状,完成钻、镗、铣等动作。它可能会导致265438+20世纪初机械加工的新革命——激光切割、焊接、切割、成型等等。如激光光束作用下的板料弯曲、激光快速准直、激光测量等多项技术,在美国、日本、西德的汽车工业、计算机工业、家电工业中得到了广泛的应用,并取得了巨大的经济效益。

第44、45、46届年会上有论文强调,把加工分为切削加工和非切削加工是不准确的,还有一种方法叫生长加工。以晶体生长为例,介绍了一种逐层生长的加工工艺。

因为激光器发出的紫外光通过光学系统被汇聚成细光束,对容器中所装的液态塑料进行扫描。由于紫外激光的光化学作用,这种塑料可以在表面固化。根据要制造的零件的大小和形状,由电脑控制,只需要在零件成型的地方曝光即可。装有液态塑料的工作台可以做步进式的横向移动和升降运动。在激光扫描运动和工作台横向运动的配合下,在激光束扫过的地方形成一层薄的固化膜。每扫一个平面,工作台下降0.02mm,这样就可以把塑料按照指定的形状一层一层固化,制成任何复杂的零件。这种方法可以说是在21世纪初展现了一种新的技术方向。

对机械制造的再认识(三)——制造技术是当今高技术的综合利用。

很多论文和圆桌论坛在谈到生产过程的柔性化、灵敏化、智能化和信息化时,都指出需要综合运用工程数学、激光科学、微电子技术、计算机技术、控制论、生物学、材料学、管理学、信息科学和人文知识。这些科学改变了机械制造的面貌,而机械制造技术的发展反过来又为这些科学提供了新的工具,促进了它们的进一步发展。

自动化生产中的很多信息都需要通过测试来提供,生产中的各种故障都需要通过测试来发现和预防,所需的精度也需要通过测试来保证。没有可靠的检测,就没有现代化的自动化,就没有高效率、高精度、高质量。

1999第46届年会发表的文章《装配系统的新发展》指出,为了满足柔性自动化的需要,机器人必须具有视觉系统,能够识别装配形状和姿态,并应具有位置和视觉传感器,用于精确定位和抓取力控制。自动制导车辆也有视觉或声发射传感器,以判断行进中可能出现的故障。第44届、第45届和第46届年会上的许多论文都强调,过程越灵活,需要的传感器就越多。

制造技术的柔性化、敏捷化、智能化和信息化,高质量和高生产率一直是机械制造业发展的主要目标。所以21年初机械制造业发展的总趋势是“四化”:柔性化——使工艺装备和工艺路线满足生产各种产品的需要。敏捷——将生产力推向市场的最短准备时间和工厂机器的灵活转向。智能化是柔性自动化的重要组成部分,是柔性自动化的新发展和延伸。信息化——物质和能量借助信息产生的价值将不再是信息产生的价值,而是信息借助物质和能量产生的价值。因此,信息产业和智力产业将成为社会的主导产业,机械制造业也将是以信息为主导,采用先进生产方式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织的全新的机械制造业。20世纪初,机械制造业的重要特征是全球化、网络化、虚拟化和与环保相协调的绿色制造。人类不仅要摆脱繁重的体力劳动,还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来,让更多的管理者从事高水平的创造性工作。智能化提升了柔性,使生产系统具有更完善的判断和适应能力。

近年来,产品变化不断加快,各种需求不断增加。一些发达工业国家的统计,如美国、西德、瑞士等国家,1995-1998中的机械零件种类增加了50%;80%的工作人员不直接与材料打交道,而是与信息打交道;85%的活动没有直接增加产品的附加值,产品、工艺流程和组织管理日趋复杂;设计和工艺准备占完成用户订单总时间的65%以上。另一方面,在激烈的市场竞争中,交货期和质量往往比价格起着更重要的作用,因此敏捷成为机械制造业的重中之重。

近年来,有大量关于并行工程、精益生产、准时制生产等方面的论文。这些论文将是21世纪初机械制造业非常热门的研究课题。

制造技术正朝着超精密加工、微细加工和超高速切削方向发展。

21开始,超精密加工的精度可以达到1 mm,超精密加工目前包括超精密切削、超精密磨削和精密特种加工。超精密加工可以提高产品的性能和质量,提高产品的稳定性和可靠性,促进产品的小型化,增强零件的互换性,提高装配生产率,促进自动化装配。超精密加工技术的发展有力地推动了各种新技术的发展,支撑了最新科学技术的进步。

微机械尺寸为1 mm ~ 1 μ m,是集微机构、微执行器、信号处理与控制电路,甚至外围接口电路、通信电路、电源于一体的微机电系统。因此,微观力学远远超出了传统机械的概念和范畴,其应用领域相当广泛。目前,基于半导体技术的硅微机械加工技术主要用于微机械的制造,如掺杂、光刻和腐蚀技术。目前微机械发展的一个重要方向是直接制造组装的微机械MEMS,这是一种能够独立采集和处理数据并产生执行动作的全智能系统。这是一场新技术革命的开始。目前,超高速加工技术正在不断发展。IBAG引进的静压轴承电主轴使用寿命约为20000小时。目前国际市场上电主轴最高转速可达1.5万转/分或更高。高速数控机床的快速移动速度也达到120m/min,进给速度增减到2g。工作可靠性方面,机床无故障工作时间达到20万小时。永磁同步电机的电主轴也是日本Mazak公司开发的。这种电机的转子是永磁体,不会产生热量,从而大大改善了电主轴的热状况。另外,这种同步电机的外部尺寸比同功率的异步电机更小,功率更大,也可以提高功率密度。直线电机应用于汽车工业、电加工机床、航空工业、大型模具、钣金冲床、激光钣金切割机甚至坐标测量机。同时,美国英格索尔公司推出了静压轴承电主轴,并作为独立部件出售。瑞士的IBAG发明了磁力轴承电主轴。

快速原型制造也得到了进一步发展。福特等三大汽车公司、波音飞机公司、IBM公司都在广泛使用这项技术。此外,还成立了数百家服务公司,为中小企业服务。数据库管理系统技术也取得了长足的发展。

21世纪机械制造工具的特点

目前,产品的质量、价格和交货期已成为提升企业竞争力的三大决定性因素。因此,新世纪初机械制造技术和装备的特点是:

1,五轴联动加工出现,五轴多面加工机出现。机床是数控机床(专机),具有精度高、速度快、结构简单、使用方便、价格低、通用调整等特点。

2.该夹具精度高,结构简单,使用方便,可通用调整。

3.工具有高速切削、超高速切削、高速磨削、强力磨削、砂带磨削、涂层工具、超硬工具和模具、激光辅助车铣。

4.该量具结构简单,通用性强,精度高。

-中国制造工程师的主攻方向

目前,我国机械制造厂(公司)的一线工程技术人员大多是80年代机械制造及其技术装备专业的毕业生。学校里学的知识是西方发达国家40年代的制造技术,知识很古老。而且工厂实习的设备和制造技术都在老化。

目前,中国已经加入世贸组织,加快了融入全球经济的进程。与此同时,制造业面临着巨大的挑战和新的机遇。因此,中国机械制造业的工程师应该解放思想,加快知识更新,拓展技能。

加速进入

(1)情报学;

(2)材料科学;

(3)控制论;

(4)生物科学;

(5)管理科学;

(6)表面科学;

(7)微电子技术;

(8)激光技术;

(9)计算机技术的学习。

学习的主要方式可以是

(1)全日制集中轮训;

(2)业余辅导班;

(3)通信;

(4)在先进或合资企业实习;

(5)或派遣人员到发达国家实习。只有这样,才能振兴中国的制造业。