・６・ 机械 ２００４年第３１卷增刊
论发展先进制造技术振兴传统机械制造业
贺艳
(新疆工业高等专科学校，新疆 乌鲁木齐 , 830091)
摘要：阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、集成化和智能化趋势。介绍了面向21世纪的先进制造模式，并提出了我国目前存在的差距及发展策略。 关键词：制造技术；改进；信息；对策
以机械制造为代表的先进制造技术，对一个国家的技术经济发展起着至关重要的作用。它的水平高低在很大程度上反映了一个国家工业发展的水平，是现代企业最重要的看家本领，是企业竞争力的最重要因素，也是提高产品自主开发能力和技术创新能力、提高产品质量的技术基础。
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，面
步入21世纪，现代的机械制造业已经不在是传统意义上的机械制造业了，即所谓的机械加工。现代制造技术是集机械、电子、光学、信息科学、材料学、生物学、管理科学等最新科学成就为一体的新兴科学与工业的综合体。
现代机械制造技术不仅在它的信息处理与控制等方面运用了电子技术，计算机技术，激光加工技术，在加工机理切削过程乃至所用的刀具无不渗透着高新技术，其主要特点为：
CAD/CAM的广泛应用和开发，以及计算机及其网络技术的迅速发展，使机械技术、制造和理论计算融为一体。
设计与工艺一体化。随着科学技术的迅速发展、市场竞争的日益加剧、以及社会需求的日益多样化，致使产品使用寿命的周期缩短、更新换代加快、品种越来越多、批量越来越少。因此，多品种小批量的生产在产品生产中已成为主流，设计与工艺分离的矛盾更加突出，产品设计常受到工艺条件的限制。于是出现了面向制造设计的并行工程(CE)和精良生产(LP)新技术，使设计与工艺一体化。随着计算机的普及与网络技术的迅速发展，设计与工艺一体化进程正在加速发展。
制造技术已成为系统。传统的制造技术与高新技术的发展，使制造技术集成一个有机的整体，构成从产品开发和设计→制造→进入市场→返回产品开发与设计的大系统，这是一个重大的突破。现代制造系统正向着柔性化、集成化、智能化方向发展。
注重环保，将有限的资源进行最大限度的利用，并
2.2自动化
自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统向21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面。 2.1精密化
精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等) 三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3ìm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。武汉大学研制成纳米级超微电极，将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。目前各国科学家正在进行微型机器人的研究，微型机器人可以潜入人体血管、脏器去疏通血管、诊治疾病。据国外预测，21世纪将是微型机械电子技术和微型机器人的时代，因此有人将纳米技术与微型机械称为21世纪的核心技术。 最大可能地进行回收再利用。
2机械制造业的发展趋势
1现代制造技术的概念及其主要特点
中的作用。同时自动化开始面向中小型企业，以经济实用为出发点，满足不断发展的产品多样化和个性化需要。 2.3信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。随着计算机、自动化与通讯网络技术在制造系统中的应用，信息的作用越来越重要。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应21世纪高柔性生产的需要。 2.4柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。柔性制造自动化的形式很多，如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。上海同济大学张曙教授提出的独立制造岛(AMI)也是高柔性生产模式。 2.5集成化
集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调入的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。集成化生产将成为面向21世纪占主导的生产方式。 2.6智能化
智能化是面向21世纪制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系
统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统，它具有信息处理和知觉反馈、决策能力，可同时控制指挥多种操作，从而能提高效率、保证质量和降低成本。智能化是柔性自动化和集成自动化的新发展和重要组成部分。
3振兴传统机械制造业的对策
振兴我国的机械制造业，最重要的一点是靠技术振兴，提高我国的机械制造技术水平是根本出路。改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进技术，我国机械制造技术水平不断发展和提高，已经具有了相当的规模和实力。但是，从总体上看，我国制造生产水平依然比较落后，在质量、品种、成本、效率、效益、交货期和售后服务等方面与国外先进水平相比都有很大差距，缺乏国际竞争力。为发展我国机械制造技术，振兴传统机械工业，在新的技术革命面前，我们应把握时机，超越某些阶段，迎头赶上世界先进水平。要使这种愿望成为现实，必须采取相应对策。 3.1加强合作共同开发
先进制造技术是集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的综合技术，它的发展涉及到规划与管理、资金保证、研究开发、生产与应用等各个方面。因此，必须把政策部门、科研单位、高等院校和企事业中各方面力量组织起来，加强合作、共同开发，走集团化、规模化的途径。我们一方面要跟踪国际上高新技术，同时必须花大力气抓新技术、新工艺的推广工作。目前更应抓好数控和计算机技术的应用和推广，只有先普及后提高，才能使我国制造技术的发展具有稳固的基础。 3.2积极开展技术改造
制造技术的发展是通过技术改造的过程实现的，其中也包括人员培训、技术更新。进行技术改造必须从经营战略和生产系统整体出发，不能单纯把技术改造局限于更新设备上，还要考虑到原始投资和日后生产管理的经济性。因此，进行技术改造时应进行经济分析与论证，以作出科学的决策和判断，只有这样，才能走出一条技术改造及经济效益相结合的正确之路。 3.3加强宣传提高人员素质
要使先进制造技术对传统制造业的发展起作用，首
（下转第53页）
表1改变结构前后性能指标对照
改变前
5.35∆h
8.917∆h
2．681
2.957
θ1 θ2
1 增加
0.0888
σ1 σ2
1 增加
A 42902A 3890
>0
2
改变后
4.553∆h 6.688∆h
-2.229
0．668 1.854 0.0693
改变前后的差 -0.797∆h 改变前后的比 坐标 改变的效果
1.175 XOZ 平面 减少
∆h
1.333 YOZ 平面 减少
-2.013 4.001 减少
-1.1.3 1.598 减少
-0.0195 1.281 减少
1.216 增加
∆h 下梁底平面中心处的抬起高度 A =π2EJ
µ2
3 结论
参考文献：
通过对下梁的理论分析与计算，改变了下梁的结构，不但大幅度的降低了水压机工作时的晃动，而且对立柱的强度、刚度及基础的寿命均有较大的提高。下梁结构改变设计经过实施以后，水压机工作时的稳定性明显提高，上述问题中的（1）、（2）、（4）项得到解决，第（3）项的磨损大大的降低，维修工作大量减少，设备的寿命得到延长。
[1] 浙江大学等九校编. 材料力学. 浙江大学出版社, 1989. [2] 清华大学. 液压机. 清华大学出版社, 1992.
[3] 杨黎明等. 机械零件设计手册. 机械工业出版社, 1986.
[4] 文章中的水压机结构、尺寸等依据：陕西压延厂200T 引伸水压机本体设计图纸.
（上接第7页）
先要做好宣传工作，使上上下下，从领导到各级管理人员，特别是决策人员对其有较为清楚的了解，从而消除实施这项技术时来自各方的阻力。其次是要培养扎实过硬的技术队伍。进入90年代后的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，因此，我国的机械制造技术人员知识要更新，技能要拓宽，其主要方向包括信息科学、材料科学、控制论、生物科学、管理科学、微电子技术、计算机技术等。只有熟练地掌握了以上高新技术，才能适应新世纪机械制造工业发展的需要。 3.4结合国情逐步发展
发展和应用先进制造技术一定要适合我国国情，不能把发达国家最先进的技术直接拿来，不问经济效益，就跟着发展，跟着应用，甚至号召“推广”。我国的情况是劳动力过剩，工资较低，人员素质低，企业管理落后，此外我们的企业有国有大中型企业、中小型集体企业、乡镇企业、私营和个体企业、合资和外资企业等多种形式，条件不同，组织管理方式不同，因此需要的机械制造技术和生产方式也是各不相同的。
当前我国各企业应根据不同情况采取有效益的自动化和半自动化，企业应结合各自情况，选用各种先进的
制造生产模式。近年来，国外提出的并行工程和敏捷制造等方式应积极探讨和尝试。我国现有机床370多万台，旧机床占有相当大的比重，不可能在短期内统统淘汰和更新。为了提高我国机械制造水平，用低档和经济型数控系统改造部分旧机床是一项适合我国国情的策略。
4结束语
先进制造技术是传统机械工业强盛的关键所在，没有先进制造技术，就不可能有发达的制造业。我国市场经济还处在初级阶段，制造业还相当落后，虽然在制造技术许多领域都已有很高水平，但先进制造技术主要依靠引进和跟踪的格局不会改变。我国是一个大国，应当使机械产品具有进入国际市场的竞争力，先进制造技术应以提高产品的市场竞争力为目标。相信随着时间的推移，我国传统制造业中应用先进制造技术的企业和产品会越来越多，产品的市场竞争也会越来越强。 参考文献：
[1]冯晓江译. 虚拟制造综述[J].现代科技译丛，1998.
[2]王先逵. 现代制造技术系列教材，计算机辅助制造[M].北京：国防工业出版社.
[3]王先逵. 现代制造技术手册[M].北京： 国防工业出版社.
・６・ 机械 ２００４年第３１卷增刊
论发展先进制造技术振兴传统机械制造业
贺艳
(新疆工业高等专科学校，新疆 乌鲁木齐 , 830091)
摘要：阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、集成化和智能化趋势。介绍了面向21世纪的先进制造模式，并提出了我国目前存在的差距及发展策略。 关键词：制造技术；改进；信息；对策
以机械制造为代表的先进制造技术，对一个国家的技术经济发展起着至关重要的作用。它的水平高低在很大程度上反映了一个国家工业发展的水平，是现代企业最重要的看家本领，是企业竞争力的最重要因素，也是提高产品自主开发能力和技术创新能力、提高产品质量的技术基础。
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，面
步入21世纪，现代的机械制造业已经不在是传统意义上的机械制造业了，即所谓的机械加工。现代制造技术是集机械、电子、光学、信息科学、材料学、生物学、管理科学等最新科学成就为一体的新兴科学与工业的综合体。
现代机械制造技术不仅在它的信息处理与控制等方面运用了电子技术，计算机技术，激光加工技术，在加工机理切削过程乃至所用的刀具无不渗透着高新技术，其主要特点为：
CAD/CAM的广泛应用和开发，以及计算机及其网络技术的迅速发展，使机械技术、制造和理论计算融为一体。
设计与工艺一体化。随着科学技术的迅速发展、市场竞争的日益加剧、以及社会需求的日益多样化，致使产品使用寿命的周期缩短、更新换代加快、品种越来越多、批量越来越少。因此，多品种小批量的生产在产品生产中已成为主流，设计与工艺分离的矛盾更加突出，产品设计常受到工艺条件的限制。于是出现了面向制造设计的并行工程(CE)和精良生产(LP)新技术，使设计与工艺一体化。随着计算机的普及与网络技术的迅速发展，设计与工艺一体化进程正在加速发展。
制造技术已成为系统。传统的制造技术与高新技术的发展，使制造技术集成一个有机的整体，构成从产品开发和设计→制造→进入市场→返回产品开发与设计的大系统，这是一个重大的突破。现代制造系统正向着柔性化、集成化、智能化方向发展。
注重环保，将有限的资源进行最大限度的利用，并
2.2自动化
自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统向21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面。 2.1精密化
精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等) 三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3ìm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。武汉大学研制成纳米级超微电极，将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。目前各国科学家正在进行微型机器人的研究，微型机器人可以潜入人体血管、脏器去疏通血管、诊治疾病。据国外预测，21世纪将是微型机械电子技术和微型机器人的时代，因此有人将纳米技术与微型机械称为21世纪的核心技术。 最大可能地进行回收再利用。
2机械制造业的发展趋势
1现代制造技术的概念及其主要特点
中的作用。同时自动化开始面向中小型企业，以经济实用为出发点，满足不断发展的产品多样化和个性化需要。 2.3信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。随着计算机、自动化与通讯网络技术在制造系统中的应用，信息的作用越来越重要。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应21世纪高柔性生产的需要。 2.4柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。柔性制造自动化的形式很多，如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。上海同济大学张曙教授提出的独立制造岛(AMI)也是高柔性生产模式。 2.5集成化
集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调入的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。集成化生产将成为面向21世纪占主导的生产方式。 2.6智能化
智能化是面向21世纪制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系
统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统，它具有信息处理和知觉反馈、决策能力，可同时控制指挥多种操作，从而能提高效率、保证质量和降低成本。智能化是柔性自动化和集成自动化的新发展和重要组成部分。
3振兴传统机械制造业的对策
振兴我国的机械制造业，最重要的一点是靠技术振兴，提高我国的机械制造技术水平是根本出路。改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进技术，我国机械制造技术水平不断发展和提高，已经具有了相当的规模和实力。但是，从总体上看，我国制造生产水平依然比较落后，在质量、品种、成本、效率、效益、交货期和售后服务等方面与国外先进水平相比都有很大差距，缺乏国际竞争力。为发展我国机械制造技术，振兴传统机械工业，在新的技术革命面前，我们应把握时机，超越某些阶段，迎头赶上世界先进水平。要使这种愿望成为现实，必须采取相应对策。 3.1加强合作共同开发
先进制造技术是集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的综合技术，它的发展涉及到规划与管理、资金保证、研究开发、生产与应用等各个方面。因此，必须把政策部门、科研单位、高等院校和企事业中各方面力量组织起来，加强合作、共同开发，走集团化、规模化的途径。我们一方面要跟踪国际上高新技术，同时必须花大力气抓新技术、新工艺的推广工作。目前更应抓好数控和计算机技术的应用和推广，只有先普及后提高，才能使我国制造技术的发展具有稳固的基础。 3.2积极开展技术改造
制造技术的发展是通过技术改造的过程实现的，其中也包括人员培训、技术更新。进行技术改造必须从经营战略和生产系统整体出发，不能单纯把技术改造局限于更新设备上，还要考虑到原始投资和日后生产管理的经济性。因此，进行技术改造时应进行经济分析与论证，以作出科学的决策和判断，只有这样，才能走出一条技术改造及经济效益相结合的正确之路。 3.3加强宣传提高人员素质
要使先进制造技术对传统制造业的发展起作用，首
（下转第53页）
表1改变结构前后性能指标对照
改变前
5.35∆h
8.917∆h
2．681
2.957
θ1 θ2
1 增加
0.0888
σ1 σ2
1 增加
A 42902A 3890
>0
2
改变后
4.553∆h 6.688∆h
-2.229
0．668 1.854 0.0693
改变前后的差 -0.797∆h 改变前后的比 坐标 改变的效果
1.175 XOZ 平面 减少
∆h
1.333 YOZ 平面 减少
-2.013 4.001 减少
-1.1.3 1.598 减少
-0.0195 1.281 减少
1.216 增加
∆h 下梁底平面中心处的抬起高度 A =π2EJ
µ2
3 结论
参考文献：
通过对下梁的理论分析与计算，改变了下梁的结构，不但大幅度的降低了水压机工作时的晃动，而且对立柱的强度、刚度及基础的寿命均有较大的提高。下梁结构改变设计经过实施以后，水压机工作时的稳定性明显提高，上述问题中的（1）、（2）、（4）项得到解决，第（3）项的磨损大大的降低，维修工作大量减少，设备的寿命得到延长。
[1] 浙江大学等九校编. 材料力学. 浙江大学出版社, 1989. [2] 清华大学. 液压机. 清华大学出版社, 1992.
[3] 杨黎明等. 机械零件设计手册. 机械工业出版社, 1986.
[4] 文章中的水压机结构、尺寸等依据：陕西压延厂200T 引伸水压机本体设计图纸.
（上接第7页）
先要做好宣传工作，使上上下下，从领导到各级管理人员，特别是决策人员对其有较为清楚的了解，从而消除实施这项技术时来自各方的阻力。其次是要培养扎实过硬的技术队伍。进入90年代后的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，因此，我国的机械制造技术人员知识要更新，技能要拓宽，其主要方向包括信息科学、材料科学、控制论、生物科学、管理科学、微电子技术、计算机技术等。只有熟练地掌握了以上高新技术，才能适应新世纪机械制造工业发展的需要。 3.4结合国情逐步发展
发展和应用先进制造技术一定要适合我国国情，不能把发达国家最先进的技术直接拿来，不问经济效益，就跟着发展，跟着应用，甚至号召“推广”。我国的情况是劳动力过剩，工资较低，人员素质低，企业管理落后，此外我们的企业有国有大中型企业、中小型集体企业、乡镇企业、私营和个体企业、合资和外资企业等多种形式，条件不同，组织管理方式不同，因此需要的机械制造技术和生产方式也是各不相同的。
当前我国各企业应根据不同情况采取有效益的自动化和半自动化，企业应结合各自情况，选用各种先进的
制造生产模式。近年来，国外提出的并行工程和敏捷制造等方式应积极探讨和尝试。我国现有机床370多万台，旧机床占有相当大的比重，不可能在短期内统统淘汰和更新。为了提高我国机械制造水平，用低档和经济型数控系统改造部分旧机床是一项适合我国国情的策略。
4结束语
先进制造技术是传统机械工业强盛的关键所在，没有先进制造技术，就不可能有发达的制造业。我国市场经济还处在初级阶段，制造业还相当落后，虽然在制造技术许多领域都已有很高水平，但先进制造技术主要依靠引进和跟踪的格局不会改变。我国是一个大国，应当使机械产品具有进入国际市场的竞争力，先进制造技术应以提高产品的市场竞争力为目标。相信随着时间的推移，我国传统制造业中应用先进制造技术的企业和产品会越来越多，产品的市场竞争也会越来越强。 参考文献：
[1]冯晓江译. 虚拟制造综述[J].现代科技译丛，1998.
[2]王先逵. 现代制造技术系列教材，计算机辅助制造[M].北京：国防工业出版社.
[3]王先逵. 现代制造技术手册[M].北京： 国防工业出版社.