我国先进机械制造技术的创新及发展趋势

第29卷　第3期

2008年5月

技术与创新管理

Vol . 29　No 13May 12008

TECHNOLOGY AND I N NOVATI O N MANAGE MENT

【创新论坛】

我国先进机械制造技术的创新及发展趋势

王国栋

(陕西中医学院党委院长办公室, 陕西咸阳712083)

3

摘要:随着经济社会的发展, 人们对机械产品的要求也发生了很大变化, 要满足人们越来越高的要求, 进行机

械制造技术的创新成为当今制造业发展的必由之路。分析了我国机械制造技术的发展现状及创新特点, 并对我国先进机械制造技术的发展趋势进行了预测和探究。关键词:机械制造; 创新特点; 发展趋势

中图分类号:T H 16　　　文献标识码:A 　　　文章编号:1672-7312(2008) 03-0229-02

I nnovati on and Developi n g M WANG Guo 2dong

(The Chancellors ′O ffice, Shaanxi Chinese M edical Science College, X ianyang 712083, China )

Abstract:W ith the s ocial devel opment, cust omers ′de mand for p r oducts is changing . Therefore, it is necessary t o carry out innovati on in mechanical manufacture technol ogy t o meet the de mand . The article analyzes the characteristics of in 2novati on and the p resent state of Chinese mechanical manufacture technol ogy, and the devel op ing trend of Chinese ad 2vanced mechanical manufacture technol ogy .

Key words:mechanical manufacture; characteristics of innovati on; devel op ing trend

　　机械制造技术是研究产品设计、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, 是以提高质量、效益、竞争力为目标, 包含物质流、信息流和能量流的完整系统工程。随着社会的发展, 人们对产品的要求也发生了很大变化, 要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好, 要满足人们越来越高的要求, 就必须进行机械制造技术的创新。

1. 1　管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理, 重视组织和管理体制、生产模式的更新发展, 推出了准时生产

(J

I T ) 、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。我国只有少数大型

企业局部采用了计算机辅助管理, 多数小型企业仍处于经验管理阶段。1. 2　设计方面

工业发达国家不断更新设计数据和准则, 采用新的设计方法, 广泛采用计算机辅助设计技术(CAD /CAM) , 大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD /CAM技术的比例较低。1. 3　制造工艺方面

1我国先进机械制造技术的发展现状

近年来, 我国制造业不断采用先进制造技术, 但

与工业发达国家相比, 仍然存在一个阶段性的整体上的差距。3

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细

收稿日期:2008-01-20

作者简介:王国栋(1971-) , 男, 陕西咸阳人, 工程师, 主要从事制药设备技术的研究工作.

・230・　　　　　　　技术与创新管理　　　　　　　　　　　　　第29

卷

加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工、电磁加工、超塑加工以及复合加工技术等新型加工方法, 而这些技术在我国普及率不高, 有的甚至尚在开发、实验之中。1. 4　自动化技术方面

2. 5　市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前, 产品的技术相对比较简单, 一个新产品上市, 很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此, 市场竞争的核心是如何提高生产率, 到了20世纪80年代以后, 制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间、成本和质量为核心的三要素矛盾, 先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来, 使三者达到了统一。

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及

柔性制造单元(F MC ) 、柔性制造系统(F MS ) 、计算机集成制造系统(C I M S ) , 实现了柔性自动化、知识智能化、集成化, 我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段, 柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

3　我国先进机械制造技术的发展趋势

3. 1　全球化

2　我国先进制造技术的创新特点

2. 1　面向21世纪的技术

一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈, 在机械制造业中, 国内外已有不少企业, 甚至是知名度很高的企业, , , , , ; 另一方面, 网, 这种发展进一步激化了国际间的市场竞争, 这两个原因的相互作用, 已成为全球化制造业发展的动力, 而全球化制造的技术基础是网络化, 网络通讯技术使制造的全球化得以实现。3. 2　网络化

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段, 是由传统的制造技术发展起来的, 既保持了过去制造技术中的有效要素, 又吸收了各种高新技术成果, 并技术群, , 是面向21世纪的技术。

2. 2　面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身, 它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容, 并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用, 其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长, 目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。2. 3　驾驭生产过程的系统工程

网络通讯技术的迅速发展和普及, 给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外, 网络通讯技术的快速发展, 技术信息的涉繁交流, 产品开发的合作和经营管理的学习加强, 都推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。3. 3　虚拟化

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合, 使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。2. 4　面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来, 市场的全球化有了进一

制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性, 以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标, 进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真, 通过仿真软件来模拟真实系统, 以保证产品设计和产品工艺的合理性, 保证产品制造的成功和生产周期, 发现设计、生产中的缺陷和错误。3. 4　自动化

步的发展, 发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场, 倾销产品, 输出资本。随着全球市场的形成, 使得市场竞争变得越来越激烈, 先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此, 一个国家的先进制造技术, 它的主体应该具有世界先进水平, 应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

自动化是一个动态概念, 目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体

化制造系统、制造单元技术、制造过(下转第287页)

第3期　　　　　　　　龚尚福等:Zig Bee

技术在城市配电监控系统中的应用研究・287・

4　结　语

本文通过大量的分析表明, Zigbee 技术完全具备在城市配电网自动化监控通信系统中的应用可行性

[12]

contr ol (MAC ) and physical layer (PHY ) s pecificati ons [S].2001. htt p://www. ieee802. org/11/.

[5]　I EEE Std 802. 15. 4. W ireless mediu m access contr ol

(MAC ) and physical layer (PHY ) s pecificati ons for l ow 2rate wireless pers onal area net w orks (LR -W P AN s ) [S ].34697.

[6]　Theodore S Rappaport . 无线通信原理及应用[M].北

2003.

htt p://ieeexp l ore . ieee . org/iel5/11012/

, 给出的Zig Bee 应用的实施方案及协议模型

明确了精简的网络拓扑设计和网络参数设计, 充分贴近城市配电网自动化监控系统通信系统的实际情况, 最终的Zig Bee 通信设备完全满足城市配电网自动化监控系统通信系统的通信功能需求。本文的工作成果, 可以为城市配电网自动化监控通信系统的建设、改造提供新的技术方案选择, 具有突出的现实意义。参考文献:

[1]　徐丙垠. 馈线自动化技术[J ].电网技术, 1998, 15(4) :

28-29.

[2]　王锐华, 于　全. 浅析Zig Bee 技术[J 视技,

2003, 6(6) :33-35.

[3]　Zig Bee A 2Bee

fit[S].2000. /. . org/en/res ources . [4]

I EEE Std 802. 11b . Part 11:Wireless LAN mediu m access

[7]

京:电子工业出版社, 1998:82-91.

Patrick Kinney . Zig Bee Technol ogy:W ireless Contr ol that Si m p lyWorks[J ].2003. htt p://www. Zigbee . O rg . [8]　郦　亮. I EEE802. 15. 4标准及其应用[J ].电子设计

应用, 2003, 10(2) :102-105.

[9]　王权平, 王　莉. Zig Bee 技术及其应用[J ].现代电信

科技, 2004, 31(4) :28-35.

[10]陈　, 和W i 2Fi 的干扰和共

J , (4) :16-18.

[][N ].htt p://www. cyber 2

cn /s oluti on /Wireless_Zig Bee _Design. ht m . 2008. 1. 12.

[12]Zig Bee 无线通信协议的技术支持及其应用前景[N].ht 2

t p://hi. baidu . co m /blog/ite m /a05592. ht m l . 2004. 11. 21.

(上接第230页)

程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。3. 5　绿色化

参考文献:

[1]　马晓春. 我国现代机械制造技术的发展趋势[J ].森林

工程, 2002(3) :42-44.

[2]　王世敬, 温　筠. 现代机械制造技术及其发展趋势[J ].

石油机械, 2002(11) :35-37.

[3]　武永利. 机械制造技术新发展及其在我国的研究和应

绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品, 产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用, 采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响, 同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

用[J ].机械制造与自动化, 2003(1) :54-56.

[4]　[日]Yoji Uchiya ma . 过程诊断技术的进展[C ].90年代

钢铁工业发展趋势—第六届钢铁大会文集, 1991:144

-147.

[5]　[日]T oshi o T oyota . 钢铁工业维修策略的新进展[C ].

90年代钢铁工业发展趋势—第六届钢铁大会文集, 1991:173-1756.

[6]　[日]Kiyoshi Koboya ma . 工厂管理中先进的机械状态监

4　结　语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志, 也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期, 制造技术是我们的薄弱环节, 只有跟上先进制造技术的世界潮流, 将其放在战略优先地位, 并以足够的力度予以实施, 才能尽快缩小与发达国家的差距, 才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

测系统[C ].90年代钢铁工业发展趋势—第六届钢铁大会文集, 1991:158—1617.

[7]　马竹捂. 信息化、自动化的进展与钢铁工业自动化[J ].

冶金自动化, 2003, 27(增) :72-748.

[8]　沈标正, 马竹捂. 直流电机故障诊断专家系统[J ].冶金

自动化, 2003, 27(增) :67-69.

第29卷　第3期

2008年5月

技术与创新管理

Vol . 29　No 13May 12008

TECHNOLOGY AND I N NOVATI O N MANAGE MENT

【创新论坛】

我国先进机械制造技术的创新及发展趋势

王国栋

(陕西中医学院党委院长办公室, 陕西咸阳712083)

3

摘要:随着经济社会的发展, 人们对机械产品的要求也发生了很大变化, 要满足人们越来越高的要求, 进行机

械制造技术的创新成为当今制造业发展的必由之路。分析了我国机械制造技术的发展现状及创新特点, 并对我国先进机械制造技术的发展趋势进行了预测和探究。关键词:机械制造; 创新特点; 发展趋势

中图分类号:T H 16　　　文献标识码:A 　　　文章编号:1672-7312(2008) 03-0229-02

I nnovati on and Developi n g M WANG Guo 2dong

(The Chancellors ′O ffice, Shaanxi Chinese M edical Science College, X ianyang 712083, China )

Abstract:W ith the s ocial devel opment, cust omers ′de mand for p r oducts is changing . Therefore, it is necessary t o carry out innovati on in mechanical manufacture technol ogy t o meet the de mand . The article analyzes the characteristics of in 2novati on and the p resent state of Chinese mechanical manufacture technol ogy, and the devel op ing trend of Chinese ad 2vanced mechanical manufacture technol ogy .

Key words:mechanical manufacture; characteristics of innovati on; devel op ing trend

　　机械制造技术是研究产品设计、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, 是以提高质量、效益、竞争力为目标, 包含物质流、信息流和能量流的完整系统工程。随着社会的发展, 人们对产品的要求也发生了很大变化, 要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好, 要满足人们越来越高的要求, 就必须进行机械制造技术的创新。

1. 1　管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理, 重视组织和管理体制、生产模式的更新发展, 推出了准时生产

(J

I T ) 、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。我国只有少数大型

企业局部采用了计算机辅助管理, 多数小型企业仍处于经验管理阶段。1. 2　设计方面

工业发达国家不断更新设计数据和准则, 采用新的设计方法, 广泛采用计算机辅助设计技术(CAD /CAM) , 大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD /CAM技术的比例较低。1. 3　制造工艺方面

1我国先进机械制造技术的发展现状

近年来, 我国制造业不断采用先进制造技术, 但

与工业发达国家相比, 仍然存在一个阶段性的整体上的差距。3

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细

收稿日期:2008-01-20

作者简介:王国栋(1971-) , 男, 陕西咸阳人, 工程师, 主要从事制药设备技术的研究工作.

・230・　　　　　　　技术与创新管理　　　　　　　　　　　　　第29

卷

加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工、电磁加工、超塑加工以及复合加工技术等新型加工方法, 而这些技术在我国普及率不高, 有的甚至尚在开发、实验之中。1. 4　自动化技术方面

2. 5　市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前, 产品的技术相对比较简单, 一个新产品上市, 很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此, 市场竞争的核心是如何提高生产率, 到了20世纪80年代以后, 制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间、成本和质量为核心的三要素矛盾, 先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来, 使三者达到了统一。

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及

柔性制造单元(F MC ) 、柔性制造系统(F MS ) 、计算机集成制造系统(C I M S ) , 实现了柔性自动化、知识智能化、集成化, 我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段, 柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

3　我国先进机械制造技术的发展趋势

3. 1　全球化

2　我国先进制造技术的创新特点

2. 1　面向21世纪的技术

一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈, 在机械制造业中, 国内外已有不少企业, 甚至是知名度很高的企业, , , , , ; 另一方面, 网, 这种发展进一步激化了国际间的市场竞争, 这两个原因的相互作用, 已成为全球化制造业发展的动力, 而全球化制造的技术基础是网络化, 网络通讯技术使制造的全球化得以实现。3. 2　网络化

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段, 是由传统的制造技术发展起来的, 既保持了过去制造技术中的有效要素, 又吸收了各种高新技术成果, 并技术群, , 是面向21世纪的技术。

2. 2　面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身, 它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容, 并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用, 其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长, 目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。2. 3　驾驭生产过程的系统工程

网络通讯技术的迅速发展和普及, 给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外, 网络通讯技术的快速发展, 技术信息的涉繁交流, 产品开发的合作和经营管理的学习加强, 都推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。3. 3　虚拟化

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合, 使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。2. 4　面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来, 市场的全球化有了进一

制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性, 以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标, 进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真, 通过仿真软件来模拟真实系统, 以保证产品设计和产品工艺的合理性, 保证产品制造的成功和生产周期, 发现设计、生产中的缺陷和错误。3. 4　自动化

步的发展, 发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场, 倾销产品, 输出资本。随着全球市场的形成, 使得市场竞争变得越来越激烈, 先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此, 一个国家的先进制造技术, 它的主体应该具有世界先进水平, 应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

自动化是一个动态概念, 目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体

化制造系统、制造单元技术、制造过(下转第287页)

第3期　　　　　　　　龚尚福等:Zig Bee

技术在城市配电监控系统中的应用研究・287・

4　结　语

本文通过大量的分析表明, Zigbee 技术完全具备在城市配电网自动化监控通信系统中的应用可行性

[12]

contr ol (MAC ) and physical layer (PHY ) s pecificati ons [S].2001. htt p://www. ieee802. org/11/.

[5]　I EEE Std 802. 15. 4. W ireless mediu m access contr ol

(MAC ) and physical layer (PHY ) s pecificati ons for l ow 2rate wireless pers onal area net w orks (LR -W P AN s ) [S ].34697.

[6]　Theodore S Rappaport . 无线通信原理及应用[M].北

2003.

htt p://ieeexp l ore . ieee . org/iel5/11012/

, 给出的Zig Bee 应用的实施方案及协议模型

明确了精简的网络拓扑设计和网络参数设计, 充分贴近城市配电网自动化监控系统通信系统的实际情况, 最终的Zig Bee 通信设备完全满足城市配电网自动化监控系统通信系统的通信功能需求。本文的工作成果, 可以为城市配电网自动化监控通信系统的建设、改造提供新的技术方案选择, 具有突出的现实意义。参考文献:

[1]　徐丙垠. 馈线自动化技术[J ].电网技术, 1998, 15(4) :

28-29.

[2]　王锐华, 于　全. 浅析Zig Bee 技术[J 视技,

2003, 6(6) :33-35.

[3]　Zig Bee A 2Bee

fit[S].2000. /. . org/en/res ources . [4]

I EEE Std 802. 11b . Part 11:Wireless LAN mediu m access

[7]

京:电子工业出版社, 1998:82-91.

Patrick Kinney . Zig Bee Technol ogy:W ireless Contr ol that Si m p lyWorks[J ].2003. htt p://www. Zigbee . O rg . [8]　郦　亮. I EEE802. 15. 4标准及其应用[J ].电子设计

应用, 2003, 10(2) :102-105.

[9]　王权平, 王　莉. Zig Bee 技术及其应用[J ].现代电信

科技, 2004, 31(4) :28-35.

[10]陈　, 和W i 2Fi 的干扰和共

J , (4) :16-18.

[][N ].htt p://www. cyber 2

cn /s oluti on /Wireless_Zig Bee _Design. ht m . 2008. 1. 12.

[12]Zig Bee 无线通信协议的技术支持及其应用前景[N].ht 2

t p://hi. baidu . co m /blog/ite m /a05592. ht m l . 2004. 11. 21.

(上接第230页)

程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。3. 5　绿色化

参考文献:

[1]　马晓春. 我国现代机械制造技术的发展趋势[J ].森林

工程, 2002(3) :42-44.

[2]　王世敬, 温　筠. 现代机械制造技术及其发展趋势[J ].

石油机械, 2002(11) :35-37.

[3]　武永利. 机械制造技术新发展及其在我国的研究和应

绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品, 产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用, 采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响, 同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

用[J ].机械制造与自动化, 2003(1) :54-56.

[4]　[日]Yoji Uchiya ma . 过程诊断技术的进展[C ].90年代

钢铁工业发展趋势—第六届钢铁大会文集, 1991:144

-147.

[5]　[日]T oshi o T oyota . 钢铁工业维修策略的新进展[C ].

90年代钢铁工业发展趋势—第六届钢铁大会文集, 1991:173-1756.

[6]　[日]Kiyoshi Koboya ma . 工厂管理中先进的机械状态监

4　结　语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志, 也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期, 制造技术是我们的薄弱环节, 只有跟上先进制造技术的世界潮流, 将其放在战略优先地位, 并以足够的力度予以实施, 才能尽快缩小与发达国家的差距, 才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

测系统[C ].90年代钢铁工业发展趋势—第六届钢铁大会文集, 1991:158—1617.

[7]　马竹捂. 信息化、自动化的进展与钢铁工业自动化[J ].

冶金自动化, 2003, 27(增) :72-748.

[8]　沈标正, 马竹捂. 直流电机故障诊断专家系统[J ].冶金

自动化, 2003, 27(增) :67-69.