機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢(shì)

日期：2010-06-06 | 閱讀：

1 趨勢(shì)
   國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）每二年召開一次。每屆年會(huì)上的主題報(bào)告、圓桌討論和發(fā)表的論文均集中地體現(xiàn)出各個(gè)行業(yè)當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢(shì)。
   在最近召開的國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）第44、45、46屆年會(huì)上，各個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，如美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)的與會(huì)機(jī)械制造專家、學(xué)者發(fā)表的論文集中地反映了21世紀(jì)初機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢(shì)。21世紀(jì)初機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)是現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合利用，其趨勢(shì)是四化：柔性化、靈捷化、智能化和信息化。再也不是20世紀(jì)20~40年代發(fā)展起來(lái)的機(jī)械學(xué)科自身的成就——凸輪及其它機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ),采用專用機(jī)床、夾具、刀具、量具組成的流水式生產(chǎn)線——剛性自動(dòng)化。剛性自動(dòng)化的缺點(diǎn)是，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，妨礙采用高新技術(shù)，產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
   目前，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中，一些國(guó)營(yíng)企業(yè)虧損，產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品大量積壓，除與經(jīng)營(yíng)管理體制有關(guān)外，與企業(yè)設(shè)備嚴(yán)重老化、技術(shù)人員知識(shí)陳舊有很大關(guān)系。
   為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，重振我國(guó)機(jī)械制造業(yè)，很有必要重新認(rèn)識(shí)機(jī)械制造業(yè)，了解和研討21世紀(jì)初國(guó)際上機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
2 重新認(rèn)識(shí)機(jī)械制造業(yè)
２．１制造技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱
　　在1999年CIRP第46屆年會(huì)上，大會(huì)主席日本的吉川教授在他的總結(jié)報(bào)告中指出，世界上各個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)，主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。在各個(gè)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55～65%，日本及亞洲四小龍的發(fā)展，在很大程度上都是依靠他們重視制造技術(shù)。這些國(guó)家十分重視將世界各國(guó)高新技術(shù)發(fā)展的專利買過(guò)來(lái)，通過(guò)制造技術(shù)，把它們形成獨(dú)、特、高大精尖的產(chǎn)品，首先占領(lǐng)市場(chǎng)，這就是他們所以能崛起、騰飛的訣竅。
　　一般人只看到機(jī)械制造工業(yè)必須依靠信息科學(xué)、材料科學(xué)來(lái)改造自己，這只是看到問題的一個(gè)方面，而另一個(gè)方面信息科學(xué)、材料科學(xué)也必須依賴于制造技術(shù)來(lái)取得新的發(fā)展。例如，在計(jì)算機(jī)的發(fā)展中最關(guān)鍵的問題是高密集度的大規(guī)模集成電路與存儲(chǔ)器件的制作，而它們有賴于制造技術(shù)的發(fā)展。
　　發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，如美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)的專家、教授已將制造科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)一起列為當(dāng)今時(shí)代四大支柱科學(xué)之一。而美國(guó)由于近年來(lái)缺乏對(duì)制造科學(xué)的重視，使他們?cè)S多產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)能力。為此，克林頓政府已經(jīng)批準(zhǔn)將先進(jìn)制造計(jì)劃列為1996年國(guó)家預(yù)算唯一重點(diǎn)支持的科技領(lǐng)域，這已引起美國(guó)、日本、歐洲在制造技術(shù)上新一輪競(jìng)爭(zhēng)。
　　要重新認(rèn)識(shí)機(jī)械制造業(yè)，尚包含著另一種意義。它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制造，即所謂的機(jī)械加工。它是集機(jī)械、電子、光學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)、激光學(xué)、管理學(xué)等最新成就的一種新興技術(shù)與新興工業(yè)。
２．２檢測(cè)技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的根本保證
　　自動(dòng)化生產(chǎn)中的許多信息需要通過(guò)檢測(cè)來(lái)提供，生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種故障要通過(guò)檢測(cè)去發(fā)現(xiàn)和防止，所需要的精度也要靠檢測(cè)來(lái)保證。沒有可靠的檢測(cè)就沒有現(xiàn)代化自動(dòng)化，便沒有高效率和高質(zhì)量。
在幾篇有關(guān)“裝配系統(tǒng)的新發(fā)展”的論文中均強(qiáng)調(diào)指出，為適應(yīng)柔性自動(dòng)化的需要，機(jī)器人必須有視覺系統(tǒng)，能對(duì)裝配件的形體與姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別，應(yīng)裝有位置與觸覺傳感器，進(jìn)行精確定位與抓握力的控制，自動(dòng)導(dǎo)引車也應(yīng)有視覺或聲發(fā)射傳感器，以發(fā)現(xiàn)行進(jìn)中可能有的障礙物等。
　　在有關(guān)“激光加工中的傳感器”和“光澤度與表面形貌學(xué)”二篇論文中，則是完全以檢測(cè)為主線來(lái)進(jìn)行討論的。在“激光加工中的傳感器”一文中指出，激光加工本身是一種“盲”過(guò)程，它只加工一個(gè)點(diǎn)，為了獲得所需形狀，完全要通過(guò)檢測(cè)來(lái)控制。激光加工是一種侵蝕過(guò)程，其形態(tài)需要通過(guò)傳感器檢測(cè)、控制，激光加工之所以能實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于傳感器。
　　在1999年46屆年會(huì)上許多論文均著重指出，越是柔性化的過(guò)程，越需要傳感器。
２．３當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)是高新技術(shù)的綜合利用
　　當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)不僅在它的信息處理與控制等方面運(yùn)用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光加工技術(shù)，在加工機(jī)理、切削過(guò)程乃至所用的刀具也無(wú)不滲透著當(dāng)代的高新技術(shù)，再也不是原來(lái)意義上的“機(jī)械加工”了。
　　例如：激光加工，通過(guò)控制光束與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以在一臺(tái)機(jī)床上加工出孔、槽、二維或三維曲面等各種形狀，完成鉆、銑、鏜等動(dòng)作，它在21世紀(jì)初可能引起機(jī)械加工的一場(chǎng)新的革命。激光切割、焊接、裁剪、成形加工，以及激光快速找正、激光測(cè)量等技術(shù)，已經(jīng)在汽車工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益。
　　將機(jī)械加工分為切削加工與無(wú)屑加工已不確切，進(jìn)入90年代以來(lái)，又發(fā)明了一種長(zhǎng)成加工方法。由激光器發(fā)出的紫外光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)匯聚成一支細(xì)光束，對(duì)盛在容器內(nèi)的液體塑料進(jìn)行掃描。這種塑料能因紫外激光的光化作用使其表面固化。根據(jù)所需要制造零件的尺寸與形狀，由計(jì)算機(jī)控制，只需要在形成零件實(shí)體處曝光，盛有液態(tài)塑料的工作臺(tái)可作步進(jìn)橫向運(yùn)動(dòng)與升降運(yùn)動(dòng)。在激光掃描運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)配合下，在激光束掃到的地方形成一層薄薄的固化膜。每掃完一個(gè)平面，工作臺(tái)下降0.05mm。這樣一層層的塑料按規(guī)定形狀的圖形固化，可以制成任意復(fù)雜的零件，這種加工方法為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展指出一個(gè)新的方向。
　　許多發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)學(xué)者、專家的論文在談到生產(chǎn)過(guò)程柔性化、靈捷化、智能化、信息化時(shí)，都指出機(jī)械制造工程師需要掌握和綜合利用工程數(shù)學(xué)、激光學(xué)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制論、生物學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)、人文科學(xué)等高新技術(shù)，這些科學(xué)將改變著機(jī)械制造的面貌，而機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展又為這些科學(xué)提供新的工具，進(jìn)一步促進(jìn)這些科學(xué)的發(fā)展。
2.4 21世紀(jì)初機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)是柔性化、靈捷化、智能化和信息化
　　21世紀(jì)初機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展總趨勢(shì)為“四化”。柔性化——使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要；靈捷化——使生產(chǎn)推向市場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)間縮為最短，使機(jī)械制造廠的機(jī)制能靈活轉(zhuǎn)向；智能化——柔性自動(dòng)化的重要組成部分，它是柔性自動(dòng)化的新發(fā)展和延伸。人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。