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先進(jìn)制造技術(shù)

時間:2022-09-20 17:16:29

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇先進(jìn)制造技術(shù),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

先進(jìn)制造技術(shù)

第1篇

【關(guān)鍵詞】制造技術(shù);生產(chǎn)模式;柔性;信息;對策

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場競爭日益激烈,越來越多的制造企業(yè)開始將大量的人力、財力和物力投入到先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的研究和實施策略之中。改革開放以來,我國制造科學(xué)技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展,確立了社會主義市場經(jīng)濟體制,但與先進(jìn)的國家相比仍有一定差距,為了迎接新的挑戰(zhàn),必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,縮短與先進(jìn)國家的差距,使我國的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平,以增強市場競爭力,因此,對制造技術(shù)及制造模式的研究和實施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務(wù),以實現(xiàn)我國機械制造業(yè)跨入世界先進(jìn)行列。

一、機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢

先進(jìn)的制造業(yè)是將物料、能源、設(shè)備、資金、技術(shù)、信息和人力等制造資源通過先進(jìn)的制造技術(shù)、先進(jìn)的管理技術(shù)和先進(jìn)的制造過程轉(zhuǎn)變成人類需求產(chǎn)品的行業(yè)。行業(yè)追求的目標(biāo)是:高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品,因此, 21世紀(jì)的機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面:

(一)精密化

精密加工、特種加工、超精密加工技術(shù)、微型機械是現(xiàn)代化機械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復(fù)合加工(如機械化學(xué)研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米(l nm=10-3μm)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機械學(xué)、納米電子學(xué)和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用。因此,它促進(jìn)了機械科學(xué)、光學(xué)科學(xué)、測量科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展。

(二)自動化

自動化技術(shù)自20世紀(jì)初出現(xiàn)以后,經(jīng)歷了由剛性自動化向柔性自動化的發(fā)展過程,自動化技術(shù)的成功應(yīng)用,不但提高了效率,保證了產(chǎn)品質(zhì)量,還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產(chǎn)自動化,可通過機床自動化改裝、應(yīng)用自動機床、專用組合機床、自動生產(chǎn)線來完成。小批量生產(chǎn)自動化可通過NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來完成。在未來的自動化技術(shù)實施過程中,將更加重視人在自動化系統(tǒng)中的作用。

(三)信息化

信息、物質(zhì)和能量是制造系統(tǒng)的三要素。產(chǎn)品制造過程中的信息投入,己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過程的實質(zhì)是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程,最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn),因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè),包括在制造之中。為此一些企業(yè)開始利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化,以適應(yīng)高柔性生產(chǎn)的需要。

(四)柔性化

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高,促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快,這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性,是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力,它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù),完成數(shù)量和時間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。

(五)集成化

集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統(tǒng)集成一個能協(xié)調(diào)工作的和功能更強的新系統(tǒng)。集成不是簡單的連接,是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計,分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實現(xiàn)的。集成化的目的是實現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成,功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)集成,同時還要強調(diào)人的集成,由于系統(tǒng)中不可能沒有人,系統(tǒng)運行的效果與企業(yè)經(jīng)營思想、運行機制、管理模式都與人有關(guān),因此在技術(shù)上集成的同時,還應(yīng)強調(diào)管理與人的集成。

(六)智能化

智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。智能制造技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié),在整個制造過程中貫徹智力活動,使系統(tǒng)柔性的方式集成起來,通過模擬人類專家的智能活動,取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動,在制造過程中系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運行狀態(tài),在受到外界干擾或內(nèi)部激勵能自動調(diào)整其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。

二、先進(jìn)的制造模式

機械制造業(yè)發(fā)展趨勢表明,只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)并能實施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢。制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運作模式。

(一)精良生產(chǎn)(LP)與獨立制造島(AMI)

20世紀(jì)90年代美國麻省理工學(xué)院(MIT)提出精良生產(chǎn)(LP)概念。它的特征是:(1)重視客戶需求,以最快的速度和適宜的價格提供質(zhì)量優(yōu)良的適銷新產(chǎn)品去占領(lǐng)市場,并向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。(2)重視人的作用,強調(diào)一專多能,推行小組自治工作制,賦予每個工段有一定的獨立自主權(quán),運行企業(yè)文化。(3)精簡一切生產(chǎn)中不創(chuàng)造價值的工作,減少管理層次,精簡組織結(jié)構(gòu),簡化產(chǎn)品開發(fā)過程和生產(chǎn)過程,減少非生產(chǎn)費用,強調(diào)一體化質(zhì)量保證。(4)精益求精、持續(xù)不斷的改進(jìn)生產(chǎn)、降低成本、零廢品、零庫存和產(chǎn)品品種多樣化。

獨立制造島是教授根據(jù)在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時,必須改革生產(chǎn)組織的角度提出新的生產(chǎn)模式。獨立制造島的技術(shù)構(gòu)思是:以GT為基礎(chǔ),以NC機床為核心,強調(diào)信息流的自動化和以人為中心的生產(chǎn)模式,它的特征是:組織、人員和技術(shù)三者的有機集成,面向車間、權(quán)力下放、綜合治理,并以獲取經(jīng)濟效益為主要目標(biāo)。AMI是發(fā)展中國家走向工廠自動化的重要途徑,它的推廣對中國機械制造業(yè)轉(zhuǎn)向市場機制,參與國際競爭意義重大。

(二)敏捷制造與虛擬制造

美國通用汽車公司與里海大學(xué)于1988年提出了敏捷制造(AM),AM是在不可預(yù)測的持續(xù)變化的競爭環(huán)境中取得繁榮成長,并具有能對客戶需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動市場做出迅速響應(yīng)的生產(chǎn)模式。AM的特征是:(1)制造資源的集成性,企業(yè)間聯(lián)作集成。充分發(fā)揮各企業(yè)的長處,針對限定市場的目標(biāo)要求共同合作完成任務(wù)。(2)具有需求響應(yīng)的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業(yè)對市場要求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)和能實現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造。(3)充分發(fā)揮人的作用,不斷提高企業(yè)職工素質(zhì)和教育水平,優(yōu)化人機功能分配。

虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM聯(lián)系密切。VM的特征是:當(dāng)市場新的機遇出現(xiàn)時,組織幾個有關(guān)公司聯(lián)作,把不同的公司,不同地點的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運行之前必須分析組合是否最優(yōu),能否協(xié)調(diào)運行,以及投產(chǎn)后的效益和風(fēng)險進(jìn)行評估,這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下通過虛擬制造系統(tǒng)運行,包括物理基礎(chǔ)、法律保障、社會環(huán)境和信息技術(shù)。因此研究開發(fā)虛擬制造技術(shù)(VMT)和虛擬制造系統(tǒng)(VMS)意義重大,美國稱AM為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

(三)集成制造與智能制造

美國哈林頓博士在“計算機和集成制造”一書中提出計算機和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內(nèi)容是:制造企業(yè)從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理直至售后服務(wù)是一個不可分割的整體,需要統(tǒng)籌考慮。整個制造過程的實質(zhì)是信息采集、傳遞和加工過程,最終生產(chǎn)的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。集成是CIM的核心,這種集成不僅是物的集成,更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成,計算機是集成的工具,計算機和輔助各單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ),信息交換是橋梁,信息共享是關(guān)鍵。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運行方式的合理化和最優(yōu)化,以提高企業(yè)對市場變化的動態(tài)響應(yīng)速度,并追求最高整體效益和長期效益。

智能制造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是:在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成的方式,通過計算機和模擬人類專家的智能活動,進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策,旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動,并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展。

三、存在差距和實施策略

改革開放以來,通過技術(shù)改造和引進(jìn)國外先進(jìn)制造技術(shù),使我國的制造工業(yè)有了長足的進(jìn)步,但和先進(jìn)國家相比還存在很大差距,表現(xiàn)在:技改投入相對不足,原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開發(fā)能力薄弱,制造業(yè)產(chǎn)品落后,技術(shù)水平低,信息含量少,更新?lián)Q代慢,以及市場營銷、經(jīng)營管理、人才素質(zhì)相對落后,缺乏國際競爭能力。面對這樣形勢,發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、實施先進(jìn)的制造模式已經(jīng)到了刻不容緩的地步。為了使我國的制造業(yè)站在世界先進(jìn)行列,必須采取相適應(yīng)的措施和策略。

(一)人才是關(guān)鍵。發(fā)展和推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、實施先進(jìn)的制造模式人才是關(guān)鍵。我國是社會主義市場經(jīng)濟體制,研究先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)模式其根本目的是制造出有競爭力的產(chǎn)品去占領(lǐng)國內(nèi)市場和國際市場,科技人員必須強化市場意識,因此人才的培養(yǎng)要注意市場導(dǎo)向。要有產(chǎn)業(yè)觀念、企業(yè)觀念、信息觀念、競爭觀念和效益觀念。科技人員要懂得市場營銷、經(jīng)營管理和經(jīng)濟法。要拓寬學(xué)科領(lǐng)域,更新教育內(nèi)容與方法,培養(yǎng)一支了解和掌握機械工程科學(xué)的前沿技術(shù)人才,加速先進(jìn)制造技術(shù)的推廣和實施,為市場經(jīng)濟服務(wù)。

(二)加強政策與法規(guī)建設(shè), 建立強有力的宏觀調(diào)控機制。在市場經(jīng)濟環(huán)境下,國家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步的總體規(guī)劃,以及相應(yīng)的法規(guī)政策。避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)引進(jìn)的事情發(fā)生,要盡可能減少和避免市場盲目競爭造成的損失。

(三)發(fā)展適應(yīng)我國國情的生產(chǎn)模式。對于一些先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式,要根據(jù)我國現(xiàn)實存在的技術(shù)水平和能力向前發(fā)展,避免盲目的追求目前實施有一定困難的理想的先進(jìn)科學(xué)制造技術(shù)。目前要積極發(fā)展適應(yīng)我國國情的制造模式。

(四)建立與發(fā)展我國自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動化單元技術(shù),結(jié)合實際情況實現(xiàn)與現(xiàn)有成熟技術(shù)的有效結(jié)合。同時要有組織有計劃的引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。對于引進(jìn)的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(chǎn)(LP)、智能制造( IM)等先進(jìn)制造模式要根據(jù)它們的技術(shù)構(gòu)思和特征開發(fā)創(chuàng)新成適合我國國情的生產(chǎn)模式,(如獨立制造島)以使企業(yè)適應(yīng)市場經(jīng)濟的需要。

第2篇

【關(guān)鍵詞】CAD技術(shù) 先進(jìn)制造 應(yīng)用

中圖分類號:TN391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-8809(2010)12-0035-01

在當(dāng)今市場競爭日趨激烈的條件下,要想贏得競爭,企業(yè)必須以最快的上市速度、最好的質(zhì)量、最低的成本、最優(yōu)的服務(wù)、最利于環(huán)境的產(chǎn)品滿足用戶的不同需求。在各種先進(jìn)的制造模式中,CAD技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。無論是并行設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計,還是環(huán)保設(shè)計都離不開現(xiàn)代CAD技術(shù)的應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)代CAD技術(shù)能使設(shè)計工作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化,以求達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計周期短、成本低和高質(zhì)量的目標(biāo)。

一、 CAD技術(shù)在并行工程中的應(yīng)用

并行工程和協(xié)同工作是一種新型的設(shè)計模式,通過把先進(jìn)的企業(yè)管理和先進(jìn)的自動化技術(shù)結(jié)合在一起,采用并行化的產(chǎn)品設(shè)計理念及其相關(guān)過程,在產(chǎn)品的設(shè)計早期全面考慮產(chǎn)品的制造過程和生命周期。并行工程的設(shè)計方法強調(diào)功能和過程的集成。在對產(chǎn)品設(shè)計過程進(jìn)行集成的前提下,優(yōu)化和重組產(chǎn)品的開發(fā)過程,實現(xiàn)多學(xué)科專家群體協(xié)同工作的工作方式。

(1)將企業(yè)實施的各種串行過程轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泄こ蹋笤谶M(jìn)行上游工作環(huán)節(jié)設(shè)計的同時,盡可能多的考慮下游工作環(huán)節(jié)的工作。在產(chǎn)品設(shè)計的初始階段,應(yīng)全面考慮后續(xù)制造的相關(guān)問題,對產(chǎn)品的可靠性、可制造性、可測試性、規(guī)范性和成本可計算性進(jìn)行設(shè)計,盡早考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有設(shè)計因素,以求達(dá)到各項設(shè)計工作的協(xié)調(diào)一致,力爭設(shè)計工作一次完成。

(2)并行工程的實施需要建立多學(xué)科協(xié)作的組織形式,運用可制造性設(shè)計DFM方法開發(fā)新產(chǎn)品。當(dāng)采用這種設(shè)計方法時,由于需要集體合作,所以個體的設(shè)計結(jié)果應(yīng)該信息共享,設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一,應(yīng)用集體的智慧和經(jīng)驗,產(chǎn)生高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品。

(3)在進(jìn)行產(chǎn)品的并行設(shè)計時,要選擇合適的軟件工具和方法,選定的軟件能對產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期進(jìn)行全程服務(wù)。在設(shè)計、制造周期中的數(shù)據(jù)交換應(yīng)符合STEP標(biāo)準(zhǔn),便于實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM。通過這些CAD技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的開發(fā)集體所有成員都組合在同一個信息環(huán)境中,保證所有成員得到最新、最準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息,協(xié)同一致的完成設(shè)計任務(wù)。在產(chǎn)品的設(shè)計早期全面地考慮產(chǎn)品的制造周期。

二、CAD技術(shù)在敏捷制造中的應(yīng)用

(1) 實現(xiàn)產(chǎn)品的敏捷設(shè)計和管理。

應(yīng)用CAD技術(shù)可實現(xiàn)設(shè)計資源共享、信息服務(wù)、合作建模、數(shù)據(jù)管理和設(shè)計過程管理,達(dá)到敏捷設(shè)計的目的。在敏捷設(shè)計中,產(chǎn)品的開發(fā)是利用數(shù)字方式確定工作任務(wù),用數(shù)字方式在各部門、各地點的合作者之間進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中的產(chǎn)品實際上是一種數(shù)字模型,在同一個數(shù)字模型上工作,通過PDM系統(tǒng)管理和集成,PDM是管理產(chǎn)品信息的重要技術(shù)措施。

(2) 實現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,從事CAD技術(shù)工作的人員組成跨專業(yè)學(xué)科的設(shè)計團隊,分散在不同的企業(yè)中,實現(xiàn)企業(yè)間的動態(tài)集成。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化以及新技術(shù)更替的加快,對某些產(chǎn)品一個企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟的獨立開發(fā)和制造,必須尋求企業(yè)的動態(tài)聯(lián)盟形式,把具有各種特點和優(yōu)勢的企業(yè)以產(chǎn)品為紐帶聯(lián)合在一起,共享一個產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),最大限度的保證設(shè)計者和制造者以優(yōu)化的形式在網(wǎng)上進(jìn)行新產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計和制造。

三、 CAD技術(shù)在CIMS集成系統(tǒng)中的應(yīng)用

早期的CAD系統(tǒng)是致力于提高繪圖的工作效率,數(shù)控機床的出現(xiàn),發(fā)展成了計算機輔助制造CAM,進(jìn)而促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展。在CIMS系統(tǒng)中,要求產(chǎn)品的信息實現(xiàn)CAD、CAPP和CAM的集成,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計到制造各環(huán)節(jié)中資源共享和信息傳遞,提高設(shè)計效率。CAD技術(shù)在CIMS系統(tǒng)中的應(yīng)用有如下特點:

(1) CAD建模技術(shù)的應(yīng)用。

特征建模技術(shù)是CIMS的關(guān)鍵技術(shù)之一。它是在CAD/CAPP/CAM范圍內(nèi)建立相對統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品定義模型,包括了從產(chǎn)品設(shè)計到制造各階段所需要的產(chǎn)品定義信息,通過產(chǎn)品的幾何形狀信息和工程信息的描述,體現(xiàn)設(shè)計意圖,并將產(chǎn)品的設(shè)計意圖反映到各個后續(xù)環(huán)節(jié)。特征建模技術(shù)是CAD/CAPP/CAM集成的重要前提。

(2) 數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用。

對于以單元自動化為目標(biāo)的CAD/CAPP/CAM應(yīng)用系統(tǒng),各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)差異很大,這給各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞帶來了一定的困難。因此,需要設(shè)計專用的數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息。

(3) 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術(shù)的應(yīng)用。

為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和系統(tǒng)的集成化程度,保證各子系統(tǒng)間設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性、可靠性和數(shù)據(jù)共享。可采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)統(tǒng)一管理與生產(chǎn)有關(guān)的全部信息。CAD/CAPP/CAM之間不需要傳遞信息。各子系統(tǒng)從PDM系統(tǒng)中提取和存放各自需要的信息,從而真正實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成。通過PDM實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、分析、制造、工藝規(guī)劃和質(zhì)量管理等方面的信息集成,確保CAD/CAPP/CAM設(shè)計出最新、最好、性能最優(yōu)的產(chǎn)品。

四、結(jié)束語

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域會得到了越來越廣泛的應(yīng)用。CAD正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)單元技術(shù)向復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下的設(shè)計自動化技術(shù)的重要轉(zhuǎn)變。21世紀(jì),濟競爭是世界各國競爭的焦點和世界發(fā)展的重要推動力。對制造業(yè)而言,每個企業(yè)都面臨找持續(xù)多變和不可完全預(yù)測的全球化市場競爭,競爭的核心是以知識為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競爭。為了提高競爭力企業(yè)必須解決好產(chǎn)品的上市速度(T)、最好的質(zhì)量(Q)、最低的成本(C)、最優(yōu)的服務(wù)(S)和最清潔的環(huán)境(E)來滿足顧客的不同需求和社會可持續(xù)發(fā)展的要求。先進(jìn)制造技術(shù)必然十分重視產(chǎn)品設(shè)計問題。沒有適銷對路的創(chuàng)新產(chǎn)品會在激烈的市場競爭中敗下陣來,所以采用先進(jìn)制造技術(shù)的企業(yè)必然將產(chǎn)品設(shè)計這個環(huán)節(jié)視為企業(yè)的生命線,先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)必然成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心之一,先進(jìn)設(shè)計技術(shù)離不開CAD技術(shù),而且會大大促進(jìn)CAD技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]黃森彬主編.機械設(shè)計基礎(chǔ).高等教育出版社.?

第3篇

【關(guān)鍵詞】測量技術(shù) 高端制造領(lǐng)域 應(yīng)用

【正文】

隨著近幾年世界經(jīng)濟格局的變化和我國經(jīng)濟技術(shù)高速發(fā)展的趨勢,測量技術(shù)的先進(jìn)程度成為我國未來制造業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。測量技術(shù)的發(fā)展水平及其在機械制造中的應(yīng)用程度, 是衡量制造科技水平、 提高國家支柱產(chǎn)業(yè)核心競爭力的一個重要因素。因此,對于機械制造中測量技術(shù)應(yīng)用的探討有其必要性。

一、三坐標(biāo)測量技術(shù)在汽車制造中的運用

從上個世紀(jì)50年代第一臺坐標(biāo)測量機的誕生到今天各類坐標(biāo)測量設(shè)備的廣泛使用,坐標(biāo)測量已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)無可替代的一個重要組成部分。在過去近一個世紀(jì)的歷程中,工業(yè)和實驗用坐標(biāo)測量機經(jīng)歷了多個突破性的飛躍。在已經(jīng)進(jìn)入信息時代的今天,三坐標(biāo)測量技術(shù)更是飛速地向前發(fā)展著,為工業(yè)制造提供著巨大的支持。 汽車制造業(yè)屬于新興的高科技產(chǎn)業(yè),對科技技術(shù)的含量要求非常高。社會的發(fā)展要求汽車制造業(yè)不斷提高自身的技術(shù),同時也要求來自其它各個領(lǐng)域的技術(shù)支持。其中,三坐標(biāo)測量技術(shù)是一個很重要的方面。

汽車車身,以及汽車車身的覆蓋件大多數(shù)呈自由曲面狀,自上世紀(jì)90年代中后期起,為了提高測量效率,尤其是為了強化對生產(chǎn)過程的監(jiān)控,利用先進(jìn)的光學(xué)測量系統(tǒng),在車間現(xiàn)場實施在線檢測的方式已越來越多地進(jìn)入現(xiàn)代汽車業(yè)。一種以結(jié)構(gòu)光學(xué)三維傳感器為基礎(chǔ)的高效“檢測站”,被測工件首先由傳輸裝置自動送入生產(chǎn)線上的測量工位,定位傳感器將工件的真實位置輸入計算機控制系統(tǒng)中,后者根據(jù)已編制好的測量程序自動控制安裝在框架上眾多光學(xué)三維傳感器中的每一個,對工件上的各關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測。一般固定的傳感器數(shù)量為10-30個左右,完成測量僅需40s左右,效率很高。

二、數(shù)字化精密測量技術(shù)在機床制造中的應(yīng)用

數(shù)字化精密測量技術(shù)是數(shù)字化制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。開發(fā)亞微米、納米級高精度測量儀器,提高環(huán)境適應(yīng)能力,增強魯棒性,使精密測量裝備進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場,集成到加工機床和制造系統(tǒng),形成先進(jìn)的數(shù)字化閉環(huán)制造系統(tǒng),是當(dāng)今精密測量技術(shù)的發(fā)展趨勢。數(shù)控機床的精度和性能檢測領(lǐng)域中,國外著名廠商Renishaw、API及HP等公司生產(chǎn)的激光干涉儀測量系統(tǒng)和球桿儀等在數(shù)控機床的幾何精度和運動精度的檢測和監(jiān)控中,無論在機床制造廠還是機床使用廠,都得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著MEMS、微納米技術(shù)的興起與發(fā)展,人們對微觀世界探索的不斷深入,測量對象尺度越來越小,達(dá)到了納米量級;另一方面,由于大型、超大型高端系統(tǒng)、機電工程的制造、安裝水平提高,以及人們對于空間研究范圍的擴大,測量對象尺度覆蓋范圍越來越大,目前已達(dá)91m~102 m的范圍,相差11個數(shù)量級之巨,高端制造中從微觀到宏觀的尺寸測量范圍不斷擴大。在此背景之下,微納制造、超精密制造、巨系統(tǒng)制造等系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的測量方法和測量儀器受到極大挑戰(zhàn),出現(xiàn)了納米尺度表征以及參數(shù)量值的統(tǒng)一和溯源等許多新的科學(xué)問題和工程技術(shù)問題亟待解決。

三、精細(xì)測量技術(shù)在發(fā)動機制造中的運用

發(fā)動機是由許多各種形狀的零部件組成,這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動機的性能和壽命。使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗轉(zhuǎn)化為對制造流程進(jìn)行控制,通過信息反饋對加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率。降低企業(yè)的測量成本,計量人員的培訓(xùn)費用,測量設(shè)備的使用和維修費用,達(dá)到提高測量檢測效率的目的,使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實時質(zhì)量控制能力,這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動中的應(yīng)變能力,對幫助企業(yè)建立并維護良好的市場信譽,具有重要的決定作用。

例如各種尺寸類型的 齒輪專用檢測儀器,凸輪檢測儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計量部門需要配置多類型的計量設(shè)備和從事計量操作的專業(yè)檢測人員,計量設(shè)備使用率較低,同時企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計量人員的培訓(xùn)費用和計量設(shè)備使用和維護費用;企業(yè)無法實現(xiàn)柔性、通用計量檢測。因此,降低企業(yè)的測量成本,計量人員的培訓(xùn)費用,測量設(shè)備的使用和維修費用,達(dá)到提高測量檢測效率的目的,使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實時質(zhì)量控制能力,這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動中的應(yīng)變能力,對幫助企業(yè)建立并維護良好的市場信譽,具有重要的決定作用。

四、CAD測量技術(shù)在鋼箱梁制造中的應(yīng)用

主塔勁性骨架為主塔施工定位的基礎(chǔ),只有勁性骨架定位準(zhǔn)確后,相應(yīng)的鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力波紋管才能根據(jù)勁性骨架的位置來進(jìn)行定位。每次勁性骨架的安裝高度平均比每次將要施工的塔柱高度高1~2m,以利于下一節(jié)勁性骨架的安裝; 安裝第2節(jié)勁性骨架時,先將勁性骨架的現(xiàn)狀標(biāo)高測定,然后利用CAD將勁性骨架將此標(biāo)高的坐標(biāo)求出,在勁性骨架節(jié)與節(jié)之間設(shè)置定位連接鋼板,在定位鋼板上放出所求坐標(biāo),將所要安裝的勁性骨架安裝定位。此方法有利于主塔定位,保證了主塔的施工準(zhǔn)確性,從而解決了主塔空間定位難度大的問題。

根據(jù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合國內(nèi)鋼材的供貨及運輸現(xiàn)狀,將節(jié)段組裝采用立體、階梯方式進(jìn)行,即以預(yù)拼裝胎架為外胎,橫隔板為內(nèi)胎,依次組焊各粱段的底板單元、斜底板單元、橫隔板單元、錨箱風(fēng)嘴單元、頂板單元及附屬件,完成鋼箱梁節(jié)段的制作。橫向?qū)ΨQ設(shè)計,以底板、斜底板外形為基準(zhǔn)面確定胎架形狀,利用型鋼制作支承鋼架與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接,每個預(yù)埋件處的基礎(chǔ)承載力不小于30t,支承鋼架分橫向鋼架和縱向連桿,縱向連桿將橫向鋼架連接起來,形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu),使其具有足夠剛度。

隨著時代的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步,高端制造行業(yè)對測量技術(shù)的要求越來越高,依賴性也越來越大,在此背景下,大力發(fā)展測量技術(shù),加強對測量技術(shù)的研制開發(fā)和推廣應(yīng)用,以及研究測量技術(shù)的規(guī)范化與安全性, 是測量技術(shù)工作者一直關(guān)注的問題。因此,測量水平的高低,對先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)質(zhì)量有很大影響,因此在施工中必須對測量技術(shù)的運用有足夠的重視。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫賢標(biāo) 機械制造領(lǐng)域中對測量技術(shù)的應(yīng)用探討[J] 城市建設(shè)理論研究 2012年第24期

第4篇

【關(guān)鍵詞】模具 先進(jìn)制造技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

改革開放以來,我國的計算機信息技術(shù)、自動化技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展,傳統(tǒng)制造技術(shù)再次成為人們關(guān)注的一大焦點。當(dāng)前我國的先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)逐步向系統(tǒng)化、集成化發(fā)展,為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持,對模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用研究有著重要的實踐意義與應(yīng)用價值。

1.模具CAD/CAE/CAM技術(shù)概述

在數(shù)字化技術(shù)以及三維造型技術(shù)的支持下,CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)在我國各大行業(yè)中得到了廣泛地推廣。目前CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于汽車大型覆蓋件模具,不僅能夠進(jìn)行模具設(shè)計、制造與沖壓,而且在數(shù)控編程技術(shù)的支持下能夠?qū)崿F(xiàn)DNC。CAD/CAE/CAM技術(shù)在塑料模具方面也得到了進(jìn)一步的應(yīng)用,我國自主研發(fā)的軟件如北航華正CAXA軟件已經(jīng)得以廣泛地推廣。新時期,我國的CAD/CAE/CAM技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展。模具CAD不僅僅是對傳統(tǒng)設(shè)計與計算方法的單一模仿,而且采用先進(jìn)的設(shè)計理論,根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗與專業(yè)的知識理論進(jìn)行設(shè)計,結(jié)果更加合理、科學(xué)。其次在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中采用了立體思維以及三維參數(shù)化特征,信息流組織以及管理、共享等技術(shù)貫穿了模具設(shè)計、裝配與檢測等的全過程。另外還能夠?qū)δ>叩目芍圃煨赃M(jìn)行科學(xué)評價,其中主要涉及到模具制造與費用的大致估算、模具實用性的評估以及零件制作工藝的評估等。

2.模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展

2.1高速銑削技術(shù)

作為型腔模具加工的重要組成部分,銑削加工技術(shù)以其加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量優(yōu)良以及加工效率高等特點在模具加工中得到了廣泛地應(yīng)用。首先該技術(shù)具有高效性,一般情況下,高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速保持在15000~40000轉(zhuǎn)/min,其最高能夠達(dá)到100000轉(zhuǎn),在進(jìn)行鋼切削時,速度可以達(dá)到400m/min,其與傳統(tǒng)的銑削加工相比高出10倍左右,在加工效率方面也顯示出極大的優(yōu)越性。以插座外殼壓鑄模加工為例,傳統(tǒng)的銑削、電火花成型加工所需的時間為60h左右,而采用先進(jìn)的高速銑削加工14h便能夠完成。高速銑削技術(shù)精度較高,一般能夠10um,其工件溫升小,表面不會出現(xiàn)變質(zhì)會微裂紋,質(zhì)量較高,研究顯示其表面粗糙度Ra不高于1um。另外高速銑削技術(shù)能夠?qū)Ω哂膊牧线M(jìn)行加工,最高硬度可達(dá)到60HRC,成為當(dāng)前模具制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。

2.2電火花加工技術(shù)與綠色產(chǎn)品技術(shù)

所謂電火花加工主要指的是在液體介質(zhì)中,采用脈沖放電原理對導(dǎo)電材料出現(xiàn)的電蝕現(xiàn)象進(jìn)行清除,進(jìn)而使零件的尺寸、形狀等達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求。國外的電加工機床技術(shù)發(fā)展較快,其性能、工藝指標(biāo)與自動化程度均處于領(lǐng)先水平。近年來,隨著電火花加工技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對加工中的安全與防護技術(shù)給予了高度重視。當(dāng)前電火花加工機床過程中的問題主要集中在輻射騷擾方面,其不僅會引發(fā)一系列安全事故的發(fā)生,而且對環(huán)境具有一定的破壞作用,因此,國際市場開始致力于對綠色產(chǎn)品的研究。以日本某公司為例,該公司采用直線電機伺服實施驅(qū)動,不僅反應(yīng)速度快,而且具有較高的定位精度,且不容易變形,體現(xiàn)了鮮明的優(yōu)越性。除此之外部分EDM采用混粉加工工藝、微精加工脈沖電源等技術(shù),提升了工作效率。

2.3RPM下的快速經(jīng)濟制模技術(shù)

快速原型制造技術(shù)最早起源于20世紀(jì)中后期的美國,是對制造領(lǐng)域的一次新的創(chuàng)新與突破,該技術(shù)將CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及機械工程技術(shù)等融為一體,實現(xiàn)了由零件設(shè)計發(fā)展成為三維實體原型設(shè)計,是一項系統(tǒng)性的先進(jìn)制造技術(shù)。截至目前,RPM技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了向快速模具技術(shù)的轉(zhuǎn)移,成為國內(nèi)外RPM領(lǐng)域研究的一個熱點話題。

3.模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用

新時期,我國的科學(xué)技術(shù)水平得到了極大的提升,模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣,不僅有效改變了傳統(tǒng)加工難以實施的狀況,而且在航空航天、機床、汽車以及電器等領(lǐng)域的模具制造中得到了廣泛地應(yīng)用。除此之外,其在電化學(xué)、超聲波以及激光等新能源中的應(yīng)用不僅提升了能量的多元化、綜合化,而且擴大了傳統(tǒng)加工領(lǐng)域的范圍,提高了模具制造的質(zhì)量。目前超聲波的加工精度能夠達(dá)到0.01~0.02mm之間,粗糙程度與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相比明顯降低,僅為0.54um,對于充模、拉絲模以及拋光模等工藝中體現(xiàn)了較好的應(yīng)用效果。再如激光加工,其不僅能夠?qū)Ρ砻孢M(jìn)行一系列的處理,而且能夠?qū)嵤┐蚩住⒌窨桃约拔⒓?xì)加工等工藝,其在聚晶金剛石拉絲模胚料中的加工直徑不足0.04mm,數(shù)十秒便能夠完成。當(dāng)前我國的車輛與電機等產(chǎn)品呈現(xiàn)出輕量化的發(fā)展趨勢,這在一定程度上增加壓鑄模的比例,與此同時對壓鑄壽命與質(zhì)量也提出了更高的要求。另外隨著現(xiàn)代成型工藝的進(jìn)一步發(fā)展,氣輔模具的應(yīng)用更加廣泛,其以優(yōu)良的剛性與耐高壓特性在精密模具型腔應(yīng)淬火中得到了廣泛地應(yīng)用。除此之外在熱流道技術(shù)的支持下,制件的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率能夠得到極大的提升,降低對原材料的依賴性,節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本,目前,熱流道模具在我國企業(yè)中的使用率已經(jīng)達(dá)到了85%以上。

結(jié)束語:模具先進(jìn)制造技術(shù)類型復(fù)雜多樣,且擁有良好的發(fā)展前景。新時期必須充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)以及自動化技術(shù)等,加強先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)中人力、技術(shù)與組織構(gòu)成的集成,不斷探索新的模具制造模式,提升先進(jìn)制造技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn):

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[2]袁南征, 盧遠(yuǎn)富, 張開熙,等.高速、高效加工技術(shù)在汽車

模具中的應(yīng)用[J].科學(xué)時代,2014,22(13):253-254.

[3]楊翊.面向先進(jìn)制造技術(shù)的注塑模具設(shè)計與制造新理念分

析[J].華東科技:學(xué)術(shù)版,2015,14(2):245-245.

第5篇

關(guān)鍵詞: 先進(jìn)制造技術(shù) 現(xiàn)代化 發(fā)展趨勢

隨著市場需求個性化與多樣化,傳統(tǒng)的制造技術(shù)已不能滿足需要,從而誕生了許多原來沒有的制造方法,現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化的方向發(fā)展。

1.信息技術(shù)對先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展起著越來越重要的作用

信息化是當(dāng)今社會發(fā)展的趨勢,信息技術(shù)正在以人們難以想象的速度向前發(fā)展。信息技術(shù)也正在向制造技術(shù)注入和融合,促進(jìn)著制造技術(shù)的不斷發(fā)展。信息技術(shù)促進(jìn)著設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)代化,加工制造的精密化、快速化,自動化技術(shù)的柔性化、智能化,整個制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化。各種先進(jìn)生產(chǎn)模式的發(fā)展,如CIMS、并行工程、精益生產(chǎn)、靈捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬制造,無不以信息技術(shù)的發(fā)展為支撐。

2.設(shè)計技術(shù)不斷現(xiàn)代化

產(chǎn)品設(shè)計是制造業(yè)的靈魂。現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的主要發(fā)展趨勢如下。

(1)設(shè)計手段的計算機化。

在實現(xiàn)了計算機計算、繪圖的基礎(chǔ)上,當(dāng)前突出反映在數(shù)值仿真或虛擬現(xiàn)實技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用,以及現(xiàn)代產(chǎn)品建模理論的發(fā)展上,并且向智能化設(shè)計方向發(fā)展。

(2)新的設(shè)計思想和方法不斷出現(xiàn)。

如并行設(shè)計、面向“X”的設(shè)計(Design for X,DFX)、健壯設(shè)計(Robust Design)、優(yōu)化設(shè)計Optimal Design)、反求工程技術(shù)(Revese Engineering)等。

(3)向全壽命周期設(shè)計發(fā)展。

傳統(tǒng)的設(shè)計只限于產(chǎn)品設(shè)計,全壽命周期設(shè)計則由簡單的、具體的、細(xì)節(jié)的設(shè)計轉(zhuǎn)向復(fù)雜的總體的設(shè)計和決策,要通盤考慮包括設(shè)計、制造、檢測、銷售、使用、維修、報廢等階段的產(chǎn)品的整個生命周期。

(4)設(shè)計過程由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和社會因素。

3.成形及改進(jìn)制造技術(shù)向精密、精確、少能耗、無污染方向發(fā)展

成形制造技術(shù)正在從制造工件的毛坯、從接近零件形狀(Near Net Shape Proccess)向直接制成工件精密成形或稱凈成形(Net Shape Proccess)的方向發(fā)展。塑性成形與磨削加工相結(jié)合,將取代大部分中小零件的切削加工。主要發(fā)展趨勢是通過各種新型精密熱處理和復(fù)全處理達(dá)到零件性能精確、形狀尺寸精密,以及獲得各種特殊性能要求的表面(涂)層,同時大大減少能耗,完全消除對環(huán)境的污染。

4.加工制造技術(shù)向著超精密、超高速,以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展

(1)超精密加工技術(shù)。

目前加工精度達(dá)到0.025μm,表面粗糙度達(dá)0.0045μm,已進(jìn)入納米級加工時代。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近;超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展;超精加工材料由金屬擴大到非金屬。

(2)超高速切削。

目前鋁合金超高速切削的切削速度已超過1600m/min,鑄鐵為1500m/min,超耐熱鎳合金為300m/min,鈦合金200m/min。超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工。

(3)新一代制造裝備的發(fā)展。

市場競爭和新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料的發(fā)展推動著新型加工設(shè)備的研究與開發(fā),其中典型的例子是“并聯(lián)桁架式結(jié)構(gòu)數(shù)控機床”(或俗稱“六腿”機床)的發(fā)展。它突破了傳統(tǒng)機床的結(jié)構(gòu)方案,采用六個軸長短的變化,以實現(xiàn)刀具相對于工件的加工位姿的變化。

5.工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué),工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)展

先進(jìn)制造技術(shù)的一個重要發(fā)展趨勢是,工藝設(shè)計由經(jīng)驗判斷走向定量分析,加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

工藝模擬也發(fā)展并應(yīng)用于金屬切削加工過程、產(chǎn)品設(shè)計過程。最新的進(jìn)展是在并行工程環(huán)境下,開展虛擬成形制造,使得在產(chǎn)品的設(shè)計完成時,成形制造的準(zhǔn)備工作(如鑄造)也同時完成。

6.專業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失

先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展,在冷熱加工之間,加工、檢測、物流、裝配過程之間,設(shè)計、材料應(yīng)用、加工制造之間,其界限均逐漸淡化,逐步走向一體化。現(xiàn)代制造系統(tǒng)使得自動化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝密不可分;很多新材料的配制與成型是同時完成的,很難劃清材料應(yīng)用與制造技術(shù)的界限。這種趨勢表現(xiàn)在生產(chǎn)上是專業(yè)車間的概念逐漸淡化,將多種不同專業(yè)的技術(shù)集成在一臺設(shè)備、一條生產(chǎn)線、一個工段或車間里的生產(chǎn)方式逐漸增多。

7.綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征

日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束,使綠色制造業(yè)顯得越來越重要,它將是21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征,與此相適應(yīng),綠色制造技術(shù)也將獲得快速的發(fā)展。將綠色制造技術(shù)應(yīng)用在整個制造過程,可使得對環(huán)境負(fù)面影響最小,廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小,資源利用效率最高。綠色制造技術(shù)主要包含了綠色資源、綠色生產(chǎn)過程和綠色產(chǎn)品三方面的內(nèi)容。

8.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在制造業(yè)中獲得越來越多的應(yīng)用

虛擬制造技術(shù)將從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前,首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型(Soft Prototype)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(Hard Prototype)進(jìn)行試驗,對其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測和評價,從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期,降低產(chǎn)品的開發(fā)成本,提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的能力。

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。隨著各種技術(shù)的相互融合,未來先進(jìn)制造技術(shù)的前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn):

[1]郁鼎文.現(xiàn)代制造技術(shù).清華大學(xué)出版社,2008-6-18.

[2]薜麗霞等.綠色制造.機械設(shè)計,2000,(10):8-10.

第6篇

關(guān)鍵詞:CAD技術(shù) 先進(jìn)制造 應(yīng)用

在當(dāng)今市場競爭日趨激烈的條件下,要想贏得競爭,企業(yè)必須以最快的上市速度、最好的質(zhì)量、最低的成本、最優(yōu)的服務(wù)、最利于環(huán)境的產(chǎn)品滿足用戶的不同需求。在各種先進(jìn)的制造模式中,CAD技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。無論是并行設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計,還是環(huán)保設(shè)計都離不開現(xiàn)代CAD技術(shù)的應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)代CAD技術(shù)能使設(shè)計工作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化,以求達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計周期短、成本低和高質(zhì)量的目標(biāo)。

1 CAD技術(shù)在并行工程中的應(yīng)用

并行工程和協(xié)同工作是一種新型的設(shè)計模式,通過把先進(jìn)的企業(yè)管理和先進(jìn)的自動化技術(shù)結(jié)合在一起,采用并行化的產(chǎn)品設(shè)計理念及其相關(guān)過程,在產(chǎn)品的設(shè)計早期全面考慮產(chǎn)品的制造過程和生命周期。并行工程的設(shè)計方法強調(diào)功能和過程的集成。在對產(chǎn)品設(shè)計過程進(jìn)行集成的前提下,優(yōu)化和重組產(chǎn)品的開發(fā)過程,實現(xiàn)多學(xué)科專家群體協(xié)同工作的工作方式。

(1)將企業(yè)實施的各種串行過程轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泄こ蹋笤谶M(jìn)行上游工作環(huán)節(jié)設(shè)計的同時,盡可能多的考慮下游工作環(huán)節(jié)的工作。在產(chǎn)品設(shè)計的初始階段,應(yīng)全面考慮后續(xù)制造的相關(guān)問題,對產(chǎn)品的可靠性、可制造性、可測試性、規(guī)范性和成本可計算性進(jìn)行設(shè)計,盡早考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有設(shè)計因素,以求達(dá)到各項設(shè)計工作的協(xié)調(diào)一致,力爭設(shè)計工作一次完成。

(2)并行工程的實施需要建立多學(xué)科協(xié)作的組織形式,運用可制造性設(shè)計DFM方法開發(fā)新產(chǎn)品。當(dāng)采用這種設(shè)計方法時,由于需要集體合作,所以個體的設(shè)計結(jié)果應(yīng)該信息共享,設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一,應(yīng)用集體的智慧和經(jīng)驗,產(chǎn)生高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品。

(3)在進(jìn)行產(chǎn)品的并行設(shè)計時,要選擇合適的軟件工具和方法,選定的軟件能對產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期進(jìn)行全程服務(wù)。在設(shè)計、制造周期中的數(shù)據(jù)交換應(yīng)符合STEP標(biāo)準(zhǔn),便于實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM。通過這些CAD技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的開發(fā)集體所有成員都組合在同一個信息環(huán)境中,保證所有成員得到最新、最準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息,協(xié)同一致的完成設(shè)計任務(wù)。在產(chǎn)品的設(shè)計早期全面地考慮產(chǎn)品的制造周期。

2 CAD技術(shù)在敏捷制造中的應(yīng)用

(1)實現(xiàn)產(chǎn)品的敏捷設(shè)計和管理。

應(yīng)用CAD技術(shù)可實現(xiàn)設(shè)計資源共享、信息服務(wù)、合作建模、數(shù)據(jù)管理和設(shè)計過程管理,達(dá)到敏捷設(shè)計的目的。在敏捷設(shè)計中,產(chǎn)品的開發(fā)是利用數(shù)字方式確定工作任務(wù),用數(shù)字方式在各部門、各地點的合作者之間進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中的產(chǎn)品實際上是一種數(shù)字模型,在同一個數(shù)字模型上工作,通過PDM系統(tǒng)管理和集成,PDM是管理產(chǎn)品信息的重要技術(shù)措施。

(2)實現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,從事CAD技術(shù)工作的人員組成跨專業(yè)學(xué)科的設(shè)計團隊,分散在不同的企業(yè)中,實現(xiàn)企業(yè)間的動態(tài)集成。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化以及新技術(shù)更替的加快,對某些產(chǎn)品一個企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟的獨立開發(fā)和制造,必須尋求企業(yè)的動態(tài)聯(lián)盟形式,把具有各種特點和優(yōu)勢的企業(yè)以產(chǎn)品為紐帶聯(lián)合在一起,共享一個產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),最大限度的保證設(shè)計者和制造者以優(yōu)化的形式在網(wǎng)上進(jìn)行新產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計和制造。

3 CAD技術(shù)在CIMS集成系統(tǒng)中的應(yīng)用

早期的CAD系統(tǒng)是致力于提高繪圖的工作效率,數(shù)控機床的出現(xiàn),發(fā)展成了計算機輔助制造CAM,進(jìn)而促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展。在CIMS系統(tǒng)中,要求產(chǎn)品的信息實現(xiàn)CAD、CAPP和CAM的集成,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計到制造各環(huán)節(jié)中資源共享和信息傳遞,提高設(shè)計效率。CAD技術(shù)在CIMS系統(tǒng)中的應(yīng)用有如下特點:

(1)CAD建模技術(shù)的應(yīng)用。

特征建模技術(shù)是CIMS的關(guān)鍵技術(shù)之一。它是在CAD/CAPP/CAM范圍內(nèi)建立相對統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品定義模型,包括了從產(chǎn)品設(shè)計到制造各階段所需要的產(chǎn)品定義信息,通過產(chǎn)品的幾何形狀信息和工程信息的描述,體現(xiàn)設(shè)計意圖,并將產(chǎn)品的設(shè)計意圖反映到各個后續(xù)環(huán)節(jié)。特征建模技術(shù)是CAD/CAPP/CAM集成的重要前提。

(2)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用。

對于以單元自動化為目標(biāo)的CAD/CAPP/CAM應(yīng)用系統(tǒng),各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)差異很大,這給各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞帶來了一定的困難。因此,需要設(shè)計專用的數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息。為了提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化程度,可通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息,這需要在各個子系統(tǒng)中設(shè)計前/后置數(shù)據(jù)處理程序,實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式與標(biāo)準(zhǔn)格式的轉(zhuǎn)換,常用IGES圖形數(shù)據(jù)交換格式作為各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)格式。也可以通過統(tǒng)一的產(chǎn)品模型交換設(shè)計信息,使各子系統(tǒng)間直接進(jìn)行信息交換,采用STEP標(biāo)準(zhǔn)以通用的數(shù)據(jù)格式描述一個產(chǎn)品在生產(chǎn)周期內(nèi)完整的產(chǎn)品模型。這樣做可以大大提高系統(tǒng)的集成性。

(3)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術(shù)的應(yīng)用。

為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和系統(tǒng)的集成化程度,保證各子系統(tǒng)間設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性、可靠性和數(shù)據(jù)共享。可采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)統(tǒng)一管理與生產(chǎn)有關(guān)的全部信息。CAD/CAPP/CAM之間不需要傳遞信息。各子系統(tǒng)從PDM系統(tǒng)中提取和存放各自需要的信息,從而真正實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成。通過PDM實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、分析、制造、工藝規(guī)劃和質(zhì)量管理等方面的信息集成,確保CAD/CAPP/CAM設(shè)計出最新、最好、性能最優(yōu)的產(chǎn)品。

4結(jié)束語

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域會得到了越來越廣泛的應(yīng)用。CAD正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)單元技術(shù)向復(fù)雜大系統(tǒng)環(huán)境下的設(shè)計自動化技術(shù)的重要轉(zhuǎn)變。21世紀(jì),濟競爭是世界各國競爭的焦點和世界發(fā)展的重要推動力。對制造業(yè)而言,每個企業(yè)都面臨找持續(xù)多變和不可完全預(yù)測的全球化市場競爭,競爭的核心是以知識為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競爭。為了提高競爭力企業(yè)必須解決好產(chǎn)品的上市速度(T)、最好的質(zhì)量(Q)、最低的成本(C)、最優(yōu)的服務(wù)(S)和最清潔的環(huán)境(E)來滿足顧客的不同需求和社會可持續(xù)發(fā)展的要求。先進(jìn)制造技術(shù)必然十分重視產(chǎn)品設(shè)計問題。沒有適銷對路的創(chuàng)新產(chǎn)品會在激烈的市場競爭中敗下陣來,所以采用先進(jìn)制造技術(shù)的企業(yè)必然將產(chǎn)品設(shè)計這個環(huán)節(jié)視為企業(yè)的生命線,先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)必然成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心之一,先進(jìn)設(shè)計技術(shù)離不開CAD技術(shù),而且會大大促進(jìn)CAD技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]黃森彬主編.機械設(shè)計基礎(chǔ).高等教育出版社.

第7篇

關(guān)鍵詞:CIMS;并行工程;敏捷制造;虛擬制造

0 前言

計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一門新興的綜合計算機應(yīng)用技術(shù),它的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)成為衡量一個企業(yè)工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。特別是在當(dāng)今市場競爭日趨激烈的條件下,要想贏得競爭,企業(yè)必須以最快的上市速度、最好的質(zhì)量、最低的成本、最優(yōu)的服務(wù)、最利于環(huán)境的產(chǎn)品滿足用戶的不同需求。在各種先進(jìn)的制造模式中,CAD技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。無論是并行設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、虛擬設(shè)計,還是環(huán)保設(shè)計都離不開現(xiàn)代CAD技術(shù)的應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)代CAD技術(shù)能使設(shè)計工作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化,以求達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計周期短、成本低和高質(zhì)量的目標(biāo)。

1 CAD技術(shù)在并行工程中的應(yīng)用

并行工程和協(xié)同工作是一種新型的設(shè)計模式,通過把先進(jìn)的企業(yè)管理和先進(jìn)的自動化技術(shù)結(jié)合在一起,采用并行化的產(chǎn)品設(shè)計理念及其相關(guān)過程,在產(chǎn)品的設(shè)計早期全面考慮產(chǎn)品的制造過程和生命周期。并行工程的設(shè)計方法強調(diào)功能和過程的集成。在對產(chǎn)品設(shè)計過程進(jìn)行集成的前提下,優(yōu)化和重組產(chǎn)品的開發(fā)過程,實現(xiàn)多學(xué)科專家群體協(xié)同工作的工作方式。

(1)將企業(yè)實施的各種串行過程轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泄こ蹋笤谶M(jìn)行上游工作環(huán)節(jié)設(shè)計的同時,盡可能多的考慮下游工作環(huán)節(jié)的工作。在產(chǎn)品設(shè)計的初始階段,應(yīng)全面考慮后續(xù)制造的相關(guān)問題,對產(chǎn)品的可靠性、可制造性、可測試性、規(guī)范性和成本可計算性進(jìn)行設(shè)計,盡早考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有設(shè)計因素,以求達(dá)到各項設(shè)計工作的協(xié)調(diào)一致,力爭設(shè)計工作一次完成。

(2)并行工程的實施需要建立多學(xué)科協(xié)作的組織形式,運用可制造性設(shè)計DFM方法開發(fā)新產(chǎn)品。當(dāng)采用這種設(shè)計方法時,由于需要集體合作,所以個體的設(shè)計結(jié)果應(yīng)該信息共享,設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一,應(yīng)用集體的智慧和經(jīng)驗,產(chǎn)生高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品。

(3)在進(jìn)行產(chǎn)品的并行設(shè)計時,要選擇合適的軟件工具和方法,選定的軟件能對產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期進(jìn)行全程服務(wù)。在設(shè)計、制造周期中的數(shù)據(jù)交換應(yīng)符合STEP標(biāo)準(zhǔn),便于實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM。通過這些CAD技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的開發(fā)集體所有成員都組合在同一個信息環(huán)境中,保證所有成員得到最新、最準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息,協(xié)同一致的完成設(shè)計任務(wù)。在產(chǎn)品的設(shè)計早期全面地考慮產(chǎn)品的制造周期。

2 CAD技術(shù)在敏捷制造中的應(yīng)用

精良(Lean Production,LP)生產(chǎn)是一種新的生產(chǎn)模式,這種生產(chǎn)方式在日本企業(yè)中得到了推廣應(yīng)用,并且取得了成功,促進(jìn)了日本經(jīng)濟的快速發(fā)展。在精良生產(chǎn)方式中,從生產(chǎn)操作、組織管理、經(jīng)營方式等各方面,找出一切不能為產(chǎn)品增值的活動和人員,加以改革,進(jìn)而杜絕浪費,提高經(jīng)濟效益。精良生產(chǎn)方式實現(xiàn)了精良管理、精良設(shè)計、協(xié)同配套、用戶至上、高素質(zhì)人員的集成。在此基礎(chǔ)上,美國的制造業(yè)界提出了敏捷制造(Agile Manufacturing, AM)的先進(jìn)制造模式,為了實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)制造的敏捷性,采取現(xiàn)代通訊手段,通過快速配置各種資源,以有效和協(xié)調(diào)的方式響應(yīng)用戶需求的一種新的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。這種生產(chǎn)模式正在發(fā)展之中,其基本思想是將靈活的動態(tài)聯(lián)盟組織、先進(jìn)的柔性生產(chǎn)技術(shù)和高素質(zhì)的人員全面集成,使企業(yè)能夠應(yīng)付迅速變化和不可預(yù)測的市場需求,以求得長期穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。CAD技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)全過程的動態(tài)聯(lián)盟組織中的應(yīng)用有如下特點:

(1)實現(xiàn)產(chǎn)品的敏捷設(shè)計和管理。

應(yīng)用CAD技術(shù)可實現(xiàn)設(shè)計資源共享、信息服務(wù)、合作建模、數(shù)據(jù)管理和設(shè)計過程管理,達(dá)到敏捷設(shè)計的目的。在敏捷設(shè)計中,產(chǎn)品的開發(fā)是利用數(shù)字方式確定工作任務(wù),用數(shù)字方式在各部門、各地點的合作者之間進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中的產(chǎn)品實際上是一種數(shù)字模型,在同一個數(shù)字模型上工作,通過PDM系統(tǒng)管理和集成,PDM是管理產(chǎn)品信息的重要技術(shù)措施。

(2)實現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,從事CAD技術(shù)工作的人員組成跨專業(yè)學(xué)科的設(shè)計團隊,分散在不同的企業(yè)中,實現(xiàn)企業(yè)間的動態(tài)集成。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化以及新技術(shù)更替的加快,對某些產(chǎn)品一個企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟的獨立開發(fā)和制造,必須尋求企業(yè)的動態(tài)聯(lián)盟形式,把具有各種特點和優(yōu)勢的企業(yè)以產(chǎn)品為紐帶聯(lián)合在一起,共享一個產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),最大限度的保證設(shè)計者和制造者以優(yōu)化的形式在網(wǎng)上進(jìn)行新產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計和制造。

3 CAD技術(shù)在CIMS集成系統(tǒng)中的應(yīng)用

早期的CAD系統(tǒng)是致力于提高繪圖的工作效率,數(shù)控機床的出現(xiàn),發(fā)展成了計算機輔助制造CAM,進(jìn)而促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展。在CIMS系統(tǒng)中,要求產(chǎn)品的信息實現(xiàn)CAD、CAPP和CAM的集成,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計到制造各環(huán)節(jié)中資源共享和信息傳遞,提高設(shè)計效率。CAD技術(shù)在CIMS系統(tǒng)中的應(yīng)用有如下特點:

(1)CAD建模技術(shù)的應(yīng)用。

特征建模技術(shù)是CIMS的關(guān)鍵技術(shù)之一。它是在CAD/CAPP/CAM范圍內(nèi)建立相對統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品定義模型,包括了從產(chǎn)品設(shè)計到制造各階段所需要的產(chǎn)品定義信息,通過產(chǎn)品的幾何形狀信息和工程信息的描述,體現(xiàn)設(shè)計意圖,并將產(chǎn)品的設(shè)計意圖反映到各個后續(xù)環(huán)節(jié)。特征建模技術(shù)是CAD/CAPP/CAM集成的重要前提。

(2)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用。

對于以單元自動化為目標(biāo)的CAD/CAPP/CAM應(yīng)用系統(tǒng),各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)差異很大,這給各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞帶來了一定的困難。因此,需要設(shè)計專用的數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息。為了提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化程度,可通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式文件交換產(chǎn)品信息,這需要在各個子系統(tǒng)中設(shè)計前/后置數(shù)據(jù)處理程序,實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式與標(biāo)準(zhǔn)格式的轉(zhuǎn)換,常用IGES圖形數(shù)據(jù)交換格式作為各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)格式。也可以通過統(tǒng)一的產(chǎn)品模型交換設(shè)計信息,使各子系統(tǒng)間直接進(jìn)行信息交換,采用STEP標(biāo)準(zhǔn)以通用的數(shù)據(jù)格式描述一個產(chǎn)品在生產(chǎn)周期內(nèi)完整的產(chǎn)品模型。這樣做可以大大提高系統(tǒng)的集成性。

(3)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術(shù)的應(yīng)用。

為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和系統(tǒng)的集成化程度,保證各子系統(tǒng)間設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性、可靠性和數(shù)據(jù)共享。可采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)統(tǒng)一管理與生產(chǎn)有關(guān)的全部信息。CAD/CAPP/CAM之間不需要傳遞信息。各子系統(tǒng)從PDM系統(tǒng)中提取和存放各自需要的信息,從而真正實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成。通過PDM實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、分析、制造、工藝規(guī)劃和質(zhì)量管理等方面的信息集成,確保CAD/CAPP/CAM設(shè)計出最新、最好、性能最優(yōu)的產(chǎn)品。

第8篇

關(guān)鍵詞:問題; 先進(jìn)制造技術(shù); 前沿科學(xué); 應(yīng)用前景

論文

制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟和綜合國力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為,世界上各個國家經(jīng)濟的競爭,主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

1 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題

當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面:

(1)制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力,必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果,探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運行機制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義,而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng),以滿足制造系統(tǒng)新的要求。

(2)為支持快速敏捷制造,幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機器人學(xué)等方面,在三維現(xiàn)實空間(3-Real Space)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題,特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題;在測量和機器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面,存在C-空間

(配置空間Configuration Space)的幾何計算和幾何推理問題;在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規(guī)劃、裝配運動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(Screw Space)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題,其理論有待進(jìn)一步突破,當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

(3)在現(xiàn)代制造過程中,信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面,都還有待進(jìn)一步突破。

(4)各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具,在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來越普遍的關(guān)注,有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在:智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。

這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題,也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。

2 現(xiàn)代機械工程的前沿科學(xué)

不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集,經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望,從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。

超聲電機、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域,國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作,但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機床、微型機電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究,但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。

信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此,與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機械和納米制造科學(xué)、仿生機械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。

2.1 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)

機電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì),另一方面對制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深,研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá),以進(jìn)一步達(dá)到實現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。

與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息,這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容:

(1) 制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用,大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。

(2) 非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。

這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物,構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。

2.2 微機械及其制造技術(shù)研究

微型電子機械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化,成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度,大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開動的小汽車;可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點,因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

微機械是機械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機械的設(shè)想,1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機,顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣,在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來,微機械的發(fā)展令人矚目。其特點如下:相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功,體現(xiàn)了其現(xiàn)實的和潛在的應(yīng)用價值;多種微型制造技術(shù)的發(fā)展,特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù);微型機電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍,微型機電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域,涉及電子工程、機械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。轉(zhuǎn)貼于

目前對微觀條件下的機械系統(tǒng)的運動規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識,還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗和試探的方法進(jìn)行研究。微型機械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜,是亟待深入研究的領(lǐng)域。

2.3 材料制備/零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)

材料是人類進(jìn)步的里程碑,是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會推進(jìn)物質(zhì)文明,促進(jìn)國家經(jīng)濟實力和軍事實力的增強。21世紀(jì)中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟向知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計實現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實仿真優(yōu)化是實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面,通過計算機完成擬實仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,研究材料和零件的設(shè)計形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機械加工的許多限制,加工過程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。

2.4 機械仿生制造

21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),機械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。

地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機械化、自動化延伸了人類的體力,智能化延伸了人類的智力,那么,"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。

仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機制的驅(qū)動下,在組織結(jié)構(gòu)和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)條件。

仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交",它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面:

2.4.1 面向生命的仿生制造

研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型,例如人工生命、細(xì)胞自動機、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機制等;

2.4.2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機制與方法,例如:基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理,基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機制的尋優(yōu)策略;研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ),例如:仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系,仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。

機械仿生與仿生制造是機械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合,其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作,具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點,如果抓住機遇研究下去,將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué),以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。 3 現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代以來,世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展,如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個性化與多樣化,未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。

當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面:

(1) 信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合,現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。

(2) 設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。

(3) 成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實現(xiàn)低能耗。

(4) 新型特種加工方法的形成。

(5) 開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。

(6) 加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

(7) 實施無污染綠色制造。

第9篇

關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);教學(xué)內(nèi)容;考核方式

【中圖分類號】G712

制造業(yè)是國民經(jīng)濟中重要的支柱產(chǎn)業(yè),制造技術(shù)的水平和制造業(yè)的實力反映一個國家的生產(chǎn)力水平,決定著國家的經(jīng)濟競爭力和綜合國力的強弱。由于傳統(tǒng)的以大批量生產(chǎn)為特征的制造技術(shù)和制造模式已無法適應(yīng)現(xiàn)代市場環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),從而引發(fā)了制造技術(shù)、制造模式和管理技術(shù)的劇烈變革,先進(jìn)制造技術(shù)就是在這樣的環(huán)境下提出來的新觀點。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)在不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理技術(shù)等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)直至回收的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷的生產(chǎn),從而提高企業(yè)市場競爭力的制造技術(shù)的總稱。

隨著我國制造業(yè)的迅猛發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)和現(xiàn)代管理方法在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越多,我院機械類專業(yè)開設(shè)了《先進(jìn)制造技術(shù)》課程,目的是拓寬學(xué)生專業(yè)視野,掌握制造技術(shù)最新發(fā)展。由于先進(jìn)制造技術(shù)課程涉及的內(nèi)容多,哲理深奧,覆蓋面廣等原因,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中理解和掌握比較困難,學(xué)生的感性認(rèn)識欠缺,對學(xué)習(xí)的興趣不高,普遍感到枯燥難懂,學(xué)習(xí)注意力難以持久,因而學(xué)習(xí)效果不好。怎樣使學(xué)生在有限的時間內(nèi)學(xué)到更多的知識,培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力,對先進(jìn)制造技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革就顯得十分重要。

一、《先進(jìn)制造技術(shù)》課程的特點

1.課程的內(nèi)容多,覆蓋面廣

《先進(jìn)制造技術(shù)》課程的內(nèi)容十分繁雜,覆蓋面廣,包括柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、快速成型技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)管理技術(shù)、特種加工技術(shù)、超精加工技術(shù)、納米加工技術(shù)、生物加工技術(shù)和綠色制造等先進(jìn)的制造工藝技術(shù)和成組技術(shù)、并行工程、精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、可重構(gòu)制造、網(wǎng)絡(luò)制造、智能制造等先進(jìn)的制造模式,以及現(xiàn)代生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、企業(yè)供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等先進(jìn)的管理技術(shù)等。

2.課程內(nèi)容上既繼承又發(fā)展,具有動態(tài)性

《先進(jìn)制造技術(shù)》課程所講授的內(nèi)容中有很多的先進(jìn)技術(shù)是既繼承又發(fā)展的。如在物料需求計劃的基礎(chǔ)上,將企業(yè)的經(jīng)營、銷售、財務(wù)、成本管理納入,則發(fā)展為制造資源計劃,而制造資源計劃經(jīng)過擴充和進(jìn)一步完善則發(fā)展成為企業(yè)資源計劃。同時,隨著時間的推移,各種先進(jìn)制造技術(shù)不斷吸收各種最新技術(shù)成果,并不斷發(fā)展和創(chuàng)新。故本課程的內(nèi)容也具有動態(tài)性,需要不斷地更新。

3.教材內(nèi)容的滯后性

先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展迅速,而教材的內(nèi)容大多是已經(jīng)成熟或即將成熟的知識,與相關(guān)學(xué)科的最新進(jìn)展相比存在一定的滯后性。因此,授課教師必須及時檢索、查閱相關(guān)技術(shù)的最新研究成果,并補充到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生能夠掌握制造技術(shù)的最新知識。

4.教材內(nèi)容的概述性

由于該課程涉及的內(nèi)容多、課時少(一般為40課時),對于每一種先進(jìn)制造技術(shù),本課程都不能進(jìn)行深入、詳細(xì)的講解,而只介紹其基本原理、特點、應(yīng)用和發(fā)展趨勢等。

二、教學(xué)改革

1.教學(xué)內(nèi)容

作為高等教育的重要組成部分,高等職業(yè)教育以造就新型工業(yè)化需要的能力強、素質(zhì)高的高端技能型人才為目標(biāo),不僅要培養(yǎng)大量能夠勝任現(xiàn)場操作的高技能人才,而且要為潛在的未來能夠擔(dān)當(dāng)企業(yè)推動技術(shù)創(chuàng)新和實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化的高端技能人才營造訓(xùn)練環(huán)境。未來先進(jìn)制造技術(shù)要求從業(yè)者既有較強的實踐動手能力,又有一定的理論知識和智力技能,必須具有較強的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,具有對新知識、新技術(shù)的快速學(xué)習(xí)、吸收和創(chuàng)造性的應(yīng)用能力,能夠把高新技術(shù)和設(shè)計成果迅速轉(zhuǎn)化為實踐、產(chǎn)品,促進(jìn)制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。先進(jìn)制造技術(shù)作為一種動態(tài)技術(shù),不斷吸收各種最新的技術(shù)成果,那么作為介紹先進(jìn)制造技術(shù)的《先進(jìn)制造技術(shù)》課程也應(yīng)該是一門動態(tài)的課程,隨著新科技、新理念的不斷出現(xiàn)而不斷更新、充實和發(fā)展。另外,由于先進(jìn)制造技術(shù)涉及產(chǎn)品的整個生命周期,從市場調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、加工制造、生產(chǎn)管理、售前售后服務(wù)到產(chǎn)品的回收等方方面面的內(nèi)容,因此先進(jìn)制造技術(shù)課程的內(nèi)容十分龐雜,涉及許多其它學(xué)科的知識,如管理科學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等,在短時間內(nèi)全部掌握是不可能的。對于教學(xué)內(nèi)容的安排就顯得尤為重要,先進(jìn)制造技術(shù)包含的內(nèi)容非常廣泛,教學(xué)課時內(nèi)不能全部介紹,課堂教學(xué)只能選擇有限的部分內(nèi)容講解。重點介紹現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、先進(jìn)成形制造技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造自動化、先進(jìn)制造的模式與管理技術(shù)等核心內(nèi)容。同時,教師應(yīng)注意收集各種先進(jìn)制造技術(shù)最新的研究成果,及時補充教學(xué)內(nèi)容,確保教學(xué)內(nèi)容的前瞻性。

2.課堂教學(xué)方式

如何增加學(xué)生學(xué)習(xí)的動力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)的興趣。要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教師觀與學(xué)生觀,教師不能只單純地傳授知識,為人師表,把學(xué)生當(dāng)作被動受教育的客體。在課堂教學(xué)中,從以教師為中心向以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的轉(zhuǎn)變,從單一的專業(yè)教育向綜合素質(zhì)教育和通識教育的轉(zhuǎn)變,從以傳授知識為主向全面地培養(yǎng)能力為主的轉(zhuǎn)變,從單一的培養(yǎng)模式向多層次、多方位的立體培養(yǎng)和因材施教的轉(zhuǎn)變,從封閉式教學(xué)向開放式教學(xué)轉(zhuǎn)變。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí),確立引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)、激勵學(xué)生合作學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造學(xué)三個學(xué)習(xí)目標(biāo)。

(1)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

知識更新速度的加快,知識總量急劇增加,教育的重點要從傳授知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹嘏囵B(yǎng)能力,特別是學(xué)習(xí)能力和思維能力。教師在教學(xué)過程中,要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用,引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生主動認(rèn)知、質(zhì)疑問題,重點掌握研究和解決問題的思路和方法。注意指導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識的思考、歸納、總結(jié)、應(yīng)用,從而了解學(xué)習(xí)過程,認(rèn)識學(xué)習(xí)規(guī)律,尋找和總結(jié)適合自己的、靈活而高效的學(xué)習(xí)方法,發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,為學(xué)生的再學(xué)習(xí)和繼續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生明確想學(xué)什么和應(yīng)該知道什么,然后讓學(xué)生選擇自己感興趣的部分內(nèi)容自主學(xué)習(xí),在課余的時候收集相關(guān)的新知識和新技術(shù),在課堂中給予學(xué)生機會講解。學(xué)生選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,掌握了學(xué)習(xí)的主動權(quán),激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。同時應(yīng)及時修訂和充實教學(xué)的內(nèi)容,擴大課程教學(xué)資源,提高課堂教學(xué)的柔性。

(2)在課堂上引入案例教學(xué)法

通過企業(yè)生產(chǎn)實例提出需要解決的問題,然后介紹解決問題的方法,最后總結(jié)必要的結(jié)論和概念,避免傳統(tǒng)的提出概念、解釋概念、舉例說明這一知識學(xué)習(xí)的三段論,這樣可以讓學(xué)生從死啃理論教學(xué)和書本中走出來。在課堂上中通過給定的問題情景,鼓勵學(xué)生以小組活動的形式運用已學(xué)的知識,模擬解決問題的方法,通過討論共同找出結(jié)論。學(xué)習(xí)能力弱的同學(xué)碰到自己解決不好的問題時,可以由能力較強的小組成員討論解決,也可以在其他小組同學(xué)的幫助下完成。小組討論既可以讓學(xué)生互補知識,同時也鍛煉了學(xué)生團隊合作精神。

(3)合理應(yīng)用多媒體教學(xué)課件

那種以教師為中心、課堂為中心、書本為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代課堂的需要,而多媒體教學(xué)課件能較好地將文字、圖像、聲音、動畫和視頻信息等眾多媒體的信息集于一體,給學(xué)生提供一個生動逼真、內(nèi)容豐富、交互性好的人機界面,使學(xué)生的各個感官能夠同時接受到大量的教學(xué)信息和豐富的知識,能培養(yǎng)學(xué)生的想象能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。雖然計算機輔助教學(xué)帶來了許多新的變化,但多媒體只不過是學(xué)習(xí)和教學(xué)的-種工具,也不是所有的內(nèi)容都適合應(yīng)用多媒體,教師需要適時地講解難點和提醒學(xué)生在演示過程中注意觀察重點,并及時加以引導(dǎo)、啟發(fā)、歸納和總結(jié)。

(4)培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是21世紀(jì)從業(yè)者的基本要素。要從授課指導(dǎo)思想、學(xué)習(xí)環(huán)境、課程評估、學(xué)習(xí)氣氛等多種因素考慮,把課堂教育中的不同教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、課外活動的作用結(jié)合起來,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動機和創(chuàng)新精神。教師應(yīng)注意給學(xué)生營造不同智力要求又有挑戰(zhàn)性的問題情景,讓學(xué)生通過自己一系列思維的加工,發(fā)展自己的創(chuàng)新思維和能力;給學(xué)生以主動探究、自主學(xué)習(xí)的空間,通過各種途徑、形式搜集、整理資料,通過質(zhì)疑、思考、論證、解決問題,得出結(jié)論;采用啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)類型和組織形式,注意激發(fā)學(xué)生多方面的思維,使其智力活動多樣化、豐富化;給學(xué)生以心理安全的教學(xué)氣氛,鼓勵和尊重學(xué)生的提出的各種問題和想法,讓學(xué)生知道他們的觀點是有價值的,并從因果關(guān)系上展開評價。

3.考核方法

考核方法主要表現(xiàn)在考核內(nèi)容和考核形式兩個方面。在考核內(nèi)容上盡量涉及先進(jìn)制造技術(shù)的各個方面,知識覆蓋面寬,考核內(nèi)容全面,同時要抓住重點,選擇那些廣泛應(yīng)用于我國生產(chǎn)實際的先進(jìn)制造技術(shù),如數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)等。在考核形式上可以采取上課討論、平時查閱文獻(xiàn)、課后布置作業(yè)、實踐環(huán)節(jié)、小論文等多種形式,變考知識為考能力,按照一定比例權(quán)重來決定本課程的最終成績,這樣可以改變過去"一張試卷定終身"的局面。同時給學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時很大的自由度,鍛煉學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、信息獲取,論文寫作、實踐和操作等方面的能力。另外,可以采用合適的方式讓學(xué)生對本課程進(jìn)行評價,一方面對教師的教學(xué)方法、教學(xué)效果提出一些建設(shè)性的意見,以便教師根據(jù)反饋意見進(jìn)行改進(jìn);同時可以根據(jù)課程評價內(nèi)容反映學(xué)生對本課程的參與程度,將其作為考核學(xué)生的一種輔助方式。

三、小結(jié)

先進(jìn)制造技術(shù)具有先進(jìn)性、廣泛性、實用性、系統(tǒng)集成性和動態(tài)性等特點,是在傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等相互滲透、融合而形成的。《先進(jìn)制造技術(shù)》這門課程也要隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展而與時俱進(jìn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等方面進(jìn)行改革。使課堂教學(xué)質(zhì)量得到變革性的提高,從而培養(yǎng)出具備更強創(chuàng)新能力、綜合能力、能適應(yīng)環(huán)境變化的高端技能型型人才。

參考文獻(xiàn):

[1]賈晨輝,馬文鎖,任小中.先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)方法研究[J].科技資訊,2009.

第10篇

關(guān)鍵詞: ic卡; 封裝和測試; ic卡制造業(yè)未來發(fā)展

中圖分類號: th16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: a 文章編號: 1009-8631(2013)01-0065-02

1 理論基礎(chǔ)

1.1先進(jìn)制造技術(shù)范圍以及微電子技術(shù)應(yīng)用對社會的影響。先進(jìn)制造技術(shù)(advanced manufacturing technology),人們往往用amt來概括由于微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng),其中微電子技術(shù)是建立在以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)上的高新電子技術(shù),特點是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快,微電子技術(shù)對信息時代具有巨大的影響。當(dāng)然,ic卡的大范圍應(yīng)用也改變了世界。

1.2 ic卡簡要介紹和基本工作原理。ic卡是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種新型信息工具。ic卡指的是集成電路卡,一般常見的ic卡采用射頻技術(shù)與ic卡的讀卡器進(jìn)行通訊。ic卡與磁卡是有區(qū)別的,ic卡是通過卡里的集成電路存儲信息,而磁卡是通過卡內(nèi)的磁力記錄信息。ic卡的成本相對一般磁卡要高,但保密性更好。

ic卡工作的基本原理是:射頻讀寫器向ic卡發(fā)一組固定頻率的電磁波,卡片內(nèi)有一個lc串聯(lián)諧振電路,其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同,在電磁波激勵下,lc諧振電路產(chǎn)生共振,從而使電容內(nèi)有了電荷;在這個電容的另一端,接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲,當(dāng)所積累的電荷達(dá)到一定額度時(2v)時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。

1.3 ic卡應(yīng)用的現(xiàn)狀。ic卡的開發(fā)、研制與應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程,涉及到計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò)、軟件、卡的讀寫設(shè)備、應(yīng)用機具等多種產(chǎn)品領(lǐng)域的多種技術(shù)學(xué)科。因此,全球ic卡產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、市場及應(yīng)用的競爭中迅速發(fā)展起來。ic卡已是當(dāng)今國際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點產(chǎn)品之一,除了在商業(yè)、醫(yī)療、交通、能源、通訊、安全管理、身份識別等非金融領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外,在金融領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛,影響十分深遠(yuǎn)。

ic卡雖然進(jìn)入中國較晚,但在政府的大力支持下,發(fā)展迅速。 20世紀(jì)末,國家金卡辦為統(tǒng)籌規(guī)劃全國ic卡的應(yīng)用,組織擬定了 (金卡工程非銀行卡應(yīng)用總體規(guī)劃)。為保證ic卡的健康發(fā)展,在國務(wù)院金卡辦的領(lǐng)導(dǎo)下,信息產(chǎn)業(yè)部、公安部、衛(wèi)生部、國家工商管理局等各個部委紛紛制定了 ic卡在本行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。

中國發(fā)展金卡的方針是“兩卡并用,磁卡過渡,發(fā)展ic卡為主”。未來的發(fā)展趨勢必將是ic卡逐步取代磁卡。ic卡既可以由銀行獨自發(fā)行,又可以與各企事業(yè)單位合作發(fā)行聯(lián)名卡。這種聯(lián)名卡形成銀行ic卡的專用錢包賬戶。當(dāng)前,聯(lián)名卡主要有保險卡、財稅卡、交通卡、校園卡等多種。由于ic卡既方便又快捷,因此在發(fā)達(dá)國家已相當(dāng)流行。

2 ic卡制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)的融合和發(fā)展

ic卡制造業(yè)包含芯片(設(shè)計)流片,封裝與測試,成卡等一系列步驟,下面具體表述一下各步驟與先進(jìn)制造技術(shù)的融合與發(fā)展。

2.1芯片(設(shè)計)流片。對于計算機產(chǎn)品而言,芯片可以說是其精髓所在,畢竟芯片的等級也就決定了產(chǎn)品的性能表現(xiàn)以及功耗、發(fā)熱量等額外因素,作為芯片的前身,晶圓的品質(zhì)和制程就成為消費者以及廠商所共同關(guān)心的。

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片,由于其形狀為圓形,故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu),而成為有特定電性功能之ic產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅,而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉,鹽酸氯化,并經(jīng)蒸餾后,制成了高純度的多晶硅,其純度高達(dá)99.999%。晶圓制造廠再把此多晶硅融解,再于融液里種入籽晶,然后將其慢慢拉出,以形成圓柱狀的單晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一

顆晶面取向確定的籽晶在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成,此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經(jīng)過切段,滾磨,切片,倒角,拋光,激光刻,包裝后,即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片,這就是“晶圓”。其中,各項工藝操作遠(yuǎn)非人工能力可以達(dá)到的,而是由融入先進(jìn)制造技術(shù)的高精度和可靠性工藝的設(shè)備按照規(guī)定動作進(jìn)行操作和完成。以提高良品率。

2.2封裝與測試。芯片的封裝與測試作為ic卡的中間環(huán)節(jié),起著重要作用。同時,封裝和測試的費用占整體成本的三分之一。模塊加工設(shè)備從法國、德國和瑞士引進(jìn),設(shè)備廠家對設(shè)備的運行提供保障,生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)軟件在設(shè)備進(jìn)口時同時引進(jìn)。加工該產(chǎn)品的技術(shù)要求相對較高,主要體現(xiàn)在設(shè)備和工藝兩個方面。但生產(chǎn)流程較簡單,如下:

在這一環(huán)節(jié),先進(jìn)制造技術(shù)所產(chǎn)生的巨大優(yōu)勢在于精細(xì)化,高速度,高質(zhì)量的連續(xù)加工,同時完全解決了穩(wěn)定性的問題。其別是光電傳感器,步進(jìn)傳感器,高速機械手臂按照既定程序24小時持續(xù)運行等,給批量生產(chǎn)提供了便捷和穩(wěn)定。

2.3成卡。成卡方面與前面的封裝與測試類似,均使用精細(xì)化、全自動、高速度高質(zhì)量的穩(wěn)定設(shè)備進(jìn)行定向加工,具有先進(jìn)制造技術(shù)的特點和優(yōu)勢。

3 ic卡制造業(yè)未來發(fā)展的意義和展望

ic卡在電信領(lǐng)域的應(yīng)用長期以來都占據(jù)主流地位,占整個市場的70%左右,據(jù)國際電信聯(lián)盟統(tǒng)計,到2009年底,全球手機注冊用戶達(dá)到46 億,即全球平均每3個人就有2個手機用戶,同時無線固話、上網(wǎng)本、具備通訊功能的gps終端應(yīng)用的普及,以及移動支付的蓄勢待發(fā)都將推動電信領(lǐng)域智能卡應(yīng)用的持續(xù)增長。

ic卡在金融及零售領(lǐng)域的市場份額約為15%,在歐洲非接觸式支付卡正逐步普及;ic卡在政府及公用領(lǐng)域的市場份額約為12%左右,主要用于身份證、城市卡、交通卡、醫(yī)療卡、社保卡、校園卡、稅務(wù)卡等方面。ic卡在安全性、互操作性及兼容性方面的優(yōu)勢也愈發(fā)明顯,未來的需求量必將十分可觀。

2009年,在全球金融危機的負(fù)面影響下,智能卡依然保持著平穩(wěn)的增長勢頭,09年全球需求為56億片,其中在中國加工量占80%左右。隨著各行業(yè)ic卡的不斷推廣普及,ic卡應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,特別是以“物聯(lián)網(wǎng)”為代表的新型信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,使ic卡的需求量進(jìn)一步擴大,市場前景非常廣闊。

在結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用ic卡制造業(yè)一定會走出一條科技含量高、經(jīng)濟效益好、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化之路。

4 結(jié)語

技術(shù)是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一,而在ic卡制造業(yè)市場蓬勃發(fā)展的今天,在整個產(chǎn)業(yè)鏈條中使用和拓展先進(jìn)制造技術(shù),即會對ic卡制造業(yè)起到一個推動和支持。雖然先進(jìn)制造技術(shù)具有人工無法比擬的優(yōu)勢,但同時還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理,有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機協(xié)調(diào)和融合。相信在結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)的情況下,我國ic卡制造業(yè)未來的發(fā)展會更上一個臺階。

參考文獻(xiàn):

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[3] mems/moems封裝技術(shù) –概念、設(shè)計、材料及工藝.化學(xué)工業(yè)出版社.

[4] 芯片制造-半導(dǎo)體工藝制程使用教程(第五版).電子工業(yè)出版社.

[5] 先進(jìn)制造工藝.百度百科.

第11篇

我國現(xiàn)在正以前所未有的速度進(jìn)入全球化的國際市場,選擇適合我國的先進(jìn)制造技術(shù)已成為制造業(yè)的必然。先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的競爭。在先進(jìn)的制造技術(shù)中,精密三坐標(biāo)測量儀有著重要的作用,精密三坐標(biāo)測量儀是衡量精密制造和測量水平的重要標(biāo)志,已經(jīng)成為發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要組成部分。隨著制造技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代制造技術(shù)對三坐標(biāo)測量儀的測量精度要求越來越高。這客觀上也促進(jìn)精密三坐標(biāo)測量儀生產(chǎn)廠家對精密測量技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新。

精度是三坐標(biāo)測量儀的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。一臺質(zhì)量好的三坐標(biāo)測量儀不僅要達(dá)到高精度,而且還要具有較好的穩(wěn)定性。大到航空航天領(lǐng)域,小到微電子元器件。無論您是模具、五金、檢具、汽車零部件,還是電子行業(yè),這些關(guān)鍵技術(shù)的檢測都基于高精密測量技術(shù)的支撐。具有高精度、高穩(wěn)定性的三坐標(biāo)測量儀才能讓制造企業(yè)生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)、更有保障的產(chǎn)品。

思瑞測量為全球最大測量集團國內(nèi)生產(chǎn)基地,擁有大、小行程多類型三坐標(biāo)測量儀等高精密測量儀器。其產(chǎn)品以超高速、高精度的測量引人注目。以高科技、低成本、高質(zhì)量的新標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品設(shè)計理念,配合全球最好的測量軟件PC-DMIS軟件,能夠輕松、準(zhǔn)確的測量出制造工件數(shù)據(jù)信息,大幅提高制造業(yè)測量效率。目前,思瑞測量生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量儀已經(jīng)在眾多行業(yè)的制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

思瑞測量三坐標(biāo)測量儀之所以能得到制造業(yè)企業(yè)的認(rèn)可,是因為思瑞測量三坐標(biāo)測量儀擁有先進(jìn)的全鋁技術(shù),采用高精度歐洲進(jìn)口光柵尺,X向采用精密60°三角梁專利技術(shù),運動更加可靠等諸多特點,再結(jié)合集團全球化的資源及本地化的生產(chǎn)優(yōu)勢,采用國際一流的標(biāo)準(zhǔn),無論是從產(chǎn)品技術(shù)、零部件供應(yīng),還是到最后的生產(chǎn)制造、機器交付以及至售后的每一環(huán)節(jié),都完美提供給全球客戶。這也使得思瑞三坐標(biāo)測量儀產(chǎn)品連續(xù)在國內(nèi)品牌市場中連續(xù)五年銷量排名持續(xù)第一。

高精密三坐標(biāo)測量技術(shù)對制造企業(yè)有著重要的意義。思瑞測量將努力為中國的制造企業(yè)提供高精度的三坐標(biāo)測量儀等高精密測量儀器,助力中國制造業(yè)騰飛。

第12篇

關(guān)鍵詞:江門 先進(jìn)制造業(yè) 發(fā)展

1 江門市先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

先進(jìn)制造業(yè)是以高新技術(shù)為先導(dǎo),高附加值產(chǎn)品為主體,傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。先進(jìn)制造業(yè)主要包含三個類別,分別是裝備制造業(yè)、鋼鐵冶煉及加工、石油及化工行業(yè)。眾所周知,江門市是廣東傳統(tǒng)的工業(yè)大市,2009年1月,廣東省《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要》頒布實施,賦予了江門先進(jìn)制造業(yè)重點發(fā)展區(qū)的定位。先進(jìn)制造業(yè)在江門市工業(yè)中占有較大比重,在未來我市經(jīng)濟發(fā)展中具有較高的戰(zhàn)略地位。

1.1 江門市先進(jìn)制造業(yè)的整體實力

有相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2010年末,江門市有先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)共1109家,占全市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)3274家的33.87%。其中,裝備制造業(yè)795家,占72%;石油及化工行業(yè)有230家,占21%;鋼鐵冶煉加工業(yè)84家,占7%。近一半企業(yè)集中分布在蓬江區(qū)和新會區(qū),分別為274家和252家。開平市、江海區(qū)、臺山市、鶴山市分別有152家、134家、130家、122家,恩平市45家。[1]2010年末先進(jìn)制造業(yè)擁有資產(chǎn)697.24億元,占規(guī)模以上總額的31.08%,比上年增長21.63%,增幅高出規(guī)模以上企業(yè)2.4個百分點,資產(chǎn)規(guī)模擴張較快。先進(jìn)制造業(yè)戶均資產(chǎn)為0.63億元,略低于規(guī)模以上戶均資產(chǎn)0.06億元,表明我市先進(jìn)制造業(yè)尚處成長階段。

1.2 江門市先進(jìn)制造業(yè)的優(yōu)勢行業(yè)

有數(shù)據(jù)顯示,江門市有7種工業(yè)產(chǎn)品劃歸先進(jìn)制造業(yè)品種。建筑涂料、民用鋼質(zhì)船舶和金屬集裝箱等工業(yè)產(chǎn)品在全省占有一定地位,其中建筑涂料占全省近三分之一,民用鋼質(zhì)船舶占五分之一強,金屬集裝箱占六分之一。從占全國的比重來看,集成電路的比重最大,為0.7%。從出口情況來看,我市先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)中有出口業(yè)務(wù)的有231家,占其總數(shù)的20.83%。2010年出貨值224.74億元,比上年增長34.6%,占先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)值的比重為17.48%。

江門市擁有中國摩托車產(chǎn)業(yè)示范基地、國家電子信息產(chǎn)業(yè)基地、中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)基地(江門)、中國五金不銹鋼制品產(chǎn)業(yè)基地、中國五金衛(wèi)浴生產(chǎn)基地、中國水龍頭生產(chǎn)基地、中國麥克風(fēng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)基地等16個國家級產(chǎn)業(yè)基地和5個國家級產(chǎn)業(yè)園區(qū)。在《綱要》的推動下,我市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,新能源、新光源、新材料和裝備制造業(yè)迅速興起。

1.3 江門市先進(jìn)制造業(yè)的短板

近年來,我市先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展迅猛,但從2010年及過去幾年的發(fā)展情況看,我市先進(jìn)制造業(yè)仍存在著以下幾個發(fā)展短板。一是雖然這幾年我市投資增長迅猛,但制造業(yè)投資總規(guī)模仍不夠大,先進(jìn)制造業(yè)的投資比重偏低(占全市工業(yè)投資三成左右),影響到產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴張。二是科研投入不足,創(chuàng)新能力不強。先進(jìn)制造業(yè)的研究與試驗發(fā)展經(jīng)費投入只占主營業(yè)務(wù)收入的0.79%,低于全省研究與試驗發(fā)展經(jīng)費投入占主營業(yè)務(wù)收入0.84%的平均水平。三是高技術(shù)總量不高,產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢不強。2010年,我市有高技術(shù)企業(yè)256家,僅占全省總數(shù)的5.57%。

2010年末我市先進(jìn)制造業(yè)擁有資產(chǎn)697.24億元,占規(guī)模以上總額的31.08%,比上年增長21.63%,增幅高出規(guī)模以上企業(yè)2.4個百分點,資產(chǎn)規(guī)模擴張較快。先進(jìn)制造業(yè)戶均資產(chǎn)為0.63億元,略低于規(guī)模以上戶均資產(chǎn)0.06億元,表明我市先進(jìn)制造業(yè)尚處成長階段。[2]

2 江門市先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展存在的問題

2.1 江門市先進(jìn)制造業(yè)遭遇人才瓶頸

先進(jìn)制造業(yè)是長期以來支撐江門市經(jīng)濟增長的主要動力。當(dāng)前,在后金融危機的宏觀經(jīng)濟大環(huán)境中,江門市的傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨升級與發(fā)展困境,這也迫使企業(yè)要加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐,尋找發(fā)展機遇。但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整必然涉及到人力資源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,而江門市的技能人才、特別是高技能人才數(shù)量,難以滿足企業(yè)的升級轉(zhuǎn)型、發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和打造先進(jìn)制造業(yè)重點發(fā)展區(qū)的需要。

據(jù)江門市人才市場相關(guān)負(fù)責(zé)人在一次江門民營企業(yè)人才招聘活動介紹,參加此次民營企業(yè)招聘活動的企業(yè)一共有147家,提供就業(yè)崗位3590個,其中產(chǎn)品設(shè)計師、電氣工程師、設(shè)備工程師、電子工程師等高技術(shù)崗位需求旺盛,雖然數(shù)量之多是前所未有的,但企業(yè)與求職者能達(dá)成錄用意向的卻并不多。江門發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)需要大量的技術(shù)工人,特別是高技能人才,但這些人才在江門卻很難招聘到。

2.2 經(jīng)濟增長模式仍屬粗放式,真正的產(chǎn)業(yè)集群尚未形成

目前,江門市經(jīng)濟增長尚未擺脫高投入、高消耗、高排放、低效率的模式,經(jīng)濟增長依然在很大程度上靠粗放式擴大再生產(chǎn)來實現(xiàn)。隨著高成本時代的到來,傳統(tǒng)的依靠外資和外力以及低素質(zhì)的人力資源發(fā)展低加工度、低附加值的低成本擴張模式已經(jīng)遭遇了產(chǎn)出效益日益下降的問題,各種要素投入的獲利空間將受到進(jìn)一步擠壓,發(fā)展空間越來越小,粗放式的發(fā)展模式已經(jīng)走到了盡頭。謀求新的發(fā)展模式成為江門市經(jīng)濟能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

江門產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的企業(yè)存在“聚”而不“群”現(xiàn)象。企業(yè)僅僅是空間的集聚,而缺乏關(guān)聯(lián)、配套與協(xié)同效應(yīng)。雖然江門市形成了具有地區(qū)特色、有一定競爭力的產(chǎn)業(yè)集群,但是這些集群產(chǎn)業(yè)的規(guī)模都還不夠大,輻射能力不強,金屬制品、化纖紡織服裝制造業(yè)總產(chǎn)值僅在300億元左右。如果從專業(yè)鎮(zhèn)的角度來看,江門的大部分企業(yè)集群年產(chǎn)值都在10-30億元左右,規(guī)模都很有限。在產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)鏈前后聯(lián)系不明顯,縱向分工程度不高,尚未形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈,主導(dǎo)產(chǎn)品集中于產(chǎn)業(yè)鏈某個階段,上下游企業(yè)和配套企業(yè)銜接不緊密,產(chǎn)業(yè)配套不完善,如紡織、水暖衛(wèi)浴、機電、電子等產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)之間業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性和技術(shù)關(guān)聯(lián)不大,缺乏明確的產(chǎn)業(yè)分工和產(chǎn)業(yè)特色,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨同嚴(yán)重。

2.3 自主創(chuàng)新能力不強,品牌意識有待進(jìn)一步提高

當(dāng)前,江門市先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)自主創(chuàng)新能力不強,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品比例低,核心技術(shù)太少,缺乏自主知識產(chǎn)權(quán),沒有核心技術(shù),江門市就難以完成從價值鏈低端向高端的跨越,也難以完成“江門市制造”向“江門市創(chuàng)造”的蛻變。從營銷的角度看,名牌就是市場,名牌就是企業(yè)的生命力。現(xiàn)階段,我市優(yōu)勢企業(yè)雖擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和知名品牌,但與同類城市相比數(shù)量偏少。目前,我市已擁有14個中國名牌產(chǎn)品,有11個屬于優(yōu)勢傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),占79%;有3個中國馳名商標(biāo),都屬于優(yōu)勢傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);有 61個省名牌產(chǎn)品,屬于優(yōu)勢傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有44個,占72%;有50個省著名商標(biāo),屬于優(yōu)勢傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有38個,占76%。在這些品牌中,如造紙產(chǎn)業(yè)中的“維達(dá)”紙巾,機電產(chǎn)業(yè)的“豪爵”摩托車、“金羚”洗衣機,食品產(chǎn)業(yè)的“李錦記”、“味事達(dá)”醬油、“嘉士利”餅干,成為家喻戶曉的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。但是,江門市目前擁有的名牌產(chǎn)品比起珠三角其他兄弟城市來說還有較大差距。

3 江門市先進(jìn)制造業(yè)促進(jìn)對策

3.1 強化人才引進(jìn),推動校企聯(lián)動,培養(yǎng)先進(jìn)制造業(yè)急需人才

二十一世紀(jì)的競爭是人才的競爭,江門先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是人才。江門市政府相關(guān)部門制訂人才發(fā)展戰(zhàn)略,特別是圍繞先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的人才戰(zhàn)略。

第一,要借鑒國外以及沿海其他省市人才環(huán)境建設(shè)的一般做法和有益經(jīng)驗,結(jié)合我市的實際,樹立“人才是第一資源”的觀念,加強人力資源開發(fā)工作,重視人才的培養(yǎng)、引進(jìn)和使用,努力構(gòu)筑各類人才脫穎而出的激勵機制,營造有利于人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、施展才華的工作環(huán)境。

第二,制定鼓勵企業(yè)參與人才培養(yǎng)的政策。江門市有五邑大學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)院、技工學(xué)校等高、中、低相配合的人才培養(yǎng)學(xué)校。廣大先進(jìn)制造企業(yè)也在部分領(lǐng)域內(nèi)缺乏高科技人才。政府相關(guān)部門要促進(jìn)企校建立聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制,促進(jìn)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型和技能型人才的培養(yǎng)。

3.2 加強規(guī)劃指導(dǎo),建立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系

首先,產(chǎn)業(yè)規(guī)劃要先行。要把江門建設(shè)珠三角一體化先進(jìn)制造業(yè)重點發(fā)展區(qū),應(yīng)該制定一個總體的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃,要涵蓋戰(zhàn)略發(fā)展的思路、目標(biāo)、重點以及主要戰(zhàn)略發(fā)展措施等。一是要清楚分析制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,比如它的規(guī)模、結(jié)構(gòu)布局等;二是結(jié)合實際,分析發(fā)展制造業(yè)的有利條件和制約因素;三是制定具體的發(fā)展目標(biāo),既要有總體的目標(biāo),也要有各個產(chǎn)業(yè)的目標(biāo);四是整個產(chǎn)業(yè)布局的優(yōu)化。其次,要抓重點產(chǎn)業(yè)。要重點做大做強石化、船舶、裝備制造、電子信息、造紙和現(xiàn)代物流業(yè)等產(chǎn)業(yè),如銀洲湖紙業(yè)基地到2012年,年產(chǎn)能將達(dá)到578萬噸,實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值465億元。2020年建成后可實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值2206億元,利稅502億元。最后,培育優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群,提升產(chǎn)業(yè)集群競爭力,是打造先進(jìn)制造業(yè)基地的重要前提。一般可以從產(chǎn)業(yè)集群的廣度、強度與外向度三個方面來衡量產(chǎn)業(yè)集群的競爭優(yōu)勢。在廣度上,要協(xié)助大型企業(yè)就近延長產(chǎn)業(yè)鏈,集聚產(chǎn)業(yè)群,壯大先進(jìn)制造業(yè)基地;從強度上看,要積極搭建企業(yè)之間的知識交流、互動學(xué)習(xí)的平臺,在產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)共享創(chuàng)新平臺、研發(fā)機構(gòu)以及職業(yè)技術(shù)培訓(xùn),提升產(chǎn)業(yè)集群競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力;從外向度上看,本地集群要積極融入全球商品鏈,沿鏈條擴展移動。[3]

3.3 加大政策扶持力度,促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展

在先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展中,政府應(yīng)積極發(fā)揮自身的主導(dǎo)作用。江門市政府應(yīng)形成明確的政策導(dǎo)向和給予強有力的政策支持,應(yīng)重點從財政、投融資、稅收三個方面制訂政策。

第一,在財政政策方面,要在整合原有工業(yè)發(fā)展等專項資金的基礎(chǔ)上,通過增加預(yù)算安排或其他渠道籌集,設(shè)立先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展專項資金,主要用于引導(dǎo)社會投資流向先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域和領(lǐng)頭項目等;積極幫助支持重點企業(yè)向省申請每年安排10億元的引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)高端化的專項資金資助。

第二,在投融資方面,對國家指定的鼓勵類項目以及我市先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃所規(guī)定的優(yōu)先發(fā)展類項目,要優(yōu)先立項,積極支持;要積極完善企業(yè)投資項目核準(zhǔn)制,協(xié)調(diào)金融機構(gòu),在同等資信條件下,優(yōu)先考慮對先進(jìn)制造業(yè)項目的貸款;要運用專項資金貼息、擔(dān)保等方式,引導(dǎo)各類商業(yè)金融機構(gòu)支持先進(jìn)制造業(yè)項目。

第三,在稅收方面,凡是符合環(huán)保節(jié)能項目的經(jīng)營收入應(yīng)當(dāng)給予一定的稅收優(yōu)惠。在政府服務(wù)上,必須進(jìn)一步改進(jìn)和完善,規(guī)范行政審批程序,加強一站式、一條龍服務(wù)方式,提高行政效能。同時,還應(yīng)該建立積極的激勵政策,健全并切實兌現(xiàn)招商引資獎勵政策,并制定出發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的評價、考核和獎勵制度。落實技術(shù)改造項目進(jìn)口設(shè)備免稅、高新技術(shù)企業(yè)稅前扣除等國家和省的稅收優(yōu)惠政策,企業(yè)開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝產(chǎn)生的研究費用,按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行稅前扣除。[4]

參考文獻(xiàn):

[1]江門市統(tǒng)計局.江門市先進(jìn)制造業(yè)2010年發(fā)展報告[R].

[2]蔡明奕.江門將全力打造三大先進(jìn)制造業(yè)基地[N].江門日報,2011,7(27).

[3]伍安平.加快推進(jìn)新型工業(yè)化進(jìn)程、發(fā)展江門先進(jìn)制造業(yè)[N/

OL].(200811-19)..

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