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机械制造业的未来
 [打印]添加时间:2020-09-14   有效期:不限 至 不限   浏览次数:238
     生产业是“始终不落的太阳”,是现代文明的支柱之一;它既占有基础职位,又处于前沿关节,既陈腐,又年轻;它是产业的主体,是国民经济连接开展的基础;它是生产对象、生活材料、科技手法、国防装备等及其前进的依靠,是现代化的能源源之一。值得分外提出的是机器生产业,尤其是装备制造业。马克思在《血本论》有一段名言,至今仍熠熠生辉:“大产业必须掌握这特有的生产材料,即机器的自己,必须用机器生产机器。这样,大产业才确立起与自己相应的技术基础,才得以自主。”生产机器的机器,我国称为机床;
 
    生产业,装备生产业,决不是“夕阳产业”,但是,生产技术中确有“夕阳技术”,这是同消息化大潮扞格难入的技术,这是同高科技开展不响应的技术,这是短缺市场竞争力的技术,甚至还大概是风险可连接开展的技术。咱们所谓的“先进生产技术”,实在就是“生产技术”加“消息技术”加“经管科学”,再加上有关的科学技术交融而造成的生产技术。“先进生产技术”即是这么一个交融的技术,它生气勃勃地顺应一与占领现代生产业市场。
 
    1现代生产业的根基特性
 
    现代的生产业市场大致有如下五大特性:第一是买方市场。这是科学技术与生产力开展的势必结果,“卖方市场”已成为以前。第二是多变性市场。由于科技开展快,技术更新快,产物换代快,如微电子产品半年到两年就得更新,从而产品非大量化、疏散化、个性化的生产越来越强,市场越来越大,竞争日趋猛烈,不断定成分猛增,市场变更很快。
 
    2先进生产技术开展趋向
 
    与科学技术和市场经济的开展响应,先进生产技术,分外是先进机器生产技术有如下八方面的发展趋向与特点:“数”是焦点,“精”是关节,“极”是焦点,“自”是条件,“集”是技巧,“网”是道路,“智”是前景,“绿”是势必。
 
    (1)‘’数”即是“数字化”。“数字化”,数字地球,数字城市,数字厂家,数字生产,数字装备……,狂澜巨浪,势不可挡。“数字化”不仅是“消息化”开展的焦点,而且也是先进生产技术开展的焦点。消息的“数字化”处理同“模仿化”处理相比,有着三个不可比拟的好处:消息精确,消息平安,信J息容量大囚。数字化生产即是指生产平台的数字化。它是制造技术、计算机技术、网络技术与经管科学的交叉、融和、开展与使用的结果,也是生产企业、生产系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的势必趋势。它包含了三大片面:以设计为中心的数字生产,以控制为中心的数字生产和以经管为中心的数字生产。
 
    对生产装备而言,其控制参数均为数字化灯号。对生产企业而言,种种消息(如图形、数据、知识和妙技等)均以数字形式,经历网络,在企业内传递,以便凭据市场消息快网络材料消息,在虚拟现实、快速原型、数据库和多媒体等多种数字化技术的支持下,对产物消息、工艺消息与资源消息进行剖析、计划与重组,实现对产品设计和产物功效的仿真,对加工过程与生产构造过程的仿真,或完成原型生产,从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应,以知足客户化请求。对全球生产业而言,用户借助网络公布消息,各种企业经历网络,凭据需求,使用电子商务,实现上风互补,造成动态同盟,快协同设计并生产出响应的产品。这样,在数字生产情况下,在广泛平台乃至跨区域、跨国界形成一个数字化组成的网,企业、车间、装备、员工、代理商甚至有关市场均可成为网仁的一个“结点”;在钻研、设计、生产、贩卖和服务的过程中,彼此交互,缠绕产品所赋予的数字信息,成为驱动生产业举止的非常活跃的成分。在此还应偏重指出,生产常识(包含技能、经验)的获得、表白、存储、推理乃至系统化、正理化等,这是使生产技术开展到生产科学的关节,而这又与数字化不可分开。
 
    (2)“精”是开展的关节“精”是“严紧化”。它一方面是指对产品、零件的精度请求越来越高,一方面是指对产物、零件的加工精度请求越来越高。鲜明,这两方面是一回事;有了前者,才要求有后者;有了后者,才促使前者得以开展。“精”可以说,是指加工精度及其开展,严紧加工,细微加工,纳米加工等。
 
    (3)“极”是开展的焦点“极”就是极端条件,即是指在极端条件下工作的大概有极端请求的产物,从而也是指这类产品的生产技术有“极”的请求。在高温、高压、高湿、强磁场和强侵蚀等条件下工作的,或有高硬度、大弹性等请求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、怪石嶙峋的。鲜明,这些产物都是科技前沿的产品。其中之一即是“微机电系统(MEM)S”,这是工业蓬勃国度与有关国度所高度关注的一项前沿科技。甚至能够说,“极”是前沿科技或前沿科技产品开展的一个焦点。例如,在消息平台中,分子存储器、原子存储器、量子阱光电子器件、芯片加工装备;生命平台中,克隆技术、基因操纵系统、蛋白质追踪系统,小心理器官处理技术、分子组件装配技术:军事武器中,精确制导技术,精确袭击技术,微型惯性平台,微光学装备;航空航天平台中,微型飞机,微型卫星,“纳米”卫星(0.1kg以内);微型机器人平台中,脑科手术,肃清脑血栓,管道内操纵,窃听与网络谍报,发现并杀死癌细胞;微型测试仪器,微传感器,微显微镜,微温度计,微仪器等。MEMS可以实现特种动作与实现特种功效,甚至可以沟通微观世界与宏观世界,其悠久作用难于估计。2002年,美国伯克利大学不仅制造了直径为300林m的镜头,配以微米级探针的微米级显微镜,可深入植物细胞内调查,而且正在开发镜头直径为500nm的纳米级显微镜。2002年美国康纳尔大学还揭露研制出原子级纳米“晶体管”,可以说,由单个原子运送电流的“晶体管”还是首次,这项成果被我国科技专家评为2002年世界卜大科技消息之一。
 
    (4)“自”是开展的条件“自”即是自动化。它即是减轻人的任务,强化、延长、取代人的有关任务的技术或手法。鲜明,自动化是重要的,自动化总是伴随有关机器或对象来实现的。可以说,机器是一切技术的载体,也是自动化技术的载体。第一次工业革命,以机器化这种形式的自动化来减轻、延长或取代人的有关体力任务。第二次产业革新,电气化进一步激动了自动化的开展。据统计,从1870年至1980年,)J[l工过程的效率进步为20倍,即体力任务得到了有效的解放;但经管效率只进步了1.8一.22倍,设计效率也只进步了1.2倍,这评释自动化为体力任务所带来的效果短长常明显的。即便在美国,1984年,CAD在福特公司的使用只占40%,通用公司占34%,Ch卿sler为67%〔2],此后,eAD开展极为快。今天在我国,CAD已非常遍及。消息化、计算机化与网络化,不仅极地面解放了人的体力任务,而且更为关节的是有效地进步了脑力任务自动化的水平,解放了人的片面脑力任务。“自动化”从自动控制、自动调节、自动赔偿和自动辨识等开展到自学习、自构造、自护卫和自修复等更高的自动化程度;而且今天自动控制的内涵与程度已是今非昔比,从控制理论(如多Agent系统的表面与技巧、基于网络的控制表面、复杂系统的控制表面……)、控制技术(如智能化检验、多媒体消息检验……)、系统(如网络控制系统、复杂系统……)、控制元件(如具有生物特性的传感元件……),都有着极大的开展。自动化是先进生产技术开展的前提条件。
 
    (5)“集”是发展的技巧“集”即是集成化。它有三个方面:技术的集成,经管的集成,技术与经管的集成。归根结底,其本质即是常识的集成,固然亦即知识阐扬形式的集成。己如前述,先进生产技术即是生产技术、信息技术、经管科学与有关科学技术的集成。“集成”即是“交叉”,即是“杂交”,即是取人之长,补己之短,这是开展的一大技巧。当前,“集”主要指:①现代技术的集成,机电一体化是个典范,它是高技术装备的基础,如微电子生产装备,消息化、网络化产物及配套装备,仪器、仪表、医疗、生物和环保等高技术装备。鲜明,在机电一体化技术中,关节往往是:a()检验传感技术。(b)消息处理技术。c()自动控制技术。d()伺服传动技术。(e)严紧机器技术。(O系统全体技术。而这些技术又同很多学科有关,又是一个“集”。②加工技术的集成,特种加工技术及其装备是个典范,如增材生产(即快速原型)、激光加工、高能束加工和电加工等;固然,加工技术的集成只是现代技术集成的一个分外部分。③企业集成,即经管的集成,包含生产消息、功效、过程的集成;包括生产过程的集成、全寿命周期过程的集成;也包含企业里面的集成,企业外部的集成。如并行工程、急迅生产、精益生产和cIMS等都是“集”的典范阐扬。固然,经管的集成不可能不包含经管与技术的集成。从久远看,另有一点很值得注意,即由生物技术与生产技术集成的“微生产的生物技巧”,或所谓的“生物生产”;即依据生物是由里面开展而成的“器件”,而非同一般生产技术那样由外加作用以增减质料而成“器件”。可以预期,这是一个崭新的填塞着活力的平台,作用难以估计,道路也将是漫长的。
 
    (6)“网”是发展的道路“网”即是网络化。应该讲,生产技术的网络化是先进生产技术开展的必由之路,使生产业走向整体化、有序化,这同人类社会开展是同步的。制造技术的网络化是由两个因素决意的:一是生产组织厘革的需求,二是生产技术开展的大概。这是因为生产业在市场竞争中,面对多方的压力,如购买老本不断进步,产物更新速率加快,市场需求不断变更,客户定单生产方法快开展,全球生产所带来的打击日益增强等:企业要以免传统生产构造所带来的一系列疑问,必须在生产构造上执行某种深刻的厘革。这个厘革表现在两方面:一方面行使网络,在产物设计、生产与生产经管等举止乃至企业整个业务流程中充分享用有关资源,即快速调集、有机整合与高效行使有关生产资源;与此同时,这势必导致生产过程与构造的疏散化网络化,企业要抛弃传统的“小而全”与“大而全”这类“夕阳技术”,而密集气力在自己非常有竞争力的焦点业务上。一个企业有无自己非常有竞争力的焦点业务,这是关键,“山不在高,有仙则名;水不在深,有龙则灵。”
 
    (7)“智”是开展的前景“智”即是智能化。生产技术的智能化是生产技术开展的前景。近20年来,生产系统正在由原先的能量驱动型转变为消息驱动型,这就请求生产系统不但要具有柔性,而且还要阐扬出某种智能,以便应对大量复杂消息的处理、顷刻万变的市场需乞降猛烈竞争的复杂情况,因此,智能生产越来越受到高度的重视,智能化生产模式的基础是智能生产系统,智能生产系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境,也是智能生产模式的载体。与传统的生产相比,智能生产系统具有以下特点:①人机一体化。②自律能力。③自构造与超柔性。④学习能力与自我维护能力。⑤在未来,具有更高档的类人头脑的能力。由此开拔,能够说智能生产作为一种模式,是集自动化、集成化和智能化于一身,并具有不断向纵深开展的高技术含量和高技术程度的先进生产系统,也是一种由智能机器和人类专家配合组成的人机一体化系统。它突出了在生产诸关节中,以一种高度柔性与集成的方法,借助计算机模仿的人类专家的智能举止,进行剖析、校验、推理、构想和计划,取代或延长生产情况经纪的片面脑力任务。同时,网络、存储、处理、完善、共享、继承和开展人类专家的生产智能;固然,当前还只能算开端,但潜力极大,前景广阔。跟着知识经济时代的初露眉目,常识将作为发展生产力主要的源泉,并导致以常识生产率取代劳动生产率,从而智能化生产的代价日益攀升。当前,分外是漫衍式数据库技术、智能代理技术和网络技术等开展,将突出常识在生产举止中的代价职位。常识经济是继工业经济后的主体经济形。尽管智能化生产道路还很漫长,但是必将成为未来生产业的主要生产模式之一。(8)“绿”是开展的势必“绿”即是“绿色”,“绿色”是从环境护卫领域中援用来的。人类社会的开展必将走向人类社会与天然界的和谐,即是走向“天人合一”。人与人类社会本质上也是天然世界的一个片面,片面不能离开整体,更不能对抗与破环整体。《老子》讲的“庸碌”就是这个作用,即不去“为”违抗客观规则之“为”。人类必须从各方面促令人与人类社会同天然界和谐一致,生产技术也不能够破例。江泽民同志讲得好,护卫情况,即是护卫生产力;改善环境,即是开展生产力。生产业的产物从构想开始,到设计阶段、生产阶段、贩卖阶段、使用与维修阶段,直到收购阶段、再生产各阶段,都必须充分计及环境护卫。所谓环境护卫是广一义的,不仅要护卫天然情况,还要护卫社会情况、生产环境,还要护卫生产者的身心康健〕在此前提与底蕴下,还必须生产出价廉、物美、供货期短、维修服务好的产物。作为“绿色”生产,产物还必须在一定程度上是艺术品,以与用户的生产、工作、生活环境相顺应,给人以崇高的精力享用,表现着物质文明、精力文明与情况文明的高度交融。每开展与接纳一项新技术时,应站在哲学高度,慎思“塞翁得马,安知非祸”,即必须充分考虑可连接开展,计及情况文明。生产势必要走向“绿色”生产