先进制造技术的发展现状

我国先进制造技术发展现状和发展趋势

简述

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。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

机械制造业是国民经济的基础产业，是国民经济发展的支柱产业，而国民经济的迅速发展，很大程度上取决于机械制造技术水平的高低和发展速度。近年来随着我国社会经济水平的发展，人们对产品的要求多样化、个性化、快捷化，促使先进的制造技术在我国得到了快速发展，但与发达国家相比，我国的制造技术无论是在管理、设计，还是在制造工艺、自动化技术等方面均与国外发达国家存在阶段性差距。为缩短与先进国家的差距，提高我国产品的加工质量和效率，丰富加工品种种类，增强产品在市场的竞争力，必须要大力发展先进制造技术。

一、先进制造技术的特点

1.1 是面向21世纪的技术

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，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

1.2 是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特别注意产生最好的实际效果，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。

1.3 是驾驭生产过程的系统工程

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。它要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。

1.4 是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。

1.5 是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为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。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。

二、先进制造技术的现状及我国的现状

1.1现代的制造业市场大致有如下五大特征：

第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展的必然结果, “卖方市场”已成为过去。

第二是多变性市场。由于科技发展快, 技术更新快, 产品换代快, 如微电子产品半年到两年就得更新, 从而产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强, 市场越来越大, 竞争日趋激烈, 不确定因素猛增, 市场变化很快。

第三是国际化市场。市场打破国界, 走向区域化, 走向国际化, WTO与各种区域经济组织应运而生而兴。

第四是新兴产品市场。这不仅涉及对传统产品用高新技术加以改造与发展而成的产品, 而且更涉及前所未有的新类型的“产品” , 从而导致如技术、软件、环保等产业的出现, 特别在第三产业中更是如此。

第五是虚拟巾场。信息化的进一步是网络化, 网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户关系和代理制等均属于虚拟市场。

1.2在设计方面:

计算机辅助设计(CAD)技术普及化。计算机辅助设计(CAD)技术，是电子信息技术的—个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的—项关键性高新技术，也是进一步向计算机集成制造(CIMS)发展的重要技术基础。CAD技术的广泛应用，提高了我国企业整体的设计水平和产品开发能力。以三维CAD和产品数据管理为重点，在软件市场和企业直用方面得到充分的发挥。

1.3在应用方面:

各种高新技术发展迅速，并取得了显著的成效。主要表现在以下几个方面：快速原型制造技术由起步迈向成熟，应用初具规模；精密成形与加工技术水平显著提高，在汽车零部件、重大装配制造中获得广泛应用；热加工工艺模拟优化技术取得重要进展，使材料热加工由“技艺”走向“科学”；激光加工在基础研究和技术开发方面有实质性进展，产业应用获得经济效益；数控技术取得莺要进展，国内市场占有率有所提高；现场总线智能仪表研究开发获重要进展，应用已有一定的基础；现代集成制造系统研究和应用取得突破，在国际上已占有一席之地。

1.4在管理方面:

新生产模式的研究和实践具有特色，推动了我国制造业的技术进步和管理现代化。通过学习和引进工业发达国家的先进管理经验，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(JIT)、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，通过精简机构、减少管理层次和消除各种浪费现象，显著提高了企业的经营效益。

回顾20世纪对人类社会产生重大影响的科技发明，激光器的诞生无疑是一个极为耀眼的亮点，激光以其无与伦比的技术优势正继微电子技术之后，推动人类科学技术进入新的发展

阶段。发达国家为了在全球竞争环境中占据世界信息技术的制高点，赢得主动权，纷纷加紧实施激光产业发展计划，如美国的“激光核聚变计划”，德国的“激光2001行动计划”，英国实施“阿维尔计划”，日本启动“激光研究五年计划”等。这些项目的实施，有效推动了全球激光产业进入高速发展阶段。

而在我国，自1961年中科院长春光学精密机械研究所研制出我国第一台红宝石激光器至今，我国激光技术的发展已有四十余年的历史。经过四十年的艰苦发展，激光产品已在国内占据了较大的市场份额，在产品质量、性能等方面初步具备了与国外大公司竞争的实力。尤为可喜的是，在现代经济向全球化发展的大趋势下，国内一部分激光厂商充分认识到，在全球化的大风暴之下，特别是在中国加入WTO后，中国激光产业不能只固守自己的市场，而应该放眼全球，参与全球的竞争，向经济全球化与贸易自由化主流迈出关键一步。1998年，武汉楚天激光集团成功地与全球最大医疗激光仪器制造商——以色列ESC/SharPlan公司合作，成立了夏普兰楚天医疗激光制造有限公司，现已发展成为国内最大的激光医疗和美容设备制造商；华工激光走出国门，成功收购了澳大利亚切割系统公司，直接进入国际市场，具备雄厚实力的中国激光企业已经迈出了自己全球化的步伐。

但是同时,我们国家的先进制造技术方面仍然存在着许多不足,主要表现在下面的几个方面

1 制度落后

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，推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程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。

2 设计方法落后

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。

3 制造工艺落后

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米，纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

4 自动化程度低

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、柔性制造系统、计算机集成制造系统，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。

5 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、敏捷制造、精益生产、并行工程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。

三、我国先进机械制造技术的发展趋势

信息化是制造技术发展的生长点，信息技术正在以人们难以想象的速度高速发展。

现代商新技术产品需要高精度制造，社会的发展对机械产品的质量提出了越来越高的要求。这决定了发展精密加工、超精密加工技术是机械制造未来的—个重点。

现代制造业的方向并不只是计算机的集成，信息的集成，而是人、技术、组织的整体集成，包括功能集成、组织集成、信息集成、过程集成、知识集成和企业间的集成。

1 全球一体化

特别是加入世界贸易组织后，国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的

倒闭，有的被兼并。不少企业暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通信技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球一体化制造企业发展的动力。

2 柔性化

不仅是指企业的制造技术柔性化，还包括生产方式柔性化，管理模式柔性化。

由于先进制造技术本身是针对一定的应用目标、不断吸收各种高薪技术逐渐形成、不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。

3虚拟化

是指在计算机内对产品、工艺和整个企业的性能进行仿真、建模和分析，在虚拟制造环境中生成软产品原型，代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本。提高对市场变化的响应能力。

4 智能化

智能制造是指综合利用各个学科、各种先进技术和方法，解决和处理制造系统中的各种问题。系统能领会设计人员的意图，能够检测失误，回答问题，提出建议方案等。

5 绿色化

绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源利用的一种现代制造模式。

6快速化

快速化是指对市场的快速响应，对生产的快速重组。它要求生产模式有高度的柔性与高度敏捷性。快速化能强有力地推动着制造技术的进步与发展，它是先进制造技术发展的“动力”。先进制造技术的竞争正在导致制造业在全球范围内的重组，新的制造模式不断出现，更加强调实现优质、高效、清洁、灵活的生产。

7数字化

数字化制造就是指制造领域的数字化。它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果, 也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。它包含了三大部分以设计为中心的数字制造,以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。对制造设备而言, 其控制参数均为数字化信号。对制造企业而言, 各种信息如图形、数据、知识和技能等均以数字形式, 通过网络, 在企业内传递, 以便根据市场信息迅速收集资料信息, 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, 对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划与重组, 实现对产品设计和产品功能的仿真, 对加工过程与生产组织过程的仿真, 或完成原型制造, 从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应, 以满足客户化要求。对全球制造业而言, 用户借助网络发布信息, 各类企业通过网络,根据需求, 应用电子商务, 实现优势互补, 形成动态联盟, 迅速协同设计并制造出相应的产品。这样, 在数字制造环境下, 在广泛领域乃至跨地区、跨国界形成一个数字化组成的网, 企业、车间、设备、员工、经销商乃至有关市场均可成为网仁的一个“结点”在研究、设计、制造、销售和服务的过程中, 彼此交互, 围绕产品所赋予的数字信息, 成为驱动制造业活动的最活跃的因素。在此还应着重指出, 制造知识包括技能、经验的获取、表达、存储、推理乃至系统化、公理化等,这是使制造技术发展到制造科学的关键’ , 而这又与数字化不可分开。

高生产率和高质量是先进制造技术的两大追求目标。因此，先进制造技术主要向自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展、向高精密方向发展、向非传统加工技术方向发展，采用新型生产模式，使企业适应多变市场需求。

四、结语

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。只有跟上发展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。同时呢,制造业还是是国家经济和综合国力的基础，先进国家相比还存在很大差距。主要表现在：技术投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力等方面。面对这样形势，我们必须注重科技人才的培养，大力发展对高新技术的研究，加强政策与法规建设，建立与发展我国自主的NC、CAD／CAM、FMS、CIMS、IMS等制造自动化单元技术，提高制造业现代化管理水平，发展适应我国国情的生产模式。努力缩小我国与先进圜家之间的差距，使我国的制造业站在世界先进行列!!