中国现代机械技术发展的状况——论文报告

中国现代机械技术发展的状况

机械制造业加工水平是一国经济发展水平的标志。机械制造业为国民经济各部门提供装备，它的发展水平直接影响到国民经济各部门技术水平和经济效益的提高。没有现代化的机械制造就不可能有现代化的工业、农业、国防和科学技术。

以计算机和信息技术为基础的高新技术的迅猛发展，使现有的生产制造系统不断发生新的变化。为迎接制造环境变化的挑战，世界主要发达国家都在积极研究和制定跨世纪的制造业发展战略和生产模式，提出了诸如计算机集成制造、精益生产、敏捷制造、世界级制造系统等一系列新型制造系统思想和管理模式，并根据具体国情，制订了及时向新型制造系统转移的战略和行动日程。。

从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。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的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

一、先进制造技术的特点

（一）是面向21世纪的技术。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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

（五）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。

对终于中国先进机械制造技术的发展现状，近年来，我国的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。近十年来，随着科学技术的迅速发展和制造环境的变化，尤其是以计算机和信息技术为代表的高技术的广泛应用，为当代制造业的革命提供了众多的手段，正在使制造业的生产技术、生产方式、生产规模发生重大转变，高技术与传统制造技术相结合而形成的先进制造技术也引起了各国的高度重视。

中国机械制造业的综合技术水平近几年有了大幅度提高，企业通过引进技术的消化吸收、技术改造、“工艺突破口”和全面质量管理等项工作的深入开展，使制造技术水平有了较大提高，一批先进的制造技术在生产中得到应用和普及，一大批重点骨干企业在关键工序增加了先进、精密、高效的关键设备。但与工业发达国家相比，仍存在阶段性的差距。集中反映为制造技术的落后；工业发达国家已普遍应用计算机辅助设计技术（ＣＡＤ），覆盖率超过６０％，而中国ＣＡＤ的覆盖率仅为５％左在。发达国家早在六十年代就已普遍采用优质高效低耗工艺

及装备，而中国大部分企业仍然采用落后的工艺装备进行生产，优质高效低耗的先进工艺普及程度不足１０％。工业发达国家已普遍采用数控机床、加工中心，实现了柔性自动化，并正向智能化、集成化方向发展，而中国尚处在单机自动化、刚性自动化的阶段。

目前制造技术来源大部分依赖国外技术，而自主开发的科技成果形成产业的较少。中国制造技术落后除了历史的原因以外，其他主要原因是：技术开发能力和技术创新能力薄弱，发展后劲不足；对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术、实现国产化的低层次上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度；技术开发经费不足；缺乏将科技成果转化为现实生产力的有效、健全的机制，作为其中最关键环节的企业没有真正成为开发的主体。还应看到，社会在注重以信息技术、生物工程、新材料、通讯生产为代表的高技术发展的同时，对制造技术在整个国民经济建设和整个科技开发体系中的地位认识不足。

在管理方面。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(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。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。在设计方面。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CAM技术的比例较低。在制造工艺方面。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。在自动化技术方面。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（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），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。

对中国机械制造产品的分析：从整体看，产品质量不稳定，可靠性低，品种少，成套性差，水平低。国家急需的重大成套装备和关键产品供不应求的矛盾长

期存在，进口机械设备已成为国家外汇平衡的沉重负担。１９９４年机械产品进口额高达４３８．７亿美元，占全国外贸进口的３８％。

就机床行业来看，从产品质量、性能、品种、成套性等各方面考察与国外技术水平的差距是很大的。如产品性能低，中国金属切削机床的工作精度普遍比国外同类产品低１～２级，刀具速度只有国外的１／２～１／３。国外产品已广泛采用数控和数显装置，如日本机床的数控化率已达２５．７％以上，美国的高效化率机床已达到２０％，而中国数控化率占１．２％，自动化机床占４％。

制造质量差、寿命短，性能不可靠是一个普遍存在的问题，如国外金属切削机床的精度保持性在１０年以上，而中国只有３～５年，机床用的电器开关寿命国外达３００万次至５００万次，而中国只有３０万次到６０万次；在产品合格率方面，中国机床普遍都较低，其中数控系统及电器元件故障率更高，根据国家预测，数控系统的故障高于其他部分的故障。

品种少，成套性差，特别是大型精密数控自动化的专用产品奇缺。如前苏联生产的通用金属切削机床有２２００～２５００种，另外专用机床和组合机床有５５００～６０００种，而中国通用机床只有１８００种，专用金属切削机床７１０种，数控的比例更少。锻压机床品种只有２５０种，中国的刀具有３２３种，但硬质合金刀具和使用数控机床，高效可转位刀具品种极少，不能适应数控机床的发展，国外机床附件产品的产值占机床总产值５０％，而中国附件产品产值只占８％。

因此曾有人在网上发起“中国的机械业落后欧美国家多少年”的讨论，很多人认为“至少30年的差距是有的”。这种差距尤其表现在发动机上。发动机作为机械的“心脏”，怎么评价它在机械中的重要性都不过分，尤其是对于我国正大力倡导的汽车业而言。我国的汽车业发展了多年，没能使用上自己设计的“心脏”，这让很多汽车业内人士都为之伤神。不过现在已经有数家汽车企业开始关注设计自己的发动机。奇瑞是其中之一，它研发成功的ACTECO发动机让中国的汽车也开始赚技术钱了。不久前，奇瑞ACTECO发动机获得“2005中国创造奖”。但关注发动机行业的刘彦人工程师对《小康》说：“虽然该发动机评了

奖，但消息中也指明：生产ACTECO发动机的奇瑞发动机厂采用最新工艺，拥有由德国和意大利引进，代表国家最高工业水准的生产线，采用网架结构，密闭全空调，以保证高精度设备在稳定、清洁的条件下生产。”刘彦人表示，这一消息让他为之泄气。大型工程机械所使用的动力――柴油机也不容乐观。船舶经销商老朱在提到自己多年经销的船体时说：“一提到国产柴油机联想到的就是：老大笨粗，跑冒滴漏；后来又进了两条船，其主机用的是潍柴WD615系列，感觉很不错。”业内人士郑洛（化名）对《小康》表示，WD615是20世纪70年代末引进的斯太尔产品的动力。当时的机。械工业部从奥地利引进产品后，发动机交给山东潍坊发动机厂。经过近20年的消化吸收，WD615系列生产能力达到了20万台。郑洛表示，这个产品从奥地利引进时已经不是当时奥地利的最新产品，而正是这样的产品仍是国内目前重卡的主流产品

另外，国外的技术垄断也是中国机械发展滞后的一个重要原因。市场没换来技术。越来越多的业内人士承认：经历了20年的合资，中国汽车企业并未形成核心技术。其他行业也大抵如此。有统计显示，目前我国以引进国外成套设备和生产线为主，专利和专有技术引进不足。2004年我国技术进口合同总金额138.6亿美元，其中成套设备和生产线等占到52.3%，专有技术所占比重仅为29.8%。

为何市场没有换来必要的技术？中国汽车工业咨询发展公司首席分析师贾新光曾举例说，在北京吉普有限公司的合资初期，中方给一位就要回国的美国工程师开欢送会，欢送会上美国人提出这样的疑问：“你们不是说要学技术吗，为什么没有人来问我呢？”贾新光认为，并不是拿来了车型就等于转让了技术，一些关键的地方还需要学习，还需要有人点拨。但是相当多企业只关注合资、引进等等形式上的东西。仿制而不消化吸收也在帮助机械工业步入歧途。中国大中型国有工业企业技术引进经费总额和消化吸收费两项费用的比例是1∶0.06。而韩国、日本企业引进技术和消化吸收的比例则达到1∶5到1∶8。除了消化不到位之外，技术壁垒也正在成为中国引进之途的巨大障碍。目前知识产权已经成为包括美国

在内的发达国家保持与发展中国家之间差距的一种武器。不止一家西方媒体提

出，西方只有在创新方面继续领先才能有效应对中国的崛起。北京某研究院的工程师宋渝这样说：“欧美小心翼翼地保持着与中国技术水平数十年的差距。”

结合机械制造业实际和面临的紧迫形势，在一个时期，集中力量解决一些对全局有重大影响的问题，采取“特定范围，有限目标，择优扶持，集中突破”的战略，选定当前严重制约机械制造业自身发展的重要基础机械和基础件，以及影响国民经济全局发展的重大技术装备和汽车作为产品发展的重点领域，以尽快提高机械制造业技术水平、产品质量和规模经济，推进结构优化，以适应国内外两个全市场的要求。

对于我国先进机械制造技术的发展趋势：

（一）全球化。一方面由于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，网络通讯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，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

（二）网络化。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，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

（三）虚拟化。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、生产中不可避免的缺陷和错误。

（四）自动化。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。

（五）绿色化。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。

最后，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。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。