时间:2023-08-10 09:22:47
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇先进制造技术的分类范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
一、引言
世界各国间的经济竞争,主要体现在机械制造技术为代表的竞争上。面对激烈的市场变化和技术竞争,经济发达国家都把制造业作为本国的经济支柱,不断调整其发展战略和政策方针。先进制造技术正是制造业适应时代要求提高竞争力,对制造技术不断优化推陈出新形成的。
二、先进制造技术及其内涵
先进制造技术(ATM)这一概念是美国上世纪80年代末期提出来的,很快日本、西欧各国及亚洲新兴工业国家就相继做出响应,纷纷将先进制造技术的研究和开发作为国家的高新技术和优先发展项目。
1.先进制造技术定义
先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息、材料、能源,以及现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务等生产制造的全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,以及取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
在不同的国家、不同的发展阶段,先进制造技术有不同的内容及组成。我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群(见下图),三层次都是先进制造技术组成部分,但其中每一个层次都不等于先进制造技术全部。
2.先进制造技术的分类
根据先进制造技术的功能和研究对象,可将其技术归纳为以下五个大类。
(1)现代设计技术
现代设计技术包含:①现代设计方法。包括有模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。②产品可信性设计。可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计等。③设计自动化技术。包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。
(2)先进制造工艺
先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础,是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。先进制造工艺包括高效精密成形技术、高精度切削加工工艺、特种加工,以及表面改性技术等内容。
(3)加工自动化技术
加工自动化是用机电设备工具取代或放大人的体力,甚至取代和延伸人的部分智力,自动完成特定的作业,包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。加工过程自动化技术涉及到数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、传感技术、自动检测技术、信号处理和识别技术等内容。
(4)现代生产管理技术
现代生产管理技术是指制造型企业在从市场开发、产品设计、生产制造、质量控制到销售服务等一系列的生产经营活动中,为了使制造资源得到总体配置优化和充分利用,使企业的综合效益得到提高而采取的各种计划、组织、控制及协调的方法和技术的总称。包括现代管理信息系统、物流系统管理、工作流管理、产品数据管理、质量保障体系等。
(5)先进制造生产模式及系统
先进制造生产模式及系统是面向企业生产全过程,将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思想和新哲理,其功能覆盖企业的生产预测、产品设计开发、加工装配、信息与资源管理直至产品营销和售后服务的各项生产活动,是制造业的综合自动化的新模式。它包括计算机集成制造(CIM )、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、智能制造(IM)、精良生产(LP)等先进的生产组织管理模式和控制方法。
三、先进制造技术的发展趋势
随着以信息技术为代表的高新技术的不断发展和市场需求的个性化与多样化,未来制造业发展的重要特征是全球化、网络化、虚拟化,未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、虚拟化、网络化、智能化、敏捷化、清洁化、集成化及管理创新的方向发展。当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面:
第一,信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用。信息技术促进着设计技术的现代化,成形与加工制造的精密化、快速化、数字化,自动化技术的柔性化、集成化、智能化,整个制造过程的虚拟化、网络化、全球化。
第二,设计技术不断现代化。一是设计方法和手段的现代化。二是新的设计思想和方法不断出现。如并行设计,面向 “X” 的设计 DFX,健壮设计,反求工程技术等。三是向全寿命周期设计发展。四是设计过程、快速造型和设计验证,由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素。
第三,成形技术向精密成形的方向发展。制造工件的毛坯正在从接近零件形状向直接制成工件即精密成形的方向发展。精密铸造技术、精密塑性成形技术、精密连接技术等精密成形技术将获飞速发展。
第四,加工技术向着超精密、超高速,以及发展新一代制造装备的方向发展。目前,超精加工已实现亚微米级加工,并正在向纳米加工时代迈进,加工材料由金属扩大到非金属;超高速切削用于铝合金的切削速度已超过1600m/min,铸铁为1500m /min等。
第五,为满足个性化需求,制造工艺、设备和工厂的柔性和可重构性将成为企业装备的显著特点。先进的制造工艺、智能化的软件和柔性的自动化设备、企业的柔性发展战略,构成未来企业竞争的软、硬件资源。
第六,虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用。虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提,形成虚拟的环境、虚拟的制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业,从而大大缩短产品开发周期,提高一次成功率。在国际互联网、局域网和内部网上,企业可以实现对世界上任何一地的用户订单而组建动态联盟企业,进行异地设计、异地制造,然后在最接近用户的生产基地制造成产品。
第七,智能化、数字化是先进制造技术和机电产品的发展方向。将智能技术注入先进制造技术和产品,可使之具有 “智慧”,能部分代替人的脑力劳动。将数字技术用于制造过程,可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性,从而提高制造过程的质量和效率,增强产品的市场竞争力。
第八,以提高市场快速反应能力为目标的制造技术将得到迅速发展和应用。瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸因素中的首要因素。为此,许多与此有关的新观念、新技术在21世纪将得到迅速的发展和应用。其中有代表性的是:并行工程技术、模块化设计技术、快速原型成形技术、快速资源重组技术、客户化生产方式。
第九,绿色制造已成为 21世纪制造业的重要特征。日趋严格的环境与资源约束,使绿色制造越来越被重视。中国的制造业不仅要解决自身生产过程中的污染和资源浪费问题,更重要的是要为社会提供全寿命周期内没有污染,节约资源的各类产品及环保装备。
第十,21世纪的企业面临管理创新。面对高速发展的信息化和经济全球化及激烈的市场竞争环境,改变制造业的传统观念和生产组织方式,加速了现代管理理论的发展和创新。因此,全球正在兴起 “管理革命”。
中图分类号:TM20 文献标识码:A
在工业发达国家都把先进制造技术作为国家级技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种,但制造业的基础地位不能忽视。20世纪90年代以来,各个发达国家都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划,旨在提高本国制造业的国际竞争能力。我国虽已成了制造大国,但不是制造强国,这表现在许多现代制造基础技术尚未掌握,许多重大装备不能自主制造,缺乏自主创新能力。所以,为了缩短与先进国家的差距,迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,使我国的产品上质量,上效率,上品种和水平,以增强市场竞争力。
1 先进制造技术的内涵、特点
1.1 先进制造技术的内涵
先进制造技术是集多种技术为一体的总称,它在制造业中不断吸收信息技术和现代管理技术,从而产生新技术、新设备和新系统,并综合应用于算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等各个产品开发与设计、制造、检测管理及售后服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造,并取得较理想的技术经济效果。所以,它是不断冲击传统制造技术的新型系统。
1.2 先进制造技术的制造特点
1.2.1 面向新世纪的技术方法。先进制造技术是由传统制造技术发展起来的,是制造技术的最新发展阶段。
它既保留了传统制造技术的有效要素,又吸取了各种高新技术成果,并将其渗透到产品生产的全部过程中,并在产品生产领域中不断产生新的完整的技术群 ,形成具有明确范畴的新技术领域。所以,它是制造业中的新一轮技术革新。
1.2.2 是面向工业应用的技术方法。先进制造技术是一个有机的综合体,又有很高的制度,它并不限于制造工艺,同时也覆盖了市场调研分析,产品设计,外包,加工和装配,销售,维修,服务等产品寿命周期的全过程。
1.2.3 是驾驭生产过程的系统工程最有效方法。先进制造技术特别强调计算机技术、信息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。
1.2.4 是面向全球竞争的技术之一。制造业是综合国力的支柱之一,也是现代国民经济的体现。而制造技术的作用对制造业起着关键作用。随着科学技术的发展和市场竞争日益激烈,制造企业对先进的制造技术进行了大力的研究和实施。从而先进的制造技术应运而生。
2 先进制造技术的新发展
2.1 柔性自动化
柔性自动化是集柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生成线为一体,并在计算机支持下,能适应加工对象的自动化机械制造系统。它最显著的特点就是可以有效改善设计工作和制造系统两方面的柔性,并能够根据实际情况迅速实现制造系统的重组。
2.2 知识智能化
知识智能化是将微电子学、计算机和系统工程等学科技术有机地结合起来,并在制造过程中,可以完整和理想地解决机械制造高自动化时的交叉问题。从而形成稳定的生产能力。
2.3 集成系统化
集成系统化是种高端技术行为,它强调技术和工程,并以解决方案为中心,将企业全部生产活动中的信息流和物质流有机结合,并实现最优化。所以,集成系统化有很强的复杂性,综合性和专业性。它的实施,在一定程度上比集成化的产品更为重要。在制造业运用过程中,不但运行灵活,产品应变能力大,而且产品质量高,市场经济效果显著。
3 先进制造技术在国内外发展现状
决定一个国家的综合竞争力是多方面的,其影响的因素很多。制造业就是其中的组成部分,它的基础地位十分重要,而先进制造技术既是制造业的基础,又是它的升华。所以,各个工业发达的国家都把先进制造技术作为国家重量级的关键技术,引为优先发展领域。从二十世纪九十年代以来,美国,德国,日本等工业发达的国家,都在着力对现代先进制造技术进行跟踪研究与探索,他们运用新兴信息技术,网络技术在工业制造过程中,从管理体制、经营理念、实际方法、制造手段等方面总结经验,寻求新思路,并在原有基础上,提出各种具有战略意义和现实意义的先进制造技术,其目的都是为了提高本国制造业的国际竞争力。
而我国,虽然自建国以来,尤其是改革开放以来,国内制造业发展迅速,国家有计划地推出一系列的重点科技项目,相应建立了比较完整的制造产业体系,有力地促进了先进制造技术的运用于推广,为国民经济和国防建设提供了许多重要装备,但是与发达工业国家还存在明显差距。这表现在技术创新能力较差,产品开发周期长,制造工艺设备相对落后,自动化生产程度低,高精尖技术开发薄弱。各个中小型企业及部分大型企业走的好似是低成本工艺控制自动化的道路。据统计,我国机床,汽车和重要发电设备等产品的产量虽居世界前列,但能跻身装备制造业世界五百强的却没有一家。究其原因在于起步晚,创新能力低,体系不完善,突出比例相对较少。我国自改革开放以来,大力发展生产力,追求科技创新,不断吸取国外先进技术,所以,才有了“十五”、“十一五”等长期的规划目标,为发展先进制造大国而奋斗。
4 先进制造技术的未来发展
为适应新技术革命浪潮的冲击,迎接新世纪的信息全球化、贸易自由化、制造全球化,新消费观念的挑战,先进制造技术正朝着全球化、集成化、智能化、精密化等方向发展。
其发展趋势,先进制造技术越来越表现在于它的综合运用,及管理方面的技术革新。在企业资源分散化、产品个性化的要求下,在信息管理技术的推动下,先进的制造技术综合有效的利用将是制造企业提高竞争力的重要保障。
结语
世界经济已经步入全球化经济,国内外市场竞争日趋激烈,国内外企业合作密度日益加强。这种既合作又竞争的局面,不断推动着制造业的发展,催动制造技术不断更新。这正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。所以,先进制造技术是一个不断发展,更新的新技术体系,研究和探索它的内涵,特点以及未来发展趋势就显得尤为重要。
中图分类号:TU741 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(a)-0105-02
机械系统设计及制造技术是把机器看作具有特定功能的、相互间存在有机联系的统一体。机械系统设计从系统的观点来进行机器的设计,并从使用效果为终结点来制造,将会有利于机器设计及制造的创新性、多样化和综合最优化。
先进制造技术,简称AMT,即Advanced Manufacturing Technology,是美国于80年代提出。当时,各国制造业面临复杂多变的外部环境,传统的制造技术变得越来越不适应快速变化的环境,先进的制造技术,尤其是计算机技术和信息技术在制造业中广泛应用,美国根据本国制造业的挑战与机遇,为了加强其制造业的竞争能力和促进国民经济增长提出先进制造技术这一专有名词,一经提出,立即获得欧洲各国、日本及亚洲新兴工业化国家的响应。
先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代化系统管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
对先进制造技术的研究可分为四大领域,分别是:现代设计技术,先进制造工艺,自动化技术,系统管理技术。
现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争(时间、质量、价格等)的需要,应用现代技术科学知识,经过设计人员创造性思维、规划和决策,制定可以用于制造的方案,并使方案付诸实施的技术。现代设计技术使产品设计建立在科学工作者的基础上。随着科学工作者技术落后的不断发展,其设计范畴也不断地扩大,从单纯的产品设计扩展到全寿命周期设计,包括考虑环境因素的绿色设计;在设计的组织方式上,从传统的顺序设计方式过渡到并行设计方式;在设计手段上,从传统的手工设计向现代化计算机辅助设计过渡。
先进制造工艺技术是先进制造技术的核心和基础。它是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术,包括了常规工艺经优化后的工艺,以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、表面工程技术等技术构成及先进制造加工技术。在此重点提一下快速原型制造技术。快速原型/零件制造(Rapid Prototype/Part Manufacturing,简称RPM)技术是20世纪后期起源于美国,并很快发展起来的一种先进制造技术,RPM技术是近20年来制造技术领域的一次重大突破。RPM技术是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术的技术集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。RPM技术采用(软件)离散/(材料)堆积的原理而制造零件通过离散获得堆积的顺序、路径、限制和方式,通过堆积材料“叠加”起来形成三维实体。离散/堆积的工作过程由CAD模型开始,先将CAD模型离散化,沿某一方向(常取Z向)切成许多层面,即分层(属信息处理过程),然后在分层信息控制下顺序加工各片层并层层结合,堆积出三维零件,该零件作为CAD模型的物理体现与之对应,此为物理过程。RPM技术中,物理堆积过程具体是通过采用粘结、熔结、聚合作用或化学反应等手段,逐层可选择地固化树脂、切割薄片、烧结粉末、材料熔覆或材料喷洒等方式来实现的,从而快速堆积制作出所要求形状的零件(或模型)。各种RPM技术的过程流都包括CAD模型建立、前处理(如生成STL文件格式,将模型分层切片)、快速原型过程(原型制作)和后处理(如去除支架、清理表面、固化处理)等四个步骤。快速成形原理如(图1)示所示。
RPM技术的内涵即其成形机理和工艺控制与传统成形方式有很大差别,主要表现在:RPM不是使用一般意义上的模具或刀具,而是利用光、热、电等物理手段(其中激光是经常应用的)实现材料的转移与堆积;原型是通过堆积不断增大,其力学性能不但取决于成形材料本身,而且与成形中所施加的能量大小及施加方式有密切关系;在成形工艺控制方面,需要对多个坐标进行精确的动态控制。能量在成形物理过程中是一个极为关键因素,在以往的去除成形(切削磨削加工)和受迫成形(铸造锻压)中,能量是被动地供给的,一般无须对加工能量进行精确的预测与控制,而在离散/堆积类型的RPM中,单元体(分层体)制造中能量是主动地供给的,需要准确地预测与控制,对成形中的能量形式、强度、分布、供给方式以及变化等进行有效的控制,从而经由单元体的制造而完成成形。
目前,国外有几种典型和较成熟的商品化RPM技术,如光固化立体成形,叠层实体制造,选择性激光烧结,熔融沉积成形,三维印刷工艺等。
快速成型技术即可用于产品的概念设计、功能测试等方面,又可直接用于工件设计、模具设计和制造等领域,RPM技术在汽车、电子、家电、医疗、航空航天、工艺品制作以及玩具等行业有着广泛的应用。快速成型技术应用于产品加工时不用刀具,不需要前期投入专门安装,在逆向工程(Reverse Engineering)中有着广泛的应用。快速成型制造技术可实现低成本、高生产率和短周期的生产特点。从设计和工艺的角度出发可以设计形状复杂的零件,无需受时间、成本、可制造性方面的限制。
RPM技术系统的设计过程是一个创造性过程,同时也是一个不断完善的反复过程。进行系统设计时必须遵循两个基本原则。
(1)目标集中原则:在一个时间阶段内思考和解决的问题不能太多,否则会干扰主要问题的解决。
(2)满足目标原则:要求所设计出的新系统能满足系统的目标要求,使所设计的系统达到预期的目的。
(图2)为系统设计步骤的框图,表示了系统设计的概要内容。
在系统设计完成之后,对于结构和内容比较复杂的系统,为了进一步确定它的可信程度,往往采用系统仿真技术,对系统的各组成结构的性质及其相互关系建立具有一定逻辑关系和数学性质的仿真模型,根据仿真模型对系统进行定量分析,以获得鉴定所需的信息。
制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分,主要是指制造系统开放式智能体系结构优化与调度理论、生产过程和设备自动化技术以及产品研究与开发过程自动化技术等。它包括数控技术、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统、传感技术、自动检测及信号识别技术、过程设备工况监测与控制等。系统管理技术包括先进制造生产模式、集成管理技术、生产组织方法等。
随着机械制造技术的不断深入发展,将会越来越多的融入更高的人工智能技术,这需要我们机械制造从业者和研究者投入更多的心血和精力。
结语
先进制造技术对于机械制造来说是一种革命,这种变革所带来的效果是非常巨大的,比如,应用了先进制造技术可以使普通机床成为数控机床乃至加工中心;但先进制造技术还需充分利用计算机技术、传感技术和可控驱动元件特性,以实现机械系统的现代化、智能化和自动化。
参考文献
[1] 翁世修,吴振华.机械制造技术基础[M].上海:上海交通大学出版社,2012.
中图分类号:TG333.17 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-00-02
在科学技术飞速发展的当今,先进制造技术是影响国家综合竞争力的最直接条件,而良好的机械制造工艺就是先进制造技术最好的体现。随着我国对工业化发展越来越重视,因而先进制造技术引起了更多人的普遍关注,对其研究力度不断加强,并收获了令人满意的成果。可是,我国的先进制造技术与机械制造工艺与国外相比还存在较大差距,因此我们并不能止步于此,我们要正确看待二者的特点及其相互关系。在激烈的市场经济中,怎样样能做到制造技术与制造工艺不断创新,这是对于我们来说既是一次挑战,又是一次机遇,因而我们找对最佳的发展途径,将对机械制造业发展具有实际意义。
1 先进制造技术的确定和体系建立
先进制造技术具体是指什么?目前还缺少规范的、统一的定义。当广泛被接受的含义是:先进制造技术是促进制造业汲取高科技技术并应用到实践生产中所取得的成绩,并能把它贯穿于整个制造流程的制造技术的合称。
先进制造技术是制造业的综合竞争能力,其不断革新是社会发展的必然选择。目前,先进制造技术快速发展,逐渐形成高新技术群,并经过不断完善,已经构成了健全的体制系统。可是,受各国不同基本国情制约,先进制造技术内容和构成方式上差异很大。对于我国来说,我家相关部门已确定了多层次技术群组成的先进制造技术
体系。
首先,现代先进制造技术要以优质、节能、环保、经济、高效为中心,在逐渐向基础制造工艺扩展。其次,新型制造单元技术创新。这是为了适应市场需求及新兴产业的促进下,制造技术与其他现代高科技技术向融合而产生了现代先进制造技术,例如数控技术、网络监控技术、航天技术等。
最后,先进制造技术集成化。这是将应用信息技术与系统管理技术的完美结合,它是基于计算机网络和数据库等技术结合而产生的。
2 先进制造技术的现状与特征分析
2.1 先进制造技术现状分析
先进制造技术是现代技术创新与工业进步的典型代表,是衡量制造业水平的关键指标,也是国家工业赖以生存的保障。近年来,世界各工业发达国家已经深刻意识到先进制造技术在国家发展中的重要地位,并给予了前所未有的高度重视,各自都在对其进行深层次科研,可见,市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。不同的先进制造技术格局已经形成,并在各自领域取得了许多科技成果,例如:网络监测系统、数控系统、虚拟制造系统等。
2.2 先进制造技术特征分析
2.2.1 全球化
随着经济全球化浪潮的袭来,对制造业也产生了巨大的冲击,主要体现在制造业的资源配置逐渐扩展到世界各国,这就推动了制造业在全球范围内发展。某种产品的制造过程可能由不同国家共同完成,将根据不同国家的国情及制造技术先进程度来对制造过程进行分配,这样做除了能够充分利用资源、减低成本、便捷方便外,还能够促进国家交流,缩小国家间贫富差距,有利于构建和谐社会。
2.2.2 多元化
由于技术创新瞬息万变,尤其是信息技术的进步使得原有的生产方式与生活方式逐渐被取代,关键体现在多元化、复杂化及人性化。今后的市场走向依然充满不确定性,没有水能够准确预见其发展趋势,当人们不仅仅满足于生理需求后,更追求自我个性化的展现。更多的消费者对原有的制造业提出了新要求,制造业既要提供特定的战略、舒适的环境及合理时间使用的有形产品,又要能够保证产品的使用质量及后期服务,制造业生产出的产品,要对市场需求有充分了解后才能生产,要避免盲目制造
产品。
2.2.3 灵敏化
以前的制造业生产出的产品种类单一、批量大、传统、统一化等特征;随着时代的发展,制造业逐渐向灵敏化发展。制造厂家通过各种合作方式来增强竞争力,最大化利用资源,节省投资成本,根据市场需求的快速变化调整制造生产目标。其建设重点就是实现各方面先进技术全面结合,使得整个制造业能够准确应对瞬息万变的市场需求,保证所生产产品能够在社会上大量流动,为制造业带来更大的经济效益。
2.2.4 服务化
现代制造业是以市场需求变化为前提的,服务质量是确保产品被人们接受的重要保障,制造业已经意识到服务的重要性,并不断努力向服务业转型。现代的制造业所考虑的重点不仅仅是设计与生产,更重要的是根据对市场的实际考察,将产品后期服务作为关键环节来抓,服务化应该体现于为社会服务、为消费者服务,制造业应将服务化作为主要建设内容。受这层发展趋势影响,很多企业对服务的关注度不断加大,而且服务所带来的综合效益会更可观。
2.3 mT的体系结构
面向制造的设计技术群。面向制造的设计技术群系指用于生产准备的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品品质以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具,例如计算机辅助设计(CAD)以及工艺过程建模和仿真等,生产设施、装备和工具,甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。
制造工艺技术群( 制造技术环境)。制造工艺技术群是指用于物质产品生产的过程及设备。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术,也是制造技术的传统领域。
3 针对机械制造工艺进步先进制造技术的措施
制造业所涉及到的领域很多,例如:机械、轻工、化工、电子、航天、建筑等等,制造业从实质上分析,其不仅仅是通常认为的基础产业,而且是创新生产力的生产过程。制造技术是现代制造业发展的前提,而机械制造则是制造技术的直接体现,这也是制造技术创新的方向。第一,先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域,促进了机械制造工艺的进步,并对其他相关产业也有积极影响。第二,机械制造工艺不断革新,其重点内容又是先进制造技术。所以,先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进,在其发展过程中不能倾向用于任何一方。
我国的制造业起步比较晚,与其他制造业国家相比差距比较大,而机械制造业又是制造业的重要组成部分。虽然经过几代人艰辛努力,我国机械制造业积极汲取国外的先进制造技术,但还是处于初级阶段,要想达到成熟阶段还有很漫长的道路需要探索。面对新形势下机械制造工艺创新,先进制造业应采取以下措施。
3.1 强化先进制造技术过程全面开发
强化先进制造技术过程全面开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。它对提升制造业市场综合竞争力是很有必要的措施,因此,我们要给与其高度重视。除此以外,我们也需要关注机械制造技术自身创新,这可以丰富先进制造技术、带动相关制造业打下坚实
基础。
3.2 扎实基础工作,合理采用先进制造
技术
在机械制造业不能盲目的使用先进技术,要在各项基础工作牢靠的前提下,合理采用先进制造技术。总之,先进制造技术要以市场需求为发展核心,循序渐进,不能操之过急,因地制宜,协调发展。应该具有针对性的挑选出某些重点行业,将其作为试点来建设,不断总结实践经验,等技术使用熟练后,再进行大范围推广建设,这样能大大降低制造业投资风险。
3.3 重视人才素质道德建设
人才是先进制造技术不断进步的决定性因素。他们的素质道德高低对制造业影响最大,因此,要想确保先进制造技术应用与创新,那么一定要重视人才素质道德建设。通过对制造技术研究人员开展定期的思想道德教育,并及时向他们传播最先进的制造技术,在每次培训过后,还应该制定严格的考核制度,只有顺利通过考核的人员才可以上岗。这样能培养出一批高素质。技术硬、通管理的制造人才。
3.4 积极汲取国外先进制造技术
我国制造技术起步滞后于发达国家,因此我们要虚心接受它们的先进技术,并通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术。经过我国对制造业的长期探索,已经形成具有中国特色的制造技术,我们在未来的制造技术发展中,要积极汲取国外先进制造技术,探索出最符合中国的先进制造技术。
4 结语
总而言之,随着社会不断的进步与科技飞速的发展,先进制造技术仍是提高国家竞争力的重要保障。我们对先进制造技术应该有侧重点,建设具有中国社会主义特色的先进制造技术。不言而喻,随着我们对制造技术研究的继续深化,不久的将来,它会有更广阔的发展空间,并在世界制造业激烈的市场经济中站稳脚步。在党的正确方针引领下,相信我国的制造技术会有更长远发展,在世界的大舞台上会绽放耀眼光芒。
参考文献
[1] 刘晓宇,艾春雨.先进制造技术与机械制造工艺[J].科海故事博览・科技探索,2011,3(2):16-18.
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.063
0前言
国内消耗的主要能源之一就是煤炭资源,作为有限资源,煤炭资源受到国家重视,并成为实施可持续发展战略的重要内容。目前状态下的煤炭资源呈现出了市场需求不足的情况,而煤炭产品本身的结构不合理导致国内的煤炭加工产业存在发展方面的矛盾。现在,很多煤炭加工企业都存在产品单一并且竞争实力不足的问题,该种问题导致了其产品在销售的过程中销量不断下降,严重限制了企业的发展。为了更好的实行可持续发展战略,国家大力研究并推广先进制造技术,将其运用到煤炭加工当中,致力于提升煤炭产品质量。
1先进制造技术分类
先进制造技术建成AMT,其由微电子技术以及自动化技术等多种技术组成,在经过多种变化以后,形成机械集成的技术形式。虚拟现实技术以及绿色制造技术都属于AMT的范畴,该两种技术通常被运用到煤炭加工工程当中,让煤炭加工的错做更加方便快捷,产品加工的流程也更加优化。AMT主要面对的是制造行业,其属于工具群以及技术群方面,在计算机辅助下,煤炭加工工程能够在生产的过程中将生产所產生的废物减少到最低,并且实现保护环境的目的[1]。
2先进制造技术在煤炭加工工程中的应用实践
(1)虚拟现实技术应用。虚拟现实技术在煤炭加工当中的应用首先体现在设计方面,煤炭加工当中采用该种技术能够使技术人员明确的了解产品的生产过程以及设备的运行状态,而在三维动态的仿真状态下,技术人员能够更加熟练的操作生产,适应各种操作条件,将自身的生产状态调节到最佳,实现煤炭加工流程的优化。例如,煤炭资源加工当中利用了虚拟现实技术以后,其能够通过该种技术的模仿明确设备的运作过程、各个部件的运动状态、煤炭矿浆的运动轨迹。其次,该种技术的应用还体现在控制方面。现在的煤炭加工当中都会以自动化的控制作为核心技术,而自动控制也成为煤炭加工的核心环节。但直接的自动控制并没有办法得到校验,要想实现对自动控制的检验,需要花费大量的人力和无力,甚至在校验的过程中对机械设备造成损伤。但在虚拟现实技术的支持下,该技术能以虚拟的形式对自动控制程序进行检验,并且评价该自动控制是否符合生产的要求。最后,虚拟现实技术在煤炭加工的应用还体现在教学和培训方面[2]。现代化的技术具有较为高深的核心理念,很多煤炭加工的技术人员无法学些和理解这些高新技术。而对于一些技术不熟练的人员,其在生产的时候因为操作的不熟练以及对于事故判断能力较低,导致生产出来的产品质量存在偏差。将虚拟现实技术运用到教学方面,主要是通过虚拟模拟的形式来为员工呈现出生产系统当中可能会出现的事故,并且让员工在这种较为真实的场景当中模拟判断事故并解决事故。员工则能够在该种模拟操作当中得到实践能力的锻炼,了解书面当中都无法理解的知识内容,将自身所学习到的专业知识与实践操作结合在一起,避免造成实际工作当中的失误。
(2)敏捷生产技术应用。敏捷生产技术也是先进制造技术的一种形式,而该种技术也是煤炭加工当中比较常用的技术。现代煤炭加工行业的发展过程中,其最主要的问题就是市场需求不足的问题,不少煤炭加工企业所拥有的产品都属于结构不合理而产品的种类也相对单一。在该种产品状态下,企业的发展必然会陷入到困境当中,其缺乏在市场上的竞争力,也无法让自身的产品销量提升,整个企业的发展将会受到严重的限制。而敏捷生产的技术能够帮助煤炭企业进行产品结构的优化并且调整生产的流程,让煤炭企业重新制定自身的发展目标,利用先进制造技术来天黑时呢过产品的质量,促使自身的产品更加符合市场需求。
(3)绿色制造技术应用。煤炭企业存在的一个重要问题就是煤炭资源当中存在非常多的硫,该种物质对环境的污染危害非常大。在煤炭燃烧的时候,其会释放出浓度非常高的有害气体并且会伴有大量的尘埃,该种物质会对动植物产生一定的损伤,更加会对人体的健康造成影响。二氧化硫会对金属物质产生腐蚀作用,并且且抑制动植物的生长。而绿色制造技术能够让煤炭产品的加工建立在绿色化学的基础上。例如,企业选择绿色选煤技术,通过对生物体内的生物酶应用来抑制煤炭当中所产生的有害物质,也可以选择微生物的技术来直接抑制矿物质当中产生的有害物质。可以说,该种绿色制造技术能够在煤炭的洗选过程中产生作用,利用绿色的煤炭生物技术来对煤炭进行脱硫,从而使被加工出来的煤炭产品属于绿色状态,能够为生态环境的维护做出贡献[3]。绿色制造技术也可以被综合的运用到煤炭的伴生资源当中,其在生产煤炭的过程中对煤炭进行技术加工,从而使煤炭呈现出清洁燃烧的状态。而绿色化的加工技术能够对煤层气以及矿井水等方面的物质进行回收利用。该种利用形式减少了煤炭加工对于环境的污染,也提高了资源的利用效率,更加提升了煤炭企业的生产水平。
3结论
国家需要重视煤炭加工当中所采用的技术,积极支持先进制造技术的应用和推广。在煤炭加工企业当中需要发展清洁技术以及产品的深加工技术,利用该种高新技术来降低煤炭产品对于环境的污染,促使煤炭产业的发展更加符合国家可持续发展的原则,让煤炭资源的利用率不断提升,降低煤炭生产的成本。先进制造技术要求技术人员具有较高的专业知识,而管理人员也需要对煤炭加工进行集中化的管理。煤炭企业将会利用该种技术来提升自身的生产力和竞争力,让其在市场竞争当中占据主动地位。
参考文献:
[1]赵建辉,马永航.先进制造技术在煤炭加工工程中的应用研究[J]. 化工设计通讯,2017(05):86+129.
【中图分类号】TH16 【文献标识码】A
【文章编号】1007―4309(2010)10―0086―2
先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是传统制造技术在不断吸收机械、材料、电子、信息、能源和现代化管理等领域的成果上产生的,它被综合应用于产品的生产、设计、制造、检测、管理和售后服务的全过程。它是由传统的制造技术发展而来的,保留了过去制造技术中的有效要素,是制造技术与现代高新技术结合而产生的完整的技术群,先进制造技术的发展,大体经历了四个阶段:
第一阶段(20世纪60―70年代):柔性制造单元(CAD/CAM),它是以数控机床、加工中心和工业机器人为代表的。
第二阶段(20世纪70―80年代):柔性制造系统(FMS),它是以柔性制造单元加上自动或半自动物流输送组合而成的,但特点仍然是分布式生产过程。
第三阶段(20世纪80―90年代):集成阶段(CIMS),是以信息、工艺、物流、计算机集成控制为特点的。
第四阶段(20世纪90年代至今):智能集成制造系统阶段,是以设计智能化、单元加工过程智能化和系统整体管理智能化为特征的。
一、先进制造技术的特点
目前,每一个国家都处于全球化市场中,先进制造技术的竞争是面向全球的。一个国家的先进制造技术对该国制造业在全球范围市场的竞争力发挥着非常重要和不可替代的作用。先进制造技术的目标是要提高产品对动态多变的市场的适应能力以及竞争能力,同时实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。它不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务,以及回收再生的全过程,概括起来有以下特点:
(1)成形和加工技术日趋精密化。
(2)企业装备将以制造工艺、设备和工厂的柔性与可重构性作为显著特点。
(3)虚拟制造技术和网络制造技术将被广泛应用。
(4)机电产品和先进制造技术将把智能化、数字化作为发展方向。
(5)以提高对市场快速反应能力为目标的制造技术将超速发展。
(6)先进制造技术的发展越来越离不开信息技术,信息技术发挥着越来越重要的作用。
(7)21世纪的企业面临着要在管理方面进行创新的新课题。
(8)现代设计技术将成为21世纪制造业的重要特征。(现代技术的内涵即为:绿色产品设计技术、优良性能设计基础技术、竞争优势创建技术、全寿命周期设计技术。)
二、当前先进制造技术的发展趋势
市场需求的个性化与多样化趋势越来越明显,精密化、绿色化、智能化、信息化、虚拟化将成为未来先进制造技术发展的总趋势。其主要体现在以下几个方面:
(一)信息化
近几年,信息技术和制造技术的不断融合,使得数字化成为制造业日益发展的趋势。数字化制造技术具有较多的优点,如使市场多样化和个性化的需求得到满足;能够对市场作出快速的响应,使生产成本得以降低;能够提高产品精度和可靠性;等等。数字化产品既方便、直观,又便于通过计算机控制产品,对信息进行处理和传递。随着计算机技术的飞速发展,制造业应用系统越来越离不开Internet技术,Internet技术是实现各种制造系统自动化的基础,是其重要的支撑平台。基于Web技术的供应链管理系统、数据交换转换系统等成为产品的主流。据专家预测,在未来生产中占主导地位的将是基于网络制造的分布式网络化生产系统。因此,先进制造技术将把以微电子技术、软件技术为核心,以数字化、网络化为特征的信息化制造技术作为重要的发展方向。
(二)智能化
智能化就是应用人工智能技术实现产品生命周期(包括产品设计、制造、发货、支持等)各个环节的智能化,如生产设备的智能化,人与制造系统的融合及人在其中智能的充分发挥等。智能化能够使制造系统的自动化和柔性化水平得到进一步的提高,使生产系统的适应与判断能力更加完善。
(三)精密化
超高速切削、超精密加工技术以及发展新一代制造装备成为了加工制造技术的发展方向。
1.超精密加工技术
目前已进入纳米级加工时代,加工精度和表面粗糙度分别达到了0.025μm和0.0045μm。超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段近;超精加工机床向多功能模块化方向发展;超精加工材料由金属扩大到非金属。
2.超高速切削
目前,铝合金超高速切削的切削速度已超过1 600m/min,铸铁、超耐热镍合金、钛合金的速度分别为1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工上。
3.新一代制造装备的发展
市场竞争和新的产品、技术和材料的发展对新型加工设备的研究与开发起着推动作用,如“并联桁架式结构数控机床”的发展就是一个典型的例子。它采用六个轴长短的变化,以实现刀具相对于工件的加工位姿的变化,是对传统机床结构方案的突破。
(四)绿色化
由于资源与环境的约束日益严格,21世纪的制造业要以绿色制造为重要特征。与此相适应的,绿色制造技术的发展也将是快速的。主要表现为:
1.绿色产品设计技术,既能够保证产品在生命周期内环保和对人类健康无危害,又能保证低能耗和高资源利用率。
2.绿色制造技术,使整个制造的过程对环境所造成的不利影响最小,废弃物和有害物质的排放量最少,资源利用效率最高。
3.产品的回收和循环再制造,它主要包括以设计产品和处理材料为主的生产系统工厂和以处理循环产品生命周期结束时的材料为主的恢复系统工厂。如汽车等产品的拆卸、回收技术和生态工厂的循环式制造技术。
(五)虚拟化
在制造业中,虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)越来越被广泛地应用,它主要包括两部分,即虚拟企业和虚拟制造技术。虚拟制造技术是在产品真正制出之前,先在虚拟制造环境中生成软产品原型进行试验,并且预测和评价其性能和可制造性。
三、未来先进制造技术发展中的关键技术
(一)虚拟制造VM(virtual manufacturing)
VM技术的发展是以仿真技术和虚拟现实VR(virtual reality)技术为基础的。VM技术是在虚拟条件下模拟产品的设计、制造、测试、营销的全过程,并预测和评价有关技术数据和性能指标,从而使产品开发周期得以缩短,使制造过程得以优化。VM技术是工程设计的一次革命性的进步,它的应用范围是非常广泛的,如快速设计与快速原型、面向装配或制造的设计、产品维护、产品设计进入市场的并行处理和人员培训等领域。
(二)智能制造IM(intelligent manufacturing)
智能制造技术是一门综合技术。之所以这么说,是因为它是通过自动化技术、制造技术、系统工程和人工智能等学科互相交织和渗透形成的一门技术。智能设计、智能装配、智能加工、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能测量与诊断等都属于智能制造技术的范畴。对于制造系统集成自动化和柔性自动化来说智能制造是其新发展,也是其重要组成部分,智能传感与检测是智能制造的重点。
(三)纳米制造
20世纪出现了一种高新技术,即纳米技术。它的加工精度或尺寸为0.1nm―100nm。而纳米制造是纳米技术与制造技术相融合而产生的,精密加工、超精加工、微细加工和超微细加工都属于纳米制造。常用的制造技术有聚焦离子束工艺等。
(四)绿色制造GM(green manufacturing)
绿色制造是一种现代制造模式,它综合考虑资源消耗和环境影响,其目的是使产品在整个生命周期中(包括从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理)做到对资源利用率最高,对环境的不利影响最小,并优化协调企业经济效益和社会效益。目前绿色制造受到了全球制造业的关注,因为未来制造业的可持续发展离不开绿色制造,绿色制造已成为先进制造技术的主要内容,也是各国支持和优先发展的研究项目。
四、结论
我国将先进制造技术列入“九五”科技规划和15年科技发展规划中。21世纪的今天,经济全球化进程日益加快,随之而来的日益加剧的制造业领域的竞争,实际上是以先进制造技术为竞争核心的。在这样的大环境、大背景下,我国不仅要迎接挑战,而且要抓住机遇,要不断地对传统产业进行改造,发展先进制造技术,要在技术、机制、管理以及人才等方面进行创新,只有这样我国才能实现跻身世界制造强国的目标。
【参考文献】
[1]王隆太等.先进制造技术[M]. 北京:机械工业出版社,2003.
[2]张平亮等.先进制造技术[M]. 北京:高等教育出版社,2009.
【中图分类号】 G649.21 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)07(b)-0054-01
培养学生的创新思维是现代教育、现代化社会的需要,是创新精神和创新能力的核心,是创新人才素质的本质特征[1]。这种思维方式具有主动性和独创性,是创造者在强烈意识支配下将大脑中已有的感情和知识信息,借助于想象和直觉,以突发性飞跃的形式进行的重建、组合、脱颖、升华所完成的思维,往往能突破习惯性思维的束缚,在解决问题的过程中,其观点问题富有新的创意。因此,培养学生创新精神,就得千方百计地启迪学生的创新思维[2]。
随着现代制造业技术的快速发展,《先进制造技术》课程已成为工科院校机械工程和工业工程专业的一门重要的专业课。本课程集机械、电子、信息、材料和管理等多学科交叉,涉及的知识面广,主要内容有:现代设计技术、现代制造工艺技术、制造自动化技术、现代生产管理技术、先进生产制造模式等内容。这些内容的设置旨在使学生了解先进制造技术的范畴,掌握先进制造技术的理念方法,开阔学生思维,拓宽学生的知识面[3-4]。为了更好地达到课程教学目标,培养学生创新精神及工程实践能力,将来走向工作岗位奠定基础,针对本校该课程的课程性质采取了以下教学手段和方法。
1 采取团队教学方式
随着学生需求的多样化,教学内容的深入化,教学手段的信息化,教学团队是高等学校开展教学工作的一种重要组织形式,以团队为基础,强调团队成员在教学、科研工作上的配合与协作。不仅有利于课程建设与课程优化,而且有利于人才培养质量的提高。
1.1 鉴于本课程集机械、电子、信息、材料和管理等多学科交叉,涉及的知识面广的特点,采取团队教学方式。授课期间,由一名主讲教师负责总体协调、策划和教学进度安排。目标明确、重点突出,根据课题组老师所擅长的技术领域和研究领域,把握先进结合科研安排专题讲座2-3次。
1.2 鉴于本课程的实用性、先进性,明确需求导向,注重生产实践,不断更新和发展教学内容。依托校企联合培养基地,邀请企业高工,按照当前企业对人才的需求及生产实际,以案例教学的方式,着重讲解先进制造装备、工艺及原理,掌握所讲的理论及实际应用,有利于提高学生学习的主动性,解决实际问题与分析问题的能力,培养学生的创新能力和理论联系实际的能力,真正从课堂中学到能够应用于制造业生产的实用技术。
2 理论讲授和课堂讨论相结合
鉴于本课程以理论授课为主,将本课程课堂教学按1:1的课时安排教师启发式的讲授和学生主动性的课堂讨论。启发性教学方式中,教师对先进制造技术的内容和应用场合做画龙点睛性的介绍,借助网络教学平台,列举的主要参考文献和出处,引导学生阅读、思考和查询。按照班级人数,将学生组成团队,在弄清楚基本概念的基础上,阅读大量文献制作本团队的多媒体课件,在课堂上讲授团队见解。而后,在教师引导和点评下进行课堂讨论。最后,由教师做出结论。这种灵活性、感性化的教学形式,不仅对于学生建立多角度、多层次地设计分析概念以及掌握先进制造技术有良好的教学效果,而且培养学生的团队合作精神、发散性思维及创造个性的发展。
3 课内学时与课外学时相结合
由于《先进制造技术》课内学时有限,本课程除安排了大量的思考与分析设计练习题课外作业外,还结合课程相关专题内容,要求学生作课外综述报告。利用网络教学平台,课程结束时学生可将自己的综述报告提交,教师通过网络教学平台进行批阅和修改,为学生反馈,并将课外综述报告作为课程考核内容。这对于学生掌握概念、综合运用知识、锻炼分析设计思维起到了积极作用。
4 现场教学与第二课堂相结合
先进制造技术的工程实践性特别强。依托学校的数控工程技术中心、先进制造实验室、工业工程实验室及大学生创新实验基地和校企联合培养基地的先进制造设备,充分发挥辅助教师和实验教师的工程实践优势,完成该课程部分内容的现场教学,丰富学生的第二课堂。
4.1 先进制造技术要与时俱进,把握“先进”,通过先进制造技术装备、柔性装配生产线等内容的现场教学,激发学生对本课程的兴趣,积极参加工程实践和第二课堂活动。
4.2 工程实践环节不占用理论课时。学校拥有数控工程技术中心等开放性实验室,对于先进制造技术,专门开设了数控车、数控铣、加工中心、快速原型制造和数控电火花等开放性创新型实验。大大激发了学生的积极性、自主性和创造性,培养学生的团队精神。
4.3 通过上述两种形式,锻炼了学生的团队精神及工程实践能力,为第二课堂的开展做好准备。一方面,学生积极参加SPR项目及教师的科研项目,引导学生从正反两个角度去分析,把知识由点到线,由线到面,由面到体,形成网络,展开思维;另一方面,学生积极参加各项全国大赛,并取得良好成绩。如“全国大学生工程训练综合能力竞赛”,启迪学生的发散性、求异性,逆向综合思维模式,提高了学生的工程训练技能、素质和创新意识,培养了协作意识和团队精神。
5 结束语
《先进制造技术》课程具有涉及内容广、多学科交叉、实用性及先进性的特点,通过改革该课程的教学方法与手段,对课程建设、课程优化和提高教学质量有促进作用,从而培养出具有发散性、求异性,逆向综合创新思维模式的创新型、复合型工程技术人才。
参考文献
[1] 广州市菩提路小学科研课题组.激发感官 启迪创新思维[J].教学理论与方法,2001.5(9),20-21.
中图分类号:F403.6 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)006-000-04
一、引言
先进制造业本质上是一种先进的生产方式,是引领制造业不断前进的强大动力。先进制造业是我国工业化发展的方向,体现了我国工业的核心竞争力。“中国制造2025”和德国“工业4.0”均将发力点指向先进制造业。先进制造业能够带动我国经济的全面转型与升级,具有先进制造技术密集、附加值高、对相关行业带动性强的特点。对此问题进行深入研究,不仅可以探讨先进制造业发展的模式,还可以促进先进制造业发展,具有比较重要的理论意义和实践价值。
关于先进制造业的内涵,文[1]从企业内部、企业整体和产业体系三个角度对于先进制造业进行了详细分析,认为先进制造业是采用先进制造技术、先进制造模式、先进市场网络组织的工业生产系统,本质上是一种先进的生产方式。文[2]也认为先进制造业是将先进制造技术、模式及管理方式综合运用于研发、设计等全过程的指造业。先进制造技术和先进制造模式密不可分,实践中也常将二者混为一谈,但是先进制造技术偏重技术,注重制造单元功能效用的发挥,而先进制造模式偏重组织方式,强调人、组织结构和技术的协调。文[3]指出先进制造业是相对于传统制造业而言,在制造技术、制造模式、制造组织三个层次集中体现先进性,产品竞争力强,具有全球化、网络化、信息化、绿色化、知识化等特征的现代制造业。文[1]认为先进制造业是综合运用先进制造技术、先进产品技术、先进制造组织形式和先进商业模式的生产系统。文[4]进一步说明先进制造业是不断吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等方面的高新技术成果,并将这些先进制造技术综合应用于制造业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销服务和管理的全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,取得很好经济社会和市场效果的制造业总称。从上述有关先进制造业的内涵上可以看出,先进制造业业的先进性应该体现在制造技术、制造模式以及市场网络组织三个方面。但应明确,先进制造业业是随着时间、空间的变化而发展的,是一个动态演变的概念,在经济发展不同的时期、不同的区域表现形式是不同的。
关于促进先进制造业发展的因素,文[5]认为包括国外直接投资、技术进步、固定资产投资、人力资本和企业集聚,文[6]指出信息产业对先进制造业跨越式发展具有重要作用。文[6]、[7]研究表明物流运输、金融服务等生产业可以极大地促进先进制造业的发展。文[2]认为市场需求、科技进步和生产要素配置、市场网络组织三个内部动因与政府作用、发展环境两个外部动因的变动,是导致先进制造业发展的主要推动力量。文[8]指出单独的先进生产技术并不能对先进制造企业提供更好的表现。文[9]研究表明基础环境是提升先进制造业竞争力的外部保障,创新能力是提升先进制造业竞争力的核心环节,管理水平是提升先进制造业竞争力的重要途径,人力资源是提升先进制造业竞争力的有效手段。文[10]指出先进制造技术是先进制造模式发展的前提和基础,先进制造模式是企业构筑持续竞争优势的关键因素,构建面向全球价值网络的先进制造模式是动态演进的过程且要强化合作伙伴的全面战略联盟。
关于促进先进制造业发展的措施,文[10]认为应该从拓宽新市场与挖掘客户需求、加大研发投入与培育企业核心竞争力、加强先进技术与企业的契合度、优化组织结构与提高组织效率、加大政府扶持力度与营造稳定经济环境五个方面发展先进制造企业。文[6]建议促进信息产业与先进制造业的互动融合、提升先进制造业信息化水平、加大政策扶植力度与合理布局资金进投入、推动制造企业转型升级、加大创新力度与鼓励自主创新。文[11]认为河南先进制造业应积极推进制造业向信息化互联网化转变、建设一批智能化工厂和技术示范平台、打造创新驱动新机制、大批量培养创新性能动性强的复合型工程师。
从影响先进制造业业发展的因素来看,这些影响因素可以分为企业自身可控的内部因素与政府决定的而制造业必须适应的外部因素两类。从内部因素看,市场需求、科技进步、生产要素配置、市场网络组织等企业可控因素对先进制造业的发展具有重大影响。从外部因素看,产业政策、发展环境、生产业与信息业发展状况等企业不可控因素对先进制造业的发展影响也不容忽视。
从促进先进制造业发展的措施来看,这些政策措施可以分为政府制定的产业发展规划和政策、企业采取的措施以及与企业发展先进制造业密切相关的生产业企业。政府应该制定良好的先进制造业产业发展规划与政策,企业应该致力于采用先进的制造技术与模式,研究机构其他相关方提供信息、金融、人力资源等完善的市场网络组织。先进制造业的发展是政府、企业、研究机构及其他相关方协同努力的结果。
二、主要影响因素
(一)制造技术
技术是催生工业革命和保证工业持续发展的微观基础,任何一个缺少了又是技术保证的地方都不可能实现先进制造业发展的目标[13]。制造技术可以包含基础制造技术和新型制造单元技术两个层次。前者主要指优质、高效、低耗、清洁的通用共性技术,后者主要指由制造技术与信息技术、新型材料加工技术、清洁能源、环境科学等结合而成,涉及多学科交叉、继承与融合。文[12]综述了先进制造技术的背景、内涵与特征,指出先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代管理成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场适应能力和竞争力的制造技术的总成。
随着时代的发展,制造技术也在不断进步,先进制造技术在不同时期、不同国家,其特点、重点是不同的。18世纪60年代蒸汽机与机械化技术引发第一次工业革命,大机器生产代替了手工劳动,19世纪70年代内燃机与电力技术广泛应用,使人类进入电气时代,引发第二次工业革命,20世纪50年代电子与信息技术取得重大突破,科学技术有力地推动了人类生产力的进步,形成第三次工业革命。到目前,云制造、物联网、服务网等先进技术推动生产方式的变革正在掀起新的工业革命浪潮。制造业技术革新是制造领域的颠覆性革命,具有划时代的意义。文[13]预测了先进制造技术的5个发展趋势是3D打印技术、泛在感知网的传感技术、智能机器人技术、纳米技术、高温超导和可控核聚变技术。先进制造技术对先进制造业的发展起着极为重要的推动最用。
(二)制造模式
制造模式是指企业在生产经营、管理体制、组织结构和技术系统等方面所表现出来的形态或运做方式。先进制造模式则是指企业在生产过程中、依据环境因素通过有效组织各种生产要素来达到良好制造效果的先进生产方式。先进制造模式的先进性表现在企业的组织结构合理、管理手段的当、制造技术领先、市场反应快、客户满意度高、单位产品成本低等诸多方面[14]。
制造模式是随着生产技术、生产组织方式和管理理念的发展而不断适应进化的。早期的制造模式是以小批量生产为主的手工作坊式生产模式为主,转化为体现刚性以提高生产效率、大批量规模化生产为主的流水线生产模式,随后,为满足消费者个性化需求,各种体现柔性化的现代先进制造模式如精益生产、敏捷制造、大规模定制、并行制造、计算机集成制造系统、云制造、虚拟制造、网络化制造、应用服务提供商、网格制造、面向服务制造、智慧制造不断涌现。回顾三次工业革命,每一次工业革命都在制造模式上有着革命性的突破。文[15]明确了云制造的特点和内涵,分析了敏捷制造、网络化制造和面向服务制造,文[16]探讨了智慧制造。文[17]归纳了先进制造模式的生产系统调整快速、信息系统集成度高等6种共同组织特征。先进制造模式将会进一步集合多学科成果,将制造技术、信息技术、网络技术、自动化技术与先进的管理科学充分融合。德国“工业4.0”非常关注制造模式等高层面的制造理念,强调要建立一个虚拟物理系统(Cyber-Physical System,CPS),追求的是以网络化、智能化为主要特征的新工业革命生产模式,实质就是对现有制造模式的根本变革[15]。
制造模式的变迁受到制造模式现有状态、决定制造模式的内在因素(技术与方法、企业文化、组织架构以及和谐管理)和外部环境中随机涨落因素的影响,协同确定了制造模式变迁的方向、速度和程度。影响先进制造模式采用的因素可以分为意愿因素、技术和能力因素两类,意愿因素一般要大于技术和能力因素。前者包括示政府宣传、示范作用、企业文化和某种制造模式的优劣、产品特点等,后者包括企业规模、企业实力、企业组织架构、中介技术支持等因素。在诸多影响因素共同作用下,企业制造模式向着主导因素作用的方向,由低级向高级逐渐演化。在此演化期间,企业文化、组织架构、管理方式、资金投入方向等都必须进行彼此相互适应的变动和调整。这种演化,实质是对原有制造模式的扬弃。先进制造模式对于促进先进制造业进步、提高竞争力以及推动社会发展具有重要作用。
(三)市场网络组织
先进制造业的发展,除了采用先进制造技术、合适的先进制造模式、优化的供应链管理以外,还需要完善的市场网络组织以支持其发展。
在政府产业发展政策、财税政策等引导下,先进制造业需要完善的研发设计、信息、物流、商务、金融等各种生产业的协助与支持,形成一个全面完整的服务网络系统。
此外,先进制造业的发展还需要在产业集聚区的基础上,细化产业分工,完善产业配套,延伸产业链,构建战略产业联盟,形成联动、协同发展的一体化布局,增强产业的规模经济效应。
三、促进先进制造业发展的一个模式
文[2]提出先进制造业的先进制造技术、先进制造模式、先进市场网络组织三维理论模型为如何促进先进制造业的发展提供了非常有益的思路。在此基础上,从制造技术、制造模式以及市场网络组织三个影响先进制造业发展主要因素出发,探讨了政府、企业、研究机构及其他相关方的努力方向,构建了促进先进制造业发展的一个协同模式,如图1所示。
(一)以信息技术推动先进制造业的发展
信息业的发展为先进制造业的发展提供技术支撑,推动先进制造业跨越式发展,信息业的发展也总是领先于先进制造业的发展。信息资源的投入和信息技术的广泛应用,可以引导先进制造业向自动化程度高、能源消耗低、环境污染少的方向发展。现今先进制造业的系统集成极其复杂,电子商务蓬勃发展,不采用信息管理系统而采用人工操作是不可想象的。通过信息系统,可以将研发、采购、制造、仓储、物流各个环节以及整个供应链密切整合与优化,使整个商业流程的物流、资金流、信息流的流动速度明显加快而提高效率。以信息技术推动先进制造业的发展是一项长期而缓慢的过程,但又是先进制造业发展过程中必须跨越的一个环节。此外,现代各类先进制造技术和制造模式如计算机集成制造系统无一不是建立在信息技术基础之上的。
(二)产学研结合促进先进制造技术的推广和应用
1.政府推动创建协同创新中心。协同创新中心可以集中企业、高校、研究机构的力量,取长补短,集中进行目标性非常强的基础研究和应用研究,协作研发关键核心技术,迅速转化为生产力。在政府的努力推动下,搭建能够让企业、高校等通力合作的创新平台,推进技术集成、标准统一、产业融合、组织优化,让所有创新者得到利益保证。
2.企业建立先进制造技术研发中心,循序渐进提高技术水平。企业是应用技术研发的主要力量。大型骨干企业要持续不断地实施重大技术专项行动,在某一个应用技术领域实现突破。中小型企业要在具体产品生产上,应用行业内最先进的制造设备和技术,成为细分行业的小巨人。同时,工程技术人员要不断学习和更新专业知识,跟踪和掌握最新的技术和理念。
3.高校等研究机构积极建设科技园,促进科研成果转化为生产力。各类高校等研究机构拥有众多掌握或“创造”先进技术的专家、学者,研究成果或用于发表文章、申请专利,或束之高阁,无法有效、快捷的应用到实际生产实践中去。应允许拥有专业技能、知识专利的高校教师等研究人员,利用所掌握的专业技能、知识专利等投资办实体,把专业技能与市场需求密切结合起来,服务企业与社会,以充分发挥技术优势、调动研发积极性。科技园实际上是科研成果转化为生产力的孵化基地,也为“大众创业,万众创新”驱动的道路搭建起科研成果转化为生产力的桥梁,真正使“产学研”结合落到实处。
(三)引导企业采用先进的制造模式
要发展先进制造业,制造模式必须适应制造业发展潮流。要在政府、企业及其他相关方共同努力下,促进企业采用竞争力强的先进制造模式。
1.政府创造氛围与条件。成功企业的先进制造模式示范作用巨大。政府应该大力宣传,提升先进制造模式的影响力,创造采用先进制造模式的良好氛围,鼓励其他企业学习与效仿。同时,为企业采用先进制造模式提供中介技术服务、银行贷款资金等条件,培育推广新型智能制造模式,推动生产方式向柔性、智能、精细化转变。
2.企业努力。企业在对企业自身产品特点位、规模实力、发展方向清晰定位的基础上,在企业文化、管理技术与手段、组织架构等方面不断调整与进步,努力与先进制造模式相适应。
3.相关方支持。先进制造模式是各种先进技术如自动控制、计算机、通讯等技术的高度集成,项目的实施是一项长期、复杂的系统工程。由于技术与实力的限制,先进制造模式不是企业一家努力就可以做到的,需要政府、管理咨询公司、软件公司、系统集成商各方共同支持与协助。
(四)构建先进市场网络组织
20世纪中后期经济领域的一项革命性变化,就是制造业与服务业不断的互动和融合。制造业向价值链两端的服务领域不断延伸,并且高价值部分逐渐向制造业产业链的研发、设计和创新等前端,以及制造服务等后端生产业转移,中间制造部分增值越来越低。“微笑曲线”就形象地描述了这种现象。为促进先进制造业的发展,就要从政府政策和制造业战略导向上,促进制造业向“微笑曲线”的两端移动,或鼓励“微笑曲线”两端行业的发展。这里,“微笑曲线”两端的行业主要就是指生产业。
生产业是指用于满足中间生产需求、通过市场化模式向生产企业和其他组织的生产活动提供中间投入服务的产业。根据国家统计局《生产业分类(2015)》,生产业包括为生产活动提供的研发设计与其他技术服务、货物运输仓储和邮政快递服务、信息服务、金融服务、节能与环保服务、生产性租赁服务、商务服务业、人力资源管理与培训服务、批发经纪服务、生产性支出服务,共10个大类、34个中类、135个小类。生产业涉及制造业的多个环节,具有专业性强、创新活跃、产业融合度高、带动作用显著等特点,是全球产业竞争的战略制高点。制造业的发展、分工的深化促进了生产业的发展,而前者细分的结果导致对后者更多的需求,后者对前者效率提高具有前提性和基础性。二者是相互作用、相互依赖、共同发展的互动关系。目前,二者边界逐渐趋于模糊,呈现融合的态势。“中国制造2025”对中国制造业的定位之一就是“生产业发展滞后”。
1.政府重视和鼓励发展生产业,为先进制造业的发展提供环境支持。“中国制造2025”提出要加快发展生产业,政府要接受和重视生产业对先进制造业发展的互相促进作用,发挥产业政策导向和促进竞争功能,构建有利于生产业发展的准入条件、监管规则和标准体系,推动生产业向专业化和价值链高端延伸。同时,紧密结合区位优势与地区发展的主导产业,优化生产业内部结构,重点发展能够带动地区先进制造业发展的金融业、信息服务业、商务服务业和科技服务业等高端生产业。此外,要用前瞻的眼观,鼓励大数据、云计算、物联网等新兴信息服务业的发展。最后,加强先进制造业的辐射带动作用,加快先进制造业与生产业的互动,推动先进制造业由生产型向生产服务型转变,引导先进制造企业延伸服务链条、促进服务增值。
2.大力发展生产业企业,为先进制造业的发展提供专业支持。随着企业之间的竞争逐步发展成为供应链之间的竞争,供应链成员通过分离和外包非核心业务,专注于核心业务,整合、完善供应链以获取竞争优势。同时,生产业向特定企业提供的产品具有差异化、难复制的特点,作为知识资本、人力资本和技术资本渗透到先进制造业企业整个价值链增值过程中,可以大幅度提高先进制造业产品的附加值和科技创新含量,促进先进制造业向资本密集型和技术密集型方向发展。这样,借助生产业提供的专业化、科技化服务的支持,整个供应链竞争能力才能得到显著提高。
3.高校等科研机构积极发展科技服务业,为先进制造业的发展提供科技支撑。科技服务业是运用现代科学、技术和信息向社会提供智力服务的新兴产业,是现代生产业重要组成部分,具有高知识含量、高技术密集、高附加值等优势。它包括研发服务、设计服务、信息资源服务等。科技服务业是从先进制造业中分离出来,又在更深的层次与先进制造业融合,提供强有力的智力支持。一方面,科技服务业提供的知识密集、技术密集的产品,促进先进制造业向资本密集型和技术密集型方向发展,对其竞争力的提供科技支撑;另一方面,先进制造业将非核心业务外包给专业科技服务提供者,又可以促进先进制造业从生产制造向服务制造转变。
4.建立技术转让交易市场,搭建科研和商业化之间的桥梁。一方面,企业在研发过程中经常遇到一些基础研究、应用研究等难题无法有效解决而导致技术进步缓慢。另一方面,高校等科研机构相关科研成果或用于发表文章,或申请专利,无法有效、快捷推广应用。采取何种机制,使二者有效联系起来以发挥效用呢?推动科技服务业的市场化改革,建立技术转让交易市场,使科研成果供需双方联系起来,缩短基础研究和产品开发的差距,加快科研成果转化和高效商业化应用。通过市场机制有效运行,提升科技服务业专业化水平,强化高校等科研机构服务功能,使其充满活力的为先进制造业服务。
四、结束语
“中国制造2025”明确提出要大力发展先进制造业,它是获取竞争优势、提高国家综合竞争力的有力手段。本文从制造技术、制造模式以及市场网络组织三个影响先进制造业发展主要因素出发,探讨了政府、企业、研究机构及其他相关方的努力方向,构建了促进先进制造业发展的一个模式。先进制造业的发展是一项复杂的系统工程,需要政府、企业、研究机构以及其他相关方协同努力,它是一个渐进的过程,不可能一蹴而就。
参考文献:
[1]龚唯平,查伟伟,薛白.先进制造业的三维理论模型及其特征[J].学术研究,2008(6):74-79.
[2]芮明杰,王子军.产业发展与结构转型研究-后金融危机时代上海先进制造业发展战略与政策[M].上海:上海财经大学出版社,2012:25.
[3]先进制造业大省建设行动计划.河南省人民政府,2014年11月18日.
[4]李舒翔,黄章树.信息产业与先进制造业的关联性分析及实证研究[J].中国管理科学,2013,21(11):587-593.
[5]张慧云.我国先进制造业发展的影响因素研究[J].经济研究导刊,2012(29):29-30.
[6]沈华.生产业与先进制造业互动关系研究[D].上海:上海交通大学,2011
[7]张益丰,黎美玲.先进制造业与生产业双重集聚研究[J].广东商学院学报,2011(2):9-16.
[8]文春晖,孙良顺,胡植菘.需求疲软、成本上升双重约束下的先进制造业发展战略研究[J].重庆大学学报(社会科学版),2014,20(2):53-63.
[9]谭蓉娟,谭媛元,陈树杰.产业位势视角下中国先进制造业竞争力维度结构研究[J].科技进步与对策,2015,32(16):43-49.
[10]李放,林汉川,刘扬.全球化视角下中国先进制造模式动态演进研究[J].东北大学学报(社会科学版),2011,13(2):118-123.
[11]李政新.“德国工业4.0”对河南工业升级的启示[J].区域经济评论,2015(2):85-91
[12]赵磊,胡小梅,俞涛.先进制造技术研究综述[J].装备制造技术,2011(11):75-80.
[13]郭金明,袁立科,杨起全,等.先进制造技术发展趋势的深度辨析[J].科技管理研究,2015(13):1-4.
[14]崔建双,李铁克,张文新.先进制造模式研究综述[J]中国管理信息化,2009,12(15):91-94
关键词: 装备制造业企业;先进制造技术;评价指标体系
Key words: equipment manufacturing enterprises;advanced manufacturing technology;evaluation index system
中图分类号:F204 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)30-0139-02
0 引言
科学地建立黑龙江省装备制造业选择评价指标体系,有助于装备制造业企业进行合理的先进制造技术选择[1]。本文旨在通过因子分析法进行黑龙江装备制造业企业先进制造技术评价指标筛选,进而确定黑龙江省装备制造业选择评价指标体系。
1 评价指标体系的初步设计
在指标设计原则的指导下[2-3],结合黑龙江装备制造业企业实际,在问卷调查的基础上所建立的先进制造技术选择评价指标体系初步制定以下指标,该指标体系包括7个一级指标,22个二级指标。见表1所示。
2 因子分析法数学原理及模型
①3 评价指标的筛选
在指标体系初步建立与修订后,有些指标可能存在不合理不完善的情况,也可能存在指标评价内容出现交叉的情况,因此要对指标进行筛选。
通过问卷调查法咨询对该技术的实施情况非常了解的而且也是该行业有经验的专家,请他们对这22个指标进行分析、建议及修正。本次发调查表50份其中收回32份,有效问卷30份,无效问卷2份。本文运用SPSS15.0软件来实现因子负荷矩阵及两极分化,从而实现对各级指标筛选的目的。分析结果见表2。
经过对数据的分析,按照因子分析法选取的原则,即要求因素负荷近似大于0.8并且累计方差贡献率大于85%,上表所有数据中斜体的部分数据符合要求。由于“高校合作项目效益”,“新产品被模仿程度”,对各个因子的分析数据都小于0.8,因此删去这些指标。经过专家咨询、打分结合因子分析法将原来的指标体系进行修改,完善,将原有的22各指标删减为20个指标,修改后的指标体系更能全面、合理的为先进制造技术评价服务。
参考文献:
中图分类号:F253.4文献标识码:A文章编号:1673-0992(2011)1-0309-01
前言及简介
制造业生产总值一般占一个国家国内生产总值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。各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。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。我国正处于发展的关键时期,只有跟上先进制造技术的世界潮流才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
一、我国机械制造技术发展的现状分析
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。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
二、我国机械制造技术的特点
基础自动化的工作是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。
1.机械制造技术是一个系统工程
2.机械制造技术是一个综合性技术
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
4.机械制造技术是一个世界性技术
三、我国机械制造技术的趋势
改革开放以来,我国的制造工业虽然有了进步,但和先进国家相比还存在很大差距。
上个世纪随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程正向其终极目标――原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,二是机械制造的高度自动化。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
4.建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术,结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造( IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式,(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
5.提高制造业现代化管理水平。现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨,开展ISO9000系列管理体系认证,加快现代企业制度改革,为先进制造技术的发展奠定良好的基础。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用,因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过机的模拟、仿真,才能实现。
四、结论
机械制造技术是现代技术和创新的集成,标志着国家制造业的水平,也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、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。因此,我们应把握机会,深入了解我国机械制造业的发展现状,把握现代机械制造技术的发展趋势,使我国现代制造业有能力与世界发达国家竞争。
参考文献:
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002,(3).
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)16-0262-02
《先进制造技术》是机械制造、机电类专业的一门专业选修课,课程的主要任务是让学生掌握和了解当今世界上最新的制造技术原理和方法、了解当前制造领域相关技术发展趋势,拓宽知识视野,为将来所从事制造行业工程技术研究、技术管理和企业经营等工作做好铺垫。该课程包括先进制造技术的发展及体系结构、现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术和先进制造生产模式等内容[1]。在传统工程教育体制下,教育方向主要致力于培养研究型和理论性工程技术人才,而忽视对学生创新性、自主性学习能力的培养。该课程的教学模式主要以课堂讲授为主,由于学生专业知识背景缺乏、自学能力不足以及教学方式的单一,使教学质量较低,效果较差[2-3]。课程教学的信息化教学模式是以学生为中心,学生在教师所创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性,对当前所学的知识进行意义建构并用所学知识解决实际问题。本文将采用信息化教学模式,探索应用于《先进制造技术》课程教学中,使信息技术与课程知识有机整合,建设数字化资源库,完善网络课程,并组织实施,开展课程教学评价,有力的促进了课堂教学效率的提高。
一、课程信息化教学建设思路与步骤
根据学生学习背景及培养要求,对《先进制造技术》课程内容进行了梳理,明确了学生在学习本课程时必须掌握的知识点,并分为教师授课知识点和自学知识点,明确知识点教学目标和考核方式,编制知识点教学方案。在实施过程中积极了解学生对知识点的掌握程度,修整实施方案,确保教学效果。将课程内容分为现代设计技术、先进制造工艺、制造自动化、先进企业生产模式等四大模块,对每个模块设计多个研究方向,形成了28个课程知识点。在知识点教学目标的描述方式上借用了布卢姆教学目标分类理论[4]。该理论认为,教学知识目标的描述应当兼顾认知、情感和动作技能三大领域,其中知识点认知领域又分为知识、理解、应用、分析、综合、评价六个不同等级的目标。对每个知识点采用准确的描述和阐释,改变了以往比较模糊的教学目标描述,使学生对知识点的掌握程度理解清晰,一目了然。然后对每个知识点制定与之相适合的教学方案,分别采用课堂授课、网络学习和实验教学的方式进行讲授,采用课堂讨论、观察学生反应、布置作业、课堂测验、网上答疑、问卷调查等多种考核方式,判断学生知识点掌握程度,通过定期总结和测试,让学生学会个人总结和反思,不断提高对课程知识点的认识,提高教学质量。
二、网络教学平台及其课程教学资源的开发
信息化教学模式中,网络教学平台和教学资源至关重要,为了满足学生学习的需要,课程组开发了大量的、多种形式的教学资源,如PPT、视频、动画等,上传到网络教学平台上进行共享,使学生方便快捷地找到自己所需要的知识。网络教学平台提供了大量的在线学习功能,如网上通知、网上批阅作业、BBS、在线测试、调查问卷等。教学资源主要完成了如下栏目:课程介绍,教学大纲,教师信息,教学材料,课程通知,答疑讨论,课程问卷,教学邮箱,课程作业等栏目。
三、课程信息化教学
对机械专业40名学生开展试点,采用课堂授课、网络学习和实验等三种教学方式,对每个知识点按照所确定的教学目标、教学方案分别采用课堂讨论,观察学生反应,布置作业等方式开展教学,部分知识点如先进制造模式,工业机器人技术等采用学生自学和教师课堂提问相结合的方式来完成。学生通过课程网站提供的大量学习资源,开展网上在线实例教学、在线讨论、在线提问等方式来指导学生自主学习,知识点考核过程采取定期测试、课堂测试、在线测试、互评互测等多种方法,掌握学生对每个知识点的掌握程度,跟踪、调查、修正教学方案,不定期开展学生自我总结和汇报,锻炼学生的分析能力和表达能力,教学效果很好。通过以上各个方面的测试,了解学生掌握知识点的程度,为以后调整教学方法提供依据。在期末考试后对考试成绩进行了分析,与未实施信息化课程班级学生进行了对比分析,学生成绩分布对比结果如图2所示。结果表明,实施信息化课程改革后,学生总体成绩提升明显。课程实施过程及课程考试结束后,组织了多次调查问卷,了解课程实施信息化教学对学生的影响程度和教学效果,主要对课程的满意程度和信息化对课程有无帮助等两方面进行调研,通过对调查问卷进行分析与统计,结果表明,绝大多数学生对实施信息化教学持支持态度,同时多数同学认为实施信息化家教学对课程学习帮助很大。
四、结论
将信息化教学模式应用于《先进制造技术》课程教学中,采用布鲁姆知识目标分类法和描述方式,对课程内容重新梳理,划分成若干知识点,准确描述知识点教学目标,设计教学方案,确定合适的知识点考核方式,在功能强大的网络平台上进行实践,通过课程网站提供的大量学习资源,进行实例教学、现场教学、在线测试、在线答疑等多种方式,提高学生自主学习能力,锻炼了学生的表达能力和组织能力,取得了较好的教学效果,获得了学生的广泛认同,值得推广。
参考文献:
[1]于士军.《先进制造技术》教学改革的探察与实践[J].电子世界,2013,(4):284-285.