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先進制造技術及發展

時間:2023-06-08 10:58:40

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇先進制造技術及發展,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

先進制造技術及發展

第1篇

關鍵詞:CAE;集成化;發展

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A

文章編號:1009-0118(2012)04-0210-02

計算機輔助工程(CAE)軟件是迅速發展中的計算力學、計算數學、相關的工程科學、工程管理學與現代計算機科學和技術相結合,而形成的一種綜合性、知識密集型信息產品。CAE與CAD/CAM/CAPP/PDM/ERP軟件一起,已經成為企業家和工程師們實現工程/產品創新的得力助手和有效工具。同時,也已成為專家、教授進行研究重要手段。

一、CAE的發展

CAE的理論基礎起源于20世紀40年代,1943年數學家首先涉及有限元分析領域,但由于手工計算的限制,直到1960年以后,隨著電子計算機的廣泛應用和發展,有限元技術依靠數值計算方法,才迅速發展起來。

隨著計算機的迅猛發展,70年代到80年代初,國外的CAE技術得以蓬勃發展。有限元分析技術在結構分析和場分析領域獲得了很大的成功,出現了許多著名的分析軟件如Nastran,I-DEAS等,此時的CAE主要在航空、航天、軍事等幾個領域中被使用。上世紀90年代是CAE技術的成熟壯大時期。大量的CAE軟件的涌現,使CAE技術幾乎遍及所有的制造業,CAE已經成為支持工程行業和制造企業信息化的重要技術。

CAE在提高工程/產品的設計質量,降低研究開發成本,縮短開發周期方面發揮了重要作用,成為實現工程/產品創新的支撐技術。主要體現在:

(一)CAE功能不斷擴充,實現多結構耦合析,實現多物理場耦合分析,多尺度耦合分析,以及結構、構件及其材料的一體化設計計算與模擬仿真。

(二)基于Internet/Intranet的CAD(計算機輔助設計)/CAE(計算機輔助工程)/CAM(計算機輔助制造)/CAPP(計算機輔助工藝設計)/PDM(產品數據管理)/ERP(企業資源計劃)的集成化、網絡化、智能化。

所謂CAD/CAM集成是指在CAD、CAE、CAPP、CAM各模塊之間有關信息的自動傳遞和轉換。集成化的CAD/CAM系統借助于公共的工程數據庫、網絡通信技術、以及標準格式的中性文件接口,把分散于機型各異的計算機中的CAD/CAM模塊高效地集成起來,實現軟、硬件資源共享,保證系統內信息的流動暢通無阻。

二、CAE應用中存在的問題

目前,在CAE應用中存在以下亟待解決的問題:

(一)標準化

俗話說,國有國法,行有行規。在這個工業時代,標準化就是工業生產的行規。而隨著CAE技術在我國各行各業普及和應用的發展,確保CAE技術應用的標準化和規范化,便成為了迫在眉睫的事情。目前CAE的管理存在著以下幾個不足,其主要表現在:

1、軟件方面近年來,CAE軟件開發成為商家的一塊新蛋糕,市場上CAE軟件各式各樣,其性能的優劣卻是參差不齊。多數企業在應用CAE技術方面面對林林總總的軟件無從選擇,急需規范CAE軟件上市的準入門檻。

2、缺乏對CAE技術人才的培訓和從業資格的認證。各行各業都有自己的資格認證考試,以此來規范和引導從業人員掌握相關技術及規范知識。建筑行業有建造師、監理工程師,學校有教師資格證,打官司要有律師,可是像CAE這樣跨行業的新型學科卻沒有相關的規定,企業只能是跟著感覺走。

3、缺乏對不同行業CAE技術正確合理應用的技術指導。總之,隨著CAE技術的普及與發展,制定CAE行業標準也迫在眉睫。不可否認,由于CAE技術應用的多樣化與復雜化,要制定適用于所有行業的CAE技術應用標準規范是有一定難度的,甚至是不可能的。但是,如果分散開來,依據不同的行業特點,制定具體行業的CAE標準規范,如重機制造行業、汽車行業、建筑行業等等,這樣操作起來應該比較容易,也會比較有針對性。

(二)與CAD協同,消除數據交換障礙

長久以來CAD軟件、CAE軟件都是單兵作戰,數據交換障礙很難得到消除。我們希望能在一個統一的環境下直接讀入各種CAD軟件的零件模型,并在這一環境下實現任意模型裝配和CAE分析,整合相同或不同CAD軟件模型數據就能得到CAE分析用的CAD模型庫,這些模型庫中保留了CAD中的設計參數,并通過連接技術實現與CAD軟件之間的共享,其優點是任何CAD和CAE人員對設計的改變都能立即反映到對方軟件環境中,從而實現設計-仿真的同步協調。只有真正消除了數據間的交換障礙,才能真正發揮出CAE軟件的強大功能。

(三)網絡化

計算機支持的協同工作的出現,為異地協同設計提供了環境支持,傳統的CAD/CAE/CAM技術也在向網絡化方向發展。隨著產品設計的復雜化及互聯網通信技術的日趨成熟,傳統的順序設計方式顯然已經過時,很難適應市場快速產品更新的競爭需求,企業各部門之間交互合作及數據共享,構建企業內部甚至企業之間的數字化設計交互虛擬平臺已不再只是概念化的問題,如何高效實現數據的同步及信息交互對提高產品的設計質量,縮短設計周期具有重要的現實意義。

(四)開放性

眾所周知,由于CAD技術和CAE技術的并行發展,使得在傳統意義上的CAD技術并不能實現和CAE技術的無縫對接。同時,根據虛擬仿真的對象、計算方法、物理場、應用行業等不同維度,CAE技術可以細分出很多單元技術。許多單元技術應用于特定行業、特定問題的CAE產品,各個領域的虛擬仿真結果得出了局部的性能仿真和改進建議,但是,單元的CAE產品無法實現產品整體性能提升,只能解決局部優化問題,無法解決全局優化問題。這就需要新開發的CAE軟件必須具有開放性,要為其他軟件提供開放的平臺。

(五)數據和系統兼容性

對產品進行虛擬仿真涉及到十分復雜的流程,而應用單元的CAE產品,需要手工管理仿真流程,導致虛擬仿真的效率不高。同時,數據的接收和系統的兼容成為了CAE技術發展的一個瓶頸。如何實現虛擬仿真流程的自動化,創建完整的仿真流程模板,并且能夠根據各個學科仿真的需求動態調整網格模型,提供統一的接口,這對于提升CAE技術的使用效率和質量非常關鍵。

(六)良好的數據管理機制

在這個信息大爆炸的年代,如何在海量的信息中找到自己有用的信息成為一個難題。同樣,在CAE虛擬仿真的過程中,生成了大量的、不同類型的仿真文檔和數據。例如:同樣的產品模型,應用同樣的CAE軟件,但不同的分析工程師,由于知識和經驗的差異,給出不同的參數,就會產生不同的數據,從而分析出來的結果差異會很大。因此,如何有效管理仿真文檔,如何建立分析文檔與產品模型的對應關系,如何建立虛擬仿真規范和知識庫,實現對虛擬仿真知識的捕捉和重用,是CAE技術深化應用必須解決的問題。

三、現代集成制造系統

現代集成制造系統(CIMS)的內涵是借助計算機,把企業中與制造有關的各種技術系統地集成起來,進而提高企業適應市場競爭的能力。這個概念強調了兩個方面:

(一)企業的各個生產環節是不可分割的,需要統一安排組織

(二)產品制造過程實質上是信息采集、傳遞、加工處理的過程

CIMS是一種先進制造思想,但是由于當時技術水平的限制,直到80年代初,這個思想才被制造領域重視并采用。近十余年來,在市場競爭的激勵與相關技術進步的推動下,CIMS在實踐中被不斷充實、完善與發展。從這個概念出發,經歷了信息集成、過程集成和企業集成的研究和實踐,我們提出了現代集成制造系統(ContemporaryIntegratedManufacturingSystem,CIMS)的概念。四、我國的CIMS計劃

(一)信息集成

在企業內部實現信息正確、高速的共享和交換,是改善企業技術和管理水平必須首先解決的問題。信息集成對于提高企業的市場競爭力是有效的,但是直到現在實施信息集成的手段還比較落后。這使得企業CIMS應用工程開發周期長,質量不易得到保證。所以,信息集成在今后仍然是企業信息化的主要內容,也是實施諸如并行工程技術的基礎。在我國以信息集成為主要內容的CIMS應用工程,將仍是今后大多數企業信息化過程中必然要經歷的。

(二)過程集成

傳統串行作業的設計、開發過程,往往會造成產品開發過程中出現反復,使產品開發周期長、成本增加。如果把產品設計中的各個串行過程盡可能多地轉變為并行工程,在設計時考慮到下面工序中的可制造性、可裝配性,則可以減少反復,縮短開發時間。并行工程便是基于這一思想的一種先進制造模式。

(三)企業集成

第2篇

關鍵詞:先進制造技術 機械制造工藝 關系分析

中圖分類號:TG333.17 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)03(b)-00-02

在科學技術飛速發展的當今,先進制造技術是影響國家綜合競爭力的最直接條件,而良好的機械制造工藝就是先進制造技術最好的體現。隨著我國對工業化發展越來越重視,因而先進制造技術引起了更多人的普遍關注,對其研究力度不斷加強,并收獲了令人滿意的成果。可是,我國的先進制造技術與機械制造工藝與國外相比還存在較大差距,因此我們并不能止步于此,我們要正確看待二者的特點及其相互關系。在激烈的市場經濟中,怎樣樣能做到制造技術與制造工藝不斷創新,這是對于我們來說既是一次挑戰,又是一次機遇,因而我們找對最佳的發展途徑,將對機械制造業發展具有實際意義。

1 先進制造技術的確定和體系建立

先進制造技術具體是指什么?目前還缺少規范的、統一的定義。當廣泛被接受的含義是:先進制造技術是促進制造業汲取高科技技術并應用到實踐生產中所取得的成績,并能把它貫穿于整個制造流程的制造技術的合稱。

先進制造技術是制造業的綜合競爭能力,其不斷革新是社會發展的必然選擇。目前,先進制造技術快速發展,逐漸形成高新技術群,并經過不斷完善,已經構成了健全的體制系統。可是,受各國不同基本國情制約,先進制造技術內容和構成方式上差異很大。對于我國來說,我家相關部門已確定了多層次技術群組成的先進制造技術

體系。

首先,現代先進制造技術要以優質、節能、環保、經濟、高效為中心,在逐漸向基礎制造工藝擴展。其次,新型制造單元技術創新。這是為了適應市場需求及新興產業的促進下,制造技術與其他現代高科技技術向融合而產生了現代先進制造技術,例如數控技術、網絡監控技術、航天技術等。

最后,先進制造技術集成化。這是將應用信息技術與系統管理技術的完美結合,它是基于計算機網絡和數據庫等技術結合而產生的。

2 先進制造技術的現狀與特征分析

2.1 先進制造技術現狀分析

先進制造技術是現代技術創新與工業進步的典型代表,是衡量制造業水平的關鍵指標,也是國家工業賴以生存的保障。近年來,世界各工業發達國家已經深刻意識到先進制造技術在國家發展中的重要地位,并給予了前所未有的高度重視,各自都在對其進行深層次科研,可見,市場經濟的競爭實質是先進制造技術的競爭。不同的先進制造技術格局已經形成,并在各自領域取得了許多科技成果,例如:網絡監測系統、數控系統、虛擬制造系統等。

2.2 先進制造技術特征分析

2.2.1 全球化

隨著經濟全球化浪潮的襲來,對制造業也產生了巨大的沖擊,主要體現在制造業的資源配置逐漸擴展到世界各國,這就推動了制造業在全球范圍內發展。某種產品的制造過程可能由不同國家共同完成,將根據不同國家的國情及制造技術先進程度來對制造過程進行分配,這樣做除了能夠充分利用資源、減低成本、便捷方便外,還能夠促進國家交流,縮小國家間貧富差距,有利于構建和諧社會。

2.2.2 多元化

由于技術創新瞬息萬變,尤其是信息技術的進步使得原有的生產方式與生活方式逐漸被取代,關鍵體現在多元化、復雜化及人性化。今后的市場走向依然充滿不確定性,沒有水能夠準確預見其發展趨勢,當人們不僅僅滿足于生理需求后,更追求自我個性化的展現。更多的消費者對原有的制造業提出了新要求,制造業既要提供特定的戰略、舒適的環境及合理時間使用的有形產品,又要能夠保證產品的使用質量及后期服務,制造業生產出的產品,要對市場需求有充分了解后才能生產,要避免盲目制造

產品。

2.2.3 靈敏化

以前的制造業生產出的產品種類單一、批量大、傳統、統一化等特征;隨著時代的發展,制造業逐漸向靈敏化發展。制造廠家通過各種合作方式來增強競爭力,最大化利用資源,節省投資成本,根據市場需求的快速變化調整制造生產目標。其建設重點就是實現各方面先進技術全面結合,使得整個制造業能夠準確應對瞬息萬變的市場需求,保證所生產產品能夠在社會上大量流動,為制造業帶來更大的經濟效益。

2.2.4 服務化

現代制造業是以市場需求變化為前提的,服務質量是確保產品被人們接受的重要保障,制造業已經意識到服務的重要性,并不斷努力向服務業轉型。現代的制造業所考慮的重點不僅僅是設計與生產,更重要的是根據對市場的實際考察,將產品后期服務作為關鍵環節來抓,服務化應該體現于為社會服務、為消費者服務,制造業應將服務化作為主要建設內容。受這層發展趨勢影響,很多企業對服務的關注度不斷加大,而且服務所帶來的綜合效益會更可觀。

2.3 mT的體系結構

面向制造的設計技術群。面向制造的設計技術群系指用于生產準備的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品品質以及新產品上市時間都有很大影響。產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具,例如計算機輔助設計(CAD)以及工藝過程建模和仿真等,生產設施、裝備和工具,甚至整個制造企業都可以采用先進技術進行有效地設計。

制造工藝技術群( 制造技術環境)。制造工藝技術群是指用于物質產品生產的過程及設備。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術,也是制造技術的傳統領域。

3 針對機械制造工藝進步先進制造技術的措施

制造業所涉及到的領域很多,例如:機械、輕工、化工、電子、航天、建筑等等,制造業從實質上分析,其不僅僅是通常認為的基礎產業,而且是創新生產力的生產過程。制造技術是現代制造業發展的前提,而機械制造則是制造技術的直接體現,這也是制造技術創新的方向。第一,先進制造技術已經被大范圍的運用到機械制造領域,促進了機械制造工藝的進步,并對其他相關產業也有積極影響。第二,機械制造工藝不斷革新,其重點內容又是先進制造技術。所以,先進制造技術和機械制造工藝的關系是相互促進,在其發展過程中不能傾向用于任何一方。

我國的制造業起步比較晚,與其他制造業國家相比差距比較大,而機械制造業又是制造業的重要組成部分。雖然經過幾代人艱辛努力,我國機械制造業積極汲取國外的先進制造技術,但還是處于初級階段,要想達到成熟階段還有很漫長的道路需要探索。面對新形勢下機械制造工藝創新,先進制造業應采取以下措施。

3.1 強化先進制造技術過程全面開發

強化先進制造技術過程全面開發包括技術裝備、生產技術、管理體制、市場觀念及人員調配等環節。它對提升制造業市場綜合競爭力是很有必要的措施,因此,我們要給與其高度重視。除此以外,我們也需要關注機械制造技術自身創新,這可以豐富先進制造技術、帶動相關制造業打下堅實

基礎。

3.2 扎實基礎工作,合理采用先進制造

技術

在機械制造業不能盲目的使用先進技術,要在各項基礎工作牢靠的前提下,合理采用先進制造技術。總之,先進制造技術要以市場需求為發展核心,循序漸進,不能操之過急,因地制宜,協調發展。應該具有針對性的挑選出某些重點行業,將其作為試點來建設,不斷總結實踐經驗,等技術使用熟練后,再進行大范圍推廣建設,這樣能大大降低制造業投資風險。

3.3 重視人才素質道德建設

人才是先進制造技術不斷進步的決定性因素。他們的素質道德高低對制造業影響最大,因此,要想確保先進制造技術應用與創新,那么一定要重視人才素質道德建設。通過對制造技術研究人員開展定期的思想道德教育,并及時向他們傳播最先進的制造技術,在每次培訓過后,還應該制定嚴格的考核制度,只有順利通過考核的人員才可以上崗。這樣能培養出一批高素質。技術硬、通管理的制造人才。

3.4 積極汲取國外先進制造技術

我國制造技術起步滯后于發達國家,因此我們要虛心接受它們的先進技術,并通過積極的汲取過程不斷豐富我們自身的制造技術。經過我國對制造業的長期探索,已經形成具有中國特色的制造技術,我們在未來的制造技術發展中,要積極汲取國外先進制造技術,探索出最符合中國的先進制造技術。

4 結語

總而言之,隨著社會不斷的進步與科技飛速的發展,先進制造技術仍是提高國家競爭力的重要保障。我們對先進制造技術應該有側重點,建設具有中國社會主義特色的先進制造技術。不言而喻,隨著我們對制造技術研究的繼續深化,不久的將來,它會有更廣闊的發展空間,并在世界制造業激烈的市場經濟中站穩腳步。在黨的正確方針引領下,相信我國的制造技術會有更長遠發展,在世界的大舞臺上會綻放耀眼光芒。

參考文獻

[1] 劉曉宇,艾春雨.先進制造技術與機械制造工藝[J].科海故事博覽?科技探索,2011,3(2):16-18.

[2] 趙文興,張舸.輕型碳化硅質反射鏡坯體的制造工藝[J].光學精密工程,2011,7(11):145-147.

第3篇

論文摘要:針對先進制造技術的特點及其在當前教學中存在的問題,從激發學生的學習興趣、優化教學內容、改進教學方法、革新考核手段等方面,對提高先進制造技術的教學質量提出了一些建議和探討。

0引言

先進制造技術fAdvancedManufacturingTech—nique,縮-~AMT)是制造業不斷吸收信息技術和現代管理技術的成果,并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程。以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產。提高對動態多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。資料表明,由于一些企業缺乏先進制造技術等產品開發與制造手段,產品開發周期長、成本高,難以適應多變的市場需求,從而嚴重影響了企業的核心競爭力。

先進制造技術已成為當前高校機械類專業的關鍵課程之一。本課程是對以前的專業基礎知識和專業知識的擴展,主要圍繞先進制造技術的各主題,系統介紹各種先進制造技術的理念與裝備技術。旨在使學生了解國內外先進制造技術的前沿技術,開闊思維拓寬知識面,掌握先進制造技術的理念與方法,培養學生創新思維與工程實踐能力。文中針對先進制造技術的特點及當前教學中存在的一些問題,就如何提高先進制造技術教學質量進行一些探討…。

1先進制造技術的特點

1.1先進制造技術是一個發展的概念

事物的先進性具有明顯的相對性.先進制造技術是相對于傳統制造技術而言的。某種現階段先進的技術若干年后可能會顯得落后,甚至被淘汰。尤其隨著計算機科學和電子科學的發展及滲入融合到現代制造系統中,反映現代科學理論的系統論、信息論、控制論和智能理論與控制技術有機融合為一體,導致先進制造技術具有明顯的時效性。因此,先進制造技術體系只有不斷補充新技術、淘汰落后技術,才能永遠保持其先進性。

1.2多學科集成的特性

先進制造技術并不是指某一項具體技術,而是機械、材料、電子、信息、自動化、管理、環保等多門學科的理論和技術相互滲透。共同發展而形成的技術綜合體。先進制造技術在性質上跨越自然科學、環境科學社會科學。特另是經濟學和管理科學;同時又與技術科學和眾多門類的工程技術相聯系,是多種學科的集成。先進制造技術特別強調人、技術、管理三者的有機結合。

1.3包含的信息量很大

先進制造技術是一個龐大的科學技術體系。所有本課程包含的信息量很大。如在管理方面,先進制造技術包含準時生產(JI、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術;制造工藝方面包括高精密加工、精細加工、微型機械和微納米技術、激光加工等;自動化技術方面包括柔性制造單~(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)。而且不同方向之間的聯系不是太緊密,系統性不太強。

2提高先進制造技術教學質量的建議

1)激發學生的學習興趣。學習興趣是推動學生努力學習的內車動力,如學生對先進制造技術有了濃厚的興趣,學習就會事半功倍。但當前很多學生由于缺少壓力,對先進制造技術的認識不足.甚至有些學生認為學習先進制造技術只是為了通過考試和畢業。為此,首先需要從先進制造技術的重要性、用途等方面對學生加強引導。通過事實說明,讓學生充分認識到先進制造技術的重要性,從而在思想上重視起來。其次在進行教學設計時.應充分挖掘課程中令學生感興趣的內容。如果有條件可以讓學生實地參觀,接觸先進制造技術的實際應用.從而使理論與實踐相結合.激發學生的學習熱情。

2)精心準備教學內容。正如前面所講述的,先進制造技術是一個發展的概念。但實際教學中出現一些教案很長時間不更新等現象。要想提高本課程的教學質量需要保持教學內容的前沿性,教師應密切關注先進制造技術領域的最新發展;并將相關技術特別是應用性和市場潛力巨大的那些先進技術及時融合到教學內容中.從而讓學生以發展的眼光來學習這門課,并從中得到終身學習的啟示。當前獲取相關資料的途徑很多:可以通過網絡、雜志或電視其它媒體很方便了解到制造業中前沿技術:有條件的教師也可以多參加一些大型的相關技術及產品展覽會、學術會議以拓寬視野和積攢素材。這樣才可能開闊學生的視野,很好地培養他們以動態的思維看待事物的習慣。

先進制造技術包含的信息量很大,而且各個方向的聯系不是太緊密。因此,在收集教學素材的基礎上需要加以整理.注意前后知識的銜接,增強授課內容的系統性。在計劃教學內容時,盡量從學生在現實生活中熟悉的產品或能接觸知識人手,逐漸過渡到所要講授的某項先進制造技術,并盡量多地利用相關的錄像、視頻、動畫、圖片和CAI課件來吸引學生的眼球,激發學生的好奇心。

3)豐富教學方法。增強師生互動。在教學中貫徹“以學生為中心”和“發揮教師的主導作用”的教學思想。教師應從教學中的主體地位轉變為主導作用,而學生則應由被動接受知識變為學習的主體。只有這樣才能充分調動教與學雙方的主動性和潛能,最大限度地實現教學目標。

在實際教學中可以采用課堂討論的形式進行。事先告訴學生下一次課的主題,布置任務讓學生通過網絡、期刊去收集資料并整理;上課時先讓學生自己針對該項先進制造技術的優勢、技術特點、應用條件、加工成本、加工質量及效率等各個方面進行討論;碰到問題時再由教師進行補充和總結。通過課堂討論這種積極活潑的學習方式,不僅使學生們學到更多的知識,而且增強了他們之間進行學術交流的動力。這種教學方法在一定程度可改變傳統的那種教師教得乏味,學生學得無趣的現狀,從而提高本課程的教學質量和效果。

4)采取靈活多樣的考核方法。考核方法主要表現在考核內容和考核形式兩個方面。考試的形式采取開卷考試、上課討論、演講、大作業、平時查閱文獻等多種形式,根據實際情況按照一定比例分別權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。考核的內容應盡量多涉及到先進制造技術的各個方面,知識覆蓋面更寬。考核的內容更全面。另外,可以采用合適的方式讓學生對本課程進行評價,一方面對教師的教學方法、教學效果提出一些建設性的意見,以便教師根據反饋意見進行改進;同時可以根據課程評價內容反映該學生對本課程的參與程度,將其當做考核學生的一種輔助方式。

第4篇

工業自動化、3D打印等行業,今年以來跑出了大批牛股,但這并不是簡單的概念炒作,而是有著扎實的基本面支持。國聯證券對先進制造業上市公司中報財務數據的統計報告顯示,報告期內先進制造板塊實現營業收入8315.54億元,同比增長10%。應對新科技革命、塑造產業競爭新優勢是發展先進制造業必經之路,不可否認先進制造業已經正式進入快速發展時期,其廣闊的發展前景正被各界投資者關注。作為專業投資機構的鵬華基金對于先進制造業在宏觀經濟調整期的逆勢表現似是早有準備,自10月13日起在農業銀行等各大銀行券商開始發售鵬華先進制造股票基金。

記者了解到,鵬華基金投研團隊不僅對當前先進制造業的市場投資環境有著全面的認識,在布局投資先進制造業時還提出新的切入視角。鵬華先進制造股票擬任基金經理袁航表示,未來基金將選擇以‘產業先進’、‘技術先進’及‘模式先進’三大領域為投資方向,

鵬華基金認為,一方面近年來中國的制造業企業出現了明顯的分化:傳統的勞動密集型、資本密集型企業逐步面臨競爭加劇、產能過剩、產品附加值低等諸多問題,企業增長的步伐開始放緩;以創新和技術進步為發展驅動力的先進制造企業,則進入蓬勃發展的狀態。另一方面目前中國經濟正處于轉型階段,政府推動技術進步、優化產業結構的態度極為明確,對于創新型、技術型企業在財稅金融等方面的支持政策也在陸續出臺,先進制造企業具備良好的發展環境和廣闊的市場空間。

鵬華先進制造業股票型基金將先進制造企業分為三種類型:一是產業先進,即企業產品與新興產業密切相關,下游需求處在高速發展階段,例如新能源汽車、可穿戴設備、智能家居等等;二是技術先進,即企業掌握了復雜的生產工藝,產品具備高技術、高難度、高附加值的三高特性,這一類型的企業分布在軍工、海工以及航空航天等多個領域;三是模式先進,即企業通過對經營中的關鍵環節進行流程再造,顛覆傳統的經營模式,從而改變行業的競爭格局。

機構投資者普遍認為,中國先進制造業的崛起符合產業由低級向高端升級的規律,也符合政府調整優化產業結構的要求,未來先進制造業的發展將成為中國經濟演進的核心方向之一。海通證券四季度基金投資策略報告建議,圍繞經濟結構調整的線索,應積極關注善于把握投資主題的基金產品。

第5篇

[論文摘要]制造技術是發展制造業的關鍵技術,是創造財富和為科學技術發展提供先進手段的基礎。分析我國先進機械制造技術的特點及發展現狀,并闡述我國先進機械制造技術的發展趨勢。

在人類社會的發展中,制造技術不斷發展。從人類使用天然工具到制造工具,從簡單的手工制造到簡易機床的出現,人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術而努力。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。

一、先進制造技術的特點

(一)是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。

(二)是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

(三)是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

(四)是面向全球競爭的技術

20世紀 80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展, 發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

(五)是市場競爭三要素的統一

在20世紀 70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。

二、先進機械制造技術的發展現狀

近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。

(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。

(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。

(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

三、我國先進機械制造技術的發展趨勢

(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。 轉貼于

(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程 、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

四、結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

參考文獻:

[1]馬曉春,我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).

第6篇

【關鍵詞】生產業;先進制造業;關聯與互動

一、引言

甘肅具有承東啟西、南拓北展的區位優勢,與中西亞地區有源遠流長的傳統聯系,具有高度的經濟互補性和深化合作的廣闊空間。通過對于甘肅省生產業與先進制造業的互動和融合發展趨勢的理論分析和實證研究,為其存在的問題提出相關的政策和建議,對促進甘肅在實施工業強省的戰略過程中,如何深化專業化分工,加快服務產品和服務模式創新,促進生產業與先進制造業的互動和融合,發揮“加快生產業發展”和“建設甘肅省先進制造業基地”的戰略協同效應,實現甘肅省生產業的跨越式發展,具有重大的現實意義和戰略意義。

二、生產業與先進制造業的分類標準

隨著經濟社會發展生產業以及先進制造業的內涵和外延也不斷變化,對于二者的具體劃分標準目前還沒有一個統一的說法。通過文獻整理,發現對生產業的常用的劃分標準目前有三個,北京市(2009年)、上海市(2013年)以及國家統計局(2015年),而關于先進制造業的分類則主要集中于學者們從理論角度的界定,極少數學者利用綜合評價指標法進行了劃分。綜合分類標準的合理性以及數據的可獲得性,本文對生產業的劃分標準采用國家統計局(2015年)的分類方法,先進制造業則采用商黎(2015年)在《先進制造業統計標準探析》一文中的分類方法。

具體分類結果為,生產業包括研發設計與其他技術服務、貨物運輸倉儲和郵政快遞服務、信息服務、金融服務、節能與環保服務、生產性租賃服務、商務服務、人力資源管理與培訓服務、批發經紀服務、生產性支持服務(10大類);先進制造業包括信息技術產業、高端裝備制造業、生物技術和化學產業、新能源產業和節能環保產業(5大類)。

三、數據來源及研究方法

根據上述對生產業以及先進制造業的界定,結合2002年甘肅省投入產出表(123部門)和2007年甘肅省投入產出表(144部門)以及2012年甘肅省投入產出表(139部門)中關于部門分類的解釋,對應相關的行業代碼,對投入產出表中的部門進行合并,以此來獲取本次分析中相關行業及部門的投入產出數據。在具體合并的時候,只要生產業以及先進制造業的行業小類在投入產出部門所包含的范圍內,就視為同一部門。

本研究側重分析生產業與先進制造業的主要關聯效應,因此,對投入產出表中的相關行業的價值量的流量數據進行了歸并。為避免重復計算,本研究主要采用投入產出表中的直接消耗系數和中間需求率來衡量生產業與制造業產業之間的技術經濟聯系。

(一)直接消耗系數

分別為國民經濟各產業對第 產業產品的中間需求量和最終需求量。這個指標反映了各產業部門的總產品中被用作中間產品的數量,即原材料為其他各產業所消耗。某一產業的中間需求率越高,表明該產業越具有中間產品的性質。

四、甘肅省生產業與先進制造業關聯與互動分析

從先進制造業整體對生產業各大類行業的直接消耗系數看,二者存在關聯,但關聯性較弱,先進制造業每生產一單位的的產出,對生產業的消耗都較低,即對生產業的拉動作用較弱。對比這三年的數據,不難發現先進制造業在發展的過程中,對生產業某些行業的消耗逐漸增加,對一些行業的消耗卻在逐漸減少,這說明先進制造業的需要結構或者發展的側重點隨著時間的改變發生了變化。

由表2可以看出,生產業對先進制造業的依賴性逐漸增強,且在2007年至2012年期間有了較大的提高。2002年生產業整體對先進制造業各行業的關聯性很弱,單位產出消耗最多的新能源產業也僅有0.02310。2007年生產業對高端裝備制造業和新能源產業的直接消耗系數小幅增加,說明生產業在發展的過程對這兩個先進制造行業產生了一定促進效應,但作用效果較弱。2013年生產業對先進制造業各行業的促進作用明顯加強,但總體水平仍然較低,有很大的發展空間。

從中間需求率的角度考察,整體先進制造業對生產服務業不同行業的需求率差距較明顯,需求結構也隨時間不斷變化。由下表可以看出先進制造業在2002年對生產性支持服務業以及金融服務業的需求率較高,均超過了30%,對生產性租賃服務業以及人力資源管理與培訓服務業的需求率較低,均不足1%;2007年對不同生產行業的需求率差距擴大,需求率最高的是生產性支持服務業,達60.06%,其與人力資源管理與培訓服務業之間的差距高達74倍。

由表4數據可知,生產業對信息技術產業的需求率較高,且隨著時間的發展不斷增加,與當下對信息技術發展需求不斷加大的情況相吻合。生產行業對生物技術和化學產業的整體需求率較低,始終低于3%的水平。與信息技術產業相似,節能環保行業也逐漸顯示出其與生產業的較強關聯。生產業對高端裝備制造業的需求率在2007年達到27.21%后,又回落至2002年的水平。

五、結論及建議

無論是從直接消耗系數還是中間需求率的角度來考察,甘肅省生產業與先進制造業的關聯與互動性都較弱,二者之間相互促進發展的程度較低。先進制造業對生產業的拉動作用表現在直接消耗方面,但現有數據表明這種拉動作用還很弱;生產業對先進制造業的促進作用體現在其對先進制造業的中間需求方面,但從上述分析結果來看,其對先進制造業不同行業的中間需求存在較大差距,呈現出一種失衡的狀態。

為此,甘肅省要積極推動先進制造業服務化的進程,構筑生產業與先進制造業的互動發展機制,促進兩者的融合與互動發展。

一是依托先進制造業拓展生產業,通過對先進制造業收入和生產業收入采取不同的稅收政策,鼓勵大中型先進制造企業向服務企業轉型,引導企業在價值鏈分工上向微笑曲線的兩端延伸,通過管理創新和業務流程再造,實行“主輔分離”。

二是鼓勵制造企業合理定位,在保留和發展先進制造業部分核心價值創造環節的同時,將混合在先進制造企業中的服務支持部分分離出來,如物流、會計等非核心價值環節,將其讓渡給專業的第三方服務業,或內部設立服務業專業公司。

三是結合甘肅省地區資源優勢和產業發展戰略,強化生產業發展重點與特色。一方面將生產業作為新的經濟增長點和結構調整的戰略重點,積極推進生產業與先進制造業的升級融合互動。另一方面,將生產業發展與產業戰略調整相協調,尤其是與制造業等傳統產業的升級方向相一致,圍繞以先進制造業為主的產業需求,構建一批針對戰略主導產業的有特色的生產業,突出生產業在技術進步、節能降耗、信息集成等關鍵環節的服務效應,使生產業成為助推戰略性主導產業發展和先進制造業發展的有力手段。

參考文獻:

[1]龔唯平,薛白,董華.先進制造業發展的動力模型與評價指標體系[J].產經評論,2010(02):34-42

[2] 商黎.先進制造業統計標準探析[J].統計研究,2014(11):111-112

第7篇

關鍵詞:先進制造業;技術創新;能力成熟度;評價

我國的制造業發展水平參次不齊,許多制造業企業還停留在傳統的制造業水平。目前我國制造的機械產品大部分還是中、低端產品,缺乏具有較強國際競爭力的高端產品,而且產品大多是單機、單臺產品,提供大型成套裝備的能力還比較弱,難以滿足國內對一些高端產品、重大關鍵產品和大型成套裝備的需求。

目前世界上30%的產品都是中國制造,但在2002年美國《商業周刊》評選出的世界品牌前200位中卻沒有中國品牌的身影,造成這些差距的主要原因之一,是我國制造業技術基礎薄弱,技術創新能力低。本文擬從先進制造業的角度對技術創新能力及其成熟度模型進行研究。

1 先進制造業的內涵及其特征

1.1 先進制造業的定義及其技術體系

先進制造業是指制造業吸收信息技術、新材料技術、自動化技術和現代管理技術等高技術,并以與現代服務業互動為特征的新型產業。在技術層面上,1994年初,美國聯邦科學、工程和技術協調委員會下屬的工業和技術委員會先進制造技術工作組(FCCSET)提出了有關制造技術的分類目錄,這是對先進制造技術內涵的首次較系統的說明。根據這一定義,先進制造技術主要包括三個技術群:主體技術群、支撐技術群和制造基礎設施(制造技術環境),如表1所示。

《上海優先發展先進制造業行動方案》指出,先進制造業是指能夠不斷吸收國內外高新技術成果,并將先進制造技術、制造模式及管理方式綜合應用于研發、設計、制造、檢測和服務等全過程的制造業,具有技術含量高、經濟效益好、創新能力強、資源消耗低、環境污染少、服務功能全、就業比較多等特點。它不僅包括高新技術產業,也包括運用高新技術和先進適用技術改造的傳統產業。

1.2 先進制造業的特征

1.2.1 傳統制造業與先進制造業的區別

傳統制造業與先進制造業的最大區別是:前者以機器資本為特征,而后者以信息和知識為特征。

1.2.2 先進制造業與工業化

①先進制造業是傳統制造業的發展方向;

②發展先進制造業是走新型工業化道路、推進工業結構戰略性調整和升級的必然選擇;

③發展先進制造業順應了世界產業轉移趨勢,對提高區域產業能級和城市國際競爭力具有重要的戰略意義。

2 技術創新能力以及評價綜述

2.1 技術創新能力評價研究綜述

魏江,等(2000)認為應采用R&D能力、制造能力、市場營銷能力、資金投入能力、組織能力五個指標度量企業的技術創新能力;黃魯成,等(2005)采用投入能力、研發能力和產出能力作為一級指標對北京制造業的技術創新能力進行了研究;邵云飛、吳顯英等從地域的角度,對區域技術創新能力進行了分析,并建立了區域技術創新能力的指標體系。

基于以上認識,制造業技術創新能力評價指標體系可包括以下三方面的基本內容。

①創新資源投入能力。可以用R&D投入強度、R&D人員比重、科技活動經費投入強度以及科技人員比重這四個指標來反映。

②研究開發能力。可以用科學家和工程師占全時R&D人員的比重和每千人發明專利擁有數這兩個指標來反映。

③創新產出能力。可以用新產品銷售收入占產品銷售收入比重、新產品出口額占新產品銷售收入比重和新產品勞動生產率這三個指標來反映,如黃魯成,等從這幾個方面來建立了北京制造業行業技術創新能力的指標體系,見表2。

而王凱、馬慶國,等以黃魯成,等(2005)評價北京制造業技術創新能力的指標體系為參照,建立了中國制造業技術創新能力評價指標體系。

2.2 先進制造業技術創新能力評價研究狀況

目前,國內學術界對于裝備制造業的研究,主要集中在裝備制造業的現狀分析、發展方式和政策建議方面,以定性研究為主,定量的研究較少,且只限于對區域競爭力的測度上。因為涉及技術創新能力的因素眾多、結構復雜,只有從多個角度和層面來設計指標體系,才能準確反映產業的技術創新能力。

王章豹,等將評價指標體系分解為創新支撐保障能力、創新資源投入能力、技術創新轉化能力、自主創新收益能力、技術創新環保能力五大模塊(一級指標),并確定了18個二級指標。

①創新支撐保障能力,它是提高產業自主創新能力的基礎和保障,主要體現為產業的經濟實力、人才資源存量和勞動手段的先進性。

②創新資源投入能力,特別是R&D投入強度,是衡量行業和企業自主創新能力的一個重要指標。

③技術成果轉化能力,是將一項發明創造和新工藝等技術成果轉化為現實產品和產生經濟效益的能力,是連接研究開發與市場需求的橋梁。可用“新產品開發項目數占科技活動項目數的比重”等2個指標來測度行業將科技成果轉化為新產品的能力。

④技術創新產出能力,它包括在技術創新過程中的直接創新收益和將研發的新技術、新產品投入生產領域后所取得的經濟效益。

⑤技術創新環保能力。技術創新產出不僅體現在經濟效益上,也反映在社會效益特別是生態效益上。

2.3 技術創新能力的評價方法

目前,國內學術界關于企業技術創新能力的測度與評估,已經發展出各種評價指標體系。李廉水、周勇(2005)采用因子分析方法對長三角地區制造業的技術創新能力進行評價;胡恩華(2001)采用模糊數學的方法對企業技術創新能力進行綜合評價;王建華、賴明勇(1999)采用DEA模型對中國工業制造業的技術創新情況進行評價;龐慶華采用灰色理論建立了企業技術創新能力綜合評價模型。

綜上所述,國內外對技術創新能力的評價做了大量的研究,不管是從定性的還是從定量的方面,都提出了比較詳細的評價指標體系,有的還進行了實證研究。但是,國內從能力成熟度的角度來分析技術創新能力的還比較少,幾乎是空白。本文就是基于能力成熟度理論來研究技術創新能力的成熟度,試從另一個視角來分析此問題。

3 先進制造業技術創新能力成熟度研究

3.1能力成熟度模型研究現狀

最早提出能力成熟度模型的是美國卡內基梅隆大學(CMU)軟件工程研究所(sEI)。1987年由CMU-SEI研究出一種用于評價軟件承包商能力并幫助改善軟件質量的方法,SW-CMM(CapabilityMaturity Model For Software軟件生產能力成熟度模

型,簡稱CMM),其目的是幫助軟件企業對軟件工程過程進行管理和改進,增強開發與改進能力,從而能按時、不超預算地開發出高質量的軟件,能力成熟度理論被廣泛應用在IT管理和項目管理領域。

在國內能力成熟度理論也被廣泛應用,孫銳,等把能力成熟度模型運用在組織知識管理中,并提出了知識管理流程成熟度框架(如圖l所示),定義了知識管理成熟度等級及關鍵過程域。

于軍提出了中關村自主創新能力成熟度模型,具有一定的新意,他把中關村自主創新能力分為五個級別,依次為初始創新、離散創新、整合創新、集群創新和優勢創新;這個五個創新能力成熟度梯級可大致對應中關村發展階段:中關村電子一條街、北京新技術產業開發試驗區、中關村科技園區、創新型科技園區和世界一流科技園區。

3.2 先進制造業技術創新能力成熟度模型

國內外關于技術創新能力成熟度的概念還不多見,有關創新成熟度或技術創新能力的評價模型倒是層出不窮。

本文根據技術創新能力和能力成熟度的定義,對先進制造業技術創新能力成熟度模型進行了一定的詮釋,從三個方面對該概念進行闡述,技術創新能力成熟度模型的要素包括:

①改進的內容和改進的步驟;

②使用該模型用戶即先進制造企業需要知道自己現在所處的狀態;

③實現改進的路線圖。

因此,技術創新能力成熟度模型可由以下三個基本組成部分,如圖2所示。

由此,我們可以作如下的定義。

先進制造業技術創新能力成熟度模型是指測定、評價和提升先進制造企業技術創新能力的一個標準體系,目的是為了使先進制造企業明確自身技術創新能力所處的位置,并通過一定的方式和順序循序漸進地來提高其能力,從而通過不斷的技術創新來實現其戰略目標。

根據以上定義,可以將先進制造企業的技術創新能力劃分為5個成熟度等級,分別為:

自發性的技術創新:企業內部的技術創新活動是自發的、零散的、無序的,企業對技術創新活動不重視,幾乎沒有投入,也沒有專門的研發部門,完全依賴于基層技術人員個體層次上的漸進式改進。

目的性的技術創新:企業投入一定的人力、物力等資源,有目的的開展技術創新活動,設有專門開展技術創新活動的部門,但技術創新活動,只有研發部門的人員參與其它部門并不介入,協調難度大。

系統性的技術創新:企業對技術創新高度重視,有專門的研發機構,技術創新活動已成為制度化、流程化、系統化的活動,企業內部協同創新、創新共振現象普遍。

持續性的技術創新:企業可以根據戰略、市場等外部環境的變化,及利益相關者的創新需求而開展技術創新活動,技術創新已經成為企業發展的源動力和市場競爭的主要武器。

變革性的技術創新:企業可以根據社會發展的需要進行變革性的技術創新,對以前保持領先的技術也能進行自我否定式的顛覆,企業技術創新已經突破自我的約束,技術創新活動已成為社會發展的推動力。

第8篇

“先進制造技術”是一門新課程,這門課程的特點是涉及的內容比較多,信息量大而且知識比較新。而先進制造技術本身也是動態發展的,隨著新科技、新理念不斷完善,不斷有新成果、新技術產生。結合“先進制造技術”這門課程和先進制造技術本身特點,將學科前沿引進“先進制造技術”的本科課堂教學,以研促教、教研結合,激發學生的興趣,拓展視野,培養學生的創新能力是非常必要的。

一、將學科前沿引進“先進制造技術”的必要性

先進制造技術由傳統的制造技術發展而來,保持了過去制造技術中的有效要素,是制造技術的最新發展階段。先進制造技術的應用使工廠生產發生巨大的變化,產生一系列新的職業及崗位[1]。我國高等院校的機械專業正是為生產第一線培養和輸送人才,這些人才作為制造部門的建設者和管理者應該緊跟新技術、新發明、新產品,全面了解制造業,為此高校開設了“先進制造技術”這門課程[2]。先進制造技術是一種動態技術,不斷吸收各種最新的技術成果,那么“先進制造技術”課程也應該是一門動態的課程,隨著新科技、新理念的出現而不斷更新、充實和發展。而新技術、新理念、新產品、新發明等都和學科前沿緊密相關,所以將學科前沿引進“先進制造技術”的本科課堂教學就非常的必要。

二、教師以研促教、教研結合、終身學習

近些年來,國家在科學研究上投入大量的財力、物力和人力,設置不同級別和類型的基金項目,鼓勵教師積極申報課題及進行成果轉化。所以越來越多的高校教師積極投身科學的海洋,不斷有新發明、新產品以及高水平的論文走在科學的前沿。教師在授課的過程中將自己的研究成果以及研究方向的科學前沿和教材有關章節的內容有機結合,對于學生而言能激發興趣、開闊視野,提高課堂學習效果;對于教學而言教研結合,打破傳統的教學模式,深挖教材,增加教學的深度和廣度;對于教師而言提出更高的要求,要緊跟學科發展,不斷提高自身科研水平,以研促教,樹立終身學習的理念,同時將自己的科學研究成果展示給自己的學生是對自己的肯定,也是非常興奮和自豪的[3]。

三、學生激發興趣、開闊視野、積極向上

3D打印即快速成型技術的一種,以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術在航天科技、醫學、房屋建筑、汽車、電子、服裝等領域都有所應用,使得一些不可能實現的變成可能,影響著人們的生活。將3D打印技術的最新成果引進“先進制造技術”快速成型這個章節,對于學生而言能開闊視野,加深書本知識的理解同時還能掌握最新動態學科前沿,這將大大激發學生的學習科研興趣,同時也會使得一部分學生在本科階段就投身科學研究中,積極參與感興趣的教師課題研究并可以在相關教師的指導下自己申請大學生創新創業項目(近幾年來高校加大了對大學生創新創業項目的扶持力度)。從學生的長遠發展角度而言,也是終身受益的。比如本科階段參加科研訓練,能夠提高學生的動手能力和養成思考的習慣,大四完成畢業論文時就能得心應手。如果學生本科階段對科研產生濃厚的興趣,就會繼續深造,走上科研的道路。常言道:“興趣是最好的老師。”學生對科研產生興趣,那么在科研的道路上也會碩果累累。所以教師應該將自己的科研和本科教學有效地結合,激發學生的興趣,開拓學生的視野,使學生受益終身。

總之,現代科學技術迅猛發展,新成果、新技術層出不窮,學科在高度分化基礎上走向高度綜合。“先進制造技術”這門課程更是具有這樣的特點,所以在本科教學過程中,教師要將課程和科研有機結合,讓學生了解學科前沿,開拓學生的視野,培養學生的創新能力,培養更優秀的學生。

第9篇

關鍵詞:先進制造技術;教學內容;考核方式

【中圖分類號】G712

制造業是國民經濟中重要的支柱產業,制造技術的水平和制造業的實力反映一個國家的生產力水平,決定著國家的經濟競爭力和綜合國力的強弱。由于傳統的以大批量生產為特征的制造技術和制造模式已無法適應現代市場環境的嚴峻挑戰,從而引發了制造技術、制造模式和管理技術的劇烈變革,先進制造技術就是在這樣的環境下提出來的新觀點。先進制造技術是制造業在不斷吸收信息技術及現代化管理技術等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務直至回收的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、敏捷的生產,從而提高企業市場競爭力的制造技術的總稱。

隨著我國制造業的迅猛發展,先進制造技術和現代管理方法在生產中的應用越來越多,我院機械類專業開設了《先進制造技術》課程,目的是拓寬學生專業視野,掌握制造技術最新發展。由于先進制造技術課程涉及的內容多,哲理深奧,覆蓋面廣等原因,使得學生在學習的過程中理解和掌握比較困難,學生的感性認識欠缺,對學習的興趣不高,普遍感到枯燥難懂,學習注意力難以持久,因而學習效果不好。怎樣使學生在有限的時間內學到更多的知識,培養良好的職業素養和創新能力,對先進制造技術課程進行教學內容和教學手段的改革就顯得十分重要。

一、《先進制造技術》課程的特點

1.課程的內容多,覆蓋面廣

《先進制造技術》課程的內容十分繁雜,覆蓋面廣,包括柔性制造系統、計算機集成制造系統、快速成型技術、先進生產管理技術、特種加工技術、超精加工技術、納米加工技術、生物加工技術和綠色制造等先進的制造工藝技術和成組技術、并行工程、精益生產、準時生產、敏捷制造、虛擬制造、可重構制造、網絡制造、智能制造等先進的制造模式,以及現代生產管理信息系統、企業供應鏈管理和產品數據管理等先進的管理技術等。

2.課程內容上既繼承又發展,具有動態性

《先進制造技術》課程所講授的內容中有很多的先進技術是既繼承又發展的。如在物料需求計劃的基礎上,將企業的經營、銷售、財務、成本管理納入,則發展為制造資源計劃,而制造資源計劃經過擴充和進一步完善則發展成為企業資源計劃。同時,隨著時間的推移,各種先進制造技術不斷吸收各種最新技術成果,并不斷發展和創新。故本課程的內容也具有動態性,需要不斷地更新。

3.教材內容的滯后性

先進制造技術發展迅速,而教材的內容大多是已經成熟或即將成熟的知識,與相關學科的最新進展相比存在一定的滯后性。因此,授課教師必須及時檢索、查閱相關技術的最新研究成果,并補充到教學內容中,使學生能夠掌握制造技術的最新知識。

4.教材內容的概述性

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

二、教學改革

1.教學內容

作為高等教育的重要組成部分,高等職業教育以造就新型工業化需要的能力強、素質高的高端技能型人才為目標,不僅要培養大量能夠勝任現場操作的高技能人才,而且要為潛在的未來能夠擔當企業推動技術創新和實現科技成果轉化的高端技能人才營造訓練環境。未來先進制造技術要求從業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習能力和創新能力,具有對新知識、新技術的快速學習、吸收和創造性的應用能力,能夠把高新技術和設計成果迅速轉化為實踐、產品,促進制造企業的產品創新和技術創新。先進制造技術作為一種動態技術,不斷吸收各種最新的技術成果,那么作為介紹先進制造技術的《先進制造技術》課程也應該是一門動態的課程,隨著新科技、新理念的不斷出現而不斷更新、充實和發展。另外,由于先進制造技術涉及產品的整個生命周期,從市場調研、產品設計、工藝設計、加工制造、生產管理、售前售后服務到產品的回收等方方面面的內容,因此先進制造技術課程的內容十分龐雜,涉及許多其它學科的知識,如管理科學、電子科學、材料科學、信息科學等,在短時間內全部掌握是不可能的。對于教學內容的安排就顯得尤為重要,先進制造技術包含的內容非常廣泛,教學課時內不能全部介紹,課堂教學只能選擇有限的部分內容講解。重點介紹現代設計技術、先進成形制造技術、先進制造工藝技術、制造自動化、先進制造的模式與管理技術等核心內容。同時,教師應注意收集各種先進制造技術最新的研究成果,及時補充教學內容,確保教學內容的前瞻性。

2.課堂教學方式

如何增加學生學習的動力,激發學生學習新知識和新技術的興趣。要轉變傳統的教師觀與學生觀,教師不能只單純地傳授知識,為人師表,把學生當作被動受教育的客體。在課堂教學中,從以教師為中心向以教師為主導,學生為主體的轉變,從單一的專業教育向綜合素質教育和通識教育的轉變,從以傳授知識為主向全面地培養能力為主的轉變,從單一的培養模式向多層次、多方位的立體培養和因材施教的轉變,從封閉式教學向開放式教學轉變。經過一段時間的學習,確立引導學生自主學、激勵學生合作學、培養學生創造學三個學習目標。

(1)教師應引導學生自主學習

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變為著重培養能力,特別是學習能力和思維能力。教師在教學過程中,要充分發揮學生的主觀能動作用,引導和啟發學生主動認知、質疑問題,重點掌握研究和解決問題的思路和方法。注意指導學生對所學知識的思考、歸納、總結、應用,從而了解學習過程,認識學習規律,尋找和總結適合自己的、靈活而高效的學習方法,發展學生的自主學習能力,為學生的再學習和繼續發展奠定基礎。教學中引導學生明確想學什么和應該知道什么,然后讓學生選擇自己感興趣的部分內容自主學習,在課余的時候收集相關的新知識和新技術,在課堂中給予學生機會講解。學生選擇學習內容,掌握了學習的主動權,激發了學習興趣。同時應及時修訂和充實教學的內容,擴大課程教學資源,提高課堂教學的柔性。

(2)在課堂上引入案例教學法

通過企業生產實例提出需要解決的問題,然后介紹解決問題的方法,最后總結必要的結論和概念,避免傳統的提出概念、解釋概念、舉例說明這一知識學習的三段論,這樣可以讓學生從死啃理論教學和書本中走出來。在課堂上中通過給定的問題情景,鼓勵學生以小組活動的形式運用已學的知識,模擬解決問題的方法,通過討論共同找出結論。學習能力弱的同學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的幫助下完成。小組討論既可以讓學生互補知識,同時也鍛煉了學生團隊合作精神。

(3)合理應用多媒體教學課件

那種以教師為中心、課堂為中心、書本為中心的教學模式已經不能適應現代課堂的需要,而多媒體教學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,給學生提供一個生動逼真、內容豐富、交互性好的人機界面,使學生的各個感官能夠同時接受到大量的教學信息和豐富的知識,能培養學生的想象能力、創新思維和創新意識。雖然計算機輔助教學帶來了許多新的變化,但多媒體只不過是學習和教學的-種工具,也不是所有的內容都適合應用多媒體,教師需要適時地講解難點和提醒學生在演示過程中注意觀察重點,并及時加以引導、啟發、歸納和總結。

(4)培養創新意識和創新能力

創新能力是21世紀從業者的基本要素。要從授課指導思想、學習環境、課程評估、學習氣氛等多種因素考慮,把課堂教育中的不同教學環節、教學方法、課外活動的作用結合起來,激發學生的創新動機和創新精神。教師應注意給學生營造不同智力要求又有挑戰性的問題情景,讓學生通過自己一系列思維的加工,發展自己的創新思維和能力;給學生以主動探究、自主學習的空間,通過各種途徑、形式搜集、整理資料,通過質疑、思考、論證、解決問題,得出結論;采用啟發式、討論式等多種教學類型和組織形式,注意激發學生多方面的思維,使其智力活動多樣化、豐富化;給學生以心理安全的教學氣氛,鼓勵和尊重學生的提出的各種問題和想法,讓學生知道他們的觀點是有價值的,并從因果關系上展開評價。

3.考核方法

考核方法主要表現在考核內容和考核形式兩個方面。在考核內容上盡量涉及先進制造技術的各個方面,知識覆蓋面寬,考核內容全面,同時要抓住重點,選擇那些廣泛應用于我國生產實際的先進制造技術,如數控技術、激光技術等。在考核形式上可以采取上課討論、平時查閱文獻、課后布置作業、實踐環節、小論文等多種形式,變考知識為考能力,按照一定比例權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。同時給學生在學習本課程時很大的自由度,鍛煉學生的查閱文獻、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生對本課程進行評價,一方面對教師的教學方法、教學效果提出一些建設性的意見,以便教師根據反饋意見進行改進;同時可以根據課程評價內容反映學生對本課程的參與程度,將其作為考核學生的一種輔助方式。

三、小結

先進制造技術具有先進性、廣泛性、實用性、系統集成性和動態性等特點,是在傳統制造技術、信息技術、自動化技術、現代管理技術等相互滲透、融合而形成的。《先進制造技術》這門課程也要隨著先進制造技術的發展而與時俱進,從教學內容、教學方法、考核方法等方面進行改革。使課堂教學質量得到變革性的提高,從而培養出具備更強創新能力、綜合能力、能適應環境變化的高端技能型型人才。

參考文獻:

[1]賈晨輝,馬文鎖,任小中.先進制造技術課程教學方法研究[J].科技資訊,2009.

第10篇

關鍵詞:無錫開大機電一體化人才培養模式

一、無錫發展先進制造業的現狀

無錫按照“智能化、綠色化、服務化、高端化”要求,大力發展新一代信息技術、高端裝備制造、節能環保、生物醫藥、新能源和新能源機車、新材料、高端紡織及服裝等七大先進制造業,加快培育智能制造新模式。鼓勵先進制造業率先開展智能制造,圍繞“設備互聯、數據互換、過程互動、產業互融”等方面加快智能化改造,加快推動新一代信息技術在企業研發設計、生產制造、運營管理、售后服務中的深度應用,建設一批示范智能工廠(車間)。

二、機電專業人才培養模式存在的主要問題

(一)課程體系設置與教學模式問題

1.課程體系設置問題。課程體系設計方面模塊化結構不利于學生職業綜合能力的培養,課程設置中缺少適應本地產業結構調整要求的智能控制系統、工業應用軟件、先進數控機床操作、工業機器人操作等課程,而學校作為辦學點只能設置全部課程中的專業方向選修課,缺少專業核心課程設置的自主性;2.教學設計和組織問題。教學設計較少能結合企業工作過程實施場景教學,在教學設計中進一步融入智能制造新環境的更少;3.課程考核的主體單一,方式較為松散,技能考核要求不與先進制造企業實際要求接軌。

(二)與企業合作水平落后的問題

1.與校外先進制造業企業實訓合作不夠深入,學生專業實訓課由具有豐富先進制造業企業經驗的技能專家授課偏少,沒有形成安排實驗實訓課進企業的定期實訓計劃。2.與校外先進制造業企業的專業培訓合作不多,主要是教師利用寒暑假時間自己尋找企業參加崗位實踐,系部聯系企業安排專業教師參與企業崗位實踐的機會較少,專業教師承擔校外企業專業理論與技能培訓的也較少。3.機電專業向先進制造業企業提供科研成果的能力尚顯不足,教師的科研成果主要以論文形式發表,沒有與企業形成研產聯動。4.機電專業還沒能建立與企業進行基于工作過程的課程開發機制,在與先進制造業企業的課程開發方面是空白。

三、完善機電專業人才培養模式的對策――基于無錫產業結構調整需要

(一)建議完善課程體系與改進教學模式

首先,系部應該積極建議學校與省校就機電專業課程體系設置進行調整,圍繞無錫在制造業結構調整方面的要求,在專業核心課程設置中增加智能制造技術、智能制造信息技術應用、高端數控機床操作、工業機器人操作等新課程,適當增加其他專業核心課程的實訓課時,同時相應減少文化課程的計劃學時。在專業群通用課中開設智能制造專業英語課程和先進數控機床信息系統課程。其次,教學設計要充分結合課程的發展特點兼顧學情融入智能制造工廠(車間),實施基于企業工作過程的場景教學,強調學生專業應用能力和職業能力的培養目標;教學組織要實施碎片化教學,在教學過程中穿插既能緊貼課程又能激發學生興趣的教學內容充分調動學生的學習積極性和主動性;課程考核要在全面考查學生專業理論知識的基礎上突出專業知識應用能力和技能的考查,應采用考試+過程性考核+實訓考核的模式,專業理論知識應恢復實行卷面考試,過程性考核主要分階段測驗學生的專業知識應用能力,實訓考核主要考查技能,學生的綜合成績由三方面根據實際教學情況按合理比例組成。此外,對學生技能證書考核可考慮引入企業方參與,選擇符合先進制造業企業實際技能要求的職業技能證書來考核學生。再次,機電專業學生能力培養目標要更加適應本地產業結構調整的要求,培養先進制造、智能制造所需要的高素質高技能創新創業型人才。

(二)進一步加強校企合作,實現校企合作發展

首先,機電專業應與原有合作企業建立長期合作關系。在保持邀請企業專家進課堂、讓學生進企業觀摩學習的基礎上,就校企人才培養開展深入合作,形成學生技能培訓進企業、企業技術人員培訓進課堂的雙向定期合作機制,在學校和企業分別設立專家工作室和教師工作站,由雙方人員共同組成課程導師團隊,對合作項目實行教學和培訓。其次,擴大與校外先進制造企業的合作,特別是與智能制造升級的企業,系部應積極聯系,安排專業教師參與企業崗位實踐,承擔企業科研項目。再次,機電專業應探索啟動與先進制造企業進行基于工作過程課程開發的合作項目,優先與具有智能制造研發實力的企業洽談合作,將企業的實際生產流程引入課堂教學環節,將生產技術與實際技能融入課程內容。最后,機電專業要率先適應校企深度合作培養高技能人才的發展方向要求與先進制造企業合作制定滿足企業實際人才需求的個人定制培養方案,實現高素質高技能人才供給與需求的直通車。

(三)進一步提高師資專業水準和實踐能力

機電專業教師應加強對先進高職教育理念的學習,將培養學生專業知識、專業能力與職業知識、職業能力結合起來,突出專業能力和職業能力培養目標,將先進制造企業典型的工作項目、生產流程、技術應用、管理情景及案例綜合于基礎知識、基礎理論教學設計,實踐教學環節的內容要緊貼生產、管理實際知識與技能,使教學具有明確的職業導向性。中青年教師應充分利用課外時間鉆研專業學術領域,學習先進制造業技術發展的前沿和動態,加強對專業技能的研究、多出科研成果,通過教學實踐將學術成果轉化補充教學內容體系。學校也應加強對骨干教師的專業培訓,聯系專家來校授課或讓教師赴其他高校或企業培訓。實現機電專業教師專業實踐能力的提高要通過校企合作讓教師更多地參與技能崗位實踐,特別是與先進制造企業合作建立定期實踐機制。

第11篇

關鍵詞:先進制造;自動化技術;信息技術

先進制造技術是在傳統制造的基礎上不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果,它不是一般單指加工過程的工藝方法,而是橫跨多個學科,包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術,涉及到設計、工藝、加工自動化、管理及特種加工等多個領域,并逐步融合與集成。

一、先進制造技術產生背景

先進制造技術計劃是美國根據本國制造業面臨的挑戰和機遇,為增強制造業的競爭力和促進國家經濟增長,首先提出了先進制造技術的概念。此后,歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如韓國等也相繼作出響應。人們往往用AMT來概括由于微電子技術、自動化技術、信息技術等給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。

二、先進制造技術的關鍵技術

一是成組技術。在機械制造工程中,成組技術是計算機輔助制造的基礎,將成組哲理用于設計、制造和管理等整個生產系統,改變多品種小批量生產方式,獲得最大的經濟效益。

二是敏捷制造。敏捷制造是借助于計算機網絡和信息集成基礎結構,構造有多個企業參加的“VM”環境,以競爭合作的原則,在虛擬制造環境下動態選擇合作伙伴,組成面向任務的虛擬公司,進行快速和最佳生產。

三是并行工程。并行工程(CE)是對產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)進行并行、一體化設計的一種系統化的工作模式。在傳統的串行開發過程中,設計中的問題或不足,要分別在加工、裝配或售后服務中才能被發現,然后再修改設計,改進加工、裝配或售后服務(包括維修服務)。而并行工程就是將設計、工藝和制造結合在一起,利用計算機互聯網并行作業,大大縮短生產周期。

四是快速成型技術。快速成型技術是利用所要制造零件的三維CAD模型數據直接生成產品原型,并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產品原型。隨著計算機技術的決速發展和三維CAD軟件應用的不斷推廣,越來越多的產品基于三維CAD設計開發,使得快速成型技術的廣泛應用成為可能。快速成形技術已廣泛應用于宇航、航空、汽車、通訊、醫療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業造型(雕刻)、建筑模型、機械行業等領域。

五是虛擬制造技術。虛擬制造技術以計算機支持的建模、仿真技術為前提,對設計、加工制造、裝配等全過程進行統一建模,在產品設計階段,實時并行模擬出產品未來制造全過程及其對產品設計的影響,預測出產品的性能、產品的制造技術、產品的可制造性與可裝配性,從而更有效地、更經濟地靈活組織生產,使工廠和車間的設計布局更合理、有效,以達到產品開發周期和成本最小化、產品設計質量的最優化、生產效率的最高化。

六是智能制造。智能制造(IM)是制造技術、自動化技術、系統工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術。它強調通過“智能設備”和“自治控制”來構造新一代的智能制造系統模式。因此,智能制造技術的研究開發對于提高生產效率與產品品質、降低成本,提高制造業市場應變能力、國家經濟實力和國民生活水平,具有重要意義。

三、常見先進制造加工技術

一是精密、超精密加工技術。它是指對工件表面材料進行去除,使工件的尺寸、表面性能達到產品要求而采取的技術措施。當前,納米加工技術代表了制造技術的最高精度水平,超精密加工的材料已有金屬擴大到了非金屬領域。根據加工的尺寸精度和表面粗糙度,精度加工可大致分為精密加工、超精密加工和納米加工。

二是精密成型制造技術。它是指工件成型后只需少量加工或無須加工就可用做零件的成型技術。它是由多種高新技術與傳統的毛坯成型技術融合而成的綜合技術,正在從近凈成型工藝向凈成型工藝的方向發展。

三是特種加工技術。它是指利用電、磁、聲、光、化學等能量及其組合施加在工件的被加工部位上,從而達到材料去除、變形、改變性能等目的的非傳統加工技術。

四是表面工程技術。它是指采用物理、化學、金屬學、高分子化學、電學、光學和機械學等技術及其組合,提高產品表面耐磨、耐蝕、耐熱、耐輻射、抗疲勞等性能的各項技術。表面工程技術主要包括熱處理、表面改性、制模和涂層等技術。

我國制造科學技術有日新月異的變化和發展,為了迎接新的挑戰,必須認清制造技術的發展趨勢,縮短與先進國家的差距,使我國生產的產品無論是質量、效率,還是品種,都有較強的市場競爭力,因此,對先進制造技術研究和實施是刻不容緩的重要任務,以實現我國機械制造業跨入世界先進的行列。

參考文獻:

第12篇

關鍵詞:先進制造技術;電力設備制造;應用

中圖分類號:C35文獻標識碼: A

1、概述

1.1、先進制造技術的概念

先進制造技術AMT一詞出現于20世紀80年代末,它是美國學者根據當時本國制造業面臨的挑戰和機遇,對其制造業中存在的問題進行深刻反省,重新認識到制造業在國民經濟中的地位和作用后提出的一個新概念。筆者認為:先進制造技術是一個技術群,它是以計算機技術為支柱,綜合應用信息、材料、能源、環保等高新技術及現代管理技術于產品設計、加工、生產管理和產品銷售等制造全過程的制造技術的總稱。

1.2、先進制造技術的特點

先進制造技術是一個技術群,而不是某項具體技術。這個技術群是一個動態技術,而不是一成不變的;先進制造技術貫穿于產品設計、制造、生產、管理及市場營銷的所有領域及其全過程,而不是單純指制造過程本身中的技術;先進制造技術是一個綜合性的技術群,它融合了各專業學科中的先進技術;先進制造技術是以計算機技術為支柱的先進技術。

2、我國電力設備制造業制造技術現狀

2.1、產品的品種較為單一,設計手段較差,新產品的開發周期較長,產品設計開發水平不高,自主開發能力較為薄弱。國內主要發電設備制造廠家在80年代就開始采用CAD/CAE對發電設備的主要零部件進行設計分析,已開發了一些專用設計軟件,取得了一批成果。通過攻關和技術引進,引進了國外的CCAD/CAM/CAE/PDM商業軟件,在某些方面也到達了世界先進水平,但系統化和集成化較差,沒有充分發揮先進制造技術的作用。

2.2、我國主要發電設備制造廠家的生產設備較為陳舊,總體上的自動化水平較低,制造手段不夠先進。從80年代后期以來,國內主要發電設備制造廠家相繼引進了一批國外先進的制造設備。如東方電機股份有限公司和哈爾濱電機廠都引進了一批包括五軸聯動大型數控設備在內的設備。同時,采用現代數控技術對一批機床進行數控改造,在設備的自動化程度上有很大的改善。

2.3、制造工藝相對較為落后,生產成本較高,產品質量不夠穩定。90年代中期開始CAPP/CAM的開發應用,特別是發電設備的復雜零件、關鍵部件的CAM/CNC方面的研究開發做了大量的工作,在某些方面也達到了世界先進水平。現在正在推廣實施CAPP,但發電設備制造技術系統化和集成化較差,總體上處于起步階段。

2.4、傳統的計劃經濟體制的長期影響,使我國電力設備制造企業缺少快速的市場響應能力。同時,買方市場的長期存在也使我國電力設備制造企業急需提高用戶服務水平。日漸激烈的市場競爭,很大程度上演化成服務質量的競爭。企業提供給用戶更快更好的服務,使顧客買得放心、用得滿意,才能占領更大的市場,取得更大的利潤。隨著市場的進一步開拓,用戶需求更加多樣化、個性化,對企業的市場響應速度的要求也更為苛刻。

3、先進制造技術在電力設備制造工業中的應用

3.1、產品設計與開發

3.1.1、CAD工具

目前CAD工具與以前相比性能已有顯著提高,可實現實體建模、特征建模、參數化設計、約束管理和相關性設計等多種功能。產品零件的三維造型,實現產品的三維設計;基于PDM的數據、圖形庫共享及產品配置管理,提高成熟零件的借用率;基于PDM的數字化產品定義與管理,實現產品統一建模,生成產品率結構樹。

3.1.2、VPD工具

VPD是指以數字方式在計算機上完成包含產品設計、分析、實驗和測試等各個環節在內的整個產品開發過程,從而在實際原型制造出來之前就能對產品的各方面進行評價,減少了對物理模型的依賴,加速了開發過程。采用PDM管理產品數據,為有限元分析、虛擬裝配、運動力學分析、動力學分析、產品可視化等共享信息提供支持;關鍵件的有限元分析與優化,并根據應力、應變狀況優化零件結構,使結構更合理,達到降低生產成本,提高產品質量的目的;產品的可裝配性分析與虛擬裝配,即根據PDM提供的零件模型,實現產品部件及整機的虛擬裝配,并進行裝配評價,為進行運動學,動力學分析提供模型;關鍵機構運動學、動學分析,即利用虛擬裝配模型,進行運動學分析,利用動力學分析,分析振動形態,為改進設計提供有效手段;。

3.2、產品制造過程與工藝

3.2.1、CAM工具

利用數控機床加工的加工中心可以實現零件部分或全部加工過程的自動化,輸入信息為零件的工藝路線和工序內容,輸出信息為刀具加工時的運動軌跡(刀位文件)和數控程序。利用加工過程仿真軟件仿真加工設備和加工對象在加工過程中的運動和狀態,由NC代碼驅動,檢組NC代碼和裝夾等因素引起的碰撞干涉現象,并具有動畫功能。利用單元控制系統軟件和硬件技術,提高底層加工系統的柔性程度。

3.2.2、CAPP工具

CAPP通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息和加工工藝信息,由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容等工藝文件,包括毛坯選擇及毛坯圖生成、定位夾具選擇、加工方法選擇、加工順序選擇、工藝設備選擇、工藝參數選擇以及工藝文件輸出等。

3.2.3、FMS系統

FMS以加工中心為基礎,包括加工中心、立體倉庫、物料運輸系統和控制系統。加工中心的自動換刀、自動切換工作臺可以實現加工高度柔性,而機器人的應用使加工向智能化方向發展,以便適應中小批量生產和增強對市場響應的敏捷性。

3.2.4、特種加工和新興制造技術

加工制造自動化技術范圍迅速擴展,超精密加工、束流加工、快速成型技術等特種加工和新興制造技術發展迅速。由于這些技術具有容易集成的特點,使制造自動化技術范圍迅速擴展。剛剛出現的擬軸機床,改變了傳統機床的工作原理,在性能上具有許多傳統機床無法比擬的優勢,特別適合于車間內各虛擬軸機床的控制和集成。

3.3、生產管理與經營管理

3.3.1、DSS

決策支持系統是實現企業經營管理科學決策的重要工具,利用基于Internet和群體智能決策支持系統、基于CSCW的GDSS和ODSS先進手段的支持,可以幫助企業正確制定企業生產經營戰略計劃和市場營銷策略,贏得市場競爭。

3.3.2、MRP、MR-PII、ERP

新一代生產經營管理技術迅速發展,MRPII/JIT和MRPII/OKP這兩種混合模式可以對企業生產制造這一局部的管理進行優化,而ERP在功能和技術上都超過了MRPII,它從企業全系統的觀點出發,以顧客為中心,面向整個企業活動的企業資源計劃,能有效地集成并管理企業內外的人財物產供銷信息,有力支持企業實施先進制造模式。

3.3.3、企業經營過程重構

從全局優化的角度出發,利用企業經營過程重構的關鍵技術(如基準的研究、建模仿真技術工作流系統技術等)可以對企業的人員、經營過程、技術、組織結構和文化進行重構,提高企業的經濟效益。

參考文獻

[1]程志武.解析智能電網中的電力設備及其技術[J].民營科技,2014,11:2.

[2]伍楚同.先進制造技術及其在電力設備制造工業中的應用研究[J].低碳世界,2013,14:123-124.

[3]聶慧荃.先進制造技術及其在電力設備制造工業中的應用[J].山東電力技術,2000,02:27-30.