我國(guó)機(jī)械制造業(yè)新技術(shù)分析

　　隨著機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，各大公司都把高新技術(shù)注入機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中，作為競(jìng)爭(zhēng)取勝的重要手段。本文就目前機(jī)械制造業(yè)高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用作一綜述，以引起各方面的關(guān)注。
　　
　　一、機(jī)械制造業(yè)的地位
　　
　　國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的任何行業(yè)的發(fā)展，必須依靠機(jī)械制造業(yè)的支持并提供裝備。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用占60%以上。美國(guó)認(rèn)為社會(huì)財(cái)富的來(lái)源機(jī)械制造業(yè)占68%。當(dāng)今制造科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)等四大支柱科學(xué)相互依存，但后三種科學(xué)必須依靠制造科學(xué)才能形成產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造社會(huì)物質(zhì)財(cái)富。而制造科學(xué)的發(fā)展也必須依靠信息、材料和生物科學(xué)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)是任何其他高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)價(jià)值的最佳集合點(diǎn)。例如，快速原型成型機(jī)、虛擬軸機(jī)床、智能結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)等。
　　從美國(guó)來(lái)看，自二次世界大戰(zhàn)以來(lái)，美國(guó)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展十分重視。從50年代以來(lái)，在美國(guó)大學(xué)中設(shè)置工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)機(jī)械制造系統(tǒng)人才，著眼于世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企圖霸占國(guó)際制造業(yè)市場(chǎng)。50年代初，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)麻省理工學(xué)院誕生以后，美國(guó)在機(jī)械制造業(yè)中采取的主導(dǎo)政策是走數(shù)控和計(jì)算機(jī)群控，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)中占主導(dǎo)地位的中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的道路，以提高生產(chǎn)效率。但實(shí)踐證明這一策略未能奏效，在機(jī)械制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，德國(guó)和日本是勝利者。70年代轉(zhuǎn)向吸取德、日經(jīng)驗(yàn)，使中、小批量生產(chǎn)通過(guò)成組技術(shù)（GT）實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化和自動(dòng)化。1979年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)議案撥款發(fā)展柔性化制造系統(tǒng)，并于80年代末完成了高度柔性化的全自動(dòng)化小型工廠（small work）標(biāo)準(zhǔn)化工作，并向中小型企業(yè)推廣。但由于忽略了市場(chǎng)的多變性和人的因素的作用，在與德、日的競(jìng)爭(zhēng)中未能占上風(fēng)，一度認(rèn)為機(jī)械制造業(yè)已成“夕陽(yáng)工業(yè)”。通過(guò)10年論證，從概念上實(shí)現(xiàn)了從柔性制造到敏捷制造的轉(zhuǎn)化，把宏觀的國(guó)際市場(chǎng)需求與具體的公司生產(chǎn)密切結(jié)合，充分發(fā)揮人的因素，形成對(duì)市場(chǎng)的快速反映，提出了“敏捷”制造的新概念。
　　
　　二、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
　　
　　機(jī)械制造業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，美國(guó)屢屢受挫。70年代后，機(jī)械制造業(yè)被看成是“夕陽(yáng)工業(yè)”。產(chǎn)業(yè)衰退，巨額貿(mào)易赤字，經(jīng)濟(jì)空前滑坡，有關(guān)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)“關(guān)鍵問(wèn)題”討論將近10年。1986年在美國(guó)科學(xué)技術(shù)基金會(huì)（NSF）支持下，麻省理工學(xué)院（MIT）深入研究衰退原因和振興對(duì)策，認(rèn)為產(chǎn)品在上市的時(shí)間（T）、質(zhì)量（Q）、成本（C）和服務(wù)（S）等產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)四大關(guān)鍵因素中，質(zhì)量已不再是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的最大優(yōu)勢(shì)。創(chuàng)新周期縮短和全球化市場(chǎng)的形成，企業(yè)面臨著不可預(yù)測(cè)和不斷變化的市場(chǎng)，只有快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，提供滿足用戶個(gè)性需求的產(chǎn)品，才能在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。1988年美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM）與李海大學(xué)（Lehigh University）工業(yè)工程系共同提出一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略——敏捷制造（Agile Manufacturing），并成立了國(guó)家制造科學(xué)中心（NCMS）和制造信息資源中心（MIRC），得到國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、國(guó)防部、商業(yè)部和眾多公司支持，經(jīng)國(guó)會(huì)聽(tīng)證后向聯(lián)邦政府提出建議。現(xiàn)在由政府部門(mén)主持、企業(yè)與大學(xué)共同參與研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，稱(chēng)為21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略。
　　1、機(jī)械制造的思路。敏捷性體現(xiàn)在：持續(xù)變化性（產(chǎn)品、技術(shù)、管理模式）、快速反應(yīng)性（以適應(yīng)市場(chǎng)的變化）、質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)、低費(fèi)用。實(shí)現(xiàn)敏捷制造條件：設(shè)備高度柔性，可編程性和模式化；信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和可維護(hù)性；人的因素和管理機(jī)構(gòu)。實(shí)施方式：虛擬公司、競(jìng)爭(zhēng)與合作，用戶參與設(shè)計(jì)與制造，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，增加信息服務(wù)和系統(tǒng)管理功能。
　　2、敏捷制造特色。革新制造企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)、管理策略與制度，建立社會(huì)化的虛擬公司；提高從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售全過(guò)程的整體柔性；在政府部門(mén)協(xié)調(diào)下，企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)結(jié)合；用戶參與設(shè)計(jì)與制造；發(fā)揮人的因素（知識(shí)、技藝和創(chuàng)造）和信息的作用。但歸納起來(lái)，敏捷制造的主要特色是制造柔性和成員間的合作。
　　
　　三、機(jī)械虛擬制造技術(shù)
　　
　　虛擬制造技術(shù)是一種新的人機(jī)界面形式，它是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、強(qiáng)大的軟硬件功能和其它交互設(shè)備，在計(jì)算機(jī)工作平臺(tái)上，產(chǎn)生一個(gè)虛擬環(huán)境。應(yīng)用人類(lèi)的知識(shí)、技術(shù)與感知能力，與虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互作用，對(duì)所要進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造活動(dòng)進(jìn)行全面的建模和仿真（包括：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工裝配、物流、生產(chǎn)計(jì)劃、組織管理等）。在產(chǎn)品未生產(chǎn)出來(lái)前就實(shí)際地模擬出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和制造全過(guò)程，并對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行全面模擬試驗(yàn)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造合理性、產(chǎn)品性能和制造周期等，以達(dá)到最佳化。使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期最短、成本最低、質(zhì)量最佳。
　　由于虛擬制造技術(shù)在面對(duì)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中顯示出了巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此，目前已為各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家和公司所極度重視。我國(guó)在機(jī)械工業(yè)部門(mén)主持下，已于1998年9月在北京召開(kāi)了第一次“虛擬制造技術(shù)研討會(huì)”，以推進(jìn)虛擬制造技術(shù)在我國(guó)的研究和應(yīng)用。
　　
　　四、機(jī)械制造的軟件技術(shù)
　　
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)包括：計(jì)算機(jī)硬件和軟件兩大部分。其中軟件技術(shù)又是充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)功能的必要基礎(chǔ)條件。可以說(shuō)只有通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)（硬件和軟件）的應(yīng)用，一切先進(jìn)技術(shù)才能發(fā)揮作用。
　　本文內(nèi)容僅涉及了機(jī)械制造業(yè)中部分高新技術(shù)的發(fā)展情況，如何將高新技術(shù)注入我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)中，以產(chǎn)生良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，觀念的改變和體制改革是關(guān)鍵，而應(yīng)用高新技術(shù)改造和開(kāi)發(fā)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的新產(chǎn)品，這又是當(dāng)前改變我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面貌的頭等大事。克服保守和墨守成規(guī)，在政府有關(guān)部門(mén)主持下，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，這將會(huì)使機(jī)械制造業(yè)走向健康和發(fā)展。
　　（作者單位：哈爾濱啤酒有限公司）