我國機械技術的現狀與發展

紀榮海

經過多年的迅速發展，中國機械行業取得了很多可喜的成績，在國內和國際上已取得一定地位，從業企業在市場、資金、人才和技術等方面都初具特色，為中國機械行業的進一步發展奠定了良好的基礎，但我們仍要對行業形勢及企業自身發展有一個清醒、客觀的認識。機械未來的行業發展趨勢顯的至關重要，它很大程度上牽制和引領著中國機械行業的發展現狀以及未來方向，因此有針對性的研究和分析國內外機械的發展趨勢以及對我國機械行業的影響非常重要，機械自動化，主要指在機械制造業中應用自動化技術，實現加工對象的連續自動生產，實現優化有效的自動生產過程，加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展，是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。機械自動化的技術水準，不僅影響整個機械制造業的發展，而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。

一、機械

1.我國機械的現狀

中國是世界上機械生產大國，但離機械強國的距離較遠，一方面國產機械產品的技術、質量距國際先進水平還有較大差距，行業的生產集中化程度很差，企業經營效率仍很低，自主開發能力和企業盈利能力差距仍大，還缺乏在國際市場上有競爭力的品牌。雖然經過多年的市場經濟的引導，通過引進技術、與跨國公司合資和合作生產，在技術要求上力爭貫徹ISO質量管理體系標準，全行業總體的產品質量水平有所提升，但我國工程機械產品質量水平依然不能令人滿意，這一積極因素使得我國機械行業市場競爭力在國際市場上處于一定的地位，但是相比于歐美發達國家而言，仍然處于二流水平，現實不容樂觀。作為市場核心因素的產品技術質量上看，問題依然很嚴峻，主要表現為可靠性差，壽命低，早期故障多；從產品的市場包裝上看，外觀造型呆板，設計單一不夠鮮明；這些來自產品的直接的低惡因素，導致工程機械產品的市場反應差，在國際市場上而言，其占有率相比發達國家而言，差別較大。

同時，部分工程機械行業由于僅僅限制于國內市場，在量上大做文章，使得生產的機械產品存在著產能過剩的危機；盡管“十五”規劃的實施，使得產能過剩得到一定的條件，逐漸降低80%以下，但20%的過剩產能仍然是一個很為嚴重的問題，它不僅僅暗示著國內企業的效益低下，另一方面也指示了目前國內企業所必須面臨的企業生存以及優化發展的困境。而且隨著我國加入WTO以后，外資企業的不斷涌進，必將對行業生存狀況帶來更大的壓力，因此著眼機械行業長遠發展是非常重要的工程機械行業的長遠發展依然得從產品技術質量著手，工程機械作為技術含量很高的機械產品，它的質量水平受制于國內整個經濟技術水平。隨著中國加入WTO以后，中國已逐步融入全球一體化的經濟范疇，實施全球采購已成必然趨勢，在國家“十五”優厚內部環境以及國際大熔爐的大好時機下，我們應該完全有條件在短期內把中國工程機械產品的質量提高一步，加快腳步對工程機械行業進行產業結構調整，這是提高企業競爭力的必由之路

全行業水平有待進一步提高，這是很明了的。抓緊發展的大好時機，踏實認真地改善自己的工作，增強危機意識、競爭意識和質量意識，共同努力把行業水平再提高一步，這才是現在的關鍵

2.國內外工程機械的發展趨勢以及相應的措施

目前工程機械發展總的趨勢：發展快，水平高，工程機械產品向著系列化、模塊化、大型化和微型化方向發展；電子化、信息化、智能化水平不斷提高，而且這幾個方面高度交叉融合，彼此間的界限越來越模；環保節能新技術將得到推廣；可靠性、安全性、舒適性、將得到高度重視；面向工程機械產品生命周期的系統設計將廣泛采用、面向施工工藝的研究將不斷加強。工程機械發展正由動力革命變成控制革命，由液壓手動控制發展為機群集中控制，電氣設計由儀表檢測、斷電器控制發展到現場總線控制系統。產品的發展走過了從工程機械機電一體化發展到機器人化的過程。工程機械機器人20世紀90年代發展的重要標志，也將21世紀各類工程機械發展的總趨勢。

2.1產品設計必須滿足不同客戶的需

隨著社會各行業的縱深發展以及不同行業的交叉發展，對機械產品的需求以及要求也越加嚴格和精細，因此適應不同要求的產品設計也應該提到行業改革的日程上來，通過對近年來機工程機械產品的市場分析來看，未來工程機械產品的大致發展特色如下

2.1.1產品功能多樣化，設計微型

功能多樣化是近年來工程機械的一個新特點。多功能化作業裝置改變了單一作業功能，為完成更多的作業功能，工程機械主機作業功能將盡可能擴大，單一功能將向多功能轉化，擴大了工程機械的應用領域

系列化是工程機械發展的重要趨勢。國外著名大公司逐步實現其產品系列化進程，形成了從微型到特大型不同規格的產品。與此同時，產品更新換代的周期明顯縮短同樣隨著行業越來越深入到更為具體更為實際的工作環境，不同層次用戶的需求為求方便，逐漸向小型化及微型化方向發展。幾年來，中等型號工程機械基本上沒有大的發展，近幾年來還有下降趨勢。但小型工程機械一直呈快速發展之勢，特別是在歐美發展很快。顯然緊跟市場信息是萬能的鑰匙

2.1 .2產品的智能化

隨著控制及信息等技術的發展，必然導致多行業的交叉創新，從各方層次各個角度去應用新技術，滿足不同行業不同客戶的發展需要。機械產品的智能系統相應的出現了，它廣泛應用于工程機械的產品設計，使工程機械向信息化、智能化方向大步前進，提高了工程機械的高科技含量，促進了工程機械的發展隨著工程施工技術的不斷發展完善，用戶對工程建設機械也提出了更高的市場要求，實現工程機械工作過程的在線狀態監測和自動故障診斷，預測并根據一定的智能體系排除可能出現的故障是日前機械行業的最新發展動向

2.1.3產品設計的綠色環

一方面，產品設計應該結合產品材料自身的特色，發揮在環保功能上的作用，這樣不僅使得產品的功能得到更好的滿足而且很大程度上可以提高產品自身的功能效益，比如在環保型材料的利用上，應盡量采用能再生利用的材料和資源，采用長壽命、低能耗及減輕重量的設計原則，延長產品壽命，可減少機械的生產量和降低其報廢降低產品能耗，可減少對環境的污另一方面，產品設計在滿足產品所自身提供的功能的基礎上，更應該通過一定的先進技術降低在它揮發自身主要功能的同時對環境和其他工作狀況的影響，這一結果必然會達到一個合格而健康的產品的誕生。我們從降低整機振動與噪聲這一產品設計中最關注的焦點來看，顯然是必不可少的，減少對環境的振動與噪聲是對減輕了對周圍環境的破壞與污染。

2.2 機械行業發展的集中化發展

一方面隨著各行業分工的愈加細致化以及市場應變狀況的加劇，過去傳統的從產品的零部件生產到成品的拼裝、市場的銷售及售后服務等等一條龍的工作流程顯然已經不再適應，各企業已經從不同的角度進行分工協調，各司其職的進行，集中度越來越高特別是制造商兼并聯合加快，使得產品的集中化趨勢顯示的更為明顯另一方面，企業的合作機制發生了較大的變化，過去傳統的工程機械制造商大公司兼并小公司的行為已經上升到大公司之間的聯手合作，這樣的強強連手必然導致整體資源的勢力的大大增加，勢必對行業的競爭帶來致命的沖擊，因此各行業應加強自身市場應變的能力，隨時準備抗擊巨大的外來壓力

2.3 我國機械行業應采取的措施

面對國內外機械行業這些發展趨勢，必然導致市場競爭更為激烈，自身的發展是尤為重要。目前中國工程機械行業企業為數縱多，可規模較小，近幾年在政策的調控下，盡管行業中兼并、重組、聯合已有較大進展，但是行業的利潤空間仍然帶來了不少自主出擊的中小型企業，它們采取一系列變化無常的運行機制，更加劇了市場惡性競爭，無法形成一股較強的國際競爭力。現在國際工程機械行業重組聯合兼并之風日盛，跨國公司規模越來越大，產品品種齊全，銷售網絡遍布全球，在這種形勢下，如果我們不抓緊行業結構調整，不把企業做強做大，不減少內耗并規避無序競爭，就不可能與這些跨國公司進行同臺競技在產品結構調整方面，應首先內市場需求進行，同時發展在國際市場上有競爭力的產品。對于原已占有市場的優勢產品，要增加新品種，以滿足不同地區和不同氣候的多種多樣的工作環；要縮短產品開發和更新周期，減少重復建設項；產品開發要著眼于國際市場水平和國內建設項目以及農村發展的需要，多做用戶調研和市場分析。加快與國際市場接軌，開拓國際市場顯然已成為我國工程機械行業發展的戰略要策顯然，我國工程機械的發展要想取得長足的發展，就必須根據自身的實際情況，增加產品的技術質量，加強各行業的融合，發展適合我國工程建設的機械，同時著眼于國內外機械行業發展的趨勢，提高我國機械行業工程產品國內以及國際競爭力

二、機械自動化

1、機械自動化的產生

機械自動化技術從上個世紀20年代首先在機械制造冷加工大批量生產過程中開始發展應用，上世紀60年代后為適應市場的需求和變化，為增強機械制造業對市場靈活快速反應的能力，開始建立可變性自動化生產系統，即圍繞計算機技術的柔性自動化。它是在制造系統不變或變化較小的情況下，機器設備或生產管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現預期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉換到制造另一種不同的零件。社會實踐證明，這種定義下的制造系統自動化與當代大多數企業的實際不相容。目前，世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外，大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外，需要循序漸進，不斷努力，創造條件，向自動化的高級理想階段邁進。

2、我國機械自動化的現狀

機械自動化技術從上個世紀20年代開始發展應用以來，已經得到了迅速的發展，特別是近年來計算機的高度集成化，開始采用了計算機集成制造系統，大大加快了機械自動化的發展，但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前，世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外，大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外，我國的產業結構層次低。我國機械制造業目前有11.4萬個企業，發展很不平衡，有大量落后于現代水準的產業，大部分企業還比較落后，手工勞動占有相當的比重，我國能獨立開發現代機械自動化技術的企業可以說沒有；我國機械制造業企業中自動化裝備少、水準低，不僅在數量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質量上、使用上，同世界先進水準也存在階段性差距。實現我國機械自動化技術是一個長期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進，不斷努力，創造條件，向自動化的高級理想階段邁進。當前，我國還處在社會主義初級階段，經濟、財力、生產力水準、國民素質等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動力資源，每年城鎮新增就業人口達兩千多萬，且今后每年的就業人數還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產率，勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現實問題。

3、我國機械自動化發展之路探索

（1）結合生產實際發展機械自動化技術

先進制造技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術，應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產，才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發展機械自動化技術，應結合實際，注重實用，即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法，全年生產任務只需1～2個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正，對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益，而不單純是速度。國產造型生產線因產品質量差、可靠性低、實用性差，開工率一般僅在50%～60%。而能在生產中長期服役的主力生產線很少，像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業績的線更是鳳毛麟角。這種現象不屬偶然或局部，而是帶有普遍性。據調查，我國引進的弧焊機器人，完全正常運轉、充分發揮效益的只占1/3；另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態；還有1/3不能正常使用，直接影響了用戶使用更多機器人的信心。

（2）發展投資少、見效快的低成本自動化技術

發展低成本自動化技術，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經濟效果，適合我國現階段的發展需要和國情。美國麻省理工學院提出的精節生產LP模式，就是以最小的投入，取得最大的產出的具體表現。日本豐田公司采用適時生產JIT、全面質量管理TQC和成組技術GT、彈性作業人數和尊重人性為支柱的精節生產方式，使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOA Data機工廠的組裝車間內擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產線，它并不完全由自動化設備組成，中間穿插著借助計算機指導的人工參與，將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起，從而使這種生產線的造價較低，同時卻具有柔性制造系統的性能。實際上精節生產本身就意味著從國情和企業實際情況出發，借鑒國外發展機械制造業低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業各企業有大量的通用設備，在發展現代機械自動化技術時，若以原有的設備為主，合理調整機床布局，添加少量的數控設備，引入CAD/CAM技術，就能充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性，共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統，為我國機械制造業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑。

（3）注重配套發展機械自動化技術

現代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下，對生產的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發展機械自動化技術，必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化，廣泛采用程序數控機床，以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統等。發展應用機械自動化技術，要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作，既要發展主機，也要配套發展自動化元件及控制系統。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等，這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。