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主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院文献情报中心 中国高科技与产业化研究会
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:16开
国际刊号:11-3556/N
国内刊号:82-741
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1994
期刊收录:
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
核心期刊:
期刊荣誉:
1 机械加工工艺
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的流程。
机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤就要有详细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程,并将有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样,因为实际情况都不一样。
2 我国机械加工工艺的发展现状
透过中国制造看中国机械加工工艺发展现状,近年来中国制造的身影已无处不在。这折射出我国以机械、汽车等为代表的装备制造业的快速发展。没有机械等重工业的发展,生产各类消费产品的轻工业就失去了最基本的生产工具,中国也不可能成为世界工厂。以信息技术为代表的现代科学技术的发展对装备制造业提出了更高、更新的要求,更加凸现了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中不可替代的基础作用。作为国民经济增长和技术升级的原动力,机械工业将伴随高新技术和新兴产业的发展而共同进步,并充分体现先进制造技术向智能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化和全球化方向发展的总趋势和时代特征。更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术,是经济高级化不可或缺的战略性产业。即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。
近年来,我国在机械制造领域取得了新的突破,在先进制造技术的应用中获得了不错的成果,但这只是一个阶段性的胜利,相比起发达的工业大国,仍然存在明显差距。具体表现在以下几个方面:
第一,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。在我国,计算机辅助管理在少数的大型企业中得到应用,小型企业还处在靠经验管理阶段。
第二,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CAD/CAM技术的比例较低。
第三,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。
3 我国机械加工工艺的发展前景
信息化:信息化是制造技术发展的生长点,信息技术正在以人们难以想象的速度高速发展。
精密化:现代高新技术产品需要高精度制造,社会的发展对机械产品的质量提出了越来越高的要求。这决定了发展精密加工、超精密加工技术是机械制造未来的一个重点。
集成化:现代制造业的方向并不只是计算机的集成,信息的集成,而是人、技术、组织的整体集成,包括功能集成、组织集成、信息集成、过程集成、知识集成和企业间的集成。
柔性化:柔性化不仅是指企业的制造技术柔性化,还包括生产方式柔性化,管理模式柔性化。
动态化:由于先进制造技术本身是针对一定的应用目标、不断吸收各种高薪技术逐渐形成、不断发展的新技术,因而其内涵不是绝对的和一成不变的。
虚拟化:虚拟化是指在计算机内对产品、工艺和整个企业的性能进行仿真、建模和分析,在虚拟制造环境中生成软产品原型,代替传统的硬样品进行试验,对其性能和可制造性进行预测和评价,从而缩短产品的设计与制造周期,降低产品的开发成本,提高对市场变化的响应能力。
智能化:智能制造是指综合利用各个学科、各种先进技术和方法,解决和处理制造系统中的各种问题。系统能领会设计人员的意图,能够检测失误,回答问题,提出建议方案等。
绿色化:绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下,综合考虑环境影响和资源利用的一种现代制造模式。
参考文献
近几年来,国家的经济高速前进,在竞争激烈的各行业中,机械设备及其自动化以其自身的重要性和显著的地位为我们国家的经济发展做出了十分巨大的贡献。机械自动化主要是指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械设备及其自动化行业获取了有效的发展,积极地发挥科技性特征,不但可以提升设备的自动化能力,而且可以带动当今的经济发展。机械设备及其自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。
1.我国机械设备及其自动化的发展前景
机械设备及自动化的发展是一个由浅入深、由简单到复杂的过程,在这个过程中,人工操作逐渐被自动化的控制器进行控制,生产方式也逐渐由传统的人工方式转变为素质化和自动化,这不仅是人类社会的巨大进步,更是科技发展的重要成果。机械自动化技术从上世纪 20 年代开始发展应用以来,在各行各业都得到了迅速发展和广泛应用。在竞争愈来愈激烈的国内和国际市场,我国机械设备及其自动化的发展要结合实际,注重实用,结合具体生产实际,逐步实现我国机械设备及其自动化的全球化。
2.我国机械设备及其自动化的行业现状
2.1处于初级操作阶段的自动化
几年来我国的机械设备及自动化产业虽然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人极端性的整体上的差距。管理方面,多数小型企业仍处于经验管理阶段,只有少数大型企业逐步采用了像工业发达国家的管理模式。设计方面,采用计算机辅助设计技术的比例比较低。制造工艺方面,像高精密加工、精细加工、微细加工等新型加工方法普及率不高,仍在开发、研讨之中。
2.2行业目前的发展水平还无法形成较大的品牌
虽然机械设备及自动化的企业数量多,但是规模一般较小,技术也相对落后,由于资金、人才、市场等因素的影响,相对于国际先进企业的竞争力不强,企业间的竞争则相对同质化。相对于国外同行企业,我国企业入行的门槛低,而且在人员、技术、设备和资金的投入上难以持续,随着国际和国内市场上的竞争越来越激烈,我国机械设备及其自动化行业总会有一些实力比较弱的企业纷纷败落,或倒闭或被兼并,很多暂时还在国内市场上占有份额的企业又不得不扩展新的市场,寻找新的出路,如果企业没有持续性的发展就很难再行业内部生产出使客户较认可的产品。
2.3产业结构层次低,发展不平衡
目前在我国,在数量较大的同类产品的连续流水作业的切削加工生产中,自动化设备被仍然是以半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零部件加工自动线等为主。在大批量的铸造、锻造、焊接、冲压、热处理以及装配等生产过程中,采用自动单机和自动线则是符合现实的,也是可行的针对品种较多的成品生产应该采用可快速重新调整的设备组成成组工段或者流水线、可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元从而实现成组自动化。将各产业结构层次提升到统一标准,可使我国机械设备及自动化行业进入高级理想阶段。
3.对我国机械设备及其自动化的发展道路的一些建议
3.1结合我国国情发展机械设备及自动化技术
从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术走上高速度、高质量和高效益之路,不但要瞄准世界先进水准,包括国际领域内已展露锋芒的某些新技术,而且坚持提高与普及相结合的方针。在发展机械设备及自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程及绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品。产品使用以后再通过绿色处理后加以回收利用,采用绿色制作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率达到最高。我国的机械设备及自动化技术发展应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
3.2发展低成本、见效快的自动化技术
发展低成本自动化技术, 潜力大, 前景广, 投资省, 见效快, 提高自动化程度, 可以收到事半功倍的经济效果,。产业要想收到良好的技术经济效益和社会经济效益,就必须对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产。在发展现代机械自动化技术时, 应以原有的设备为主, 合理调整机床布局, 添加少量的数控设备。充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性, 共同构成一个以人为中心, 以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统, 为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高的机械自动化技术发展应用新途径。网络通讯技术的迅速发展和普及给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品的设计、物料的选择、零件的制造、市场的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了技术信息的交流,加强了产品开发的合作和经营管理,优化了产品的制造工艺。以保证产品质量"生产周期和最低成本为目标,对生产过程、计划、组织管理、供应链及物流设计的建模和仿真,进而推动企业向着既竞争又合作的方向发展。
3.3精简模式,大力发展优势产业
机械设备制造业是我国的基础工业,对国家经济基础命脉起导向作用,机械自动化技术的先进程度也决定了国家经济的强弱。我国机械制造业各企业具有大量的通用设备,在发展机械自动化技术时,应将原有设备作为基础,合理调整机床布局,通过添置少量的数控设备,充分发挥电子计算机自动化管理的优势,发挥人的创造性,共同创造一个以人为中心,以信息自动化为先导,建立自主的单元化生产系统我国目前应在消化吸收,融汇贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上,努力做到从我国机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,以适用为前提,急需什么就解决什么的企业应用项目,取得实践经验再推广应用。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化分式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。
4.结语
现在,全球经济一体化进程不断加快,机械设备及自动化也进入了一个关键时期,将在更大范围和更深层次上参与国际竞争,这就要求机械设备及自动化行业尽快实施产品设备升级和自动化企业结构调整,更大程度上提高机械设备及自动化生产能力和功能,以适应国内外市场需要,提高自动化设备的市场竞争力。我国作为发展中国家,必然要在机械制造业上投入大量的人力与物力,促进我国机械制造自动化技术的不断发展与更新,使我国早日踏上科技强国的道路。
【参考文献】
关键词: 机械自动化;机械制造;发展探析
Key words: mechanical automation;machinofacture;development analysis
中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)24-0018-02
1 机械自动化在我国的特点及作用
机械自动化的特点很多:第一,机械自动化技术是面向全球;第二,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益,机械自动化技术是面向工业应用的技术;第三,是具有明确的范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
机械自动化的作用很大:第一,机械自动化可以减少生产过程中的原材料和能源损耗;第二,机械自动化可以提高产品的质量;第三,机械自动化可以提高生产效率;第四,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性。我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,它们在工业中起到很大的作用,很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,需创造条件,向节约型工业化自动化社会
努力。
2 我国发展机械自动化技术的必然性
近年来,我国制造业虽然也在不断采用先进的自动化技术,但是与工业发达国家相比仍存在较大的差距。具体表现在以下几个方面:其一,我国机械制造业中少数企业采用柔性制造系统,多数企业仍在沿用单机自动化和刚性自动化系统。通过对我国机械自动化技术应用现状进行分析,进而探寻我国机械自动化发展的必然性。其二,先进技术在我国制造业中的普及率不高,尚处在开发阶段,包括新型加工方法如纳米技术、激光加工技术、高精度加工技术等等。其三,在设计方面,我国采用先进的计算机辅助设计技术的比例较低。其四,我国多数企业仍停滞于传统的经验管理阶段,只有少数大型企业采用计算机辅助管理
系统。
2.1 发展机械自动化技术是立足于我国国情 纵观机械自动化技术的发展历程,呈现出由简单到复杂、由低级到高级、由不完善到完善的发展态势。当前我国机械制造业同工业发达国家之间尚存在阶段性差距,由于不具备配套的基础技术、大量资金和制造经验而取得适得其反的效果,所以,不应大力倡导应用电子计算机集成制造系统的高自动化技术。根据我国国情,现阶段应以应用生产工艺成熟的大批量生产自动化技术为发展主线,我国在批量锻造、冲压、铸造、热处理及焊接等生产过程中,采用自动线和自动单机是符合我国国情的发展策略。对于种类较多的成品生产,应采用可更换主轴箱组成的机床自动线、复合制造单元和短自动线、可快速重新调整的设备组成的流水线等,这样一来,能实现自动化操作;对于小批量单件生产,应以适当发展加工中心和数控机应用为主,将成组技术得以逐步推广。
2.2 发展机械自动化技术是我国企业发展的需要 目前,我国机械制造业技术水平尚处于较低阶段,所以应以市场需求为导向,充分考虑我国企业生产和发展的需要,以此为基础大力发展实用型机械自动化技术,生产出满足社会需求的产品,这样才能获取较好的技术经济效益和社会效益。面对发达国家机械制造技术的高水平,我国机械制造业的发展更应该理性化,禁止盲目跟风,一旦出现盲目追求高水平的机械自动化技术、盲目配备自动化生产线、盲目上马生产的现象,势必会造成低质量、低效率的生产。因此,我国在发展机械自动化技术的过程中,不但要关注速度的提高,更要重视效率的提高。
3 我国机械自动化技术发展之路探析
3.1 注重配套发展机械自动化技术 现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等,要扎扎实实地抓好自动化技术从实际出发的推广应用工作。
3.2 发展投资少、见效快的低成本自动化技术 发展低成本自动化技术,潜力大、前景广、投资少、见效快。提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展契机和国情。生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加一定的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益好,符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
3.3 结合生产实际发展机械自动化技术 发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及
具体条件为导向,只有合适的产品采用与之相适应的自
动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社
会经济效益。
参考文献:
[1]王亮,宋晶晶.浅谈机械自动化发展趋势[J].江西化工,2011(01).
焊接技术是以物理、化学方法通过加热、加压使金属或其他塑性材料相结合的加工工艺和联接方式。焊接技术的应用非常广泛,从基本的机械制造到航空航天,从建筑工程到微电子技术都离不开焊接技术的支撑。焊接技术的发展是人类科学文明进步和改造自然能力提高的体现,焊接技术贯穿了整个工业制造领域,对国民经济的发展意义非凡。焊接技术虽然起步时间较晚,但它的发展速度却很快,近些年,随着科技的进步和新材料的不断涌现,焊接技术更是取得了突飞猛进的发展[1-2]。下面我们就简单介绍一下焊接技术的发展情况。
1 中国焊接技术发展现状
1.1 焊接技术自动化水平较低
我国的大多数焊接仍然是采用手工焊接来完成的,长期以来焊材生产一直以手工焊的焊条为主,与国外80%的自动化焊接水平相比,我国的30%自动化水平显得如此相形见绌,这也无可厚非的拉开了我国与国外焊接技术上的距离。随着焊件复杂化得发展趋势,手工焊接必将严重影响生产发展,要想取得制造业的迅猛发展,必须发展自动化焊接,使我国成为焊接强国[3-4]。
1.2 焊接人员专业技术水平不足
人是高新技术的载体,是企业的核心力量,企业的任何发展都是以人为本的。我国的焊接技术人员对业务水平了解的太少,与行业需求存在非常大的距离,使焊接产品的质量很难得到大的提升。我国焊接技术人员具有高职称的人员太少,大多企业缺少高学历的工程师和有经验的焊接结构设计师,这已是一个不容忽视的严峻问题[5-6]。
2 中国焊接技术的发展展望
2.1 焊接材料发展趋势
焊接材料在焊接工艺中有着非常重要的作用,我国目前焊接材料产量居世界首位,但焊接材料产品结构和工业发达国家相比差距明显。焊接技术发展到一定水平后,开发新材料也逐渐进入了焊接领域工作者的视线,当下焊接材料正在从黑色金属转向有色金属,由金属材料转化为非金属材料,由结构材料转化为功能材料,由多维材料转化为低位材料,由单一材料转化为复合材料。为了解决材料高性能和可焊接性之间的矛盾,需将新型材料纳入到焊接材料中去,以提高焊接产品质量和焊接效率,进而提高焊接领域整体发展水平[7-10]。
2.2 提高焊接产品质量
焊接质量决定了焊接产品的质量,我国虽然焊接材料产量居世界首位,但焊接产品质量却相对落后。我国目前对焊接材料预处理缺少专业的体系及技术,无铅连接材料以及技术应用落后,我国应注意高端焊接产品以及特种助焊剂等方而的应用,研究更好的焊接工艺,进一步提高焊接质量,进而提高焊接产品质量[11]。
2.3 发展绿色节能焊接技术
随着科学技术的发展,经济的进步,人们越来越重视节能减排,绿色环保,焊接技术的发展也必将绿色节能放在首位,清洁生产是对焊接生产的必然要求。高效节能的焊接工艺是高焊接效率的保证。不同的焊接工艺都会对环境释放有害气体,烟尘,弧光辐射,噪声等,目前,国内外已经在研究用更为清洁且高效的焊接技术替代传统的焊接技术,使具有巨大经济效益和社会效益的绿色焊接技术真正广泛应用于不同领域,让焊接技术向简单智能的方向发展[12]。
3 结束语
焊接技术在制造业中发挥了举足轻重的作用,焊接技术的发展将不断促进制造业的发展。随着科技的进步,为了提高焊接技术水平,促进制造业发展,需要结合我国制造业实际情况,深入研究,了解焊接技术特征,制定科学有效的焊接技术发展对策,不断提高焊接技术水平,带动制造业的发展。
参考文献
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中图分类号:TD406
先进机械制造技术,是现今科技发展下的一个重要技术成果,其融合了计算机技术、信息技术以及集成化制造技术等诸多高科技的优势。以往,制造技术单一,且工作效率低,每一个产品的问世,都会随之涌现出与其功能近乎相似的相同产品;而且在产品制造方面,由于技术的不成熟,使得制造进度缓慢,生产率低,很难应对快速发展的经济竞争市场。先进机械制造技术,凭借本身智能化、系统化的优点,完全弥补了传统制造技术所表现出的不足之处,不仅有效地提高了生产效率,也使得产品向着多样化方向发展。
1 现代机械制造技术的发展趋势
1.1 全球化
制造的全球化,可以说是如今机械制造业自动化最重要的发展趋势。近年来,在各种工业领域中,国际化经营不仅成为大公司而且已是中小规模企业取得成功的重要因素。这一方面,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在这种无情的竞争中纷纷落败。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,由于网络通讯技术的快速发展,提供了技术信息交流、产品开发和经营管理的国际化手段,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。
1.2 信息化网络化
互联网通信技术,几乎垄断了全球信息交流领域。在制造技术方面,一种产品的开发与研制,可以通过网络实现异地跨界进行。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。利用网络通讯技术,可以加强各国产品的合作以及技术经验的交流。同时亦可在最短的时间内,达到最快速、有效的技术经验学习。
1.3 自动化
自动化是一个动态概念,目前,其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。
1.4 敏捷制造
制造自动化系统的生存能力和竞争能力,在很大程度上取决于是否能在很短的开发周期内生产出低成本、高品质的不同品种产品的能力,从而去面对市场的挑战。敏捷制造是将柔性生产技术、熟练掌握生产技能的劳动力,与促进企业内部和企业之间相互合作的灵活管理集成在一起,通过所建立的共同基础结构,对迅速改变或无法预见的市场,做出快速反应。其旨在不可预测的持续变化的环境中,使企业具有卓越的自适应能力,从而占据主导地位的总体战略,同时也是对市场需求做出快速响应、快速重组的生产模式;敏捷制造是一种哲理或管理哲学,是企业管理的战略性变革。其特征,是制造柔性和成员合作,制造柔性是敏捷制造的组成部分,包括人员、设备和软件3 方面的柔性。
2 我国现代机械制造技术的发展方向
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。
2.1 现代机械制造技术的发展方向
现代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,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS 和敏捷制造等的进一步发展为代表。
2.2 发展机械自动化技术要立足于中国国情发展我国的机械自动化技术,应该从我国的具体国情出发,着眼于我国机械制造业的发展现状,并坚持可持续发展的战略眼光,从整个国家的角度来进行仔细的考虑,走中国特色的机械自动化技术发展之路。发展机械自动化技术,是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的过程。当机械的操作采用自动控制器以后,生产方式才能从机械化逐步过渡到机械控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。另外,只有建立了自动化工厂以后,生产过程才能全盘自动化,才可能进入机械自动化的高级理想阶段。目前,中国机械制造业同世界先进水准之间,存在着阶段性的差距。在这种情况下,普遍应用电子计算机集成制造系统的高度自动化,并不具备相应的基础技术、发展经验和所需资金。因此,应该发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术。
2.3 自动化技术的发展走向
正确判断、识别并坚持自动化技术的发展走向,对于机械自动化技术的发展至关重要。目前,机械制造自动化技术的发展走向,朝着数字化、绿色化与智能化方向发展。数字化是先进制造技术发展的核心,是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果,这将是机械自动化技术发展的必由之路。随着人们对人类与环境之间的关系认识的逐渐加深,实现人类与环境之间的协调、可持续发展,是当代经济发展必须遵循的原则。机械自动化技术的发展,也同样要遵循这一原则,实现绿色化发展之路。近20 年来,制造系统正在由原来的能量驱动型,转变为信息驱动型,这就需要制造系统不但要具备一定的柔性,同时还要表现出一定的智能,实现在对大量复杂信息处理的同时,能够自主进行选择与处理。这既是现代科学技术发展的必然结果,也是人类社会进步的重要标志,具有良好的发展前景。机械制造业在任何一个国家的重要地位,都是显而易见的,机械自动化技术直接关系到机械制造业的基础和水平。
2.4 改变传统局限,研究新的技术
前几年,我国的机械制造技术理念,仅仅局限于国内,对外则少之又少。虽然近几年我国对外出口有所增加,但是相对于发达国家,我国的国外市场仍处于狭窄状态。发达国家的机械制造技术水平较高,不断地抢夺我国市场,致使我国许多知名企业在竞争中落败。但从另一方面考虑,虽然我国的机械制造技术水平较低,但我们可以与外资企业进行合作,在合作的过程中,学习外国先进的机械制造技术,再在此基础之上,研究新的技术。总的来说,我们必须改变传统理念,努力提高我国的机械制造技术,才能稳定住我们的市场,才能更好地发展自己的机械制造技术。
3 结束语
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关键。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。我们应了解机械制造技术的发展过程,认识现代机械制造技术的现状,把握现代机械制造技术的发展趋势,科学高效地进行现代机械制造技术的研究,尽早地实现我国由制造业大国到制造业强国的过渡。
参考文献:
[1] 孙建,姚芳萍.先进制造技术的发展趋势及其应用[J].林业机械与木工设备,2010,(4);78- 80.
优势:半导体硅材料行业和半导体分立器件行业是信息技术产业的重要组成部分,受到国家产业政策的有力扶持;公司与浙江大学硅材料国家重点实验室(该领域中的唯一国家重点实验室)建立了长期、稳定的战略合作关系,并于2006 年6 月成立了浙江大学-立立电子硅材料联合研发中心,确立了在国内同行业中的技术领先地位。
劣势:国际垄断业已形成,始终掌握着国际上最先进的半导体硅材料制造技术、控制着高等级半导体硅材料生产设备的制造技术。多晶硅作为直接原料,市场供应紧张,制约了我国半导体硅材料行业的发展。
主营业务 发行人自设立以来一直以智能语音技术产业化为主要发展方向。此外,发行人还利用技术优势和区域市场优势承接部分行业的信息工程和运维服务业务。
优势:公司中文语音合成技术在近年来历次国家863评比中均名列第一;英文语音合成技术在2006年和2007年连续两届蝉联国际英文合成大赛“Blizzard Challenge 2006 /2007”第一名;普通话口语评测技术是业界唯一经国家语委评测可用于普通话等级考试的技术。公司是国家信息产业部确定的中文语音交互技术标准工作组组长单位,行业标准牵头制定者的地位使发行人站在中文语音产业技术发展的最前沿。
劣势:发行人在中文智能语音技术领域的优势,不足以支撑未来市场竞争的需要,发行人已开始着手解决这一问题,并已在英文合成领域取得突破性进展,但对于多语种语音技术的研究力度还需加大。
优势:公司的技术优势明显,采、选、冶综合回收率居同行业领先水平。黄金行业是典型的资金、技术密集型行业,具有明显的规模经济效应特征。2006 年公司黄金产量占全国黄金冶炼企业黄金产量6.38%,居第四位。
劣势:目前公司主要依靠银行借款和自有积累进行生产投入,融资渠道比较单一。
优势:目前,公司开发的主要房地产项目均位于杭州。杭州是长三角区域内最活跃的商业中心之一,良好的经济发展环境、快速提高的人均收入水平、得天独厚的地理位置和居住环境,决定了杭州房地产市场的长期发展前景良好。
劣势:目前公司在跨区域经营上与全国一流开发企业相比仍存在一定的差距。
优势:行业为先进制造业及高新技术产业,受国家多项政策支持。国家对已完成国产化的电力设备行业的技术与产品明确限制进口,鼓励采用国产化装备。
公司长期致力于科技创新,大力发展具有自主知识产权的核心技术,现已取得多项国内、国际先进的技术成果。
劣势:公司资金规模仍较小,融资渠道尚显单一,主要依赖于银行贷款。
机械自动化作为一种先进的技术支持,通过改进技术,提高工作效率,为企业节约了人力、物力、财力,在制造行业发挥着独特的优势,本文针对机械自动化技术在制造业中的地位及应用现状,预测其未来的发展前景和在制造业的影响力趋势,以获得制造行业的重视与应用。
1机械自动化在制造业中的地位
机械自动化为机械制造提供了便捷,通过节约时间和成本进而提高了机械制造的工作效率。随着技术的进步和普及,它不仅仅被应用在制造业,也向其他工业领域进军,创造了丰厚的社会效益和经济效益。机械自动化的技术水准不仅掌控着整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步也有很大的影响力。
形式上,运用人工智能技术对简单的生产动作进行操控和运行,它将人、机械和自动化机器综合成一个系统,系统中各部分协调合作,从而高效生产产品;涉及面上,自动化技术涉及到加工制造和产品的生命周期,操纵着整个过程;功能上看,它节约了人力资源,节省了生产时间,提高了生产速率,进而提升了企业的综合竞争力。
2我国机械自动化的发展现状与应用
我国作为一个发展中国家,存在着技术缺陷,与一些发达国家相比,机械自动化技术只是处在摸索、操作阶段,落后陈旧的设备和技术要求我们要不断的吸取新鲜技术与经验,用自动化技术取代传统的机械制造,目前我国计算机的使用还不够精熟,只停留在经验管理阶段,缺乏对计算机的实际操作,只有很少数的企业应用了激光加工技术、高精度加工技术等先进加工技术。
(1)机械自动化在农业上的应用
在农业上机械自动化技术被应用在农产品的加工、贮藏、运输等程序,实现
农业机械及装置部分自动化或无人自动操作控制,使得机器代替农民进行耕作、施肥、灌溉等田间管理工作,既节省了人力资源,又做到了精细操作的要求,农业生产上做到精耕细作,对温室产品实行智能化控制,降低成本,最终提高了农产品质量。
(2)机械自动化在工程中的应用
机械自动化在工程上的应用越来越广,主要体现在挖土机、挖掘机、焊接等方面的应用,大大提高了劳动效率和施工质量;最佳机械自动化是实现无人化控制,全程都是机器控制并执行,不仅安全而且节省资源,缩短了施工周期,也能快速竣工。
(3)机械自动化在工业方面的应用
机械自动化在食品包装方面主要体现在节省人力、提高工作效率、自动化装备以及一机多用等方面,使得包装流程高精度、高效的进行。现代包装机械自动化得到改进,将包装机械、电子信息、食品检测多方面技术融为一体,大大提高了包装质量和速度,同时也避免了人为的疏忽造成的失误。
机械自动化在太阳能中的应用主要体现在光伏发电、切片设备、全自动丝网印刷等方面。目前我国光伏设备与国际水平还存在一定差距,而PECVD设备和硅片切片技术的自动化是需要改进的,太阳能光伏发电系统包括光伏电池组件、逆变器、控制器和蓄电池组,这一系统主要涉及到高端的自动化技术,需要在现有基础上发挥更加独特的优势。
(4)机械自动化在制造业上的应用
机械设备在出厂使用之前多需要进行功能检测。因此,在机械设备生产过程中,可以利用机械自动化技术,实现制造、生产与检测的同步进行,这样可以有效提高检测效果、提高机械设备的使用效率;根据生产需求,工作人员需要对机械进行调试、检验、组合等多项工作,因为工作量大导致失误率也高。应用机械自动化技术进行机械装配,可以提高生产质量与效率,进而提高企业生产的经济效益和社会效益。
3机械自动化的发展前景展望
(1)根据实际情况发展适合我国国情的机械自动化技术
我国机械自动化技术与发达国家发展存在一定的差距,因此不能盲目地进行效仿,基于我国的资金短缺、技术欠缺,应把自动化重心放在发展生产工艺比较成熟的大批量生产自动化技术,而小批量的单件生产最好发展数控机应用和加工中心。发展机械自动化技术要以企业生产和发展的实际需要及具体条件为目标。只有采用与产品相适应的自动化方式进行生产才能收到良好的经济效益和社会经济效益,做到有的放矢,节约了时间和精力。
(2)着力发展实用型的机械自动化技术
我国机械制造业的技术发展水平还不够,以企业盈利为目的,要大力发展实用型的自动化技术,生产社会需要的产品,快速获得社会、经济效益。发展要根据实际情况,不能盲目跟从,我们目前的任务是提高生产效率、扩大经济收益,不断的扩大生产规模。
(3)发展低成本、见效快的自动化技术
我国自动化技术受经济基础、技术条件的限制,其发挥空间受阻,应该结合实际情况发展低成本、见效快的自动化技术,企业在引进自动化技术的时候,要充分的将企业现有的设备利用起来,对其进行改造,如对传统的机床设备安装数控设备,使其能够以较低的成本继续发挥作用,在原有设备改造的基础之上不断的熟悉自动化的技术,最终实现完全的机械自动化,并尽快将改进的设备和技术投入使用当中,快速获得收益。
(4)实现全盘自动化、功能多样化的自动化技术
机械自动化的最高境界是实现自动化技术的功能多样化,以此满足不同使用者的需求,要充分实现使用者和操作系统的沟通桥梁用户界面,其中还有许多需要完善和开发的新功能,进而实现以计算机技术为核心的全盘自动化,智能化和自动化将是以后各行各业发展的必经之路。
(5)打造自动化技术的绿色化发展
人类在生产过程中带来了或多或少的环境问题,而现今环境问题一直是困扰我们的一件大事,技术人员在研究和应用机械自动化技术时也应充分考虑到这一点,实现自动化技术的绿色化发展,降低机械运行过程中的能源消耗、噪声污染等影响环境质量的因素,以赢得生态效益、经济效益的双赢。
(6)注重发展配套机械自动化技术
在技术发展过程中不仅要发展主体,还要配套发展自动化元件和控制系统,自动化生产时,机械制造系统的自动控制、自动检测、伺服系统的操作等都少不了要应用微电子技术和自动控制理论;自动化生产时,信息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等也都少不了要应用计算机与信息处理技术,合理的将其配套设施结合应用,是提高自动化技术应用效率的有效途径。
4结语
科技进步对机械自动化技术的需求越来越高,它改革了机械制造的生产模式,促进机械制造生产效率的提升。我国在机械自动化技术方面也是刚刚起步,还需要技术人员的深入探索和研究,最大限度的填充发展空间,发挥潜力。
参考文献:
首先介绍机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械制造自动化技术从四方面进行阐述。
1.结合生产实际,注重实用发展机械自动化技术
只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯的是速度。
2.发展投资少,见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,应以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心,以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
3.结合国情,实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程
只有建立了自动化工厂后,生产过程才能全盘自动化,才能使生产率全面提高,达到自动化的高级理想阶段。中国实现机械自动化技术应是一个长期的过程,不可能一蹴而就。当前,中国机械制造业同世界先进水准也存在阶段性差距。在我国这种国情下,普遍发展应用计算机集成制造系统的“全盘自动化”或“高度自动化”,并不具备必要的基础技术、经验和投资能力。因此,要不要普遍发展全盘自动化或高度自动化CIMS技术,一定要慎重行事。我国作为一个发展中国家,考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我国目前在消化呼吸、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上,要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究,以适用为前提,急需什么就解决什么,取得实践经验再推广应用。
4.抓好基础,注重配套发展机械自动化技术
发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等将是今后机械自动化的主要技术基础。研究生产大量性能优良、自动化水准高的机电产品是发展应用机械自动化技术的关键。总之,我国机械制造业发展应用自动化技术,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术,坚持提高与普及相结合的方针,我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路
二、注重实用发展机械自动化技术
机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。
1.结合生产实际,注重实用发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实国际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯的是速度。
2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,应以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心,以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。通用机的局部自动化改装有重要意义。近期内我国对成本低、维修方便的通用机的需要量还是不会急剧下降的,因为有广大的乡镇企业市场,有小工厂、试验室、大型企业的工具车间等。
3.结合中国国情,发展现代机械自动化技术
实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机械的操作采用自动控制器后,生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制(传统)自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后,生产过程才能全盘自动化,才能使生产率全面提高,达到自动化的高级理想阶段。中国实现机械自动化技术应是一个长期的过程,不可能一蹴而就。当前,中国机械制造业同世界先进水准也存在阶段性差距。在我国这种国情下,普遍发展应用计算机集成制造系统的“全盘自动化”或“高度自动化”,并不具备必要的基础技术、经验和投资能力。因此,要不要普遍发展全盘自动化或高度自动化CIMS技术,一定要慎重行事。而且全盘自动化或高度自动化的CIMS技术也并非我国机械制造业的当务之急,只能列为机械制造自动化技术的主要发展方向。应该发展工艺成熟的大批量生产的自动化技术。
三、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
四、机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
五、机械自动化的发展历程
机械自动化技术从本世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。
六、总结
机械自动化的发展趋势农业机械自动化。近些年来,国外农业自动化飞速发展,农业机械设计向高速、宽幅、大功率、舒适的方向发展。自动化控制技术在农业机械上的应用已相当普及,一些著名厂商把自动控制、信息处理、全球定位系统和激光、遥感等现代尖端技术、装备应用于农业机械上。由于历史、观念和技术等方面的原因,我国传统农业机械与发达国家相比有很大差距,已远远不能适应农业的科技进步。近些年来,自动化的研究逐渐被人们所认识,自动控制在农业上的应用越来越受到重视。
总之,机械自动化作为便捷和廉价的自动化技术,有着良好的发展前景。脚踏实地,放眼未来,经过行业的共同努力,我国的机械制造与自动化一定能走进一个新天地。
参考文献
[1]翁贻方,赵长德.现代控制技术基础.机械工业出版社,2003年.
中图分类号:F2
文献标识码:A
文章编号:1672―3198(2014)21―0047―02
1天门市高新技术产业发展现状
1.1产业规模初步形成,龙头企业加快发展
经过多年发展,天门市已初步形成了生物医药、新材料、先进制造、电子信息、新能源与节能环保等重点高新技术产业,区域特色鲜明,产业发展势头迅猛。2013年,全市完成高新技术产业增加值27.62亿元,增幅达19.1%,占GDP比重达7.56%,占规模以上工业增加值16.51%。目前全市拥有省级高新技术企业16家,省级新三板后备企业9家,培育出一批具有自主知识产权、技术水平高、发展前景好、产业带动性强的龙头科技企业。如先进制造领域的天门泵业取得了多项国内领先的技术成果,形成了集研发、生产、冶炼、铸造和机加工为一体的高端水泵制造产业链;天门纺机是国家首批定点生产棉纺并条机的重点企业,建有“全国纺织新型并条机技术研发中心”,整体技术已达国际同类产品先进水平;益泰药业是全球肝泰乐最大和质量最佳的生产基地,华世通生产的非天然氨基酸产品与人福成田生产的足光散、阿昔洛韦乳膏等产品市场占有率连续多年列全国同类产品前茅;农业领域的华丰农机,成功探索了水稻轻简化种植技术创新和经营组织创新的“双轮驱动”模式。
科技投入增长趋势图
1.2工业园区加速发展,产业集群初步显现
目前,天门市拥有包括天门高新技术产业园(省级高新技术产业园)、天门工业园、龙尾山工业园、岳口工业园在内的“一区三园”。其中天门高新技术产业园规划面积52平方公里,已形成先进制造、电子信息、生物科技等三大特色产业集群,建有医药化工产业园、生物产业园、机电汽配产业园、东湖高新区天门产业园、台湾工业园等五大“园中园”;天门工业园规划面积30平方公里,重点发展农林产品加工、环保和生物能源、现代物流产业;岳口工业园规划面积6平方公里,重点发展原料药、医药中间体、食品添加剂、化工新材料等产业;龙尾山工业园规划面积4平方公里,重点发展机械铸造及石油特种车产业。据统计,2013年底,四大工业园区规模以上工业总产值481亿元,同比增长266%,占全市工业生产总值70%以上;园区内高新技术企业17家,占全市高新技术企业总数100%;2011-2013年,四大工业园区内企业专利申请数量占全市申请总量80%。目前,工业园区已成为全市高新技术产业的主要聚集地,也是自主创新的“突破口”和经济社会发展的重要引擎。
1.3产学研合作初见成效,创新能力不断增强
“十二五”期间,政府部门坚持“自主创新为主,产学研合作为辅”的技术发展路线,先后与华中科技大学、长江大学、省农科院等10多个高等院校、科研院所签订市校合作协议,聘请高校专家学者到天门企业担任技术顾问,推动企业与科研院所广泛开展技术联姻,全市已有58家企业与30多所高校及科研院所签订技术合作协议,有15家企业与高等院校合作建立了研发中心。2014年,天门市政府又与华中科技大学共建技术研发中心,充分利用华中科技大学在相关领域的技术优势,推动全市重点科技企业入驻研发中心,打造了技术孵化在高校、成果转化在天门、技术成果共享的新型合作模式。目前,全市已有院士工作站2家(天瑞电子、宇青环保),省级工程技术中心3家,省级校企共建研发中心2家,省级创新型试点企业7家,46家企业生产的产品进入《高新技术产品目录》,2011年至今,全市共获得省级科技奖励6项,登记省级科技成果85件,获得国家授权专利947件,其中发明专利18件。
1.4投融资平台陆续建立,发展资金持续补充
鼓励投融资机构增加对高新技术企业,特别是科技型中小企业的金融服务。作为省级科技孵化器的天门创业中心,孵化面积达5万平米,为入驻企业提供包括天使投资、人才培训、管理咨询等一系列创业辅导服务。2014年,天门市政府与楚商先锋共同发起设立首支创新创业投资基金,其中政府出资2000万元,采取市政府参股楚商先锋(武汉)创业投资中心,实施有限合伙的运作模式,基金规模计划达2.1亿元人民币,优先支持生物、新能源、新材料等战略性新兴产业,为全市高新技术产业发展壮大提供资金保障。此外,为支持天门市科技园区建设和高新技术产业发展,引进青岛福元运通投资,成立了天门市天福投资咨询有限公司。
1.5体制机制不断创新,投资环境日益优化
近年来,天门市坚持以科学发展观为指导,大力实施“三大战略”,推进“四个跨越”,着力建设“四化”同步发展先行区,全市经济社会发展速度明显加快。2013年,全市实现生产总值365.19亿元,同比增长10.9%;全社会固定资产投资272.18亿元,同比增长28.9%;规模以上工业增加值167.27亿元,同比增长13.9%,主要经济指标增幅均居全省市州前列。政府部门先后出台了《天门市技术创新示范市建设实施规划》、《天门市关于加强自主创新、建设创新型天门的决定》、《关于实施中小企业成长工程的意见》、《关于扶持科技型中小企业发展的意见》、《天门市“十二五”科技发展规划纲要》、《天门市高新技术产业发展规划》等文件,推进政府工作体制机制创新。
2天门市高新技术产业发展现存的问题
2.1高新技术产业整体实力较弱
尽管天门市高新技术产业发展已取得了一定的成绩,但同发达地区和周边县市相比,还存在不小差距。一是高新技术产业规模不大,全市规模以上企业250多家,其中高新技术企业不到其中一半,而且大企业数量不多,目前天门市还没有一家上市公司。二是高新技术产品竞争力不强,重点产业的主导产品中,原料、半成品等投资类产品较多,终端消费类产品较少。
2.2产业园区建设较为滞后
目前,全市“一区三园”的高新技术产业发展情况还不均衡,一些产业园在产业规划、功能定位方面未能充分体现要素禀赋和产业特点,主导产业雷同现象突出,交通道路建设落后,工农业、生活废水随天然水系排向汉江,资源与环境压力日趋增大。
2.3高层次人才较为缺乏
虽然天门市近年来在吸引人才方面做了大量工作,但由于天门缺少高等院校和科研院所的支撑,加之受地理位置和经济发展状况等诸多条件限制,人才交流机会和渠道相对偏窄,对于掌握先进研发技术和管理理念的高端人才的吸引力相对较弱。此外,大部分企业的激励机制还不完善,导致本地人才流失严重。
2.4创新环境有待进一步完善
尽管天门市近年来在增强科技意识和改善政策环境方面取得了较大成绩,但全市科技投入占财政支出的比例仍然偏低,面向特色产业的配套服务体系尚未完全建立,创业中心、孵化器等服务机构的数量相对较少,科技金融服务还处在启动阶段,对外引资、引智、引商的吸引力不强。
3关于天门市高新技术产业发展的对策
3.1加快制定高新技术产业发展规划
围绕生物医药、新材料、先进制造、电子信息、新能源与节能环保5大重点高新技术产业,编制产业发展规划,明确各产业发展的思路、路径和目标。根据目前产业发展存在的问题和遇到的瓶颈,从政策、技术、人才、平台等方面,进行系统布局和整体推进,强化科技部门在高新技术产业发展中的顶层设计作用。
3.2加大高新技术产业资金支持力度
整合科技、发改委、经信委、环保等部门的专项经费,建立高新技术产业发展专项资金。一是对全市发展前景好,发展潜力大、科技含量高的企业,在关键技术研究开发、技术平台建设、科技基础设施建设等方面优先予以资金支持。二是创新资金支持方式,在专项资金中安排一部分作为政府引导基金,联合金融、投资机构共同设立高新技术产业发展基金,成立面向科技型中小企业的担保、信贷、融资租赁等金融平台,引导社会资本向高新技术产业集聚。
3.3进一步推进特色产业基地建设
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的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。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。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。
一、当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面:
(1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。
(2)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-RealSpace)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
(3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面,都还有待进一步突破。
(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。
二、现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2.1制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容:
(1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。
(2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2.2微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞;制造出3mm大小能够开动的小汽车;可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业,具有许多传统传感器无法比拟的优点,因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来,微机械的发展令人瞩目。其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。
2.3材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2.4机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面:
2.4.1面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合,其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作,具有鲜明的基础研究的特点,如果抓住机遇研究下去,将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学,以及与生物工程相关的关键技术基础等。
三、现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面:
(1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术与手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6)加工工艺由技艺发展为工程科学。