刊名: 课程·教材·教法
Curriculum, Teaching Material and Method
主办: 人民教育出版社 课程教材研究所
周期: 月刊
出版地:北京
语种: 中文
开本: 大16K
ISSN: 1000-0186
CN: 11-1278/G4
历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊
中国期刊网来源刊
2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。
基于当前机械设计与制造工艺的分析及展望
【作者】 穆杰华
【机构】 青岛电力设备有限公司
【摘要】随着我国机械设计行业不断发展,研究机械设计制造工艺凸显出重要价值。本文首先对机械设计制造进行了概述,分析了机械产品的现代设计方法,探究了现代机械设计制造的特点,并同时研究了机械设计制造工艺的发展方向。本文结合我国机械的现状,提出了我国机械行业目前所面临的主要问题,并分别从机械产品自身发展及行业出发,指出了未来工程机械行业的发展趋势,并根据我国行业自身发展特点,提出了相应的发展和改进措施,为机械的行业发展提供了一定的理论看法同时在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。【关键词】机械设计;机械学;机械自动化;信息自动化;全盘自动化
【正文】
机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业,在国民经济中占有极其重要的地位,具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械自动化,主要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。机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。
一、我国机械设计与制造工艺的现状
1.产品结构的差距。中国机械制造业的快速发展,主要依靠技术引进和赶超型发展战略,加之中国劳动力丰富而资金相对短缺,致使机械制造业的科技开发明显滞后。虽然中国机械制造业的产品数量已经位居世界前列,但主要是劳动密集型产品,具有自主知识产权的高、精、尖产品比较少。?我国械制造业产品的质量虽然有了很大程度的提高,但大量的机电产品的质量可靠性、外观设计、内在性能还有很大差距。
2.生产投入结构的差距。机械制造业作为一般竞争性行业,其竞争状况与效益状况直接受生产投入结构的影响。企业之间的竞争,在很大程度上取决于科研与开发的投入。发达国家为了保持机械制造业的市场竞争力,一些大企业的科技开发费用占到其销售额的4%—8%,甚至10%以上。正是科技投入、人员素质、设备投入等方面的巨大差距,使中国机械制造业企业的设计与生产方法落后,自主开发能力差,产品开发周期长,更新慢,新产品产值率低,产品质量难以得到保证。
3.产业组织结构的差距。中国机械制造业之所以在投入结构上难以加大科技开发投入,直接根源是产业组织结构不合理,企业规模小,布局分散,大中小企业之间难以形成合理的专业化分工协作体系;深层原因是体制约束,条块分割导致的地区雷同与“分散化”倾向,有悖于世界机械制造业日益资本密集化、生产全球化、机电一体化、市场集中化的发展趋势。
4. 我国机械自动化的现状。?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,我国的产业结构层次低。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。
二、机械设计与制造工艺发展展望
自动化技术是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力,是直接创造社会财富的主要手段之一,对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此,自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用。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。因此,发展我国的机械制造业自动化技术,符合我国社会主义的基本原则,符合我国现代生产的发展规律。
1. 未来现代机械设计与制造工艺技术
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。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”,我国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。当前我国机械制造业决不是追求全盘自动化或高度自动化的时候,不是大搞自动化,形成自动化热的时候。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。我国消化吸收国外柔性制造系统(Pseudo-FMS),是要在确保必要的生产柔性的前提下,优化人机界面,不过分追求自动化,尽可能建立较为完善的信息系统,充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存,系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实施适用先进方针的自动化技术解决方案。跟踪国外先进技术发展,结合实际地研制、推广和发展适合我国国情的CIMS技术是必要的。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,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究,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。国外(如欧洲中等发达国家)目前发展的也是局部集成,如CAD/CAPP/CAM的集成,CAD与MIS的集成,MIS与MHS的集成等。实行效益驱动的政策,投资上有能力支持,待将来条件成熟时实现适合我国国情及企业特点的适度集成。
2. 实际生产应用的机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。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、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,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性
3. 投资少、见效快的机械设计与制造工艺发展
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。90年代美国麻省理工学院提出的精节生产LP(Lean Production)模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。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。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,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。
4.结合生产实际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,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。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。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,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,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。机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域,也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争力的主要手段。它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
总而言之,机械设计与制造工艺的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合,通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行,在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化,以达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的,进而提高企业的柔性,健壮性和敏捷性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
参考文献:
[1]《机械工程学报》,主编:石治平 主 任:王淑芹
[2]机械科学与技术(双月刊):周宗锡 主任:刘敏捷
[3]机械设计与制造(双月刊) 主编:王历 机械设计与制造杂志社
机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业,在国民经济中占有极其重要的地位,具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械自动化,主要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。机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。
一、我国机械设计与制造工艺的现状
1.产品结构的差距。中国机械制造业的快速发展,主要依靠技术引进和赶超型发展战略,加之中国劳动力丰富而资金相对短缺,致使机械制造业的科技开发明显滞后。虽然中国机械制造业的产品数量已经位居世界前列,但主要是劳动密集型产品,具有自主知识产权的高、精、尖产品比较少。?我国械制造业产品的质量虽然有了很大程度的提高,但大量的机电产品的质量可靠性、外观设计、内在性能还有很大差距。
2.生产投入结构的差距。机械制造业作为一般竞争性行业,其竞争状况与效益状况直接受生产投入结构的影响。企业之间的竞争,在很大程度上取决于科研与开发的投入。发达国家为了保持机械制造业的市场竞争力,一些大企业的科技开发费用占到其销售额的4%—8%,甚至10%以上。正是科技投入、人员素质、设备投入等方面的巨大差距,使中国机械制造业企业的设计与生产方法落后,自主开发能力差,产品开发周期长,更新慢,新产品产值率低,产品质量难以得到保证。
3.产业组织结构的差距。中国机械制造业之所以在投入结构上难以加大科技开发投入,直接根源是产业组织结构不合理,企业规模小,布局分散,大中小企业之间难以形成合理的专业化分工协作体系;深层原因是体制约束,条块分割导致的地区雷同与“分散化”倾向,有悖于世界机械制造业日益资本密集化、生产全球化、机电一体化、市场集中化的发展趋势。
4. 我国机械自动化的现状。?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,我国的产业结构层次低。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。
二、机械设计与制造工艺发展展望
自动化技术是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力,是直接创造社会财富的主要手段之一,对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此,自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用。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。因此,发展我国的机械制造业自动化技术,符合我国社会主义的基本原则,符合我国现代生产的发展规律。
1. 未来现代机械设计与制造工艺技术
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。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”,我国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。当前我国机械制造业决不是追求全盘自动化或高度自动化的时候,不是大搞自动化,形成自动化热的时候。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。我国消化吸收国外柔性制造系统(Pseudo-FMS),是要在确保必要的生产柔性的前提下,优化人机界面,不过分追求自动化,尽可能建立较为完善的信息系统,充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存,系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实施适用先进方针的自动化技术解决方案。跟踪国外先进技术发展,结合实际地研制、推广和发展适合我国国情的CIMS技术是必要的。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,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究,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。国外(如欧洲中等发达国家)目前发展的也是局部集成,如CAD/CAPP/CAM的集成,CAD与MIS的集成,MIS与MHS的集成等。实行效益驱动的政策,投资上有能力支持,待将来条件成熟时实现适合我国国情及企业特点的适度集成。
2. 实际生产应用的机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。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、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,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性
3. 投资少、见效快的机械设计与制造工艺发展
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。90年代美国麻省理工学院提出的精节生产LP(Lean Production)模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。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。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,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。
4.结合生产实际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,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。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。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,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,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。机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域,也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争力的主要手段。它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
总而言之,机械设计与制造工艺的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合,通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行,在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化,以达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的,进而提高企业的柔性,健壮性和敏捷性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
参考文献:
[1]《机械工程学报》,主编:石治平 主 任:王淑芹
[2]机械科学与技术(双月刊):周宗锡 主任:刘敏捷
[3]机械设计与制造(双月刊) 主编:王历 机械设计与制造杂志社