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關(guān)鍵詞:綠色技術(shù);機(jī)械制造;自動(dòng)化技術(shù);運(yùn)用分析
引言
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)術(shù)語(yǔ)工業(yè)設(shè)計(jì)與制造的范疇,并且被人們所廣泛的知曉,對(duì)于現(xiàn)代生活和工作的各行各業(yè)均有巨大的影響。同時(shí),在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)之中使用的自然資源比較多,消耗量較大,故而也帶來(lái)了非常嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。當(dāng)前階段我國(guó)提倡建設(shè)環(huán)保社會(huì)、建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),所以,有必要深入的對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)行全面的改革,同時(shí)對(duì)技術(shù)當(dāng)中的不足之處、存在缺陷之處進(jìn)行改進(jìn),在其中很好的引入現(xiàn)代化的綠色設(shè)計(jì)理念,最終確保機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)可以逐步的成熟和發(fā)展起來(lái),營(yíng)造出一種資源友好型的、現(xiàn)代化的綠色技術(shù)應(yīng)用體系,更好的相應(yīng)國(guó)家政策的號(hào)召,減少科學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染與破壞。
1.綠色理念的概念分析
首先需要明確的就是綠色理念的基本意義和主要的概念。綠色理念指的是在現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用之中加強(qiáng)對(duì)環(huán)境和自然資源的保護(hù),按照自然環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā),有節(jié)制的開(kāi)展各項(xiàng)研究活動(dòng),進(jìn)而減少開(kāi)發(fā)工作對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染與破壞。同時(shí),由于傳統(tǒng)式的機(jī)械制造行業(yè)之中缺乏相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)觀念,對(duì)于資源的使用完全沒(méi)有目標(biāo)和規(guī)劃,缺乏必要的處理手段,在理論方面也比較的缺乏、沒(méi)有實(shí)踐的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)工作提供支持,最終就造成了對(duì)環(huán)境的污染和損壞,這樣的現(xiàn)狀對(duì)于我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造發(fā)展尤為不利。所以在科學(xué)技術(shù)和新型手段高度發(fā)達(dá)的今天,越來(lái)越多的人們開(kāi)始逐漸的意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性、意識(shí)到綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造之中應(yīng)用的必要性。
綠色的設(shè)計(jì)理念是從機(jī)械設(shè)計(jì)的基本角度出發(fā),為了能夠進(jìn)一步的、更加合理與科學(xué)的保護(hù)自然資源環(huán)境,針對(duì)資源進(jìn)行再利用而逐步發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)手段的指導(dǎo)理念。另外,在實(shí)踐的工作當(dāng)中需要全面的減少排放物質(zhì),達(dá)到綠色理念的要求,通過(guò)加強(qiáng)排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)廢物處理裝置等方式,來(lái)使得污染的排放降至最低,最終減少垃圾的排放量。與此同時(shí),綠色的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù),還需要盡可能的確保機(jī)械設(shè)備的高的更換頻率,減少由于設(shè)備的損壞而帶來(lái)的資源損耗,提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)與建設(shè)的質(zhì)量,達(dá)到現(xiàn)代化技術(shù)的要求??偠灾?,綠色概念在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造之中應(yīng)用,不僅可以提升技術(shù)的水準(zhǔn),同時(shí)還可以提升對(duì)環(huán)境保護(hù)的水平,更好的建設(shè)起一個(gè)和諧健康的資源保護(hù)型社會(huì)。
2.綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用分析
根據(jù)上文針對(duì)綠色理念的詳細(xì)分析,可以對(duì)綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)之中應(yīng)用的重要性與必要性有著全面的掌握。在實(shí)踐的工作當(dāng)中要想進(jìn)一步的推進(jìn)綠色理念的應(yīng)用層面,還需要針對(duì)設(shè)計(jì)的技術(shù)工藝和材料進(jìn)行全面的調(diào)整,對(duì)設(shè)計(jì)的模式和理念進(jìn)行革新,最終完成技術(shù)的改造。
對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)而言,要點(diǎn)在于前期的方案設(shè)計(jì)與組織規(guī)劃的編制,而對(duì)于現(xiàn)代化的綠色理念而言,更需要對(duì)前期的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整,運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)和全新的理論作為技術(shù)的依據(jù)和前提,追求可持續(xù)發(fā)展、追求自然資源的合理利用、減少對(duì)環(huán)境的損害。另外,還需要從綜合治理的角度著手,考慮設(shè)計(jì)技術(shù)方案的實(shí)用性、環(huán)境性以及經(jīng)濟(jì)性等等多個(gè)方面的內(nèi)容,為了更好的滿足綠色設(shè)計(jì)的要求,就需要對(duì)多個(gè)環(huán)節(jié)和多個(gè)工作項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)。前期的成本分析、機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品的再利用分析、產(chǎn)品裝置設(shè)備的可拆卸性分析以及綠色數(shù)據(jù)庫(kù)的建立等等,都對(duì)于整體工作有著巨大的影響。尤其是最后的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立,可以更好的對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行分析,對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,進(jìn)而為后期的工作積累寶貴而豐富的經(jīng)驗(yàn)。
同時(shí)還需要注重綠色的材料在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)之中的應(yīng)用。材料的選擇在整個(gè)制造工作當(dāng)中占到了一個(gè)關(guān)鍵性的位置,首先要確保的就是材料的健康性與環(huán)保性。一些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)材料僅僅關(guān)注的是其性能和使用的功能,而對(duì)于環(huán)保性和安全性則比較忽視,在現(xiàn)代化的綠色機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)之中,除了關(guān)注基本使用功能之外,還需要對(duì)環(huán)境、社會(huì)效益等方面引起重視,諸如一些汞、鉛等材料,對(duì)于環(huán)境會(huì)造成極大的污染,所以還需要謹(jǐn)慎使用。
最后,綠色的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是建立在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上的,所以對(duì)于設(shè)計(jì)工作而言要能夠最大限度的提升機(jī)械設(shè)計(jì)的基本功能,從基本的設(shè)計(jì)模式以及資源等角度出發(fā),對(duì)產(chǎn)品的生命周期以及質(zhì)量進(jìn)行考慮,避免效率的地下以及質(zhì)量的低劣,盡可能的做到低成本、高質(zhì)量以及高度的可靠性,對(duì)機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品各項(xiàng)功能和各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行完善與改進(jìn),最終滿足多方面的實(shí)際需求。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,根據(jù)對(duì)綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造之中的應(yīng)用進(jìn)行全面分析,旨在更進(jìn)一步的提升機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的水準(zhǔn),為技術(shù)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]張也平.節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)初探[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),201l(5).
【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造;精密加工;實(shí)際應(yīng)用
引言
隨著傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的沒(méi)落,新型機(jī)械制造行業(yè)迅猛發(fā)展,精密加工以及高管技術(shù)的應(yīng)用,使得經(jīng)濟(jì)社會(huì)又向前邁進(jìn)一步。所以,如何正確應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械制造加工產(chǎn)品,是至關(guān)重要的問(wèn)題。
1、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的特點(diǎn)
1.1關(guān)聯(lián)密切。技術(shù)是加工行業(yè)的命脈,精密加工與現(xiàn)代機(jī)械制造科學(xué)融合是制造業(yè)的趨勢(shì),包含多個(gè)層面,其中包括市場(chǎng)調(diào)研,設(shè)計(jì)方案思路,制造技術(shù)與設(shè)備統(tǒng)一,制造工藝只有經(jīng)過(guò)精密加工才能成為占領(lǐng)市場(chǎng)的先鋒,提高兩者之間的默契度,精密與工藝并存,才能增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。
1.2系統(tǒng)性特點(diǎn)突出。生產(chǎn)成本逐漸降低,制作工藝逐漸簡(jiǎn)化,機(jī)器精密制造的產(chǎn)品成為市場(chǎng)銷售中的寵兒,而傳統(tǒng)手工低效率,做工粗糙,技術(shù)含量低的工業(yè)產(chǎn)品逐漸被淘汰。精密高端的現(xiàn)代制造工藝具有高技術(shù)含量的特點(diǎn),要想保證市場(chǎng)占有份額,就必須加強(qiáng)各個(gè)專業(yè)的統(tǒng)一,比如機(jī)械制造,電子計(jì)算機(jī)技術(shù),遙感技術(shù),全自動(dòng)化技術(shù)相互柔和成為加工制造業(yè)的系統(tǒng),有了系統(tǒng)性,才能確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
1.3發(fā)展全球化。經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)日益加深,一種新型的制造工藝產(chǎn)品不再僅僅在地區(qū)范圍內(nèi)推廣,而是走向世界市場(chǎng),參與國(guó)際間的競(jìng)爭(zhēng)。這種高壓的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中,對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)以及精密儀器的加工技術(shù)都提出了新的要求,只有提高產(chǎn)品的技術(shù)含量,才能在國(guó)際市場(chǎng)中占得一席之地,這就需要我們研發(fā)人員對(duì)世界經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)做出準(zhǔn)確的判斷,為產(chǎn)品制造提供市場(chǎng)方向,輔助高端技術(shù),屹立世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流中。
2、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技藝的結(jié)合應(yīng)用分析
2.1現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)前景分析。機(jī)械制造的產(chǎn)品在生活中處處可見(jiàn),車,鉗子,電焊等工藝制作產(chǎn)品,其中我們選取焊接作為例子,對(duì)現(xiàn)代制造工業(yè)與制造產(chǎn)品的應(yīng)用進(jìn)行分析。2.1.1氣體保護(hù)焊工藝技術(shù)的應(yīng)用。氣體保護(hù)焊工藝是利用電弧作為制造熱源,被焊接物質(zhì)以砌體作為介質(zhì)相互焊接。工作原理是:在產(chǎn)品制作過(guò)程中,焊接產(chǎn)生的電弧會(huì)形成一層具有保護(hù)作用的氣體層,可以有效的隔絕溫度、有害氣體物質(zhì)及輻射性物質(zhì),還可以分隔熔池、電弧等焊接過(guò)程中有害物質(zhì),保證人們身體健康。保護(hù)氣體中最常見(jiàn)的是二氧化碳,其隨處可得,無(wú)成本投入,是制造產(chǎn)品保護(hù)氣體的首選。2.1.2電阻焊工藝技術(shù)的應(yīng)用。電阻焊工藝技術(shù)是指將電阻的正負(fù)極分別連接到不同的焊接物上,通電時(shí)電流經(jīng)過(guò)的時(shí)候,產(chǎn)生大量的熱量,周圍接觸物與其接觸面之間的介質(zhì)相熔化,冷卻之后,達(dá)到焊接作用的工藝。其焊接特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易操作,焊接效果可受人為控制,成品率高,且其焊接時(shí)間短,并且噪音相對(duì)小,空氣污染小。弊端就在于不能大批量的制造產(chǎn)品,需要投入大量的人力,對(duì)于小型家電還可以應(yīng)用,但對(duì)于大型制造機(jī)器就難以應(yīng)用了,因此,應(yīng)該根據(jù)生活中的實(shí)際情況,酌情使用。2.1.3埋弧焊工藝技術(shù)的應(yīng)用。在傳統(tǒng)以及現(xiàn)代焊接工藝中,埋弧焊工藝技術(shù)的應(yīng)用都十分廣泛,所謂的埋弧焊工藝是指在焊接時(shí),焊接層底下的電弧被燃燒,從而達(dá)到焊接目的的操作工藝。埋弧焊工藝技術(shù)分為以下兩類。一是全自動(dòng)化焊接:自定埋弧焊接技術(shù)是指利用小型工具的輔助,將焊絲與電弧相互接合,然后達(dá)到自動(dòng)焊接的技術(shù),該技術(shù)使用方便。二是半自動(dòng)化焊接:半自動(dòng)焊接需要人工的輔助才能完成,比如需要人工的推力將焊條推入,既耗費(fèi)人力,也浪費(fèi)了不少焊接資源,因此該工藝逐漸被市場(chǎng)所淘汰,已經(jīng)無(wú)幾人使用了?,F(xiàn)在常用的電渣壓力焊也是一種半自動(dòng)化的買(mǎi)弧焊接技術(shù),它具有成效高,產(chǎn)品質(zhì)量好的特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用。焊接技術(shù)的使用不僅僅是依靠?jī)?yōu)良的技術(shù),同時(shí)還應(yīng)注意選擇優(yōu)質(zhì)的焊條,并隨時(shí)觀察其堿度,這些細(xì)小的差別往往才是決定焊接產(chǎn)品質(zhì)量到的關(guān)鍵。2.1.4攪拌摩擦焊工藝技術(shù)的應(yīng)用。攪拌摩擦焊技術(shù)使用方便,操作簡(jiǎn)單,其對(duì)基本的焊接工藝硬性材料沒(méi)有過(guò)多的要求,比如焊條等,僅僅需要焊接攪拌頭,就可以完成整個(gè)操作。攪拌摩擦焊接工藝的使用是在20世紀(jì)90年代初,當(dāng)時(shí)工藝水平相對(duì)比較先進(jìn),輪船,鐵路的方面的應(yīng)用也極為廣泛,所以該技術(shù)支撐起了焊接工藝的半邊天。2.1.5螺旋焊工藝技術(shù)的應(yīng)用。螺旋焊工藝技術(shù)是指先將各部分零件進(jìn)行組合和連接,再在其相互接觸的面積當(dāng)中將兩者進(jìn)行融化,達(dá)到焊接目的,黏合的零件有螺柱、板件等。該工藝可分為拉弧式和儲(chǔ)能式,拉弧式的應(yīng)用主要在重型工業(yè)中,比如輪船制造業(yè)等,其焊接要求高;而儲(chǔ)能式主要應(yīng)用于薄板之間的黏合,日常生活中比較多見(jiàn)。
2.2精密儀器的加工技術(shù)。精密儀器的加工技術(shù)分為多個(gè)層面,不同應(yīng)用方向有不同的選擇,比如超級(jí)精密研磨技術(shù),納米技術(shù),細(xì)微加工技術(shù)等,這里我們就前幾種加以分析。2.2.1超精密研磨技術(shù)。超精密研磨技術(shù)可將表面粗糙程度降到1至2mm。其傳統(tǒng)的使用技術(shù)有研磨,拋光等,然而對(duì)現(xiàn)在工藝的要求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,為了適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展需求,超精密研磨技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,它的研磨程度更加精細(xì),使加工產(chǎn)業(yè)對(duì)材料的要求得到滿足。2.2.2精密切削技術(shù)。切削技術(shù)操作簡(jiǎn)單,因此對(duì)切削產(chǎn)品的要求也相對(duì)較多。切削表面粗糙程度要求細(xì)小,相對(duì)于機(jī)床的大型機(jī)器操作可以提高其精密程度,但受到溫度,機(jī)床高度,抗震性能等方面的影響,精密切削技術(shù)需要高速運(yùn)轉(zhuǎn),才能適應(yīng)生產(chǎn)的需要,目前市場(chǎng)上的切削技術(shù)足夠滿足機(jī)床要求的精密程度,這為精密切削技術(shù)開(kāi)辟了一片天空。2.2.3納米技術(shù)的應(yīng)用。納米技術(shù)的概念為人們廣泛所熟悉,它是結(jié)合了物理技術(shù)和工程技術(shù)的現(xiàn)代化工藝產(chǎn)物,它實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)的精細(xì)刻畫(huà),在精密電子技術(shù)當(dāng)中獲得殊榮,在未來(lái)的發(fā)展前途也很廣泛。納米材料,納米微生物等概念的普及,是人類進(jìn)步的象征。
3、結(jié)束語(yǔ)
世界科技的高速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)的加深,行業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,全球化市場(chǎng)進(jìn)一步拓展,這些都對(duì)現(xiàn)在機(jī)械制造工業(yè)以及精密加工制造行業(yè)提出了更嚴(yán)苛的要求,比如航天飛船等方面。精密加工技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的基礎(chǔ),所以,加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的開(kāi)發(fā)與研究,是實(shí)現(xiàn)工藝生產(chǎn)全球化的重要目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)之后,現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展迅猛,機(jī)械制造行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈,機(jī)械制造業(yè)為了提高生產(chǎn)效率,爭(zhēng)相使用數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是一種自動(dòng)化技術(shù),能夠有效促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)中,為機(jī)械制造產(chǎn)量及質(zhì)量提高做出了貢獻(xiàn),也有效地推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)及發(fā)展。本文將重點(diǎn)分析下數(shù)控技術(shù)概念及特征,探討機(jī)械制造中對(duì)數(shù)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:機(jī)械制造;數(shù)控技術(shù);實(shí)際應(yīng)用
0引言
機(jī)械制造行業(yè)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中具有重要作用,它是我國(guó)的基礎(chǔ)行業(yè)之一,關(guān)系著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)發(fā)展,機(jī)械制造的數(shù)量與質(zhì)量也得到了較大提高,機(jī)械制造與人們的生活息息相關(guān),而機(jī)械制造行業(yè)中關(guān)鍵組成部分是數(shù)控技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的有序良好發(fā)展,下面我們將具體分析下數(shù)控技術(shù)概念及其特征和,使其更好地應(yīng)用在機(jī)械制造中。
1數(shù)控技術(shù)概念及特征分析
1.1數(shù)控技術(shù)概念
數(shù)控技術(shù)是一種自動(dòng)化技術(shù),融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)等,通過(guò)發(fā)出數(shù)字命令信息指令,開(kāi)展對(duì)機(jī)械二次加工并控制工作,這種技術(shù)的設(shè)備物質(zhì)載體是數(shù)字化信息設(shè)備及控制運(yùn)行設(shè)備,該項(xiàng)技術(shù)含量非常高,將其使用在機(jī)械制造領(lǐng)域中能夠有效提升生產(chǎn)制造效率,還能夠保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量與精確度。
1.2數(shù)控技術(shù)特征
數(shù)控技術(shù)還有一些特征,也是其優(yōu)點(diǎn),第一就是便利性,這個(gè)特點(diǎn)體現(xiàn)在多個(gè)方面,使用數(shù)控技術(shù),能夠有效減少傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)中繁復(fù)的工藝流程,具有較大便利性。另外,機(jī)械制造過(guò)程中使用數(shù)控技術(shù),能夠改變機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù),從而進(jìn)一步提升機(jī)械制造的便利性。第二是高效率,數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造中,在一次裝夾工作中能完成多道加工工序,有效減少輔助時(shí)間,但是同時(shí)也保證了加工精度;而且這種技術(shù)能夠完成復(fù)雜零件及曲面形狀零件的加工[1]。
2機(jī)械制造中對(duì)數(shù)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
2.1工業(yè)生產(chǎn)對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)數(shù)控技術(shù)使用得非常廣泛,工業(yè)生產(chǎn)中的食品加工及造紙印刷是使用頻率最高的產(chǎn)業(yè),而且這種數(shù)控技術(shù)對(duì)金屬冶煉及農(nóng)藥工具加工等危險(xiǎn)性操作中具有更重要的作用。數(shù)控技術(shù)使用在工業(yè)生產(chǎn)中,不僅有效地改善了工作環(huán)境、減低工作危險(xiǎn)性,工業(yè)生產(chǎn)人員的工作效率也得到了極大提高,生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低,最終推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化與自動(dòng)化。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,采用的數(shù)控技術(shù)主要是通過(guò)控制生產(chǎn)主體計(jì)算機(jī)來(lái)控制工業(yè)生產(chǎn)的流程與程序,因?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的感應(yīng)功能,因此其能夠快速發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理錯(cuò)誤,這樣就安全有效地保證了工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定操作性。
2.2煤礦機(jī)械對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
煤礦是我們?nèi)祟愘囈陨婕鞍l(fā)展的能源基礎(chǔ),在人們的生活及生產(chǎn)中具有重要作用,但是煤礦開(kāi)采及運(yùn)輸是一件非常危險(xiǎn)的事情,煤礦技術(shù)人員及操作人員需要保持高度警惕性。煤礦開(kāi)采過(guò)程中最常使用的工具是采煤機(jī),煤礦開(kāi)采環(huán)境比較惡劣、技術(shù)要求高而且采煤機(jī)的種類也非常繁多,因此采煤機(jī)最好是進(jìn)行小批量生產(chǎn)。采煤機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是完成機(jī)殼毛坯焊接,但是傳統(tǒng)的機(jī)械加工制造不能單獨(dú)完成一件的下料,而將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用其中實(shí)現(xiàn)了上述不可能的事情,有關(guān)技術(shù)人員發(fā)明研制了數(shù)控氣割,開(kāi)展了數(shù)控化機(jī)械生產(chǎn),它采用特殊數(shù)控程序,進(jìn)行單一物件的下料,這樣的工作程序有效地節(jié)省了時(shí)間,提高了工作效率,也有效地優(yōu)化了套料選用方法[2]。
2.3汽車行業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,人們物質(zhì)生活水平也隨之提高,人們對(duì)于出行交通工具有了更新更高要求,汽車已經(jīng)成為了人們外出游玩的交通工具,也受到了越來(lái)越多人的喜愛(ài),汽車購(gòu)買(mǎi)數(shù)量及質(zhì)量呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。汽車行業(yè)面對(duì)這種狀況,競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈,數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)中的使用,有效地加快了汽車零部件的生產(chǎn)速度,提高了汽車生產(chǎn)及投入市場(chǎng)的效率,促進(jìn)了汽車行業(yè)的快速健康發(fā)展[3]。汽車行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了現(xiàn)代化水平,汽車生產(chǎn)流水線上更多使用到了高速控制機(jī)床及數(shù)控技術(shù),這種數(shù)控技術(shù)下的控制機(jī)床,生產(chǎn)速度非???,而且具有很好的靈活性,滿足了汽車生產(chǎn)者的需要。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到汽車生產(chǎn)過(guò)程中后,能夠使生產(chǎn)流水線作業(yè)更加高效化、智能化,而且汽車從生產(chǎn)零件、組裝一直到后期的試運(yùn)行的全過(guò)程都能夠被控制監(jiān)測(cè)到,這樣很好地滿足了高質(zhì)量及高產(chǎn)能的需求。
2.4機(jī)床設(shè)備對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
機(jī)械制造過(guò)程中具有關(guān)鍵作用的是機(jī)床設(shè)備,機(jī)床設(shè)備是機(jī)械制造的核心與靈魂,而數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在機(jī)床設(shè)備中,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械及電子科技技術(shù)一體化的目標(biāo),將數(shù)控技術(shù)引入到機(jī)床設(shè)備中,并加入計(jì)算機(jī)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等,這樣能夠有效控制機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程中每道工序參數(shù)、時(shí)間及規(guī)格,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)范化生產(chǎn)操作,也使得機(jī)床設(shè)備在使用過(guò)程中更穩(wěn)定、更安全,進(jìn)而促進(jìn)數(shù)控技術(shù)下的機(jī)床更加準(zhǔn)確、更加精細(xì)地控制零件位置及操作冷卻泵等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
2.5航天工業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)也能應(yīng)用到航天工業(yè)中,航天工業(yè)中常常要使用到許多高精密度的零件,但是使用傳統(tǒng)機(jī)械制造并不能滿足航天技術(shù)在制造步驟上的精益求精需求,而將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在航天工業(yè)中,能夠?qū)π〔考馁|(zhì)進(jìn)行深度加工,這樣有效地節(jié)省了資源、防止了浪費(fèi)能源。
3結(jié)語(yǔ)
目前,數(shù)控技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)中,例如工業(yè)生產(chǎn)、煤礦機(jī)械以及機(jī)床設(shè)備等等,這項(xiàng)技術(shù)在這些產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著積極而重要的作用。隨著社會(huì)及科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步,人們對(duì)于數(shù)控技術(shù)的要求也越來(lái)越高,相關(guān)人員在研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中不僅要使用好數(shù)控技術(shù),還要做好研發(fā)工作,積極更新數(shù)控技術(shù),改進(jìn)現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)的不足與缺點(diǎn),將其更好地應(yīng)用于機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程中,為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn):
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摘要:文章闡述了機(jī)械制造發(fā)展的精密化、自動(dòng)化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化趨勢(shì),介紹了先進(jìn)制造模式,并提出了我國(guó)目前存在的差距及發(fā)展策略。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,越來(lái)越多的制造企業(yè)開(kāi)始將大量的人力、財(cái)力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的研究和實(shí)施策略之中。改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)制造科學(xué)技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展,確立了社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制,但與先進(jìn)的國(guó)家相比仍有一定差距,為了迎接新的挑戰(zhàn),必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),縮短與先進(jìn)國(guó)家的差距,使我國(guó)的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平,以增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,因此,對(duì)制造技術(shù)及制造模式的研究和實(shí)施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務(wù),以實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)跨入世界先進(jìn)行列。
一、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
先進(jìn)的制造業(yè)是將物料、能源、設(shè)備、資金、技術(shù)、信息和人力等制造資源通過(guò)先進(jìn)的制造技術(shù)、先進(jìn)的管理技術(shù)和先進(jìn)的制造過(guò)程轉(zhuǎn)變成人類需求產(chǎn)品的行業(yè)。行業(yè)追求的目標(biāo)是:高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動(dòng)力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品,因此,21世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)精密化
精密加工、特種加工、超精密加工技術(shù)、微型機(jī)械是現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復(fù)合加工(如機(jī)械化學(xué)研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米(lnm=10-3μm)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機(jī)械學(xué)、納米電子學(xué)和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用。因此,它促進(jìn)了機(jī)械科學(xué)、光學(xué)科學(xué)、測(cè)量科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展。
(二)自動(dòng)化
自動(dòng)化技術(shù)自20世紀(jì)初出現(xiàn)以后,經(jīng)歷了由剛性自動(dòng)化向柔性自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程,自動(dòng)化技術(shù)的成功應(yīng)用,不但提高了效率,保證了產(chǎn)品質(zhì)量,還可以代替人去完成危險(xiǎn)場(chǎng)合的工作。對(duì)于批量較大的生產(chǎn)自動(dòng)化,可通過(guò)機(jī)床自動(dòng)化改裝、應(yīng)用自動(dòng)機(jī)床、專用組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線來(lái)完成。小批量生產(chǎn)自動(dòng)化可通過(guò)NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來(lái)完成。在未來(lái)的自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施過(guò)程中,將更加重視人在自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用。
(三)信息化
信息、物質(zhì)和能量是制造系統(tǒng)的三要素。產(chǎn)品制造過(guò)程中的信息投入,己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過(guò)程的實(shí)質(zhì)是對(duì)制造過(guò)程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過(guò)程,最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn),因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè),包括在制造之中。為此一些企業(yè)開(kāi)始利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化,以適應(yīng)高柔性生產(chǎn)的需要。
(四)柔性化
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高,促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快,這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來(lái)滿足市場(chǎng)多變的需要。所謂柔性,是指一個(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力,它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù),完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。
(五)集成化
集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成的作用是將原來(lái)獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元系統(tǒng)集成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)的新系統(tǒng)。集成不是簡(jiǎn)單的連接,是經(jīng)過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì),分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。集成化的目的是實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成,功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成,同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)人的集成,由于系統(tǒng)中不可能沒(méi)有人,系統(tǒng)運(yùn)行的效果與企業(yè)經(jīng)營(yíng)思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人有關(guān),因此在技術(shù)上集成的同時(shí),還應(yīng)強(qiáng)調(diào)管理與人的集成。
(六)智能化
智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。智能制造技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),在整個(gè)制造過(guò)程中貫徹智力活動(dòng),使系統(tǒng)柔性的方式集成起來(lái),通過(guò)模擬人類專家的智能活動(dòng),取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng),在制造過(guò)程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài),在受到外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。
二、先進(jìn)的制造模式
機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)表明,只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)并能實(shí)施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢(shì)。制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營(yíng)、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)作模式。
(一)精良生產(chǎn)(LP)與獨(dú)立制造島(AMI)
20世紀(jì)90年代美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)提出精良生產(chǎn)(LP)概念。它的特征是:(1)重視客戶需求,以最快的速度和適宜的價(jià)格提供質(zhì)量?jī)?yōu)良的適銷新產(chǎn)品去占領(lǐng)市場(chǎng),并向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。(2)重視人的作用,強(qiáng)調(diào)一專多能,推行小組自治工作制,賦予每個(gè)工段有一定的獨(dú)立自,運(yùn)行企業(yè)文化。(3)精簡(jiǎn)一切生產(chǎn)中不創(chuàng)造價(jià)值的工作,減少管理層次,精簡(jiǎn)組織結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程,減少非生產(chǎn)費(fèi)用,強(qiáng)調(diào)一體化質(zhì)量保證。(4)精益求精、持續(xù)不斷的改進(jìn)生產(chǎn)、降低成本、零廢品、零庫(kù)存和產(chǎn)品品種多樣化。
獨(dú)立制造島是教授根據(jù)在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí),必須改革生產(chǎn)組織的角度提出新的生產(chǎn)模式。獨(dú)立制造島的技術(shù)構(gòu)思是:以GT為基礎(chǔ),以NC機(jī)床為核心,強(qiáng)調(diào)信息流的自動(dòng)化和以人為中心的生產(chǎn)模式,它的特征是:組織、人員和技術(shù)三者的有機(jī)集成,面向車間、權(quán)力下放、綜合治理,并以獲取經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)。AMI是發(fā)展中國(guó)家走向工廠自動(dòng)化的重要途徑,它的推廣對(duì)中國(guó)機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)機(jī)制,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)意義重大。
(二)敏捷制造與虛擬制造
美國(guó)通用汽車公司與里海大學(xué)于1988年提出了敏捷制造(AM),AM是在不可預(yù)測(cè)的持續(xù)變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中取得繁榮成長(zhǎng),并具有能對(duì)客戶需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)做出迅速響應(yīng)的生產(chǎn)模式。AM的特征是:(1)制造資源的集成性,企業(yè)間聯(lián)作集成。充分發(fā)揮各企業(yè)的長(zhǎng)處,針對(duì)限定市場(chǎng)的目標(biāo)要求共同合作完成任務(wù)。(2)具有需求響應(yīng)的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業(yè)對(duì)市場(chǎng)要求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)和能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造。(3)充分發(fā)揮人的作用,不斷提高企業(yè)職工素質(zhì)和教育水平,優(yōu)化人機(jī)功能分配。
虛擬制造(VM)是國(guó)際上提出的新概念。VM與AM聯(lián)系密切。VM的特征是:當(dāng)市場(chǎng)新的機(jī)遇出現(xiàn)時(shí),組織幾個(gè)有關(guān)公司聯(lián)作,把不同的公司,不同地點(diǎn)的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運(yùn)行之前必須分析組合是否最優(yōu),能否協(xié)調(diào)運(yùn)行,以及投產(chǎn)后的效益和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下通過(guò)虛擬制造系統(tǒng)運(yùn)行,包括物理基礎(chǔ)、法律保障、社會(huì)環(huán)境和信息技術(shù)。因此研究開(kāi)發(fā)虛擬制造技術(shù)(VMT)和虛擬制造系統(tǒng)(VMS)意義重大,美國(guó)稱AM為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。
(三)集成制造與智能制造
美國(guó)哈林頓博士在“計(jì)算機(jī)和集成制造”一書(shū)中提出計(jì)算機(jī)和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內(nèi)容是:制造企業(yè)從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理直至售后服務(wù)是一個(gè)不可分割的整體,需要統(tǒng)籌考慮。整個(gè)制造過(guò)程的實(shí)質(zhì)是信息采集、傳遞和加工過(guò)程,最終生產(chǎn)的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。集成是CIM的核心,這種集成不僅是物的集成,更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成,計(jì)算機(jī)是集成的工具,計(jì)算機(jī)和輔助各單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ),信息交換是橋梁,信息共享是關(guān)鍵。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的合理化和最優(yōu)化,以提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,并追求最高整體效益和長(zhǎng)期效益。
智能制造(IM)是美國(guó)出版研究IM和IMS書(shū)籍中首先提出的。它的特征是:在制造工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成的方式,通過(guò)計(jì)算機(jī)和模擬人類專家的智能活動(dòng),進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策,旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng),并對(duì)人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承與發(fā)展。
三、存在差距和實(shí)施策略
改革開(kāi)放以來(lái),通過(guò)技術(shù)改造和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù),使我國(guó)的制造工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但和先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大差距,表現(xiàn)在:技改投入相對(duì)不足,原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開(kāi)發(fā)能力薄弱,制造業(yè)產(chǎn)品落后,技術(shù)水平低,信息含量少,更新?lián)Q代慢,以及市場(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理、人才素質(zhì)相對(duì)落后,缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)這樣形勢(shì),發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式已經(jīng)到了刻不容緩的地步。為了使我國(guó)的制造業(yè)站在世界先進(jìn)行列,必須采取相適應(yīng)的措施和策略。
(一)人才是關(guān)鍵。發(fā)展和推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式人才是關(guān)鍵。我國(guó)是社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制,研究先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)模式其根本目的是制造出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品去占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和國(guó)際市場(chǎng),科技人員必須強(qiáng)化市場(chǎng)意識(shí),因此人才的培養(yǎng)要注意市場(chǎng)導(dǎo)向。要有產(chǎn)業(yè)觀念、企業(yè)觀念、信息觀念、競(jìng)爭(zhēng)觀念和效益觀念??萍既藛T要懂得市場(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理和經(jīng)濟(jì)法。要拓寬學(xué)科領(lǐng)域,更新教育內(nèi)容與方法,培養(yǎng)一支了解和掌握機(jī)械工程科學(xué)的前沿技術(shù)人才,加速先進(jìn)制造技術(shù)的推廣和實(shí)施,為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。
(二)加強(qiáng)政策與法規(guī)建設(shè),建立強(qiáng)有力的宏觀調(diào)控機(jī)制。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,國(guó)家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步的總體規(guī)劃,以及相應(yīng)的法規(guī)政策。避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)引進(jìn)的事情發(fā)生,要盡可能減少和避免市場(chǎng)盲目競(jìng)爭(zhēng)造成的損失。
(三)發(fā)展適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)模式。對(duì)于一些先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式,要根據(jù)我國(guó)現(xiàn)實(shí)存在的技術(shù)水平和能力向前發(fā)展,避免盲目的追求目前實(shí)施有一定困難的理想的先進(jìn)科學(xué)制造技術(shù)。目前要積極發(fā)展適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的制造模式。
(四)建立與發(fā)展我國(guó)自主的NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動(dòng)化單元技術(shù),結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有成熟技術(shù)的有效結(jié)合。同時(shí)要有組織有計(jì)劃的引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。對(duì)于引進(jìn)的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(chǎn)(LP)、智能制造(IM)等先進(jìn)制造模式要根據(jù)它們的技術(shù)構(gòu)思和特征開(kāi)發(fā)創(chuàng)新成適合我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)模式,(如獨(dú)立制造島)以使企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要。
(五)提高制造業(yè)現(xiàn)代化管理水平?,F(xiàn)代管理核心是信息管理、物質(zhì)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過(guò)程管理和市場(chǎng)信息管理、加強(qiáng)企業(yè)人才的培養(yǎng)同時(shí)與國(guó)際接軌,開(kāi)展ISO9000系列管理體系認(rèn)證,加快現(xiàn)代企業(yè)制度改革,為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:機(jī)械;自動(dòng)化;發(fā)展方向
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)備的綜合性能,能夠把機(jī)械帶入到一個(gè)智能化、人性化的科技時(shí)代,對(duì)人們的生產(chǎn)和生活具有很重要的作用,從事相關(guān)職業(yè)的研究人員和學(xué)者也在不斷的進(jìn)行改良和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)所面臨的關(guān)鍵技術(shù)門(mén)類很多,不同技術(shù)之間有著密切的聯(lián)系,有的技術(shù)是基于其他技術(shù)而存在的,多種技術(shù)互相滲透,共同找尋其發(fā)展的新方向。
1 機(jī)械制造的概念和特征
美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)于1984年為現(xiàn)代機(jī)械下了如下定義:現(xiàn)代機(jī)械是“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和(或)機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)[1]?!边@一概念的引入,為當(dāng)時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造提供了一個(gè)非常貼切的總括,使機(jī)械理論雛形有了明確的意義。
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特征也是極為明顯的,總結(jié)概括如下:機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)制造是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),在多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)[2]。
機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化可以滿足機(jī)器對(duì)于其功能的精細(xì)化要求,針對(duì)不同的產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)出不同的機(jī)械產(chǎn)品。通過(guò)這一設(shè)計(jì)過(guò)程,使得產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)從輸入端產(chǎn)生的輸出要求,完成其功能的完美呈現(xiàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)始終圍繞著產(chǎn)品功能要求進(jìn)行布局,制造過(guò)程也是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行生成,最終這一系列過(guò)程的完成,是要滿足機(jī)械生產(chǎn)的需要。機(jī)械設(shè)計(jì)制造在朝著機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展方向穩(wěn)步向前推進(jìn)。
2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向
我國(guó)從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向這方面的研究和應(yīng)用工作,研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,并取得了一定的成果[3]。但我國(guó)目前的情況與先進(jìn)國(guó)家比,還有巨大的差距。學(xué)科的專業(yè)性質(zhì)很強(qiáng),技術(shù)要求也是極高的,單純的就其理論基礎(chǔ)來(lái)講,學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用仍有很多漏洞亟待處理,但機(jī)械設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展方向是明確的。
2.1 機(jī)電一體化
機(jī)電一體化就是機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展和延伸,傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代是目前所面臨的問(wèn)題,走機(jī)電一體化方向道路,對(duì)于機(jī)械工業(yè)發(fā)展來(lái)講是極為可行的。
2.2 智能化
智能化的發(fā)展對(duì)技術(shù)的要求比較高,也是新時(shí)代機(jī)械自動(dòng)化的重要風(fēng)向標(biāo),職能化講求的是機(jī)械在操作上具有一定的能動(dòng)性,接受人為指令的同時(shí)能夠做出一定范圍和能力的判斷,這里面的學(xué)問(wèn)涵蓋很多科目,例如:計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和運(yùn)籌學(xué)等等,讓機(jī)械自動(dòng)化能夠模擬人工智能,解放人力資源,當(dāng)然不可能完全替代人力,機(jī)械能夠簡(jiǎn)單的進(jìn)行模仿、推斷和進(jìn)行部分決策的能力,這種智能化的發(fā)展,是整個(gè)人類社會(huì)拭目以待的技術(shù),不僅對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展有益,而且對(duì)未來(lái)應(yīng)用機(jī)械的相關(guān)行業(yè)也有著相當(dāng)大的實(shí)際意義。
2.3 模塊化
由于生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的廠家很多,而且機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品本身的種類也是多樣化的,所以在設(shè)計(jì)和制造機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品單元時(shí)極其要仔細(xì)認(rèn)真,注意繁雜接口的多項(xiàng)設(shè)計(jì),例如標(biāo)準(zhǔn)機(jī)接口、電氣接口、環(huán)境接口等,可以利用標(biāo)準(zhǔn)單元開(kāi)發(fā)出新型裝置,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。模塊化給機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化帶來(lái)良好的發(fā)展前景。
2.4 微型化
傳統(tǒng)的機(jī)械往往給人一種過(guò)大過(guò)笨重的印象,隨著技術(shù)的更新?lián)Q代,機(jī)械設(shè)計(jì)制造呈現(xiàn)微型化的特點(diǎn)和趨勢(shì),其產(chǎn)品本身個(gè)體小、耗能低、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)降低了制造成本,同時(shí)也使得機(jī)械能夠獲得廣泛應(yīng)用,不再是笨重的代名詞。但在我國(guó)的很多高精尖領(lǐng)域仍未能廣泛應(yīng)用,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在外形設(shè)計(jì)和內(nèi)部環(huán)節(jié)上還存在一定的局限性。
2.5 網(wǎng)絡(luò)化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍發(fā)展,各行各業(yè)都充斥著計(jì)算機(jī)技術(shù)?;ヂ?lián)網(wǎng)的應(yīng)用給人們的日常生活和工作帶來(lái)了樂(lè)趣和提高了效率。網(wǎng)絡(luò)化的普及,使得人們應(yīng)用了更多的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),把它應(yīng)用到設(shè)計(jì)領(lǐng)域中有著強(qiáng)大的實(shí)際應(yīng)用性能,例如:利用家庭網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),將家庭中的幾種常見(jiàn)的家用電器鏈接在一個(gè)系統(tǒng)中,做到遠(yuǎn)程操控,能夠提高人們的生活品質(zhì),享受到高科技氛圍。
2.6 綠色化
往往工業(yè)的發(fā)展要伴隨著生態(tài)的破壞,當(dāng)下人們?cè)缫岩庾R(shí)到生態(tài)壞境一旦被破壞的嚴(yán)重性,所以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要求也附帶著環(huán)保這一條。綠色化是時(shí)展的要求,也是人們渴望返璞歸真的美好愿景。機(jī)械設(shè)計(jì)制造本就是一項(xiàng)復(fù)雜專業(yè)化的工程,引入綠色這一概念讓機(jī)械設(shè)計(jì)本身充滿了靈性和人格魅力。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中,賦予其與自然界和諧相處的能力,綠色化是對(duì)生態(tài)壞境的尊重,這樣的設(shè)計(jì)理念,無(wú)疑是對(duì)機(jī)械制造的未來(lái)發(fā)展開(kāi)了一個(gè)好頭。
3 結(jié)束語(yǔ)
由于現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化在設(shè)計(jì)和制造上具有多重要求,所以機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造都是緊貼機(jī)械自動(dòng)化的要求來(lái)設(shè)計(jì)的。一個(gè)優(yōu)秀的現(xiàn)代化高質(zhì)量機(jī)械設(shè)計(jì)要能夠囊括大量的技術(shù)科技才能滿足機(jī)械制造的生產(chǎn)要求。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)就是機(jī)電一體化的產(chǎn)物,機(jī)電一體化的進(jìn)步依賴機(jī)械自動(dòng)化的進(jìn)步。機(jī)械工業(yè)發(fā)展需要好技術(shù)、好設(shè)計(jì)、好制造的不斷涌現(xiàn),對(duì)設(shè)計(jì)人員也是一種挑戰(zhàn),從設(shè)計(jì)到制造聯(lián)手通力協(xié)作,機(jī)電一體化的發(fā)展格局定會(huì)呈現(xiàn)良好的態(tài)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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注意:本文已經(jīng)在《組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)》(1999,10:1~5)雜志發(fā)表
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陳曉川 劉曉冰
(大連理工大學(xué)CIMS中心,大連,116023)
內(nèi)容提要:近幾年新的先進(jìn)制造技術(shù)模式和哲理層出不窮,本文結(jié)合我國(guó)國(guó)情,通過(guò)分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與其它先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系,論述了我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展策略及途徑,希望為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做些有益的探索。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代集成制造系統(tǒng),并行工程,虛擬制造,分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心
引言
信息技術(shù)的發(fā)展引起的革命使我們進(jìn)入了信息時(shí)代。信息革命不僅引起人們的思想觀念、生活方式的變化,而且導(dǎo)致了生產(chǎn)方式和制造哲理的巨大變化,可以說(shuō)近十年來(lái)提出的新的制造哲理都離不開(kāi)信息技術(shù)提供的支撐,以信息化制造技術(shù)為代表的先進(jìn)制造技術(shù)正使制造業(yè)處于重要的歷史性變革時(shí)期。多年來(lái),我國(guó)的綜合國(guó)力不斷增強(qiáng),入關(guān)在即,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已從賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)化為買(mǎi)方市場(chǎng),而且正在迅速成為國(guó)際市場(chǎng)的一部分,許多大中型企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位,甚至破產(chǎn)、倒閉。本文結(jié)合我國(guó)國(guó)情,通過(guò)分析現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系,論述了我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展策略及途徑,希望為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做些有益的探索。
現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位
現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(Contemporary Integrated Manufacturing System)是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段,在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的相關(guān)思想的精華,從信息集成、過(guò)程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展,在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說(shuō),它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行,在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化,達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的,進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性,使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。從集成的角度看,早期的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)側(cè)重于信息集成,而現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成概念在廣度和深度上都有了極大的擴(kuò)展,除了信息集成外還實(shí)現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中的各種業(yè)務(wù)過(guò)程的整體優(yōu)化,即過(guò)程集成,并發(fā)展到企業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的企業(yè)之間的集成階段。
現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究范圍應(yīng)該介于國(guó)家攀登計(jì)劃和國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃之間。與攀登計(jì)劃研究項(xiàng)目相比較,它更注重成果的應(yīng)用性,盡可能將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,并推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程;與國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃相比較,它更注重解決我國(guó)制造業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵的共性問(wèn)題、前瞻性問(wèn)題和示范性問(wèn)題【1】。
現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成
圖1 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成
先進(jìn)制造技術(shù)(AMT-Advanced Manufacturing Technology)作為一個(gè)專有名詞至今還沒(méi)有一個(gè)明確的、一致公認(rèn)的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究,目前共同的認(rèn)識(shí)是:先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱【3】。它具有如下一些特點(diǎn):
從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變,使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要; 從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變,使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮; 從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,減少層次和中間環(huán)節(jié); 從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變,縮短工作周期,提高工作質(zhì)量; 從按照功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。 通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析我們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn),只不過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大,因此通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的綜合考察,我們提出了一個(gè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成模式。如圖1所示,即在先進(jìn)制造技術(shù)中,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上,繼續(xù)推動(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究工作深入進(jìn)行,并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想,將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用,由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心,具體說(shuō)明如下:
1、并行工程(CE-Concurrent Engineering):
并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作;為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功,減少反復(fù),它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù);主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中,可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件,虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的,并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí),并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下,將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術(shù),并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果,使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。
雖然并行工程在我國(guó)進(jìn)行的研究工作中屬于熱點(diǎn),也取得了一些成果,但是目前還存在以下一些問(wèn)題:
(1)研究的廣度和深度不夠:雖然并行工程的研究工作已經(jīng)廣泛開(kāi)展,但是無(wú)論從研究的內(nèi)容上看,還是從研究的水平上說(shuō)都明顯存在差距。如:并行工程在成本和質(zhì)量上的應(yīng)用才剛剛起步,與供應(yīng)商的集成問(wèn)題還沒(méi)有提上日程。
(2)與并行工程有關(guān)的技術(shù)實(shí)用化不夠:在實(shí)用技術(shù)研究方面,目前還沒(méi)有商品化軟件誕生,而國(guó)外公司已經(jīng)推出商品化軟件(如:PTC的Pro-Engineering、CV的CADDS5)。
(3)并行工程的實(shí)施隊(duì)伍不夠:由于科研力量薄弱,在研究上還不能全面開(kāi)花,并行工程的實(shí)施就更是難上加難了。而且,當(dāng)前國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中經(jīng)濟(jì)效益不好,CAD/CAM技術(shù)還有待普及,全面實(shí)施并行工程還缺乏基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。
由于并行工程所處的基礎(chǔ)性地位及我國(guó)研究工作的不足,就決定了必須將它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究工作不斷深入地進(jìn)行。
2、虛擬制造(VM-Virtual Manufacturing):
虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施,從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功,來(lái)達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的【4】。
目前,虛擬制造技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外有所應(yīng)用,例如:美國(guó)Boneing公司設(shè)計(jì)的一架VS-X虛擬飛機(jī),可用頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套進(jìn)行觀察與控制,使飛機(jī)設(shè)計(jì)人員身臨其境地觀察飛機(jī)設(shè)計(jì)的結(jié)果,并對(duì)其外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用性能進(jìn)行考察;日本Matsushita公司開(kāi)發(fā)的虛擬廚房設(shè)備制造系統(tǒng),允許消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)商品前,在虛擬的廚房環(huán)境中體驗(yàn)不同設(shè)備的功能,按自己的喜好評(píng)價(jià)、選擇和重組這些設(shè)備,他們的選擇將被存儲(chǔ)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn);美國(guó)Coventry School of Art and Design開(kāi)發(fā)的虛擬原型制作系統(tǒng),設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的初始階段能夠在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造虛擬原型并對(duì)此原型進(jìn)行評(píng)價(jià)【6】。
國(guó)內(nèi)的研究剛剛起步,主要集中在三個(gè)方面【7】:
(1)產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)技術(shù):
主要包括虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)、虛擬測(cè)試、虛擬裝配以及機(jī)床、模具的虛擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等。其中清華大學(xué)利用美國(guó)國(guó)家儀器公司的Labview開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了鎖相電路的虛擬,機(jī)械科學(xué)研究院采用C語(yǔ)言和OpenGL進(jìn)行編程初步實(shí)現(xiàn)了立體停車庫(kù)的虛擬現(xiàn)實(shí)下的參數(shù)化設(shè)計(jì),可以直觀地進(jìn)行車庫(kù)的布局、設(shè)計(jì)、分析和運(yùn)動(dòng)模擬。
(2)產(chǎn)品虛擬制造技術(shù)
主要包括材料熱加工工藝模擬、加工過(guò)程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。北航與一汽用OPTRIS開(kāi)發(fā)的板料成型軟件已經(jīng)基本能夠模擬類似車門(mén)的中等復(fù)雜程度的汽車覆蓋件和其他沖壓成型件的沖壓成型過(guò)程;沈陽(yáng)鑄造研究所開(kāi)發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件包ESRD3D已經(jīng)應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)變曲面過(guò)流部件生產(chǎn)中,其產(chǎn)品在劉家峽、李家峽、天生橋、太平役等7個(gè)電站中使用;合肥工業(yè)大學(xué)研制的雙刀架數(shù)控車床加工過(guò)程模擬軟件已經(jīng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司車輪輪箍廠應(yīng)用,使數(shù)控程序現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間由幾個(gè)班縮短到幾小時(shí),并保證一次試切成功;北京機(jī)床研究所、機(jī)械科學(xué)研究院、東北大學(xué)、上海交大和長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院等單位也研制出一些這方面的仿真軟件。
(3)虛擬制造系統(tǒng)
主要包括虛擬制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)支持、開(kāi)發(fā)策略等。其中提出了比較成熟的思想并可能實(shí)現(xiàn)的是由上海同濟(jì)大學(xué)教授提出的分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)和西安交通大學(xué)謝友柏院士組建的異地網(wǎng)絡(luò)化研究中心。
從以上的論述中可以看到國(guó)內(nèi)外研究水平差距是很大的,而且由于虛擬制造技術(shù)既是并行工程的發(fā)展方向又是敏捷制造的核心,這就決定我們必須以它作為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的中心技術(shù),以帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的研究工作的進(jìn)行,并使它們協(xié)同一致順利地發(fā)展。
3、敏捷制造(AM-Agile Manufacturing):
敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ),選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標(biāo)共同努力來(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力,對(duì)用戶需求作出快速反應(yīng),以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力,虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù),其核心是虛擬制造技術(shù),即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路,它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平,是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。
自從1991年美國(guó)提出敏捷制造的思想后,美國(guó)政府就贊助許多研究單位開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工具,并鼓勵(lì)在不同行業(yè)進(jìn)行示范應(yīng)用,目前已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。例如:在遙測(cè)裝置生產(chǎn)的敏捷制造示范項(xiàng)目中,它聯(lián)合了加利福尼亞的圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合信號(hào)公司堪薩斯城分部和新墨西哥的圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及機(jī)械主箱、印刷電路板供應(yīng)商。通過(guò)聯(lián)合彌補(bǔ)了單一企業(yè)資源不足的弱點(diǎn),這一聯(lián)盟的生產(chǎn)時(shí)間比單一企業(yè)的生產(chǎn)時(shí)間減少了50%,生產(chǎn)率提高顯著?,F(xiàn)在美國(guó)的很多大公司都參加了這一研究計(jì)劃,在歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也紛紛成立了相應(yīng)的機(jī)構(gòu),進(jìn)行相應(yīng)的研究和實(shí)施工作。我國(guó)專家從1993年就開(kāi)始對(duì)敏捷制造進(jìn)行跟蹤研究,主要包括:實(shí)施敏捷制造的技術(shù)基礎(chǔ);虛擬公司的建立步驟及其體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式;虛擬公司的組織與應(yīng)用等。與國(guó)外相比,這些研究工作只能算原則性的研究工作,距離實(shí)用還需要走很長(zhǎng)的一段路。因此,在我國(guó)企業(yè)目前還不可能實(shí)現(xiàn)敏捷制造,但是從科學(xué)研究的角度看,我們認(rèn)為需要在合適的條件下建立一個(gè)研究性的虛擬企業(yè),加深我們對(duì)虛擬企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中所遇難題的理解,即在實(shí)踐中吸取有益的經(jīng)驗(yàn),為今后的發(fā)展作一定的技術(shù)儲(chǔ)備。
4、綠色制造(GM-Green Manufacturing):
綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小,資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護(hù)的必然選擇,發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià),國(guó)際制造業(yè)的實(shí)踐表明,通過(guò)改進(jìn)整個(gè)制造工藝來(lái)減少?gòu)U棄物,要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開(kāi)支。綠色制造的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)達(dá)到目的,即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)看,綠色制造是必然選擇,它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。
從以上的分析中我們可以看到:各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的,在先進(jìn)制造技術(shù)這一大廈下,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心,并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展,即現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。
我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)下,先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展十分迅速,新思想、新概念層出不窮,通過(guò)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)系的分析,我們認(rèn)為在制定我國(guó)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展策略時(shí),應(yīng)該注重以人為本的思想,運(yùn)用并行工程的哲理,使各種先進(jìn)制造技術(shù)相互銜接、協(xié)調(diào)發(fā)展,并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)的成熟成果,為先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用起到促進(jìn)的作用。
目前,在美國(guó)并行工程已到了推廣應(yīng)用階段,在虛擬制造方面也有商品化軟件投入市場(chǎng),在這方面我們存在巨大的差距,主要表現(xiàn)在:從研究工作方面看,科研經(jīng)費(fèi)緊缺,科研力量分散,科研成果難以推廣應(yīng)用,人才流失嚴(yán)重;從企業(yè)方面看,企業(yè)的整體素質(zhì)不高,管理工作落后,科研能力薄弱,當(dāng)面臨國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)時(shí)大多難以為繼,很難在現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)方面花費(fèi)過(guò)多,而且受企業(yè)人員素質(zhì)的制約,一些先進(jìn)的技術(shù)還不易取得立竿見(jiàn)影的實(shí)際效果,這些都影響了企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的熱情;從國(guó)家政策方面看,雖然國(guó)家對(duì)制造業(yè)十分重視,但是,由于我國(guó)當(dāng)前正處在改革過(guò)程中,多種機(jī)制同時(shí)運(yùn)行,多方利益難以協(xié)調(diào),在資金使用上往往顧此失彼,而且國(guó)家財(cái)政困難,也難以使用重金支持現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的研究。針對(duì)上述實(shí)際情況,我們提出下列解決方案:
(1)以企業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn),以“甩圖板”工程為契機(jī),大力普及CAD技術(shù),幫助企業(yè)進(jìn)行人員培訓(xùn),提高企業(yè)人員的素質(zhì)(其中包括技術(shù)水平、勞動(dòng)態(tài)度、道德水平等),不斷提高企業(yè)的管理水平,在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)成功示范企業(yè)中及時(shí)推廣并行工程,并適當(dāng)宣傳虛擬制造、敏捷制造等思想和技術(shù),為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(2)在政府方面,應(yīng)發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)職能,組織企業(yè)和科研部門(mén)進(jìn)行多方面、多層次的合作,加強(qiáng)科研成果的應(yīng)用推廣,而且應(yīng)組織多學(xué)科、跨地區(qū)的科研力量共同攻關(guān);從宏觀上加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的指導(dǎo),集中大家的智慧制定出符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展計(jì)劃,并將計(jì)劃的執(zhí)行落到實(shí)處。
(3)在技術(shù)的先進(jìn)性方面,不要過(guò)度追求世界領(lǐng)先,應(yīng)該根據(jù)企業(yè)實(shí)際要求,解決實(shí)際問(wèn)題,力爭(zhēng)盡快創(chuàng)造效益,以此取得企業(yè)的支持并獲得資金上的幫助,以便形成良性循環(huán),促進(jìn)研究工作的進(jìn)一步開(kāi)展。同時(shí),應(yīng)該參與國(guó)際合作,跟蹤國(guó)際研究動(dòng)態(tài),當(dāng)然,也可以適當(dāng)引進(jìn)一些關(guān)鍵的、有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù),進(jìn)行消化和創(chuàng)新,縮短我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距,保持一定的技術(shù)領(lǐng)先性。
(4)針對(duì)我國(guó)科研力量分散的弱點(diǎn),仿照分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的思想,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),開(kāi)展合作研究,建立分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心,協(xié)調(diào)一致進(jìn)行科技攻關(guān)。所謂分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心就是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)研究活動(dòng)中的人、物、信息及研究過(guò)程進(jìn)行全面的集成,在一定時(shí)期內(nèi)為了共同的目標(biāo)以最佳的人員和單位組合來(lái)開(kāi)展科學(xué)研究工作,調(diào)動(dòng)各方面的積極性通過(guò)協(xié)同工作達(dá)到研究工作的廣泛開(kāi)展和深入進(jìn)行,縮短科研周期,增強(qiáng)科技成果的競(jìng)爭(zhēng)力,也可以說(shuō)分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心是將現(xiàn)實(shí)的研究機(jī)構(gòu)的職能在網(wǎng)絡(luò)中的映射,是一種“虛擬”的工作模式【9】。
綜上所述,發(fā)展我國(guó)的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)應(yīng)該以企業(yè)的需求為動(dòng)力,通過(guò)政府的政策和計(jì)劃的協(xié)調(diào),繼續(xù)深入開(kāi)展并行工程、虛擬制造、敏捷制造和綠色制造的研究與應(yīng)用,并利用分布式網(wǎng)絡(luò)化研究中心,組織各地區(qū)的科研力量集中突破與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)密切相關(guān)的如STEP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用、CORBA規(guī)范的推廣、企業(yè)過(guò)程重構(gòu)理論的研究等具有重大戰(zhàn)略意義的理論研究工作,逐步使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為我國(guó)制造業(yè)的靈魂。
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Chen Xiao-Chuan, Liu Xiao-Bing
(Dalian University of Technology, CIMS Centre,Dalian,116023)
Abstract: Recent years the new advanced manufacturing technologies(AMTs) are developed rapidly. In this paper, we analyzed contemporary integrated manufacturing system(CIMS) technology and the relation between CIMS and the other AMTs according to Chinese conditions. We proposed the system frame and some developing strategies of CIMS that will be beneficial to our manufacturing sector for development of AMT in China.
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);教學(xué)內(nèi)容;考核方式
【中圖分類號(hào)】G712
制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的支柱產(chǎn)業(yè),制造技術(shù)的水平和制造業(yè)的實(shí)力反映一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力水平,決定著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的強(qiáng)弱。由于傳統(tǒng)的以大批量生產(chǎn)為特征的制造技術(shù)和制造模式已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),從而引發(fā)了制造技術(shù)、制造模式和管理技術(shù)的劇烈變革,先進(jìn)制造技術(shù)就是在這樣的環(huán)境下提出來(lái)的新觀點(diǎn)。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)在不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理技術(shù)等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)直至回收的制造全過(guò)程,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷的生產(chǎn),從而提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的制造技術(shù)的總稱。
隨著我國(guó)制造業(yè)的迅猛發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)和現(xiàn)代管理方法在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越多,我院機(jī)械類專業(yè)開(kāi)設(shè)了《先進(jìn)制造技術(shù)》課程,目的是拓寬學(xué)生專業(yè)視野,掌握制造技術(shù)最新發(fā)展。由于先進(jìn)制造技術(shù)課程涉及的內(nèi)容多,哲理深?yuàn)W,覆蓋面廣等原因,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中理解和掌握比較困難,學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)欠缺,對(duì)學(xué)習(xí)的興趣不高,普遍感到枯燥難懂,學(xué)習(xí)注意力難以持久,因而學(xué)習(xí)效果不好。怎樣使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到更多的知識(shí),培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力,對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革就顯得十分重要。
一、《先進(jìn)制造技術(shù)》課程的特點(diǎn)
1.課程的內(nèi)容多,覆蓋面廣
《先進(jìn)制造技術(shù)》課程的內(nèi)容十分繁雜,覆蓋面廣,包括柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、快速成型技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)管理技術(shù)、特種加工技術(shù)、超精加工技術(shù)、納米加工技術(shù)、生物加工技術(shù)和綠色制造等先進(jìn)的制造工藝技術(shù)和成組技術(shù)、并行工程、精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、可重構(gòu)制造、網(wǎng)絡(luò)制造、智能制造等先進(jìn)的制造模式,以及現(xiàn)代生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、企業(yè)供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等先進(jìn)的管理技術(shù)等。
2.課程內(nèi)容上既繼承又發(fā)展,具有動(dòng)態(tài)性
《先進(jìn)制造技術(shù)》課程所講授的內(nèi)容中有很多的先進(jìn)技術(shù)是既繼承又發(fā)展的。如在物料需求計(jì)劃的基礎(chǔ)上,將企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、銷售、財(cái)務(wù)、成本管理納入,則發(fā)展為制造資源計(jì)劃,而制造資源計(jì)劃經(jīng)過(guò)擴(kuò)充和進(jìn)一步完善則發(fā)展成為企業(yè)資源計(jì)劃。同時(shí),隨著時(shí)間的推移,各種先進(jìn)制造技術(shù)不斷吸收各種最新技術(shù)成果,并不斷發(fā)展和創(chuàng)新。故本課程的內(nèi)容也具有動(dòng)態(tài)性,需要不斷地更新。
3.教材內(nèi)容的滯后性
先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展迅速,而教材的內(nèi)容大多是已經(jīng)成熟或即將成熟的知識(shí),與相關(guān)學(xué)科的最新進(jìn)展相比存在一定的滯后性。因此,授課教師必須及時(shí)檢索、查閱相關(guān)技術(shù)的最新研究成果,并補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生能夠掌握制造技術(shù)的最新知識(shí)。
4.教材內(nèi)容的概述性
由于該課程涉及的內(nèi)容多、課時(shí)少(一般為40課時(shí)),對(duì)于每一種先進(jìn)制造技術(shù),本課程都不能進(jìn)行深入、詳細(xì)的講解,而只介紹其基本原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)等。
二、教學(xué)改革
1.教學(xué)內(nèi)容
作為高等教育的重要組成部分,高等職業(yè)教育以造就新型工業(yè)化需要的能力強(qiáng)、素質(zhì)高的高端技能型人才為目標(biāo),不僅要培養(yǎng)大量能夠勝任現(xiàn)場(chǎng)操作的高技能人才,而且要為潛在的未來(lái)能夠擔(dān)當(dāng)企業(yè)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化的高端技能人才營(yíng)造訓(xùn)練環(huán)境。未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)要求從業(yè)者既有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,又有一定的理論知識(shí)和智力技能,必須具有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,具有對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的快速學(xué)習(xí)、吸收和創(chuàng)造性的應(yīng)用能力,能夠把高新技術(shù)和設(shè)計(jì)成果迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)踐、產(chǎn)品,促進(jìn)制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。先進(jìn)制造技術(shù)作為一種動(dòng)態(tài)技術(shù),不斷吸收各種最新的技術(shù)成果,那么作為介紹先進(jìn)制造技術(shù)的《先進(jìn)制造技術(shù)》課程也應(yīng)該是一門(mén)動(dòng)態(tài)的課程,隨著新科技、新理念的不斷出現(xiàn)而不斷更新、充實(shí)和發(fā)展。另外,由于先進(jìn)制造技術(shù)涉及產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工制造、生產(chǎn)管理、售前售后服務(wù)到產(chǎn)品的回收等方方面面的內(nèi)容,因此先進(jìn)制造技術(shù)課程的內(nèi)容十分龐雜,涉及許多其它學(xué)科的知識(shí),如管理科學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等,在短時(shí)間內(nèi)全部掌握是不可能的。對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的安排就顯得尤為重要,先進(jìn)制造技術(shù)包含的內(nèi)容非常廣泛,教學(xué)課時(shí)內(nèi)不能全部介紹,課堂教學(xué)只能選擇有限的部分內(nèi)容講解。重點(diǎn)介紹現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)成形制造技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造自動(dòng)化、先進(jìn)制造的模式與管理技術(shù)等核心內(nèi)容。同時(shí),教師應(yīng)注意收集各種先進(jìn)制造技術(shù)最新的研究成果,及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,確保教學(xué)內(nèi)容的前瞻性。
2.課堂教學(xué)方式
如何增加學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)和新技術(shù)的興趣。要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教師觀與學(xué)生觀,教師不能只單純地傳授知識(shí),為人師表,把學(xué)生當(dāng)作被動(dòng)受教育的客體。在課堂教學(xué)中,從以教師為中心向以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的轉(zhuǎn)變,從單一的專業(yè)教育向綜合素質(zhì)教育和通識(shí)教育的轉(zhuǎn)變,從以傳授知識(shí)為主向全面地培養(yǎng)能力為主的轉(zhuǎn)變,從單一的培養(yǎng)模式向多層次、多方位的立體培養(yǎng)和因材施教的轉(zhuǎn)變,從封閉式教學(xué)向開(kāi)放式教學(xué)轉(zhuǎn)變。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí),確立引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)、激勵(lì)學(xué)生合作學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造學(xué)三個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)。
(1)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)
知識(shí)更新速度的加快,知識(shí)總量急劇增加,教育的重點(diǎn)要從傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹嘏囵B(yǎng)能力,特別是學(xué)習(xí)能力和思維能力。教師在教學(xué)過(guò)程中,要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用,引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)認(rèn)知、質(zhì)疑問(wèn)題,重點(diǎn)掌握研究和解決問(wèn)題的思路和方法。注意指導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的思考、歸納、總結(jié)、應(yīng)用,從而了解學(xué)習(xí)過(guò)程,認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)規(guī)律,尋找和總結(jié)適合自己的、靈活而高效的學(xué)習(xí)方法,發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,為學(xué)生的再學(xué)習(xí)和繼續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生明確想學(xué)什么和應(yīng)該知道什么,然后讓學(xué)生選擇自己感興趣的部分內(nèi)容自主學(xué)習(xí),在課余的時(shí)候收集相關(guān)的新知識(shí)和新技術(shù),在課堂中給予學(xué)生機(jī)會(huì)講解。學(xué)生選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,掌握了學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán),激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)應(yīng)及時(shí)修訂和充實(shí)教學(xué)的內(nèi)容,擴(kuò)大課程教學(xué)資源,提高課堂教學(xué)的柔性。
(2)在課堂上引入案例教學(xué)法
通過(guò)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)例提出需要解決的問(wèn)題,然后介紹解決問(wèn)題的方法,最后總結(jié)必要的結(jié)論和概念,避免傳統(tǒng)的提出概念、解釋概念、舉例說(shuō)明這一知識(shí)學(xué)習(xí)的三段論,這樣可以讓學(xué)生從死啃理論教學(xué)和書(shū)本中走出來(lái)。在課堂上中通過(guò)給定的問(wèn)題情景,鼓勵(lì)學(xué)生以小組活動(dòng)的形式運(yùn)用已學(xué)的知識(shí),模擬解決問(wèn)題的方法,通過(guò)討論共同找出結(jié)論。學(xué)習(xí)能力弱的同學(xué)碰到自己解決不好的問(wèn)題時(shí),可以由能力較強(qiáng)的小組成員討論解決,也可以在其他小組同學(xué)的幫助下完成。小組討論既可以讓學(xué)生互補(bǔ)知識(shí),同時(shí)也鍛煉了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。
(3)合理應(yīng)用多媒體教學(xué)課件
那種以教師為中心、課堂為中心、書(shū)本為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代課堂的需要,而多媒體教學(xué)課件能較好地將文字、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)和視頻信息等眾多媒體的信息集于一體,給學(xué)生提供一個(gè)生動(dòng)逼真、內(nèi)容豐富、交互性好的人機(jī)界面,使學(xué)生的各個(gè)感官能夠同時(shí)接受到大量的教學(xué)信息和豐富的知識(shí),能培養(yǎng)學(xué)生的想象能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。雖然計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)帶來(lái)了許多新的變化,但多媒體只不過(guò)是學(xué)習(xí)和教學(xué)的-種工具,也不是所有的內(nèi)容都適合應(yīng)用多媒體,教師需要適時(shí)地講解難點(diǎn)和提醒學(xué)生在演示過(guò)程中注意觀察重點(diǎn),并及時(shí)加以引導(dǎo)、啟發(fā)、歸納和總結(jié)。
(4)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是21世紀(jì)從業(yè)者的基本要素。要從授課指導(dǎo)思想、學(xué)習(xí)環(huán)境、課程評(píng)估、學(xué)習(xí)氣氛等多種因素考慮,把課堂教育中的不同教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、課外活動(dòng)的作用結(jié)合起來(lái),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)和創(chuàng)新精神。教師應(yīng)注意給學(xué)生營(yíng)造不同智力要求又有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情景,讓學(xué)生通過(guò)自己一系列思維的加工,發(fā)展自己的創(chuàng)新思維和能力;給學(xué)生以主動(dòng)探究、自主學(xué)習(xí)的空間,通過(guò)各種途徑、形式搜集、整理資料,通過(guò)質(zhì)疑、思考、論證、解決問(wèn)題,得出結(jié)論;采用啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)類型和組織形式,注意激發(fā)學(xué)生多方面的思維,使其智力活動(dòng)多樣化、豐富化;給學(xué)生以心理安全的教學(xué)氣氛,鼓勵(lì)和尊重學(xué)生的提出的各種問(wèn)題和想法,讓學(xué)生知道他們的觀點(diǎn)是有價(jià)值的,并從因果關(guān)系上展開(kāi)評(píng)價(jià)。
3.考核方法
考核方法主要表現(xiàn)在考核內(nèi)容和考核形式兩個(gè)方面。在考核內(nèi)容上盡量涉及先進(jìn)制造技術(shù)的各個(gè)方面,知識(shí)覆蓋面寬,考核內(nèi)容全面,同時(shí)要抓住重點(diǎn),選擇那些廣泛應(yīng)用于我國(guó)生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)制造技術(shù),如數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)等。在考核形式上可以采取上課討論、平時(shí)查閱文獻(xiàn)、課后布置作業(yè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、小論文等多種形式,變考知識(shí)為考能力,按照一定比例權(quán)重來(lái)決定本課程的最終成績(jī),這樣可以改變過(guò)去"一張?jiān)嚲矶ńK身"的局面。同時(shí)給學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)很大的自由度,鍛煉學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、信息獲取,論文寫(xiě)作、實(shí)踐和操作等方面的能力。另外,可以采用合適的方式讓學(xué)生對(duì)本課程進(jìn)行評(píng)價(jià),一方面對(duì)教師的教學(xué)方法、教學(xué)效果提出一些建設(shè)性的意見(jiàn),以便教師根據(jù)反饋意見(jiàn)進(jìn)行改進(jìn);同時(shí)可以根據(jù)課程評(píng)價(jià)內(nèi)容反映學(xué)生對(duì)本課程的參與程度,將其作為考核學(xué)生的一種輔助方式。
三、小結(jié)
先進(jìn)制造技術(shù)具有先進(jìn)性、廣泛性、實(shí)用性、系統(tǒng)集成性和動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn),是在傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等相互滲透、融合而形成的?!断冗M(jìn)制造技術(shù)》這門(mén)課程也要隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展而與時(shí)俱進(jìn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等方面進(jìn)行改革。使課堂教學(xué)質(zhì)量得到變革性的提高,從而培養(yǎng)出具備更強(qiáng)創(chuàng)新能力、綜合能力、能適應(yīng)環(huán)境變化的高端技能型型人才。
參考文獻(xiàn):
[1]賈晨輝,馬文鎖,任小中.先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)方法研究[J].科技資訊,2009.
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué),最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?,F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù),是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門(mén)技術(shù),他的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化,智能化。
1.1機(jī)電一體化技術(shù)的組成要求與原則
五大組成要素:一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。
四大原則:構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。
1.2機(jī)電一體化技術(shù)的具體內(nèi)容
(1)機(jī)械技術(shù) 機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中,經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等,形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
(2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
(3)系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù),從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā),將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元,接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面,它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
(4)自動(dòng)控制技術(shù)
其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
(5)傳感檢測(cè)技術(shù)
傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng),系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn),它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
(6)伺服傳動(dòng)技術(shù) 包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置,伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
2、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)等群體技術(shù),合理配置各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù),它使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
2.1 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用 傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上,靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的,它強(qiáng)調(diào)資源的有效利用,以低成本獲得高質(zhì)量和高效率,其生產(chǎn)盈利是靠機(jī)器取代人力,靠復(fù)雜的專業(yè)加工取代人的技能來(lái)獲取的。先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo),采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理形式的全新的機(jī)械制造業(yè),其特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?,F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù),使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來(lái),制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生,如計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。
2.2 在飲料行業(yè)中的應(yīng)用 機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機(jī)電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的應(yīng)用。不僅使單機(jī)的自動(dòng)化程度大大提高,而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高,使其競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類設(shè)備??梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量,提高其國(guó)內(nèi)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。
2.3 在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
2.3.1 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) 鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體,用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠,生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。
2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT) 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。
2.3.3 交流傳動(dòng)技術(shù) 隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性,電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來(lái)由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng),數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn),交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過(guò)直流調(diào)速水平。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎,應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
2.3.4 開(kāi)放式控制系統(tǒng) “開(kāi)放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持,按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換,且資源共享。開(kāi)放控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián),實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián),實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。
2.3.5 分布式控制系統(tǒng)(DCS) 分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比,其功能更強(qiáng),具有更高的安全性,是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
3、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 智能化 智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能,設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù),會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。
3.2 數(shù)字化 微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ),如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人;而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路,如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。
3.3綠色化 工業(yè)發(fā)達(dá)給人們的生活帶來(lái)巨大變化,在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果,所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求,機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí),產(chǎn)品可分解和再生利用。
關(guān)鍵詞:模塊化造船技術(shù) 發(fā)展研究 概念與原因 現(xiàn)狀
中圖分類號(hào):U6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0745(2013)06-0334-01
一、對(duì)模塊化造船技術(shù)的闡述
所謂模塊化造船技術(shù),主要指的是在造船的過(guò)程當(dāng)中通過(guò)采用一些獨(dú)立的單元件或者標(biāo)準(zhǔn)件來(lái)組裝建造,繼而形成具有一定功能的集成模塊且將之組合成整體來(lái)取代其相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)。從另一程度上來(lái)看,模塊化造船一般需要遵循在設(shè)備制造廠把設(shè)備組裝成標(biāo)準(zhǔn)化模塊并試驗(yàn)合格,需要在造船廠完成各個(gè)模塊上船安裝工作且對(duì)各個(gè)模塊的標(biāo)準(zhǔn)化連接口進(jìn)行結(jié)合的基本流程,這在很大程度上能夠有效提高船舶建造速率。
從另一層面上來(lái)講,相對(duì)于傳統(tǒng)的分段造船方式而言,模塊化造船一般包涵諸如模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)件和可選部件以及可組裝性的預(yù)制件等特點(diǎn)。而從近些年以來(lái)模塊化造船技術(shù)快速發(fā)展的原因來(lái)看,往往由于模塊化造船能夠有效縮短建造周期與有效降低建造成本,往往由于模塊化造船可以有效提高設(shè)備的維修和改裝,往往由于模塊化造船有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,繼而能夠有效提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,因而當(dāng)前模塊化造船技術(shù)在世界各國(guó)船舶建造中普遍采用。同時(shí),模塊化造船常常會(huì)存在著諸如總體性能較差、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高以及更換或維修所造成的損失更大等缺陷,這些問(wèn)題都是此后模塊化造船技術(shù)發(fā)展過(guò)程中所要切實(shí)解決的問(wèn)題。
二、模塊化造船技術(shù)的現(xiàn)狀
從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外模塊化造船技術(shù)的現(xiàn)狀來(lái)看,世界各國(guó)正處于模塊化造船的第四個(gè)階段,并且正形成更高水平的造船技術(shù)?,F(xiàn)階段,我國(guó)正朝敏捷制造技術(shù)結(jié)合船舶生產(chǎn)的模式分階段進(jìn)行研發(fā),因而目前我國(guó)正處于以殼舾涂一體化的中間產(chǎn)品導(dǎo)向型階段向以設(shè)計(jì)制造一體化的產(chǎn)品導(dǎo)向型階段的過(guò)渡期。自2009年開(kāi)始,我國(guó)所承接的新船訂單早已趕超韓國(guó)位列世界第一,并且在中國(guó)所承接的新船訂單中主要是以三大主流船型散貨船、油船和集裝箱船為主,這對(duì)我國(guó)模塊化造船的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。
而另一方面,近兩年來(lái)國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)船廠面臨著新接訂單減少、用工成本升高、資金困難以及技術(shù)壁壘等一系列問(wèn)題,因而對(duì)于模塊化船舶的思想主要是體現(xiàn)在總體布置中貫徹模塊化技術(shù)以及設(shè)備系統(tǒng)采用集裝箱功能模塊兩個(gè)方面。同時(shí),由于受到傳統(tǒng)船舶建造思想的禁錮,當(dāng)前普遍存在著設(shè)計(jì)思想僵化以及存在一定滯后性,這使得諸如不能正確處理總裝造船與單元、模塊化設(shè)計(jì)造船的關(guān)系,理論研究薄弱而迫切需要尋找恰當(dāng)?shù)脑齑椒?,以及傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織形式受外界因素與相互之間的影響很大等各種各樣問(wèn)題的出現(xiàn),因而施工單位需要切實(shí)將模塊化造船理念貫穿與船舶設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、建造以及管理等整個(gè)過(guò)程之中,亦需要在形成船舶設(shè)計(jì)與建造一體化的基礎(chǔ)上及時(shí)更新設(shè)計(jì)理念,從而才能實(shí)現(xiàn)模塊化造船的目的。
三、探析模塊化造船技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
從一定程度上來(lái)看,當(dāng)前模塊化造船技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)代造船技術(shù)的發(fā)展是相輔相成的,并且伴隨著科技信息水平的快速提高與廣泛應(yīng)用,伴隨著造船精度控制技術(shù)以及船舶工程管理技術(shù)的不斷完善,當(dāng)前模塊化造船不斷朝著集成化方向發(fā)展的。并且從另一角度上來(lái)看,由于現(xiàn)代化信息技術(shù)成果的廣泛應(yīng)用,模塊化造船技術(shù)的發(fā)展必然離不開(kāi)新技術(shù)。因而伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)研究工作的不斷深入,未來(lái)的模塊化造船方式必然隨之發(fā)生重大改變。
同時(shí),先進(jìn)制造模式在模塊化造船中的廣泛應(yīng)用必定是未來(lái)的另一發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)將當(dāng)前信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成果應(yīng)用到模塊化造船工作當(dāng)中來(lái),能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)與制造管理,從而大大方便了模塊化造船設(shè)計(jì)與管理工作的開(kāi)展,進(jìn)而持續(xù)創(chuàng)造出企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。而從企業(yè)的角度上來(lái)分析,未來(lái)造船模式主要指的是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。這與上文所介紹是大致相同的。企業(yè)通過(guò)依靠集成一體化機(jī)制的深入發(fā)展,通過(guò)依靠信息高速公路或者信息數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化將各地的模塊工廠、材料以及設(shè)備制造廠與企業(yè)自身有機(jī)鏈接,能夠隨時(shí)、可視地進(jìn)行異地聯(lián)合生產(chǎn),進(jìn)而形成以產(chǎn)品為導(dǎo)向的動(dòng)態(tài)無(wú)縫整合建造系統(tǒng)。這種系統(tǒng)亦是當(dāng)前徹底模塊化造船的主要依托。
而作為當(dāng)前逐漸興起的生產(chǎn)中心造船模式,這種新型的模式能夠建造專門(mén)的分段并展開(kāi)相應(yīng)的預(yù)舾裝工作形成模塊產(chǎn)品,或制造專門(mén)的功能單元模塊,或進(jìn)行總裝工程形成終端產(chǎn)品。因而根據(jù)中心的設(shè)置位置和體系結(jié)構(gòu),可以簡(jiǎn)單分為實(shí)體中心和虛擬中心。并且對(duì)于虛擬中心而言,虛擬中心實(shí)際是一個(gè)能夠充分發(fā)揮承接造船訂單、船臺(tái)以及試航交船等眾多功能的虛擬企業(yè),在信息技術(shù)與智能技術(shù)運(yùn)用的前提下采用新型的控制方式來(lái)達(dá)到聯(lián)動(dòng)控制,繼而能夠提高生產(chǎn)效率以及降低船舶制造成本。所以造船企業(yè)未來(lái)采用的模式必然是生產(chǎn)中心造船模式。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,我們不難得出現(xiàn)代船舶企業(yè)在模塊化造船技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中必然會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,這就需要船舶企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中切實(shí)利用當(dāng)前信息化高新技術(shù)成果來(lái)武裝自己,并且在采用生產(chǎn)中心造船模式的基礎(chǔ)上形成企業(yè)獨(dú)特的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力,從而才能夠有效降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率,進(jìn)而才能夠在真正意義上達(dá)到發(fā)展模塊化造船技術(shù)的本質(zhì)目的。
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