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先进制造模式及先进制造技术的发展趋势

发布时间:2022-10-20 20:10:05 来源:网友投稿

[摘 要]阐述了机械制造模式的分类,主要介绍了并行工程、敏捷制造、成组技术、计算机集成技术四个主要制造哲理。通过对比国外先进制造技术发展战略及规划,找出我国目前存在的差距,并提出我国先进制造技术发展策略。

[关键词]先进制造技术;先进制造模式;并行工程;敏捷制造;对策;成组技术;计算机集成技术

一、引言

先进制造模式是指作用于制造系统的具有相似特点的一类先进方式方法的总称。生产系统和制造系统有着严格的区分。在这里采用广义的制造系统的概念,即制造系统是指生产制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的将资源转换成产品的有机整体。

制造模式分为3层:① 技术和方法层。主要是一些相对独立的技术和方法。包括制造技术、设计技术和管理技术。② 系统方法层。强调方法和技术的综合集成。包括制造模式、生产模式、管理模式。③哲理层。强调的是一种思想、一种理念。主要包括:并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、可重构制造(RM)、大量定制(MC)、网络化制造(NM)、成组技术(GT)、精益生产(LP)、计算机集成制造(CIM)、虚拟制造(VM)和智能制造(IM)。

二、几个主要的先进制造哲理:

(一) 并行工程(CE)

对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。这种模式力图使开发者从一开始就考虑产品全生命周期中的所有因素,包括质量、成本、进度和用户需求。并行工程通过集成企业内的所有相关资源,使产品生产的整个过程在设计阶段就全面展开,旨在设法保证设计与制造的一次性成功,

缩短产品开发周期,提高产品质量,降低产品成本,从而增强企业竞争力。

(二) 敏捷制造(AM)

美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)。指企业在无法预测的持续、快速变化的竞争环境中生存、发展并扩大竞争优势的一种新的经营管理和生产组织模式。

AM的特征是:①企业间联作集成。充分发挥各企业的长处,针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。②具有高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。③充分发挥人的作用,不断提高企业职工素质和教育水平,优化人机功能分配。

敏捷制造指导思想是:充分利用信息时代的通讯工具和通信环境,为某一产品的快速开发,在一些制造企业之间建立一个动态联盟,各联盟企业之间加强合作和知识、信息、技术资源共享,充分发挥各自的优势和创造能力,在最短的时间内以最小的投资完成产品的设计制造过程,并快速把产品推向市场。

(三) 成组技术(GT)

是在多品种的生产活动中,研究和利用有关事物的相似性,将相似的问题分类成组,寻求解决这一组问题的相对统一的最优方案,以取得期望的经济效益的一门生产技术科学。

GT起源于成组加工。成组加工是指将某一工序中加工方法、安装方式和机床调整相近的零件组成零件组,放在一起加工,以减少机床调整工作量和提高加工效率。成组加工进一步发展就成为成组技术。

成组技术最基本的原理是"相似性",即产品零件的几何形状、结构特征的相似性,制造零件工艺规程的相似性,材料毛坯的相似性等。

成组技术的关键是按照一定的规则进行分类编码,实现产品的数字化表示。机械零件分类编码系统,就是用数字、字母或符号,将机械零件图上的各种特征进行描述和标识的一套特定的法则和规定。

(四) 计算机集成制造(CIM)

美国哈林顿博士在"计算机和集成制造"一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是:制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体,需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程,最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心,这种集成不仅是物的集成,更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成,计算机是集成的工具,计算机和辅助各单元技术是集成的基础,信息交换是桥梁,信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化,以提高企业对市场变化的动态响应速度,并追求最高整体效益和长期效益。

三、国外先进制造技术发展战略及规划概述

在未来的市场竞争中,谁先占领了先进制造技术的制高点,谁就把握了竞争取胜的主动权。因此,世界许多国家,尤其是发达国家都把先进制造技术与信息科学技术、材料科学技术和生物科学技术同列为21世纪的四大支柱科技加以重视,将先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域,制订和实施了一系列的发展战略与规划。

其中具有代表性的是美国的先进制造技术计划(AMT)、关键技术(制造)计划、面向制造应用的系统集成计划(SIMA)、敏捷制造使能技术计划(TEAM)、下一代制造计划(NGM);日本的智能制造技术国际合作计划(IMS)、未来计划、创新性工业技术研究开发计划;德国的制造2000计划;韩国高级先进制造技术计划(HANP)等。

四、我国先进制造技术存在的差距和应实施的策略

改革开放20年,通过技术改造和引进国外先进制造技术,使我国的制造工业有了长足的进步,但和先进国家相比还存在很大差距,表现在:技术改革投入相对不足,原有技术基础和研究开发能力薄弱,制造业产品落后,技术水平低,信息含量少,更新换代慢,以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后,缺乏国际竞争能力。面对这样形势,发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列,必须采取相适应的措施和策略。

(一) 人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场,科技人员必须强化市场意识,因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。

(二) 加强政策与法规建设,建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下,国家仍应制定科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划,以及相应的法规政策。继续鼓励科技创新政策,一些技术改造和先进技术推广,仍需国家给予支持。

(三) 发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式,要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展,避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。积极发展适应我国国情的制造模式。

(四) 建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术,结合实际情况实现现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造( IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式,以使企业适应市场经济的需要。

(五) 提高制造业现代化管理水平。现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨,开展ISO9000系列管理体系认证,加快现代企业制度改革,为先进制造技术的发展奠定良好的基础。

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