我國機械制造業新技術分析

　　隨著機械產品國際市場競爭的日益加劇，各大公司都把高新技術注入機械產品的開發中，作為競爭取勝的重要手段。本文就目前機械制造業高新技術的發展與應用作一綜述，以引起各方面的關注。
　　
　　一、機械制造業的地位
　　
　　國民經濟中的任何行業的發展，必須依靠機械制造業的支持并提供裝備。在國民經濟生產力構成中，制造技術的作用占60%以上。美國認為社會財富的來源機械制造業占68%。當今制造科學、信息科學、材料科學、生物科學等四大支柱科學相互依存，但后三種科學必須依靠制造科學才能形成產業和創造社會物質財富。而制造科學的發展也必須依靠信息、材料和生物科學的發展，機械制造業是任何其他高新技術實現工業價值的最佳集合點。例如，快速原型成型機、虛擬軸機床、智能結構與系統等。
　　從美國來看，自二次世界大戰以來，美國對機械制造業的發展十分重視。從50年代以來，在美國大學中設置工業工程專業，培養機械制造系統人才，著眼于世界市場競爭，企圖霸占國際制造業市場。50年代初，當第一臺數控機床在美國麻省理工學院誕生以后，美國在機械制造業中采取的主導政策是走數控和計算機群控，實現機械制造業中占主導地位的中小批量生產自動化的道路，以提高生產效率。但實踐證明這一策略未能奏效，在機械制造業的國際競爭中，德國和日本是勝利者。70年代轉向吸取德、日經驗，使中、小批量生產通過成組技術（GT）實現生產系統柔性化和自動化。1979年美國國會通過議案撥款發展柔性化制造系統，并于80年代末完成了高度柔性化的全自動化小型工廠（small work）標準化工作，并向中小型企業推廣。但由于忽略了市場的多變性和人的因素的作用，在與德、日的競爭中未能占上風，一度認為機械制造業已成“夕陽工業”。通過10年論證，從概念上實現了從柔性制造到敏捷制造的轉化，把宏觀的國際市場需求與具體的公司生產密切結合，充分發揮人的因素，形成對市場的快速反映，提出了“敏捷”制造的新概念。
　　
　　二、機械制造業的發展趨勢
　　
　　機械制造業在國際市場的激烈競爭中，美國屢屢受挫。70年代后，機械制造業被看成是“夕陽工業”。產業衰退，巨額貿易赤字，經濟空前滑坡，有關工業競爭“關鍵問題”討論將近10年。1986年在美國科學技術基金會（NSF）支持下，麻省理工學院（MIT）深入研究衰退原因和振興對策，認為產品在上市的時間（T）、質量（Q）、成本（C）和服務（S）等產品競爭四大關鍵因素中，質量已不再是市場競爭的最大優勢。創新周期縮短和全球化市場的形成，企業面臨著不可預測和不斷變化的市場，只有快速響應市場需求，提供滿足用戶個性需求的產品，才能在競爭中取勝。1988年美國通用汽車公司（GM）與李海大學（Lehigh University）工業工程系共同提出一種新的制造企業戰略——敏捷制造（Agile Manufacturing），并成立了國家制造科學中心（NCMS）和制造信息資源中心（MIRC），得到國家自然科學基金會、國防部、商業部和眾多公司支持，經國會聽證后向聯邦政府提出建議。現在由政府部門主持、企業與大學共同參與研究、開發和應用，稱為21世紀制造企業的戰略。
　　1、機械制造的思路。敏捷性體現在：持續變化性（產品、技術、管理模式）、快速反應性（以適應市場的變化）、質量高標準、低費用。實現敏捷制造條件：設備高度柔性，可編程性和模式化；信息系統標準化和可維護性；人的因素和管理機構。實施方式：虛擬公司、競爭與合作，用戶參與設計與制造，兼顧經濟效益和社會效益，增加信息服務和系統管理功能。
　　2、敏捷制造特色。革新制造企業的組織機構、管理策略與制度，建立社會化的虛擬公司；提高從產品設計、制造、銷售全過程的整體柔性；在政府部門協調下，企業、高校和科研機構結合；用戶參與設計與制造；發揮人的因素（知識、技藝和創造）和信息的作用。但歸納起來，敏捷制造的主要特色是制造柔性和成員間的合作。
　　
　　三、機械虛擬制造技術
　　
　　虛擬制造技術是一種新的人機界面形式，它是利用計算機技術、強大的軟硬件功能和其它交互設備，在計算機工作平臺上，產生一個虛擬環境。應用人類的知識、技術與感知能力，與虛擬世界中的對象進行交互作用，對所要進行的產品設計和生產制造活動進行全面的建模和仿真（包括：產品設計、加工裝配、物流、生產計劃、組織管理等）。在產品未生產出來前就實際地模擬出產品的設計開發和制造全過程，并對產品性能進行全面模擬試驗，預測產品的設計和制造合理性、產品性能和制造周期等，以達到最佳化。使產品的開發生產周期最短、成本最低、質量最佳。
　　由于虛擬制造技術在面對激烈市場競爭中顯示出了巨大的技術優勢。因此，目前已為各先進工業國家和公司所極度重視。我國在機械工業部門主持下，已于1998年9月在北京召開了第一次“虛擬制造技術研討會”，以推進虛擬制造技術在我國的研究和應用。
　　
　　四、機械制造的軟件技術
　　
　　計算機技術應包括：計算機硬件和軟件兩大部分。其中軟件技術又是充分發揮計算機功能的必要基礎條件。可以說只有通過計算機技術（硬件和軟件）的應用，一切先進技術才能發揮作用。
　　本文內容僅涉及了機械制造業中部分高新技術的發展情況，如何將高新技術注入我國的機械制造業中，以產生良好的社會經濟效益，觀念的改變和體制改革是關鍵，而應用高新技術改造和開發具有市場競爭能力的新產品，這又是當前改變我國機械制造業面貌的頭等大事。克服保守和墨守成規，在政府有關部門主持下，走產學研相結合的道路，這將會使機械制造業走向健康和發展。
　　（作者單位：哈爾濱啤酒有限公司）