現代機械制造技術及其發展趨勢

王季民

摘要：作為國民經濟發展的基礎條件，機械制造業是其他經濟行業發展的生產途徑，更是彰顯國家、區域工業化水平與經濟實力的重要標志，不僅對國家經濟、國防及綜合實力起決定作用，更對國家工業化、現代化進程起決定作用。本文在產業結構與組織理論前提下，對現代機械制造技術的概況及其發展趨勢進行了分析與探究。

關鍵詞：現代機械制造技術；概況；發展趨勢

中圖分類號TH16 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0133-01

1.現代機械制造技術的概況

現代制造技術意義較為多，通常情況下，現代制造技術可理解為通過傳統制造技術和現代高新技術充分結合的產物，如計算機技術、信息技術與自動控制技術等，是一個多樣化一體的新型交叉學科，其使制造技術發生了質的改變。為此，現代制造技術已經成為衡量現代制造水平的重要指標，其能夠將人與設備的優勢、潛能充分發揮出來，能夠為傳統機械制造行業帶來強有力的發展動力。在發達國家其制造業自動化發展水平已經較為成熟，達到機械制造系統自動化的階段。計算機輔助設計、計算機輔助產品工程與計算機仿真等技術在設計產品中極為常見。同時也選取了較為科學、規范的管理模式進行企業管理。在現代機械制造技術發展歷程中，其主要包含以下幾點內容：

1）計算機集成制造系統。通過計算機與其軟件，在自動化技術、信息技術與制造技術前提下，能夠把制造廠所有生產工作相關的分散性自動化系統進行有效集成，這就被稱為計算機集成制造系統，在多品種、中小批量生產的整體效率高、柔性強系統內得到了廣泛應用。從概念、含義角度分析，計算機集成制造系統可歸結為2方面：（1）功能方面，其能夠涵蓋工廠內的所有生產運營工作，如預測市場、設計產品等，由此可見，與傳統工廠自動化相比，其具有更為廣泛的涉及面，同時該系統也極為復雜，是工廠自動化發展的趨勢；（2）集成方面，其涵蓋的自動化不再只是簡單疊加工廠所有階段的自動化，而是在計算機系統、分布式數據庫技術支撐的前提下實現有效集成。此類集成是通過信息、功能為主要表現方式的技術集成，也就是信息、功能方面的有機集成，該技術的應用能夠達到開發產品時間縮短、質量及品質提升的目的，同時也能實現成本大幅度降低。

2）智能制造系統。在制造系統內充分運用大量人工智能技術，如人工神經網絡、專家系統等，以此對難度較大的決策問題予以處理，進而達到制造系統水平提升的目的，則被稱為智能制造系統。人工智能的功能就是對技能水平高超員工的替代，通過對機械制造工作人員具體實踐、技能知識的深入學習，才能對工作中存在的問題進行有效解決。人工智能是智能制造系統的核心技術。

3）并行工程。具體操作中也可將并行工程看作是同步工程，其主要是傳統產品串行開發的流程。在產品設計中采取集成、并行的系統方法被稱為并行工程，此方式規定在設計初期工作人員就必須對產品整個存在過程進行充分思考，如生成概念到產品報廢等，同時要求對該過程內的全部影響因素進行充分思考，如質量、成本等。

4）敏捷制造。敏捷制造的基礎結構由計算機網絡與信息集成，其具有標準化與專業化，在所有企業連接中其結構形式為分布式，以此進行虛擬制造環境的構建。其原則為競爭合作，在虛擬制造環境中合作人可通過動態方式進行選擇，以此進行虛擬企業構建，這樣才能滿足市場發展變化需求。

2.現代機械制造技術的發展趨勢

精密工程技術與機械制造高度自動化為現代機械制造技術的主要發展趨勢，在本世紀初超精密加工已實現1nm的加工精度，同時，分子束生長技術、離子注入技術與材料合成、掃描隧道工程也達到了0.3nm～0.1nm加工精度。目前精密工程已經逐步邁向原子級精度加工，換言之，隨著科技的發展，實現移動原子級別加工將不遠了。同樣傳統機床模式的結構布局已發生改變，如產品綜合樣本中日本Mazak公司將一種未來機床展示出來，外形方面，此機床和太空飛行器類似，噪音、油污等將給環境帶來嚴重污染的問題在此類機床加工過程中將不再出現。伴隨社會經濟發展速度的不斷提升及科學技術的快速發展，現代機械制造技術的發展趨勢可歸結為3方面，全球化、虛擬化與綠色化，這3方面發展，更能凸顯現代機械制造業的規模性、高效性及環保性，只有不斷創新機械制造技術，才能確保機械制造行業更快更好的發展，才能為國家發展、社會穩定創建良好的發展環境，提供全面技術支撐。

2.1全球化

步入21世紀以來，機械制造行業自動化發展的主要方向就是制造全球化。尤其是經濟全球化的不斷深入，在各個工業領域內，無論是大企業、還是小公司都逐步與國際接軌，向國際化經營方面發展。其主要原因在于改革開放后，國內外市場競爭愈來愈烈，如國內機械制造行業因技術不過關，技術不先進，在市場競爭中面臨的壓力越來越大，甚至出現倒閉、兼并現象。為此，在國內市場占有一定位置的大多數企業必須轉變發展思路，進行新市場的擴張。除此之外，因計算機互聯網技術發展速度的加快，將大量技術信息交流、開發產品與管理經營的先進技術提供給所需企業，對企業競爭合作關系的建立起到了推動作用。這種關系同時也對國際間市場競爭產生了激化作用。在以上原因的互相影響下，發展制造全球化，才能找到發展出路，才能實現機械制造業可持續發展。

2.2虛擬化

在設計環節選取的擬實技術與制造環節的虛擬技術都被看做是虛擬化。通過虛擬化可對開發產品的速度大幅度提升，同時做到降低風險的目的。設計產品的擬實技術的目的為產品自身性能、成本的合理優化，其為面向產品結構、性能的分析技術。

制造環節的虛擬技術則是將產品制造工藝優化、產品質量保障及成本最低化等作為該技術應用的主要目的，其主要對產品的可加工性、加工方式是否科學有效進行檢驗。計算機仿真是虛擬化的重點。利用仿真軟件能夠對真實系統進行模擬，以此確保合理化設計產品，確保產品質量符合相關標準規定。

2.3綠色化

目前，制造企業都面臨著資源如何最大限度利用與污染如何實現最小化等問題，綠色制造的出現可充分解決此類問題。其為現代制造業在人類社會可持續發展戰略的重要表現，也是制造業自動化系統今后必須思考的問題。現階段，已經產生的綠色制造技術主要包含精密成型技術、無切削液加工、快速成形技術等，這些技術都可納入綠色制造系統內，主要原因在于此類技術能夠對原材料、能耗量等最大限度降低，同時通過改進相應技術方式，還能起到保護環境的目的。

3.結論

綜上所述，作為高新技術的載體，機械制造業一定程度上對高新技術創新起到了帶動作用。多年來，實現機械制造技術專業化不單單是為生產效率提升及生產方式先進化提供了支撐，更是傳統機械制造技術向先進制造技術轉變過程，是國際市場競爭中一個國家贏得最終勝利的重要工具。作為一個發展中國家，中國在社會工業化發展過程中，應進一步壯大自身機械制造業，并將其作為國民經濟發展的支撐產業。尤其是在2001年加入WTO后，中國的大門向世界敞開，如何對國外先進的技術充分融入我國機械制造業，如何實現產業升級，如何將后發優勢充分發揮出來，如何實現我國機械制造也跨越式發展，都已經成為我國經濟發展必須思考的問題。