我國機械技術的現(xiàn)狀與發(fā)展

紀榮海

經(jīng)過多年的迅速發(fā)展，中國機械行業(yè)取得了很多可喜的成績，在國內(nèi)和國際上已取得一定地位，從業(yè)企業(yè)在市場、資金、人才和技術等方面都初具特色，為中國機械行業(yè)的進一步發(fā)展奠定了良好的基礎，但我們?nèi)砸獙π袠I(yè)形勢及企業(yè)自身發(fā)展有一個清醒、客觀的認識。機械未來的行業(yè)發(fā)展趨勢顯的至關重要，它很大程度上牽制和引領著中國機械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來方向，因此有針對性的研究和分析國內(nèi)外機械的發(fā)展趨勢以及對我國機械行業(yè)的影響非常重要，機械自動化，主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術改造、技術進步的主要手段和技術發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術水準，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟各部門的技術進步有很大的直接影響。

一、機械

1.我國機械的現(xiàn)狀

中國是世界上機械生產(chǎn)大國，但離機械強國的距離較遠，一方面國產(chǎn)機械產(chǎn)品的技術、質量距國際先進水平還有較大差距，行業(yè)的生產(chǎn)集中化程度很差，企業(yè)經(jīng)營效率仍很低，自主開發(fā)能力和企業(yè)盈利能力差距仍大，還缺乏在國際市場上有競爭力的品牌。雖然經(jīng)過多年的市場經(jīng)濟的引導，通過引進技術、與跨國公司合資和合作生產(chǎn)，在技術要求上力爭貫徹ISO質量管理體系標準，全行業(yè)總體的產(chǎn)品質量水平有所提升，但我國工程機械產(chǎn)品質量水平依然不能令人滿意，這一積極因素使得我國機械行業(yè)市場競爭力在國際市場上處于一定的地位，但是相比于歐美發(fā)達國家而言，仍然處于二流水平，現(xiàn)實不容樂觀。作為市場核心因素的產(chǎn)品技術質量上看，問題依然很嚴峻，主要表現(xiàn)為可靠性差，壽命低，早期故障多；從產(chǎn)品的市場包裝上看，外觀造型呆板，設計單一不夠鮮明；這些來自產(chǎn)品的直接的低惡因素，導致工程機械產(chǎn)品的市場反應差，在國際市場上而言，其占有率相比發(fā)達國家而言，差別較大。

同時，部分工程機械行業(yè)由于僅僅限制于國內(nèi)市場，在量上大做文章，使得生產(chǎn)的機械產(chǎn)品存在著產(chǎn)能過剩的危機；盡管“十五”規(guī)劃的實施，使得產(chǎn)能過剩得到一定的條件，逐漸降低80%以下，但20%的過剩產(chǎn)能仍然是一個很為嚴重的問題，它不僅僅暗示著國內(nèi)企業(yè)的效益低下，另一方面也指示了目前國內(nèi)企業(yè)所必須面臨的企業(yè)生存以及優(yōu)化發(fā)展的困境。而且隨著我國加入WTO以后，外資企業(yè)的不斷涌進，必將對行業(yè)生存狀況帶來更大的壓力，因此著眼機械行業(yè)長遠發(fā)展是非常重要的工程機械行業(yè)的長遠發(fā)展依然得從產(chǎn)品技術質量著手，工程機械作為技術含量很高的機械產(chǎn)品，它的質量水平受制于國內(nèi)整個經(jīng)濟技術水平。隨著中國加入WTO以后，中國已逐步融入全球一體化的經(jīng)濟范疇，實施全球采購已成必然趨勢，在國家“十五”優(yōu)厚內(nèi)部環(huán)境以及國際大熔爐的大好時機下，我們應該完全有條件在短期內(nèi)把中國工程機械產(chǎn)品的質量提高一步，加快腳步對工程機械行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)結構調整，這是提高企業(yè)競爭力的必由之路

全行業(yè)水平有待進一步提高，這是很明了的。抓緊發(fā)展的大好時機，踏實認真地改善自己的工作，增強危機意識、競爭意識和質量意識，共同努力把行業(yè)水平再提高一步，這才是現(xiàn)在的關鍵

2.國內(nèi)外工程機械的發(fā)展趨勢以及相應的措施

目前工程機械發(fā)展總的趨勢：發(fā)展快，水平高，工程機械產(chǎn)品向著系列化、模塊化、大型化和微型化方向發(fā)展；電子化、信息化、智能化水平不斷提高，而且這幾個方面高度交叉融合，彼此間的界限越來越模；環(huán)保節(jié)能新技術將得到推廣；可靠性、安全性、舒適性、將得到高度重視；面向工程機械產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)設計將廣泛采用、面向施工工藝的研究將不斷加強。工程機械發(fā)展正由動力革命變成控制革命，由液壓手動控制發(fā)展為機群集中控制，電氣設計由儀表檢測、斷電器控制發(fā)展到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。產(chǎn)品的發(fā)展走過了從工程機械機電一體化發(fā)展到機器人化的過程。工程機械機器人20世紀90年代發(fā)展的重要標志，也將21世紀各類工程機械發(fā)展的總趨勢。

2.1產(chǎn)品設計必須滿足不同客戶的需

隨著社會各行業(yè)的縱深發(fā)展以及不同行業(yè)的交叉發(fā)展，對機械產(chǎn)品的需求以及要求也越加嚴格和精細，因此適應不同要求的產(chǎn)品設計也應該提到行業(yè)改革的日程上來，通過對近年來機工程機械產(chǎn)品的市場分析來看，未來工程機械產(chǎn)品的大致發(fā)展特色如下

2.1.1產(chǎn)品功能多樣化，設計微型

功能多樣化是近年來工程機械的一個新特點。多功能化作業(yè)裝置改變了單一作業(yè)功能，為完成更多的作業(yè)功能，工程機械主機作業(yè)功能將盡可能擴大，單一功能將向多功能轉化，擴大了工程機械的應用領域

系列化是工程機械發(fā)展的重要趨勢。國外著名大公司逐步實現(xiàn)其產(chǎn)品系列化進程，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短同樣隨著行業(yè)越來越深入到更為具體更為實際的工作環(huán)境，不同層次用戶的需求為求方便，逐漸向小型化及微型化方向發(fā)展。幾年來，中等型號工程機械基本上沒有大的發(fā)展，近幾年來還有下降趨勢。但小型工程機械一直呈快速發(fā)展之勢，特別是在歐美發(fā)展很快。顯然緊跟市場信息是萬能的鑰匙

2.1 .2產(chǎn)品的智能化

隨著控制及信息等技術的發(fā)展，必然導致多行業(yè)的交叉創(chuàng)新，從各方層次各個角度去應用新技術，滿足不同行業(yè)不同客戶的發(fā)展需要。機械產(chǎn)品的智能系統(tǒng)相應的出現(xiàn)了，它廣泛應用于工程機械的產(chǎn)品設計，使工程機械向信息化、智能化方向大步前進，提高了工程機械的高科技含量，促進了工程機械的發(fā)展隨著工程施工技術的不斷發(fā)展完善，用戶對工程建設機械也提出了更高的市場要求，實現(xiàn)工程機械工作過程的在線狀態(tài)監(jiān)測和自動故障診斷，預測并根據(jù)一定的智能體系排除可能出現(xiàn)的故障是日前機械行業(yè)的最新發(fā)展動向

2.1.3產(chǎn)品設計的綠色環(huán)

一方面，產(chǎn)品設計應該結合產(chǎn)品材料自身的特色，發(fā)揮在環(huán)保功能上的作用，這樣不僅使得產(chǎn)品的功能得到更好的滿足而且很大程度上可以提高產(chǎn)品自身的功能效益，比如在環(huán)保型材料的利用上，應盡量采用能再生利用的材料和資源，采用長壽命、低能耗及減輕重量的設計原則，延長產(chǎn)品壽命，可減少機械的生產(chǎn)量和降低其報廢降低產(chǎn)品能耗，可減少對環(huán)境的污另一方面，產(chǎn)品設計在滿足產(chǎn)品所自身提供的功能的基礎上，更應該通過一定的先進技術降低在它揮發(fā)自身主要功能的同時對環(huán)境和其他工作狀況的影響，這一結果必然會達到一個合格而健康的產(chǎn)品的誕生。我們從降低整機振動與噪聲這一產(chǎn)品設計中最關注的焦點來看，顯然是必不可少的，減少對環(huán)境的振動與噪聲是對減輕了對周圍環(huán)境的破壞與污染。

2.2 機械行業(yè)發(fā)展的集中化發(fā)展

一方面隨著各行業(yè)分工的愈加細致化以及市場應變狀況的加劇，過去傳統(tǒng)的從產(chǎn)品的零部件生產(chǎn)到成品的拼裝、市場的銷售及售后服務等等一條龍的工作流程顯然已經(jīng)不再適應，各企業(yè)已經(jīng)從不同的角度進行分工協(xié)調，各司其職的進行，集中度越來越高特別是制造商兼并聯(lián)合加快，使得產(chǎn)品的集中化趨勢顯示的更為明顯另一方面，企業(yè)的合作機制發(fā)生了較大的變化，過去傳統(tǒng)的工程機械制造商大公司兼并小公司的行為已經(jīng)上升到大公司之間的聯(lián)手合作，這樣的強強連手必然導致整體資源的勢力的大大增加，勢必對行業(yè)的競爭帶來致命的沖擊，因此各行業(yè)應加強自身市場應變的能力，隨時準備抗擊巨大的外來壓力

2.3 我國機械行業(yè)應采取的措施

面對國內(nèi)外機械行業(yè)這些發(fā)展趨勢，必然導致市場競爭更為激烈，自身的發(fā)展是尤為重要。目前中國工程機械行業(yè)企業(yè)為數(shù)縱多，可規(guī)模較小，近幾年在政策的調控下，盡管行業(yè)中兼并、重組、聯(lián)合已有較大進展，但是行業(yè)的利潤空間仍然帶來了不少自主出擊的中小型企業(yè)，它們采取一系列變化無常的運行機制，更加劇了市場惡性競爭，無法形成一股較強的國際競爭力。現(xiàn)在國際工程機械行業(yè)重組聯(lián)合兼并之風日盛，跨國公司規(guī)模越來越大，產(chǎn)品品種齊全，銷售網(wǎng)絡遍布全球，在這種形勢下，如果我們不抓緊行業(yè)結構調整，不把企業(yè)做強做大，不減少內(nèi)耗并規(guī)避無序競爭，就不可能與這些跨國公司進行同臺競技在產(chǎn)品結構調整方面，應首先內(nèi)市場需求進行，同時發(fā)展在國際市場上有競爭力的產(chǎn)品。對于原已占有市場的優(yōu)勢產(chǎn)品，要增加新品種，以滿足不同地區(qū)和不同氣候的多種多樣的工作環(huán)；要縮短產(chǎn)品開發(fā)和更新周期，減少重復建設項；產(chǎn)品開發(fā)要著眼于國際市場水平和國內(nèi)建設項目以及農(nóng)村發(fā)展的需要，多做用戶調研和市場分析。加快與國際市場接軌，開拓國際市場顯然已成為我國工程機械行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略要策顯然，我國工程機械的發(fā)展要想取得長足的發(fā)展，就必須根據(jù)自身的實際情況，增加產(chǎn)品的技術質量，加強各行業(yè)的融合，發(fā)展適合我國工程建設的機械，同時著眼于國內(nèi)外機械行業(yè)發(fā)展的趨勢，提高我國機械行業(yè)工程產(chǎn)品國內(nèi)以及國際競爭力

二、機械自動化

1、機械自動化的產(chǎn)生

機械自動化技術從上個世紀20年代首先在機械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應用，上世紀60年代后為適應市場的需求和變化，為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應的能力，開始建立可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計算機技術的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機器設備或生產(chǎn)管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉換到制造另一種不同的零件。社會實踐證明，這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當代大多數(shù)企業(yè)的實際不相容。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。

2、我國機械自動化的現(xiàn)狀

機械自動化技術從上個世紀20年代開始發(fā)展應用以來，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來計算機的高度集成化，開始采用了計算機集成制造系統(tǒng)，大大加快了機械自動化的發(fā)展，但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，我國的產(chǎn)業(yè)結構層次低。我國機械制造業(yè)目前有11.4萬個企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動占有相當?shù)谋戎兀覈塥毩㈤_發(fā)現(xiàn)代機械自動化技術的企業(yè)可以說沒有；我國機械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準低，不僅在數(shù)量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質量上、使用上，同世界先進水準也存在階段性差距。實現(xiàn)我國機械自動化技術是一個長期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。當前，我國還處在社會主義初級階段，經(jīng)濟、財力、生產(chǎn)力水準、國民素質等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產(chǎn)率，勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現(xiàn)實問題。

3、我國機械自動化發(fā)展之路探索

（1）結合生產(chǎn)實際發(fā)展機械自動化技術

先進制造技術的全部真諦在于應用。發(fā)展機械自動化技術，應以企業(yè)的生產(chǎn)和技術發(fā)展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應的自動化方式進行生產(chǎn)，才能收到良好的技術經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術，應結合實際，注重實用，即對國民經(jīng)濟產(chǎn)生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法，全年生產(chǎn)任務只需1～2個月就完成的低負荷率生產(chǎn)也要搞的傾向應當糾正，對國民經(jīng)濟不產(chǎn)生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益，而不單純是速度。國產(chǎn)造型生產(chǎn)線因產(chǎn)品質量差、可靠性低、實用性差，開工率一般僅在50%～60%。而能在生產(chǎn)中長期服役的主力生產(chǎn)線很少，像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業(yè)績的線更是鳳毛麟角。這種現(xiàn)象不屬偶然或局部，而是帶有普遍性。據(jù)調查，我國引進的弧焊機器人，完全正常運轉、充分發(fā)揮效益的只占1/3；另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態(tài)；還有1/3不能正常使用，直接影響了用戶使用更多機器人的信心。

（2）發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術

發(fā)展低成本自動化技術，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。美國麻省理工學院提出的精節(jié)生產(chǎn)LP模式，就是以最小的投入，取得最大的產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。日本豐田公司采用適時生產(chǎn)JIT、全面質量管理TQC和成組技術GT、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性為支柱的精節(jié)生產(chǎn)方式，使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOA Data機工廠的組裝車間內(nèi)擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產(chǎn)線，它并不完全由自動化設備組成，中間穿插著借助計算機指導的人工參與，將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起，從而使這種生產(chǎn)線的造價較低，同時卻具有柔性制造系統(tǒng)的性能。實際上精節(jié)生產(chǎn)本身就意味著從國情和企業(yè)實際情況出發(fā)，借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術的經(jīng)驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備，在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術時，若以原有的設備為主，合理調整機床布局，添加少量的數(shù)控設備，引入CAD/CAM技術，就能充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國機械制造業(yè)自動化技術發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新途徑。

（3）注重配套發(fā)展機械自動化技術

現(xiàn)代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下，對生產(chǎn)的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發(fā)展機械自動化技術，必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化，廣泛采用程序數(shù)控機床，以及研制高效的和可靠的自動化生產(chǎn)線、計算機應用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應用機械自動化技術，要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發(fā)的推廣應用工作，既要發(fā)展主機，也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計算機等，這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。