机械制造关键技术的特点及发展趋势.doc

摘 要人类社会发展是一种不断制造过程，制造是人类社会发展基本。而机械制造业是国民经济发展基本，机械装备性能和质量对国民经济各某些生产技术进步和经济效益提高有着举足轻重影响。现如今，机械工业技术水平已经成为衡量一种国家科技水平和经济实力重要标志之一。当前机械制造业已经从老式意义上制造业向着集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等各类学科为一体新兴工业综合体。近年来，机械制造工业公司自主开发创新能力有所提高，使整个机械行业水平有了明显进步。这次论文通过阅读大量文献资料，对机械行业发展有了更深刻结识。并且对当代机械制造技术特点进行了总结，对将来机械工业发展趋势进行了展望。本文详细阐述了机械制造业特点及发展趋势,涉及机械懂得业先进性、实用性及前沿性。机械制造业发展趋势是朝着全球化、网络信息化、虚拟化、自动化及绿色化方向发展。本文还对中华人民共和国机械制造业局限性进行了分析,并给出某些可行性科学建议,重要集中在机械制造业管理方面。核心词:机械制造工业 特点 问题 技术 发展趋势ABSTRACTDevelopment of human society is a continuous manufacturing process，manufacturing is the foundation for the development of human society. The machinery manufacturing industry is the basis for the development of national economy，performance and quality of machinery and equipment has a significant impact to the national economy and technological improvement. Today，the technological level of machinery industry has become a measure of a countrys technological level and economic strength of the important symbols. Now machinery manufacturing has moved from traditional manufacturing to the set of mechanical，electronic，optical，information science，materials science，biological science，laser science，management science and other disciplines as one of the emerging complex industrial. In recent years，machine-building industrys independent innovation ability of enterprises has increased，the level of the whole machinery industry has significant progress. By reading the paper have a more profound understanding. And summarized the characteristics of modern machinery manufacturing technology and discussed the future development trend of the machinery industry This paper discusses the mechanical characteristics and development trends in the manufacturing sector，including mechanical usement，the industry advanced，practical and cutting edge. Machinery manufacturing is towards globalization，information network，virtualization，automation and green in the direction of development. This article also analyzed Chinas machinery manufacturing industry，and give some scientific advice，mainly in machinery manufacturing management.朗读显示相应拉丁字符拼音字典 - 查看字典详细内容Key word：machinery technical characteristics of machinery manufacturing industry trends目 录引言1一、概述21、机械制造业定义22、机械制造工业特点23、机械制造技术特点24、械制造技术发呈现状3二、当代机械制造业前沿科学41、机械制造业前沿科学4 2、以数控技术为例简介国内比较先进机械制造技术5三、机械制造技术和机械制造行业发展趋势7 1、机械制造技术发展趋势72、当前机械制造工业发展趋势8结论10参照文献11道谢12引 言在当今社会，机械工业是一种国家基石，是国家综合力发展基本，是所有工业支柱。近年来，国内机械行业生产总值占国内生产总值55%。机械制造工业公司自主开发创新能力正在不断提高，但是随着社会发展，人们对产品规定越来越高，不但规定产品品种多样、质量高档、使用以便、价格合理、自动化限度高，还规定售后服务好。因此世界各国都把机械技术研究和开发作为国家核心技术进行优先发展。制造是人类社会发展基本，人类社会发展随着着一种不断制造过程，制造技术不断发展又增进了人类社会发展。在当今社会，工业是一种国家基石，是发展综合力基本。机械制造则是工业命脉所在，是所有工业支柱。回顾历史，改革开放三十年来，国内机械工业发生了翻天覆地变化。1978年召开中共十一届三种全会拟定了实行改革开放总方针，机械工业一方面按照市场规则改革了生产体质，开放了价格，为其她行业起了带头作用。机械制造技术特点及发展趋势一、概述1、机械制造业定义机械制造业是指从事各种动力机械、起重运送机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、一起、仪表及其她机械设备等生产行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化限度重要标志之一。2、机械制造工业特点1机械制造业是典型离散型制造业，公司生产类型，生产批量，生产组织方式不同就要通过不同方案来解决。（1）离散制造：在汽车、机床、飞机、计算机、家电等机械行业中，不同物料通过非持续移动，通过不同途径，生产出不同物料和产品。（2）流程工业：物料通过混合、分离、成型或者化学反映，物料大多持续地通过相似途径，生产出有价值产品。它又分为持续生产、批量生产和混合制造几种类型。（3）单件生产：机械产品设计时按客户订单进行加工，产品复杂，生产周期长。（4）多品种小批量生产：机械中零部件生产普通是小批量生产，不易形成规模。（5）大批量生产：大批量生产机械产品是以零部件为对象构成一条流水线生产，生产效率较高。（6）大规模定制：将多品种小批量生产以满足不同客户个性需求和大批量生产提高生产率，减少成本优势相结合。机械制造业由于材料品种较多，生产工艺不同，制造过程也相称复杂，因此机械制造业管理也要比其她行业复杂许多。中华人民共和国机械制造业专业分工没有国外详细，大某些公司依然是大而全生产组织模式。3、机械制造技术特点2 机械制造技术在特点重要体当前如下三个方面：（1） 先进性。机械制造技术先进性可以从五个方面来阐述。第一是优质，机械制造技术运用先进制造技术，使加工零部件和整机在质量和性能方面都能达到较高规定。例如制造出零部件尺寸精准，表面光洁，内部组织致密无缺陷，使用性能超过了规格规定。整机构造设计合理、色彩美观，可靠性高。第二是高效。当前制造技术生产率大大提高，这就大大减少了操作者劳动强度。并且提高了产品开发效率和质量，从而缩短产品生产准备时间。第三是低能耗。采用当代制造技术,可以减少整个生产过程中原材料及能源消耗。第四是干净。这是指机械制造生产过程不污染环境,使有害废弃物零排放或少排放。第五是灵活。能迅速对市场变化及产品设计更改作出反映,适应多品种柔性生产。(2)实用性。机械制造技术是面向工业生产比较实用技术，它具备使用面广和讲究实效特点。由于机械制造技术内涵极其丰富,同步又是动态发展,它具备各种不同模式和层次,可以应用于各种类型机械工厂。(3)前沿性。机械制造技术是信息技术和其他高新技术与老式制造技术相结合产物,是制造技术研究最为活跃前沿领域。有些先进制造工艺和装备由于价格或者推广等因素影响应用也许还不是很广泛，但是她们代表着一定发展方向，随着机械制造技术发展和不断完善，最后会成为机械制造行业前沿技术，也会得到越来越广泛应用。4、械制造技术发呈现状（1）国外制造工业现状3发达国家机械制造技术已经达到了相称高水平，已经基本实现了机械制造系统自动化。产品设计基本依托计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助产品工程（CAE）和计算机仿真都先进设计办法；加工技术也实现了底层自动化，如大多数工厂都广泛采用加工中心（或数控技术）、自动引导小车（AGV）等4；公司管理也实现了规范化管理办法和手段。因而，对于发达国家来说，机械制造行业已经发展到了瓶颈阶段，因此近年来，国外发达国家重要从具备全新制造理念制造系统自动化方面寻找发展空间，并且提出了计算机集成制造系统、只能制造系统和并行工程等一系列先进制造系统。（2）国内制造工业现状5国内制造业发展起步较晚，建国之初国内机械行业基本处在瘫痪状态，国家集中重要国力发展农业，着力解决十三亿人口温饱问题。国内制造业发展得力于十一届三中全会改革开放政策提出。通过三十近年发展，国内制造业有了非常明显发展，制造业总量和制造技术水平均有了很大提高。在产品研发、技术装备和加工能力等方面也获得了很大进步，但是自主开发能力比较薄弱，拥有自主知识产权品牌产品也不是诸多。在先进制造技术方面，国内大力推广应用CIMS技术，并与20世纪90年代初期建成了CIMS实验工程中心和7个开放实验室，在全国范畴内，布置了若干CIMS研究项目。虽然国内在机械化方面获得了非常令人瞩目成绩，但是与发达国家相比还存在着很大差距。例如在设计方面工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。而国内采用CAD计算机辅助设计工厂还很少，大某些还依托手工绘图、手工计算；在自动化方面国内尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数公司使用；在制造工艺方面，国外广泛采用高精密加工、精细加工和纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术以及复合加工技术等先进加工办法，这些技术国内还处在开发阶段，普及率非常低；在管理上，工业发达国家广泛采用计算机管理，注重组织和管理体制、生产模式更新发展，更推出了一系列新管理思想和技术，如准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）。但是国内只有少数大型公司局部采用了计算机辅助管理，多数小型公司依然处在经验管理阶段。二、当代机械制造业前沿科学1、机械制造业前沿科学前沿科学是解决和未解决科学问题之间界域，它具备明显时域、领域和动态特性。在当今社会，信息科学、纳米科学、材料可续、生命可续、管理科学和制造科学是变化21世纪主流科学，这些科学带来高新技术及其产业将会使世界面貌焕然一新。因而，与以上领域相交叉发展制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统将会是21世纪机械工程科学前沿科学。它们也必将为经济发展和社会进步起到举足轻重作用。详细技术可以分为如下两个方面：（1）研究开发技术机械产品当代设计技术；机械产品可靠性技术；热加工清洁生产技术；精密成形技术；表面功能覆层技术；数控技术；工业过程自动化技术；工业机器人系统技术；机械制造柔性自动化基本技术；面向中小公司综合自动化技术；传感器技术；自动测试技术；电力电子技术；精密、超精密加工技术；高能束加工技术；高性能机械工程材料生产及应用技术；系统管理技术；重大工程成套装备制造技术；环保工程装备有关技术；节能节材技术。（2）产业化技术典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术；加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件；树脂砂锻导致套技术；钢水净化技术；典型精密锻造件生产线成套技术；先进模具选材、设计、制导致套技术；热壁加氢反映器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术。2、以数控技术为例简介国内比较先进机械制造技术6数控加工是当今机械行业普遍采用技术，数控机床发展使机械制造业生产方式，产品构造，产业构造发生了很大变化，是制造业实现自动化，柔性化，集成化生产基本。数控技术普及是随着计算机技术发展而发展，它重要是依托计算机迅速解决能力。数控技术引用不久就代替了老式机械制造技术。数控技术发展使机械设备功能、效率、可靠性和产品质量都提高到了一种新水平，满足了当代生产中多品种小批量生产规定。（1）数控技术发展历程1946年随着第一台电子计算机问世，人类进入了信息化时代。于此同步，人们对机械产品质量和生产力也提出了更高规定，特别是在军事工业产品中。1948年美国帕森斯公司在美国军方和麻省理工学院机械伺服机构教研室支持下，开始研制机床计算机控制技术，并与52年成功研制出了世界上第一台三坐标数控铣床，初步实现了机械加工数字化，这就是最初数控机床。其控制系统成为数控系统（Numerical Control，简称数控（NC）。随着计算机科学发展，机床运动已经所有由计算机控制，也就是当前咱们经常说计算机数控（computer Numerical Control），简称CNC。将由数控系统控制机床称为数控机床。20世纪末，微电子技术发展使得数控系统向更先进方向发展，数控系统性能不断提高，功能也在不断完善，能偶满足数控机床自动变换刀具、自动变换工件等。并且还能在两台数控机床之间增长自动输送工件托盘站或机器人传播工件，从而构成柔性制造单元。由多台数控机床传送带、自动导行小车、工业机器人及专用起吊运送机等构成柔性制造单元也相继产生。随着科技发展，在计算机软件支撑下，以数控技术为基本，将以往公司中互相独立工程设计、生产制造及经营管理等过程构成一种覆盖整个公司完整而有机，高效益，高柔性计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System-CIMS）是数控技术发展趋势。（2）数控技术在机械行业应用第一，工业生产，工业机器人跟老式数控系统同样，由数控单元、驱动单元和执行机构构成。重要运用在机器设备生产线上，或者运用于复杂恶劣劳动环境下，完毕人类难以完毕工作，在很大限度上改进了工人劳动条件，使产品生产质量和人身安全有了可靠保障。第二，煤矿机械，采煤机上各种机壳毛坯大多采用焊件，老式机械加工难以实现单件下料，随着数控技术产生，开始使用数控切割，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料。从而加快了切割速度，质量也得到了有效保障，大大提高了生产效率。第三，汽车工业，在汽车行业迅速发展当今社会，汽车零部件加工技术也字迅速发展，数控技术浮现，为复杂零部件迅速制造提供了便利技术条件，从而实现了多品种、中小批量高效生产。数控加工技术中迅速成形制造技术在复杂零部件加工制造中可以很容易以便实现，不但如此，数控技术中虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛进一步应用。21世纪汽车加工制造业已经离不开数控加工技术应用了。三、机械制造技术和机械制造行业发展趋势1、机械制造技术发展趋势7（1）全球化一方面由于国际和国内市场上竞争越来越激烈，国外有不少公司在国内市场均有占有份额，这就导致了国内外竞争更加激烈。国内也有不少知名公司，在这竞争风波中，有倒闭，有被兼并。因此不论国内还是国外公司都要不断扩展新市场；另一方面，网络通讯技术迅速发展推动了公司向着既竞争又合伙方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场竞争。这两个方面因素互相作用，已经成为全球化制造业发展动力，网络通讯技术使制造全球化得以实现。（2）网络化网络通讯技术发展和普及，为公司生产和经营带来了革命性变革。机械制造过程中设计、制造、市场与产品销售都可以在异地或者跨国进行。公司通过网络化应用服务中心进行产品及其制造工艺模仿仿真与优化设计和协同制造，可以节约公司透支，并且可以提高生产效率。网络通讯技术迅速发展，加速了技术信息交流、加强产品开发合伙和经营管理学习,推动了公司向着既竞争又合伙方向发展。因而在竞争如此激烈当今社会，公司应依照自己实际状况选好突破口,从易到难,循序渐进，不断发展，不断创造新时机。（3）虚拟化制造过程中虚拟技术是指面向产品生产过程模仿和检查。检查不但涉及检查产品可加工性、加工办法和工艺合理性，还要检查产品可以优化制造工艺、产品质量保证和产品生产成本减少，还要进行生产过程筹划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计建模和仿真检查。虚拟化核心是进行计算机仿真，通过仿真来模仿现状，以保证产品设计和产品工艺合理性，以便及时发现错误。虚拟技术在国外已经开始应用，但是在国内还非常少。国内仅在1998年9月召开了第一次“虚拟制造技术研讨会”，从而推动了虚拟制造技术在国内研究和应用。（4）自动化自动化是一种动态概念,当前它研究重要体当前制造系统中集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程筹划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式制造环境等方面。制造自动化技术发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。（5）绿色化8绿色制造是通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完后来再通过绿色解决后加以回收运用9。采用绿色制造能最大限度减少制造对环境负面影响，同步使原材料和能源运用效率达到最高。据记录全世界制造业每年约产生55亿吨无害废物和7亿吨有害废物,占全球环境污染排放物70%以上。有了绿色化规定，机械制造就要有面向环境设计技术和制造技术，以及绿色维修和回收技术，其中拆卸与回收技术是实现废弃物零排放、减少排放核心技术。国外在绿色化方面重要体当前切削液使用上。在欧洲，有10%-15%加工使用了干切削和准干切削。随着电子、信息等高新技术不断发展，市场需求个性化与多样化，将来当代制造技术发展总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化方向发展。2、当前机械制造工业发展趋势10（1）材料制备每一种新材料成功制备和应用，都会推动人类物质文明，增进国家经济实力和军事实力增强。当今社会正在由资源消耗性工业经济向知识经济转变，对材料性能规定更高，对零件功能和智能化规定也越来越高。这就是说材料和零件设计实现定量化和数字化；材料和零件制备迅速，高效实现一体化和集成化。材料和零件数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件高效优质制备制造及两者一体化、集成化制造核心。通过计算机仿真可以减少材料制备和零件制造过程中实践环节。不同材料弹性模量，热膨胀系数和电磁性能不同，研究材料和零件设计形式，形成材料与零件数字化制造理论、技术和办法，在加工过程中可以不需要工具或磨具辅助就能迅速制造出任意形状而而又具备一定功能三维实体模型或零件。（2）机械仿生制造仿生制造始终是机械制造中非常核心设计办法。将机械科学和生命科学深度融合从而产生全新概念智能仿生构造和开发出新工艺，为产品设计和制造过程中遇到一系列难题提供新解决办法。仿生制造机制是采用自下而上产品设计办法，在组织构造和运营模式上不断进行自我完善，从而提高了这种新技术对环境适应能力。从总体上看，机械工业技术开发能力和技术基本薄弱，发展后劲局限性；技术来源重要依托引进国外技术，对国外技术依存度较高，对引进技术消化吸取仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力高度。结 论国内机械制造业具备非常悠久历史。随着改革开发发展，国内机械行业有了很大发展，已经成为工业产业中门类比较齐全、具备相称规模和一定技术基本部门之一。国内机械行业在其发展过程中充分运用国内外技术资源，对既有技术进行了技术改造，但是在机械产品功能和质量方面与国外还存在着相称大差距，生产出来产品构成落后，精度保持性差，科研开发能力薄弱，人员素质还跟不上当代机械制造业飞速发展需要。而先进机械制造技术具备时俱进性，系统性，市场性及全球性等特点。它不是紧紧限制在制造过程自身，还涉及到产品市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期所有内容，是一种系统功能。随着全球市场形成，市场竞争变得越来越激烈，因而国内机械制造业必要不断增强技术力量，培养高水平人才和提高既有人员素质，学习和引进外国先进科学技术，不断提高国内机械制造工业水平。只有跟上机械工业发展步伐，才干在激烈市场竞争中立于不败之地。 参照文献：1、杨秀奎，对国内当代机械制造工业特点及将来发展趋势分析，科教论坛2、杨英，机械制造技术研究进展，科技论坛3、Joseph A.Heim,W.Dale Compton,Committee on Foundations of Manufacturing National Academy of Engineering. Manufacturing systems Foundations of World Class Practice M.Washington，D.C:National Academy Press,1992.3:104、Warnecke，H J. Die Fraktale Fabrik：Revoltion der Unternehmenskutur. Berlin：Springer-Verlag,1993:645、陈芳，王丽君，机械制造技术现状和发展趋势探析，科技创新导报， NO.316、孙荣创，数控技术及装备发展趋势及方略，中华人民共和国科技信息，(12)：142-1457、武永利，机械制造技术新发展及其在国内研究和应用，机械制造与自动化， 8、刘飞，绿色制造研究现状与发展趋势，中华人民共和国机械工程出版社，：105-108.9、胡爱武，傅志红，产品绿色设计概念及其发展，机械设计与制造工程，：115-11910、李雪金，机械制造技术发展趋势探究，Vallue Engineering249致 谢值此论文完毕之际，谨向所关于怀我学业教师、同窗和家人、朋友们致以深深谢意!同步，感谢我母校在我大学生涯中对我关怀和培养，祝愿我母校源源不断地为发展中祖国培养越来越多先进人才。衷心感谢导师对我协助，教师广博学识、活跃思路、严谨求是治学态度和在学术上锐意进取执着精神深深影响和感染了我，这将使我终身受益。教师热情乐观、积极向上工作和生活态度，以及正直豁达人格 魅力给我留下了深刻印象。再次感谢教师对我协助，并致以学生最诚挚祝愿。感谢我家人对我关怀和照顾，使我可以有勇气面对挫折，努力克服面前困难，她们永远是支持我迈进动力。也感谢朋友对我支持和勉励，我将永远铭记在心，感谢所关于怀和爱护我人们。