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导语:在先进制造技术的最新发展的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
(一)是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
(二)是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、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的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
(三)是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
(四)是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
(五)是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
二、先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
(一)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
(二)设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
(三)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
(四)自动化技术方面。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。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
三、我国先进机械制造技术的发展趋势
(一)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
(二)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
(三)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
(四)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的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。
(五)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、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,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
四、结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
参考文献:
[1]马晓春,我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).
[2]王世敬、温筠,现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械,2002(11).
[3]武永利,机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化,2003(1).
·是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
·是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、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的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
·是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
·是面向全球竞争的技术
20世纪 80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展, 发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
先进机械制造技术的发展现状
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
·管理方面
工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
·设计方面
工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
·制造工艺方面
工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
·自动化技术方面
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。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
我国先进机械制造技术的发展趋势
·全球化
一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。
·网络化
网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
·虚拟化
制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
·自动化
自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的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。
结语
论文摘要:针对先进制造技术的特点及其在当前教学中存在的问题,从激发学生的学习兴趣、优化教学内容、改进教学方法、革新考核手段等方面,对提高先进制造技术的教学质量提出了一些建议和探讨。
0引言
先进制造技术fAdvancedManufacturingTech—nique,缩-~AMT)是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程。以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。资料表明,由于一些企业缺乏先进制造技术等产品开发与制造手段,产品开发周期长、成本高,难以适应多变的市场需求,从而严重影响了企业的核心竞争力。
先进制造技术已成为当前高校机械类专业的关键课程之一。本课程是对以前的专业基础知识和专业知识的扩展,主要围绕先进制造技术的各主题,系统介绍各种先进制造技术的理念与装备技术。旨在使学生了解国内外先进制造技术的前沿技术,开阔思维拓宽知识面,掌握先进制造技术的理念与方法,培养学生创新思维与工程实践能力。文中针对先进制造技术的特点及当前教学中存在的一些问题,就如何提高先进制造技术教学质量进行一些探讨…。
1先进制造技术的特点
1.1先进制造技术是一个发展的概念
事物的先进性具有明显的相对性.先进制造技术是相对于传统制造技术而言的。某种现阶段先进的技术若干年后可能会显得落后,甚至被淘汰。尤其随着计算机科学和电子科学的发展及渗入融合到现代制造系统中,反映现代科学理论的系统论、信息论、控制论和智能理论与控制技术有机融合为一体,导致先进制造技术具有明显的时效性。因此,先进制造技术体系只有不断补充新技术、淘汰落后技术,才能永远保持其先进性。
1.2多学科集成的特性
先进制造技术并不是指某一项具体技术,而是机械、材料、电子、信息、自动化、管理、环保等多门学科的理论和技术相互渗透。共同发展而形成的技术综合体。先进制造技术在性质上跨越自然科学、环境科学社会科学。特另是经济学和管理科学;同时又与技术科学和众多门类的工程技术相联系,是多种学科的集成。先进制造技术特别强调人、技术、管理三者的有机结合。
1.3包含的信息量很大
先进制造技术是一个庞大的科学技术体系。所有本课程包含的信息量很大。如在管理方面,先进制造技术包含准时生产(JI、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术;制造工艺方面包括高精密加工、精细加工、微型机械和微纳米技术、激光加工等;自动化技术方面包括柔性制造单~(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。而且不同方向之间的联系不是太紧密,系统性不太强。
2提高先进制造技术教学质量的建议
1)激发学生的学习兴趣。学习兴趣是推动学生努力学习的内车动力,如学生对先进制造技术有了浓厚的兴趣,学习就会事半功倍。但当前很多学生由于缺少压力,对先进制造技术的认识不足.甚至有些学生认为学习先进制造技术只是为了通过考试和毕业。为此,首先需要从先进制造技术的重要性、用途等方面对学生加强引导。通过事实说明,让学生充分认识到先进制造技术的重要性,从而在思想上重视起来。其次在进行教学设计时.应充分挖掘课程中令学生感兴趣的内容。如果有条件可以让学生实地参观,接触先进制造技术的实际应用.从而使理论与实践相结合.激发学生的学习热情。
2)精心准备教学内容。正如前面所讲述的,先进制造技术是一个发展的概念。但实际教学中出现一些教案很长时间不更新等现象。要想提高本课程的教学质量需要保持教学内容的前沿性,教师应密切关注先进制造技术领域的最新发展;并将相关技术特别是应用性和市场潜力巨大的那些先进技术及时融合到教学内容中.从而让学生以发展的眼光来学习这门课,并从中得到终身学习的启示。当前获取相关资料的途径很多:可以通过网络、杂志或电视其它媒体很方便了解到制造业中前沿技术:有条件的教师也可以多参加一些大型的相关技术及产品展览会、学术会议以拓宽视野和积攒素材。这样才可能开阔学生的视野,很好地培养他们以动态的思维看待事物的习惯。
先进制造技术包含的信息量很大,而且各个方向的联系不是太紧密。因此,在收集教学素材的基础上需要加以整理.注意前后知识的衔接,增强授课内容的系统性。在计划教学内容时,尽量从学生在现实生活中熟悉的产品或能接触知识人手,逐渐过渡到所要讲授的某项先进制造技术,并尽量多地利用相关的录像、视频、动画、图片和CAI课件来吸引学生的眼球,激发学生的好奇心。
3)丰富教学方法。增强师生互动。在教学中贯彻“以学生为中心”和“发挥教师的主导作用”的教学思想。教师应从教学中的主体地位转变为主导作用,而学生则应由被动接受知识变为学习的主体。只有这样才能充分调动教与学双方的主动性和潜能,最大限度地实现教学目标。
在实际教学中可以采用课堂讨论的形式进行。事先告诉学生下一次课的主题,布置任务让学生通过网络、期刊去收集资料并整理;上课时先让学生自己针对该项先进制造技术的优势、技术特点、应用条件、加工成本、加工质量及效率等各个方面进行讨论;碰到问题时再由教师进行补充和总结。通过课堂讨论这种积极活泼的学习方式,不仅使学生们学到更多的知识,而且增强了他们之间进行学术交流的动力。这种教学方法在一定程度可改变传统的那种教师教得乏味,学生学得无趣的现状,从而提高本课程的教学质量和效果。
4)采取灵活多样的考核方法。考核方法主要表现在考核内容和考核形式两个方面。考试的形式采取开卷考试、上课讨论、演讲、大作业、平时查阅文献等多种形式,根据实际情况按照一定比例分别权重来决定本课程的最终成绩,这样可以改变过去“一张试卷定终身”的局面。考核的内容应尽量多涉及到先进制造技术的各个方面,知识覆盖面更宽。考核的内容更全面。另外,可以采用合适的方式让学生对本课程进行评价,一方面对教师的教学方法、教学效果提出一些建设性的意见,以便教师根据反馈意见进行改进;同时可以根据课程评价内容反映该学生对本课程的参与程度,将其当做考核学生的一种辅助方式。
关键词:机械制造技术 发展趋势
中图分类号:F407文献标识码: A
机械制造的发展水平代表着国家工业化的发展程度,是工业的命脉所在,其为我国国民经济的发展提供装备技术。机械制造技术是一个系统工程学科,其包括了实施产品设计、加工、销售、以及产品回收再生的整个过程。中国经历了十年的高速发展阶段,中国经济取得了举世瞩目的成绩。在看到成绩的同时我们也看到了,中国以前经济发展靠的是劳动密集型产业,低水平的加工业,以环境为代价来获取高速增长,但是这是不可持续的。当前中国经济面临转型,在未来创新和高科技成为发展的主要动力。机械制造技术的创新已经成为机械制造业发展的主要驱动力,先进的机械制造技术已经成为衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也成为国际间科技竞争的重要领域。本文首先分析了我国现代机械制造技术的发展现状,然后对机械制造技术的特点进行了阐述,最后我们分析了我过现代机械技术的发展趋势和发展重点。
1 我国现代机械制造技术的发展现状
改革开放以来,我国机械制造技术有极大的发展,在机械制造水平和产品总量都在逐年的提高,发展了一批具有自主知识产权的机械制造技术,经历了几十年的发展,机械制造业已成为我国工业的支柱型产业。在取得成果的同时我们也看到了我国机械制造技术和发达国家相比还存在巨大的差距,许多核心技术还掌握在发达国家的手中,我国在许多方面都处处受制于人。
当前新的信息化技术和新的管理理论和方式不断发展,计算机辅助设计技术、人工智能、专家系统等先进技术还没有在机械制造业得到大规模的应用,反映了我过机械制造技术设计方法相对落后,设计效率有待提高;在机械加工方面,精细加工技术、纳米加工技术等仍处于研发阶段,先进制造工艺技术还未大规模投入使用。此外,我国机械制造业管理手段相对落后,管理体制以及生产模式更新发展缓慢,先进的计算机管理技术还未在机械制造业中得到广泛应用,在很大程度上影响了我国现代机械制造业的发展。
2 现代机械制造技术的特点
2.1现代制造技术的发展趋势
现代先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的。既保持了过去制造技术的有效要素,又不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。现在机械制造技术的发展主要表现在两个方向:一是精密工程技术。二是机械制造的高度自动化。
2.1.1精密制造技术。
机密制造技术包括精密加工和超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械制造技术等。目前,加工精度在0.1微米以下、表面粗糙度在0.02微米以下的加工方法称为精密加工。超精密加工技术的发展依赖并促成了机械、电子、计算机、光学、材料学的发展。实际上,精密和超精密技术反映了一个国家技术水平的高低。科学家们预言,在未来的10-15年内,纳米技术的开发将成为仅次于芯片制造的世界第二大制造业。
2.1.2制造系统的柔性化、集成化和智能化。
现在制造系统的发展是:数控(NC)到柔性制造系统(FMS)到计算机集成制造系统(CIMS)最后是智能制造系统(IMS)。计算机集成制造系统是一个工厂的全盘集成制造系统,它借助计算机将经营决策、产品设计、生产准备、零件加工、产品装配、检查和销售等各个自动化子系统有机的综合集成起来成为高效益、高柔韧性、自动化、智能化的生产系统。
2.1.3 特种加工技术。
随着社会的发展需要,有很多机械设备都有高温、高压、高速和高精度的要求。所以不断采用一些新材料来制造零件,但是这些零件有的很难加工和成形。这就需要新的加工工艺:特种加工技术是一种直接利用电能、热能、光能、化学能、声能、电化学能来进行加工的方法,它可以加工高强度、高硬度、高脆性等难以切削的材料以及精密细小和复杂形状的零件。
2.2 现代机械制造技术是一项系统工程
现代机械制造技术融合了信息技术、计算机技术、自动化技术、传感技术、材料技术和现代管理技术,并将这些技术应用于产品设计、制造、生产、销售和服务等各个方面。可以说是设计到了制造业的方方面面,并且还在不断的更新高科技技术,使之成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.3 现代机械制造技术是一项全球化的技术
当前我们已经进入全球化的时代,各个国家之间的交流也日趋频繁,企业间的竞争已经不限于国家内部的竞争,要想赢得市场必须要参与全球竞争,单凭生产率是不行的,时间、质量和成本这三个要素的有机结合是必须的,而现代化的先进机械制造技术是三者达到统一。作为世界性技术,机械制造能否赢得国际和国内两大市场,需要不断创新,也需要互相学习,在激烈的竞争中提高自身的竞争力。
3 我国现代机械制造技术的发展趋势
3.1 信息化
当前是信息化的社会,信息技术已经进入千家万户,并逐步渗入到各行各业,机械制造业的信息化技术应用的一个很重要的领域。信息技术对传统产业的改造可以说是无处不再,在生产、管理、流通等领域都将被信息化技术所改造,并且极大的提高生产率,且降低生产成本和人力资源的投入。由于汇聚了电子技术、信息技术、自动化技术等高新技术,在信息化的推动下,现代机械制造技术水平也不断提高,生产周期也明显缩短。想要在国家舞台上占得一席之地,就必须把握信息化这个大趋势,以信息化带动工业化,提高我国现在机械制造业的竞争力和创新能力。
3.2 智能化
用机器代替人工做一些繁琐的工作这是必然的趋势,当前人工智能、计算智能和生物技术的快速发展促使机械制造技术也朝着智能化方向发展,这主要表现在机器人学、智能设计、智能计算、智能加工、智能控制以及智能诊断等方面,我们可以看到许多厂商已经在将机器人运用于生产的各个环节。在制造过程中,系统能够自动检测运行状态,出现故障之后能够自动调整,以达到最佳状态。
3.3 低碳化
中国经济高速发展给环境带来的冲击是严重的。转变经济发展方式,调整产业结构,走持续发展道路已经得到了广泛认可,国家当前提倡低碳生活,严厉取消一些高耗能、高污染的企业,而作为污染和浪费尤为严重的现代机械制造业,如何降低能耗和污染备受重视。低碳机械制造将环保、可持续以及节约等理念融入机械制造技术中,通过低碳设计、低碳选材、低碳设计、低碳工艺、低碳包装以及回收再利用等措施优化改进现代制造技术,提高原料和能源的利用率,以最小的开销,获得最大的经济和社会效益。
4 结语
中国是一个人口大国,但并不是一个工业强国,机械制造技术与国民经济的发展息息相关,机械制造技术水平的高低标志着我国综合国力和经济水平的高低。在当前转变经济发展方式,调整产业结构的大背景下,我们要看到带来的机遇,走创新发展之路,不断提升自身技术水平,不断提高我国机械制造业的竞争力,使我国机械制造业产品具有国际竞争力。
参考文献
[1] 白明光.先进制造技术的发展趋势及先进制造模式[J].北京机械工业学院学报,1999(2):10-14.
[关键词]机械制造 技术特点 发展方向
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0363-01
我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
一、我国机械制造技术发展的现状分析
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着Cims技术的大力推广应用,包括有Cims实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了Cims的若干研究项目,诸如Cims软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,Cims总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于cad和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线――刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
二、机械制造技术的特点
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
1.机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、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的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。
三、我国机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程正向其终极目标――原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以Cims和敏捷制造等的进一步发展为代表。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(rpm),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(lom),熔化沉积制造(fdm)等等。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用,因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,才能实现。
关键词:机械制造 技术特点 发展方向
我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
一、我国机械制造技术发展的现状分析
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
二、机械制造技术的特点
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
1.机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、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的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。
三、我国机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程 正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用,因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,才能实现。
四、结论
现代制造技术是现代技术和工业创新的集成,是国家制造业的水平的主要标志,也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。因此,我们应抓住机遇,了解我国机械制造技术的发展现状,把握现代机械制造技术的发展趋势,使我国现代制造业与世界发达国家站在同一起跑线上。
参考文献
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002,(3).
王世敬,温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械,2002,(11).
关键词:机械制造 技术特点 发展方向
我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
一、我国机械制造技术发展的现状分析
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着cims技术的大力推广应用,包括有cims实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了cims的若干研究项目,诸如cims软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,cims总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于cad和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
目前,我国已加入wto,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
二、机械制造技术的特点
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
1.机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、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的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。
三、我国机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米
装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(ste)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程 正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以cims和敏捷制造等的进一步发展为代表。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(rpm),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(lom),熔化沉积制造(fdm)等等。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用,因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,才能实现。
四、结论
现代制造技术是现代技术和工业创新的集成,是国家制造业的水平的主要标志,也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。因此,我们应抓住机遇,了解我国机械制造技术的发展现状,把握现代机械制造技术的发展趋势,使我国现代制造业与世界发达国家站在同一起跑线上。
参考文献:
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[j].森林工程,2002,(3).
王世敬,温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[j].石油机械,2002,(11).
摘要:“3+4”衔接人才培养模式突破传统中高职职业教育的壁垒,将职业教育与应用型本科人才培养相融合,推进高端技术技能人才的系统化培养,切合中国制造2025的人才需求。本文以面向中国制造2025人才特征为视角,从人才培养标准、能力素质结构、创新实践能力和职业导向等方面,分析“3+4”模式面临的新要求和新挑战。并结合“3+4”衔接人才培养过程中积累的成果和经验,归纳“3+4”模式重构的原则,探析新形势下“3+4”模式改革创新的策略。
关键词:“3+4”衔接人才培养;职业教育;高端技术技能人才;中国制造2025
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)18-0127-04
一、引言
新世纪以来,随着国际经济与科技形势的发展,以智能制造、数字化制造和3D打印制造等高端制造技术为核心的新一轮科技革命和工业变革在欧美等发达国家悄然兴起[1],如美国的“先进制造业国家战略计划”、德国的“工业4.0”、日本的“再兴战略”等[2]。与此同时,我国提出了中国制造2025战略规划,围绕“信息化+工业化”两化融合的主线,积极推进制造产业的提质增效、人工智能和创新发展,与国际“再工业化”战略形势接轨。制造业的转型升级,对高等职业教育和高等工程教育特别是高端技术技能人才的培养,提出了全新的要求和挑战。如何策应新工业革命快速发展对人才的需求,已成为我国乃至国际高等教育所共同关注、探索和研究的重要课题[3]。
德国应用科学大学(FH)成功突破了以知识学术为最终目的的洪堡教育思想,着力培养运用科学知识、科学技术和科学方法解决工程实际问题的高层次技术技能人才,尤其注重学生入学前在相应专业领域内的实践过程和经验。以瑞典皇家理工学院和麻省理工学院为典型代表的欧美工科院校创建并积极推行了CDIO工程教育理念,系统培养面向工程应用的技术技能人才,并获得了企业和社会的一致好评[4]。《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010―2020年)》和《国务院关于印发的通知》促使我国必须加快推进现代职业教育体系发展,优化高等教育结构,扩大高层次技术技能人才培养质量与规模[5]。
2012年,江苏率先推行了“3+4”衔接人才培养模式建设,补充、完善和促进了现行职业教育体系和应用型本科人才培养的融合,切合现代职业教育层次高移的发展需要,在面向先进制造业的现代科学职业教育模式改革方面迈出了重要一步[6]。2014年,我国进一步出台了《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》,并组织六部委编制了《现代职业教育体系建设规划(2014―2020年)》,指引应用型本科院校发展高端技术技能人才培养的现代职业教育,加强传统职业教育与普通本科教育的相互沟通和协调发展。“3+4”模式中职教育阶段,突出面向实际工程应用的实践操作技能的培养,注重核心专业理论课程的强化,提高理论知识基础与专业素养,从而与应用型本科人才培养相衔接;本科教育阶段融入创新素质、专业设计与应用能力,着重培养扎实的专业基础、实践能力和自主学习能力。总而言之,“3+4”模式提升了职业教育服务区域经济社会发展的能力,深度符合中国制造2025对职业人才的发展需求。
二、“3+4”衔接人才培养模式符合中国制造2025对高端技术技能人才的迫切需求
(一)以高端技术技能人才培养为根本的目标定位
中国制造2025所倡导的“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”都是以人才为核心展开的,创新的实质在于人才,提质的主体在于人才,绿色发展和结构优化的基础在于人才。现阶段,中高职院校传统职业教育主要培养面向生产制造一线的单一技能型人才,缺乏科学技术基础、创新能力和不同职业岗位的适应能力;现行应用型本科人才培养,虽然在面向实际应用的工程教育方面进行了强化和改革,但职业导向依然薄弱,两者在解决中国制造2025对高技术、高专业层次职业人才迫切需求的问题方面,依然乏力。“3+4”衔接人才培养模式,职业导向特征鲜明,突出实践能力和创新能力,以高端技术技能人才培养为根本的目标定位,致力于培养知识结构合理、实践技术能力和工程应用能力优良的制造业人才队伍,弥补了传统职业教育和普通本科教育人才培养与新时期人才需求之间的不协调。随着中国制造2025战略规划的进一步推行,“3+4”高素质、高技能的人才培养模式将越来越受到国内高校与社会的认可和重视。
(二)密切关注制造行业发展,人才培养与行业需求同步
“3+4”衔接人才培养模式第一阶段的中职教育源于职业教育,实践教学过程与社会企I生产制造一线接触密切,长期关注技术技能人才能力需求的变化,人才培养方案的制订为职业导向打下基础;第二阶段的应用型本科教育注重实际工程应用,与行业企业存在广泛且密切的产学研合作,工程教育、技术研究与行业发展需求同步。该模式综合了职业教育与应用型本科教育人才培养紧跟行业发展步伐的双重优势,主动关注地方制造业转型升级现状和人才基本能力需求变化,不断深化改革技术技能人才衔接培养模式,积极争取社会企业、行业等参与人才培养,培养方案由合作学校、牵头学校和参与企业共同谋划设计,遵循技术技能型人才的成长规律和学生认知,缓解了我国高层次技术技能人才匮乏的状况。
(三)立足地方产业特色,服务区域社会经济发展
制造业作为国民经济的优势产业、支柱产业,在促进区域经济社会发展、推进工业化等方面发挥更重要的作用。而我国技术技能型人才15%的构成比远低于发达国家的35%,尤其是高端技术技能人才严重匮乏,使得我国企业素质不高,产品质量不高,创新能力不强,缺乏国际竞争力。“3+4”衔接人才培养模式则充分融合传统中高职高技能型人才和应用型本科层次技术型、工程型人才的双重特点,培养实用性、技术性和应用性特点鲜明的复合型高端技术技能人才,为地方特色制造业转型升级和区域社会经济快速发展提供强有力的人才支撑,符合中国制造2025建设现代化产业体系的战略规划要求。
三、面向中国制造2025高端技术技能人才需求对“3+4”衔接人才培养模式提出的新要求
(一)推进多学科知识交叉融合,注重多样化能力协调发展,培养复合型高端技术技能人才
随着中国制造2025、工业4.0等国际制造业发展热潮的进一步深入,促使新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、节能与新能源汽车、航空航天装备等领域的先进制造业转型升级,对新时期技术技能人才应具备的知识理论结构和能力素质特征提出了新的挑战。传统单一学科知识、单一职业技能的职业教育,已远不能获得新时期职业工作中所需的全部知识和工作技能,推进多学科知识交叉融合,注重多样化能力协调发展,培养具备完整产业链相关知识、掌握核心技术操作技能的高端技术技能人才是中国制造2025视域下人才培养的关键。一是要求高端技术技能人才不仅要掌握传统学科专业的基础理论知识,还要围绕信息化技术与制造技术融合为核心,深入学习智能制造技术、互联网技术等先进学科知识,融汇智能生产模式、技术创新等先进制造业理念;二是要求具备扎实的实践能力和工程应用能力,重点突出创新能力、团队协作能力,实现多元化能力的协调发展;三是要求掌握终身学习系统方法,不断提升自我,以满足不同阶段工作对新技能、新技术的要求。
(二)注重创新创业精神的培养,紧跟国际高端技术技能人才发展步伐
新一代信息技术产业革命引领的互联网技术、物联网技术和人工智能打破了传统制造业的内涵与外延,创新创业精神是中国制造2025实现制造业转型升级全局发展的强劲动力,要求技术技能人才在掌握先进应用技术和操作技能的基础上,兼具创新知识、创新意识和创新能力。“3+4”衔接人才培养模式不仅要综合传统职业教育技能训练的优势与应用型本科人才培养强化工程实践能力的特点,更要结合地方高新技术产业、特色优势产业的最新发展动态,培养可以创新制造业发展路径的高端技术技能人才。借助先进实用的科学技术,创新生产制造过程中新产品、新技术的研制开发,创新新工艺、新方法的引进、应用和优化,帮助现代制造业实现设计创新、加工创新、产品创新,从“制造”向“质造”、“智造”逐级蜕变,创造出具有高品质、高科技含量和高附加值的技术与产品,提升我国制造业的国际竞争力。
(三)坚守职业导向优势,推进现代职业教育体系建设和人才培养层次的高移
随着制造业转型升级的不断发展,新兴的信息化、智能化工作岗位不断涌现,未来制造业一线人员不仅要活跃在生产制造一线岗位,更有可能参与产品设计、工艺开发、营销售后等多线式岗位工作。人力资本的转型和人才能力素质的综合提升,成为制造业能否快速、高效转型升级的关键。职业教育长期以来一直担负着我国制造业主力军技术技能人才的培养重任,“3+4”衔接人才培养模式作为现代职业教育体系的典范,要注重高端技术技能人才培养过程中职业素养教育和职业道德教育的“工匠精神”熏陶,将“工匠精神”贯穿于中职和本科人才培养的全过程,强化职业精神。人才培养目标和方案的制订实施过程中,要重视学生对社会企业、行业领域实际生产制造各阶段环节的了解,知道企业缺什么样的人才,懂得从哪些方面提升自己,坚守职业导向优势。通过“3+4”切实将普通本科创新型、复合型人才培养方案与现代职业教育相结合,优化职业教育人才培养结构,实现技术技能人才培养目标与制造业转型升级的内在协同,促进职业教育在普通本科教育阶段的延伸,使得职业人才在职业教育范围内接受可持续性再教育,加快高端技术技能人才系统培养的进程,推进现代职业教育人才培养层次的整体提升。
四、面向中国制造2025的“3+4”衔接人才培养模式重构的原则
(一)“3+4”模式职业导向特色与支撑区域制造业发展的高端技术技能人才培养相统一的原则
紧扣中国制造2025战略规划下区域制造业转型升级发展对高端技术技能人才的能力素质结构需求,细分基础能力、必备能力和拓展能力“三层次能力”,以技术技能人才必备能力和拓展能力为主线,突出职业性、实践性和工程性的职业导向特色,使得“专业驱动”培养的传统职业教育理念向“需求拉动”的现代职业教育理念转变,进一步推进面向制造行业、企业开放的多元化高端技术技能人才的“3+4”衔接人才培养模式的升级、重构,从而促进地方中职与本科现代职业教育体系,彰显人才培养特色,发挥比较优势,服务区域社会经济和实现学生的高质量就业。
(二)多学科知识交叉的知识体系构建与职业能力培养相统一的原则
以“3+4”衔接人才培养模式的改革和重构为抓手,按照技术技能人才必备的能力、素质要求,构建能力结构培养层次与方案,模块化n程体系,重组原有的基于专业体系的教学内容,有效地将互联网+、智能制造等中国制造2025战略核心要素融入技术技能人才培养课程体系,坚守科学教育服务职业实践的现代职业教育理念,解决职业教育过程中专业知识体系与实践能力素质脱节的问题。
(三)高端技术技能人才共性培养与个性培养相统一的原则
围绕高端技术技能人才多元能力的培养,按照制造业转型升级生产制造一线工程应用技术的最新发展,结合学生不同的就业面向和个性发展,采取相应的人才培养路径与措施,既体现技术技能人才培养的普遍性规律,又反映了地方“3+4”衔接人才培养模式的特殊性,实现技术技能人才共性培养与个性培养的统一。
五、面向中国制造2025的“3+4”衔接人才培养模式的创新与策略
(一)多学科知识、多样化能力,优化调整“3+4”衔接模式人才培养标准体系
系统梳理中国制造2025战略下新一代信息技术产业变革对“3+4”衔接人才培养的知识体系、能力结构提出的新目标和新要求,紧密结合区域制造业发展规划,将智能制造技术、智能生产模式、技术创新能力细分到人才培养知识构成和能力特征中,推进“3+4”衔接模式人才培养标准体系多学科知识、多样化能力的优化调整与发展,加强技术技能人才培养与产业变革、行业需求的适应性。
(二)构建与现代职业教育发展同步的“3+4”衔接人才培养课程体系
合理设置“3+4”衔接人才培养课程体系,突出职业性导向、实践性导向鲜明的人才培养特点,课程内容侧重于与实践密切相关的科学知识和科学方法,根据行业领域实际应用和人才需求的变化,不断进行优化和完善。积极开展校际教学教研协作,以课程内容衔接的层次性、连续性和一体化为中心,中职阶段课程设置紧抓技术技能实训和核心专业课建设,强化文化基础课程,本科阶段课程设置注重工程实践与应用创新,有效加深和拓宽课程内容。加强课程内容设置的综合性和个性化,注重多学科课程内容的相互渗透、交叉与融合,优化现代职业教育体系高端技术技能人才培养需求的衔接课程体系。
(三)提升现代职业教育专业教师的教学能力和实践能力,推蛹嬷敖淌ψ试垂蚕
加强教师校外工作经历和实践经验的培养,充分利用产学研合作企业、校外培训中心和校内专门机构,建立建全教师专业发展培训和继续教育制度。聘请行业专家和资深技术人员作为兼职教师,有效发挥兼职教师管理体系优势,确保教师队伍自身的知识结构、技术技能、职业实践能力与制造产业转型升级同步发展。对于“3+4”衔接人才培养,高校还应加强中职与本科教师的学习和交流,在教师资源和合作企业资源方面开展共享共建,培养一个兼具丰富实践能力与较高学科理论水平的现代职业教育团队,从根本上保证“3+4”衔接人才培养模式改革的顺利进行。
(四)深化产学研合作教学,完善政府、企业和高校人才培养的分工合作制度与模式
高端技术技能人才的培养,离不开社会企业实际生产制造环境。现代职业教育不能局限于高校自身的教育教学,必须进一步加强面向区域社会开放办学的力度,将地方政府、企业科研院所和行业协会等社会资源充分融入“3+4”衔接人才培养构成,共商专业设置,共制人才培养计划,形成多学科融合、多团队协同、多技术集成的现代职业教育格局。以与地方支柱制造业企事业单位全方位深度合作人才培养为重点突破,将技术技能人才最新发展需求实时反馈到“3+4”人才培养教学中,按照产品设计制造、工业生产管理等先进制造全流程建设实践教学资源,构建技术技能人才培养“全周期”的校企协同育人新机制。
(五)更新观念,解放思想,加强现代职业教育实践创新能力的培养
中国制造2025以“创新驱动”明确指出创新创业教育在现今制造业人才培养中的重要作用,实践创新能力是核心技术创新、科技成果创新转化的基本动力。“3+4”衔接人才培养过程要注重区分高端技术技能人才培养与中职技能型人才培养、应用型本科工程人才培养之间的创新创业能力递进关系,突出现代职业教育的职业创新、实用创新、技术和技能创新等特点。从人才培养目标、教育教学理念与方法、专业课程设置、学科竞赛等环节,探究人才培养方案的整体性创新设计,推进“3+4”衔接人才创新知识体系、创新教学模式、创新人格理念的构建,从而加强现代职业教育实践创新能力的培养。
(六)多元评价,以用为主,建立与完善技术技能人才培养质量的社会评价反馈体系
从先进制造业转型升级人才能力素质结构层次高移的前瞻入手,构建能够衡量“多学科知识、多样化能力”、强化高端技术技能人才培养过程中产学研合作的多维度的专业评价与反馈机制。完善社会、企业和院校三方共同参与的多元化评价体系,凸显以职业实用能力、知识应用能力和实践创新能力评价为重点的现代职业教育人才培养质量评价方法,建立与完善“3+4”衔接人才培养评价与反馈体系。
六、结束语
“3+4”衔接人才培养模式科学有效地推进了我国现代职业教育体系的完善和发展,高端技术技能人才培养的定位深度切合中国制造2025对高素质、高层次人才的需求,在促进地方制造业转型升级和社会经济发展方面具有积极重要的意义。但“3+4”衔接人才培养模式尚处于探索研究阶段,在与中国制造2025人才理念相匹配的过程中依然存在一些问题,衔接过程有待进一步优化。各高校、企事业单位之间仍须继续加深教育教学理论和实践的合作与交流,加快中职与本科人才培养的融贯发展,实现“3+4”衔接人才培养模式的改革与发展。
参考文献:
[1]敬石开.“中国制造2025”与职业教育[J].中国职业技术教育,2015,(21):5-9.
[2]李拓宇,李飞,陆国栋.面向“中国制造2025”的工程科技人才培养质量提升路径探析[J].高等工程教育研究,2015,(6):17-23.
[3]孙爱东.高等工程教育创新人才培养“3+4”实践教学体系探索[J].高校教育管理,2015,9(6):41-45.
[4]胡斌武,陈朝阳,吴杰.“中国制造2025”与现代职业教育发展路径探索[J].山西大学学报(哲学社会科学版),2016,39(3):91-96.
[5]张代宇,戴淑娇.现代职业教育视域下中本“3+4”分段培养模式思考[J].长春教育学院学报,2014,30(24):158-159.
[6]黄小璜,杨燕,柳铭.“3+4”模式与传统职业教育人才培养的对比研究[J].教育与职业,2016,(3):101-103.
收稿日期:2016-11-30
传统装备制造业仍存在着许多不足,具体介绍如下。①产量低、质量差:传统装备制造业在产品的产量与质量方面都比较欠缺。②生产时间长:“时间就是金钱”,在“知识经济”时代,机遇稍纵即逝。产品设计、生产、投放市场以及产品更新换代的时间都需要加快。③生产效率低:随着工业经济效益的持续增长,企业致力于扩大生产规模,制造产品的数量比之前有大幅度增加。面对这种状况,若依旧采用传统的生产制造模式,难以满足生产效率指标的要求。④节能降耗差:一些传统装备制造业企业是在大量消耗能源与材料的基础上进行生产的,很少注意节能降耗的问题。⑤竞争能力弱:由于产品更新换代慢、生产工艺差、生产效益低,难以更好地满足用户的个性化需求,因此,企业竞争能力弱。促进中国装备制造业由大变强已成为新时期我国一项重大而紧迫的战略任务。
2.智能制造装备的优点
自20世纪70年代以来,以计算机、信息技术为基础的高新技术得到迅猛发展。这给传统的制造业带来了新的发展机遇。计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合,形成了先进制造技术。2012年,劳动力成本提升、产业升级以及政策扶持等使得先进制造装备技术具有较强的发展潜力。自计算机技术问世以来,装备制造大体沿着两条线路发展:传统制造技术的发展和借助计算机与自动化科学的先进制造技术的发展。自20世纪80年代以来,传统制造技术虽然得到了不同程度的发展,但仍存在着很多问题。先进的计算机技术和制造技术对产品、工艺和系统等设计师和管理人员提出了新的挑战,传统的设计和管理方法不能有效地解决现代制造系统中存在的问题。要解决这些问题,需要采用现代的工具和方法。通过集成传统制造技术、计算机技术与科学及人工智能(artificialintelligent,AI)等发展起来的一种新型智能制造技术(intelligentmanufacturingtechnology,IMT)和智能制造系统(intelligentmanufacturingsystem,IMS),则有可能使企业走出困境,度过危机。传统的制造技术与人工智能、自动化等技术相结合,形成了智能化的先进制造技术(advancedmanufacturingtechnology,AMT)。先进制造技术是在市场需求及科学技术带动下逐步发展形成的。在市场需求不断变化的驱动下,制造业的生产规模已向多品种、变批量、柔性化的方向发展;在信息科学技术发展的推动下,制造业的资源配置已向信息(知识)密集型的方向发展。发展先进制造技术的目的,不仅是要高效制造出满足用户需求的优质产品,而且还要清洁、灵活地进行生产,以提高产品对动态多变的市场的适应能力和竞争能力。作为近两年国家新确定的高端装备制造业的重点发展方向之一,智能装备制造始终与生产制造息息相关,几乎可以在每一个生产环节中加以运用和体现。智能装备制造提高了生产效率,降低了成本。
21世纪,先进制造技术的优点主要体现在以下几个方面。
①精密化:速度、精度和效率是装备制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动、静态特性等有效措施,大大提高了机械装备的速度、精度、效率。
②自动化:先进制造技术的发展是和自动化技术的发展紧密联系在一起的。自动化技术,特别是智能控制技术,大多首先应用于先进制造技术的发展领域。
③信息化:信息技术,特别是计算机技术,大大改变了制造的面貌,它是先进制造技术发展与制造科学形成的主要条件。但信息技术的发展离不开制造技术的发展,制造业依然是发展信息产业乃至整个知识经济的基础工业。当然,制造技术的发展也离不开信息技术的发展。
④柔性化:柔性化包含数控系统本身的柔性和群控系统的柔性两方面。数控系统本身的柔性是指数控系统采用模块化设计,功能覆盖面广;系统可裁剪性强,便于满足不同用户的需求。群控系统的柔性是指同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
⑤图形化:用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因此开发用户界面的工作量极大。当前,Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,实现蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能。
⑥智能化:早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是调度任务,以确保任务在规定期限内完成;而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。在科学技术不断发展的今天,人工智能正朝着具有实时响应、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为、更加复杂的应用发展,人工智能和实时系统相互结合,由此产生了实时智能控制这一新的领域。
⑦可视化:科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字表达,而是可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域。这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
⑧多媒体化:多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在先进制造技术领域,应用多媒体技术可以实现信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程序集成电路FPGA、专用集成电路ASIC芯片等,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度;应用LED平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、质量轻、体积小、功耗低、携带方便等优点,可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互联技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度等方式,降低产品价格、改进产品性能、减小组件尺寸,并提高系统的可靠性。
⑩网络化:制造装备联网可进行远程控制和无人化操作。通过制造装备联网,可在任何一台制造装备上对其他装备进行编程、设定、操作、运行。不同装备的画面可同时显示在每一台装备的屏幕上。智能化是人类利用技术改造自然的极致,而绿色化是人类与自然和谐相处的见证。在绿色化、智能化装备的生产过程中,能量的消耗更低、材料更少、质量更轻,使用时所需的驱动能量更小、效率更高。
3.智能装备制造的发展重点
当前,制造业正着朝全球化、信息化、专业化、绿色化、服务化的方向发展;而制造技术则向高精度、自动智能、绿色低碳、高附加值、增值服务、物流联动等方向发展。在智能装备制造的发展趋势中,制造业的发展重点将主要围绕“绿色化”与“智能化”展开。作为我国高端装备制造领域重点发展的五大行业之一,智能装备制造产业是目前唯一未被国内资本市场充分挖掘的“金矿”,智能装备将成为推进我国装备制造业迈向“高精尖”的最主要力量。
3.1“绿色化与智能化”
引领世界发展的潮流绿色化与智能化,一直是近年来国际工业领域的主要潮流。这两大主题,无一不是对当前实际工业需求的高度概括和响应。国际许多知名企业,如西门子、ABB、菲尼克斯电气、日本三菱集团等,都在各自企业的发展过程中,强调“绿色化与智能化”,而“智能化”则是许多外国企业产品与技术的发展方向。2012年,汉诺威工业博览会就是以“绿色、智能”为主题,中国是本届工博会伙伴国。中国展团推出了主题为“绿色、智能”的1500m2中心展区,主要展示新能源、新能源汽车和智能制造的最新产品和技术。2012年11月5日,第14届中国国际工业博览会在上海开幕。该展览会以“创新转型与战略性新兴产业”为主题,来自全球1600余家中外企业集中展示高端制造、绿色制造的各类新品。
3.2绿色化
目前,绿色经济受到国际社会的广泛关注。以里约全球峰会20周年为契机,2012年,里约召开的联合国可持续发展大会(UNCSD)的主题之一就是“可持续发展和消除贫困背景下的绿色经济”。联合国环境规划署(UNEP)从2008年开始实施绿色经济倡议,2011年2月发表了绿色经济报告书(UNEP2011)。经济合作与发展组织(OECD)从2008年开始制定绿色增长战略,并将绿色增长作为其成立50周年的纪念主题。随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正在席卷全球。纵观世界绿色文明的发展趋势,21世纪必将成为“绿色世纪”。绿色制造是一种综合考虑环境问题和资源效率的现代制造模式,其目标是使产品在设计、制造、包装、运输、使用、报废处理的整个产品生命周期对环境影响最小、资源利用率最高。随着人类社会的进步和发展,绿色化是提高可持续发展水平的关键。中国政府高度重视发展绿色产业和绿色经济,把可持续发展作为国家战略,把建设资源节约型、环境友好型社会作为重点任务。为了适应装备制造业领域对“绿色化”的迫切需求,必须确立管理、设计、材料、工艺、生产、物流、报废、回收、循环使用等全生命周期理念。绿色制造是通过改进传统的制造技术、设计理念和生产方式,实现资源能源的高效清洁利用和环境影响的最小化。制造过程的绿色化是指从环境保护角度出发,在制造的各个阶段都要充分考虑环境保护,做到可持续发展,实现人类社会和自然界的统一与和谐。这里的环境不仅指自然环境,还包括社会环境和生产环境。
3.3智能化
3.3.1智能化的概念
通常人们所指的“智能”,是指人的思维能力,从其外延来看,“智能”就是发现规律、运用规律的能力和分析问题、解决问题的能力。通常“智能”包括四个方面的能力,即感知能力、记忆与思维能力、学习能力和自适应能力。而对于智能化,目前尚无明确的、公认的、科学的定义,但通常认为其应当包括两方面的含义:一是采用“人工智能”的理论、方法和技术来处理各种问题;二是具有“拟人智能”的特性,具备自适应、自学习、自校正、自协调、自组织、自诊断和自修复等功能。“拟人智能”特性可以作为衡量是否为智能化装置、设备、系统的基本标准。
3.3.2智能化的需求
世界技术进步与经济发展表明,发展智能制造是提升制造业效能、促进经济发展的大趋势。因此,装备制造业对于智能化的需求十分迫切。产业转型升级智能制造或将成为新的突破口。智能化是自动化的高级阶段,是柔性化和集成化的延伸和发展。专家指出:今后,传统的制造业仍将朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保和长寿命的“六高一长”方向发展。新型的先进制造技术将朝着小型化(微型化)、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化方向发展;在服务上,将朝着专业化、简捷化、无维护化以及组装生产自动化、无尘(或超净)化等方向发展。在这些“化”中,占主导地位、起关键作用的是智能化和网络化。智能控制是当今多学科交叉的前沿领域之一,其研究重心是解决传统控制理论与方法所难以解决的不确定性问题。智能控制是自动控制的最新发展阶段,它的本质是在宏观结构和行为能力上对机器人控制器进行模拟。
3.3.3智能制造
在高端制造业发展过程中,智能化是其中一个方向。现在倡导的高端制造业是全方位的发展,智能化只是技术上的要求。随着原材料价格和人工成本的持续上涨,更多企业寄望于通过制造业与高新技术“联姻”,孕育出新的产业扩张模式。业内人士表示,我国智能制造产业应通过融合集成先进制造、信息和智能等技术,实现制造业的绿色化、自动化和智能化。智能制造这个概念是面向产品全生命周期的,用来实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。它是信息技术、智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。分析人士普遍认为,制造企业引入机器人折射出三层信息:企业成本再造加速、制造业产业转型时代到来、议价能力提高。这些趋势表明,“注入人类知识”的智能制造正不断地从根本上改变着传统生产方式。我国高端智能装备尚处于初级阶段,汽车行业万人工业机器人保有量仍不及发达国家的1/10。虽然2011年,中国汽车工业的增速大幅下降,但是1800万辆的庞大市场规模仍然预示着以自动化装备代替高涨的人工成本所带来的巨大市场空间。“十二五”高端装备制造发展将选择五大方向重点突破,它们分别是航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备。在智能制造装备方面,将重点发展智能仪器仪表与控制系统、关键基础零部件、高档数控机床与基础制造装备、重大智能制造成套装备等四大类产品。
4.智能制造技术走向
2010年10月,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确提出要加大培育和发展高端装备制造产业等七大战略性新兴产业,并将智能制造装备列为高端装备制造产业的重点方向之一。太原科技大学机电工程学院院长孟文俊表示,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的出台给整个制造业的转型升级带来了前所未有的机遇,这将会进一步加快我国智能制造装备产业的发展。相关专家认为,近20年来,我国微电子、通信、计算机、人工智能控制和图像处理等多学科飞速发展,这为智能制造的发展奠定了坚实的基础。未来10年,我国智能制造装备(包括仪器仪表行业)产业,应牢牢抓住发展的战略机遇期,本着“创新优先、重点突破、技术融合、夯实基础、多元投入”的原则,面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求,针对制造过程中的感知、分析、决策、控制和执行等环节,融合集成先进制造、信息和智能等技术,实现制造业的自动化、智能化、精益化和绿色化。
5.加快绿色化、智能化步伐的原因
加快绿色化、智能化步伐的原因分析如下。第一,我国有限的资源和严重的环境污染决定了必须走装备工业绿色制造的发展道路。装备工业可持续发展的概念可归纳为研发极少产生废料和污染物的工艺或技术系统,在环境资源不减少的前提下,加强环境系统的生产和更新能力,实现经济的持续发展,提高人们的生活质量。目前,我国正大力提倡科学发展观和绿色GDP概念,推进可持续发展战略。加快发展装备制造业,尤其是开展绿色先进制造技术的开发和应用,对环境保护和资源的合理利用提出了更高的要求。第二,提高我国装备制造业国际竞争力的需要。我国加入WTO后,国内企业的环保、技术、法制、经济理念需要及时更新。WTO体制及其规则允许各成员采取保护人体健康、动植物健康、环境和自然资源等措施,提倡消耗适度、无污染、有利于环保的产品和服务。第三,先进工业国家的智能化水平正在加速提升,这给我国装备制造业带来更大挑战。现在世界先进国家正在展开对工业智能化制高点的争夺,特别是日本,对于工业机器人和家庭机器人的研究已经开展了十多年,而且开发得非常成功。“十二五”期间,国家将在制造领域成立绿色化、智能化制造联盟,积极推进业界的发展,加快中国装备制造业的绿色化、智能化步伐。第四,先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。它不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务以及回收再生的全过程。技术、人员、管理和信息的四维集成不仅涉及到物质流和能量流,而且还涉及到信息流和知识流,即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。第五,积极承担国家科技项目,加强与国内外大型装备制造商之间的合作。如与石油、化工公司开展从石油炼制到合成加工的各个方面的横向合作研究;开发系列化绿色机械工艺用油,包括绿色极压切削油、高速合成型电火花加工油、环保型多功能合成切削液、环保长效防锈油等产品。在“十二五”期间,国家装备制造业将投入大量精力开发工业机器人和智能控制系统。作为装备制造业企业,应当抓住这种发展机遇,在“产学研”的合作项目中,吸取丰富的营养。
6.结束语
“十二五”期间装备制造业的发展思路可总体概括为一个战略、一个目标。一个战略指的是调整转型、创新升级;一个目标指的是推进装备制造业由大变强。“十二五”期间,我国装备制造业的战略思想是:深入贯彻落实科学发展观,坚持走新型工业化道路;以科学发展为主题,以加快发展方式转变和推进经济结构为主线,实施“调整转型、创新升级”战略,围绕建设装备制造业强国目标,着力调整产业技术结构和企业的组织结构,带动产业转型和技术升级;着力加强自主创新,加快形成自主技术、产品和品牌;着力培育战略性新兴产业,大力发展高端制造业,促进形成新的竞争优势和经济增长点;着力推进信息化和工业化融合,提升装备制造业整体素质。不断发展的自动化技术,也正在这个方兴未艾的“智能时代”中寻找着自己的广阔天地。事实上,智能化在各领域的迅速普及,也许正是自动化技术在未来的一片广阔蓝海,而自动化也将助推智能应用的发展。总之,我国要由“传统”向“先进”、“制造”向“创造”跨越,实现装备制造业高端突破,必须要实现“六大转变”,即由粗放加工向精密制造和工艺创新转变、由简单模仿制造向掌握核心技术转变、由低附加值产品向高附加值产品转变、由重生产规模向重质量控制和标准化转变、由设备制造向系统集成转变、由单纯制造向制造服务化转变。在2012年“第八届中国国际工业博览会.新自动化论坛”上[5],一些企业的领导和专家认识到转型的重要性。这充分体现了这些企业对市场环境的敏锐性。