现代机械制造技术及其发展趋势

王季民

摘要：作为国民经济发展的基础条件，机械制造业是其他经济行业发展的生产途径，更是彰显国家、区域工业化水平与经济实力的重要标志，不仅对国家经济、国防及综合实力起决定作用，更对国家工业化、现代化进程起决定作用。本文在产业结构与组织理论前提下，对现代机械制造技术的概况及其发展趋势进行了分析与探究。

关键词：现代机械制造技术；概况；发展趋势

中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号2095-6363（2016）06-0133-01

1.现代机械制造技术的概况

现代制造技术意义较为多，通常情况下，现代制造技术可理解为通过传统制造技术和现代高新技术充分结合的产物，如计算机技术、信息技术与自动控制技术等，是一个多样化一体的新型交叉学科，其使制造技术发生了质的改变。为此，现代制造技术已经成为衡量现代制造水平的重要指标，其能够将人与设备的优势、潜能充分发挥出来，能够为传统机械制造行业带来强有力的发展动力。在发达国家其制造业自动化发展水平已经较为成熟，达到机械制造系统自动化的阶段。计算机辅助设计、计算机辅助产品工程与计算机仿真等技术在设计产品中极为常见。同时也选取了较为科学、规范的管理模式进行企业管理。在现代机械制造技术发展历程中，其主要包含以下几点内容：

1）计算机集成制造系统。通过计算机与其软件，在自动化技术、信息技术与制造技术前提下，能够把制造厂所有生产工作相关的分散性自动化系统进行有效集成，这就被称为计算机集成制造系统，在多品种、中小批量生产的整体效率高、柔性强系统内得到了广泛应用。从概念、含义角度分析，计算机集成制造系统可归结为2方面：（1）功能方面，其能够涵盖工厂内的所有生产运营工作，如预测市场、设计产品等，由此可见，与传统工厂自动化相比，其具有更为广泛的涉及面，同时该系统也极为复杂，是工厂自动化发展的趋势；（2）集成方面，其涵盖的自动化不再只是简单叠加工厂所有阶段的自动化，而是在计算机系统、分布式数据库技术支撑的前提下实现有效集成。此类集成是通过信息、功能为主要表现方式的技术集成，也就是信息、功能方面的有机集成，该技术的应用能够达到开发产品时间缩短、质量及品质提升的目的，同时也能实现成本大幅度降低。

2）智能制造系统。在制造系统内充分运用大量人工智能技术，如人工神经网络、专家系统等，以此对难度较大的决策问题予以处理，进而达到制造系统水平提升的目的，则被称为智能制造系统。人工智能的功能就是对技能水平高超员工的替代，通过对机械制造工作人员具体实践、技能知识的深入学习，才能对工作中存在的问题进行有效解决。人工智能是智能制造系统的核心技术。

3）并行工程。具体操作中也可将并行工程看作是同步工程，其主要是传统产品串行开发的流程。在产品设计中采取集成、并行的系统方法被称为并行工程，此方式规定在设计初期工作人员就必须对产品整个存在过程进行充分思考，如生成概念到产品报废等，同时要求对该过程内的全部影响因素进行充分思考，如质量、成本等。

4）敏捷制造。敏捷制造的基础结构由计算机网络与信息集成，其具有标准化与专业化，在所有企业连接中其结构形式为分布式，以此进行虚拟制造环境的构建。其原则为竞争合作，在虚拟制造环境中合作人可通过动态方式进行选择，以此进行虚拟企业构建，这样才能满足市场发展变化需求。

2.现代机械制造技术的发展趋势

精密工程技术与机械制造高度自动化为现代机械制造技术的主要发展趋势，在本世纪初超精密加工已实现1nm的加工精度，同时，分子束生长技术、离子注入技术与材料合成、扫描隧道工程也达到了0.3nm～0.1nm加工精度。目前精密工程已经逐步迈向原子级精度加工，换言之，随着科技的发展，实现移动原子级别加工将不远了。同样传统机床模式的结构布局已发生改变，如产品综合样本中日本Mazak公司将一种未来机床展示出来，外形方面，此机床和太空飞行器类似，噪音、油污等将给环境带来严重污染的问题在此类机床加工过程中将不再出现。伴随社会经济发展速度的不断提升及科学技术的快速发展，现代机械制造技术的发展趋势可归结为3方面，全球化、虚拟化与绿色化，这3方面发展，更能凸显现代机械制造业的规模性、高效性及环保性，只有不断创新机械制造技术，才能确保机械制造行业更快更好的发展，才能为国家发展、社会稳定创建良好的发展环境，提供全面技术支撑。

2.1全球化

步入21世纪以来，机械制造行业自动化发展的主要方向就是制造全球化。尤其是经济全球化的不断深入，在各个工业领域内，无论是大企业、还是小公司都逐步与国际接轨，向国际化经营方面发展。其主要原因在于改革开放后，国内外市场竞争愈来愈烈，如国内机械制造行业因技术不过关，技术不先进，在市场竞争中面临的压力越来越大，甚至出现倒闭、兼并现象。为此，在国内市场占有一定位置的大多数企业必须转变发展思路，进行新市场的扩张。除此之外，因计算机互联网技术发展速度的加快，将大量技术信息交流、开发产品与管理经营的先进技术提供给所需企业，对企业竞争合作关系的建立起到了推动作用。这种关系同时也对国际间市场竞争产生了激化作用。在以上原因的互相影响下，发展制造全球化，才能找到发展出路，才能实现机械制造业可持续发展。

2.2虚拟化

在设计环节选取的拟实技术与制造环节的虚拟技术都被看做是虚拟化。通过虚拟化可对开发产品的速度大幅度提升，同时做到降低风险的目的。设计产品的拟实技术的目的为产品自身性能、成本的合理优化，其为面向产品结构、性能的分析技术。

制造环节的虚拟技术则是将产品制造工艺优化、产品质量保障及成本最低化等作为该技术应用的主要目的，其主要对产品的可加工性、加工方式是否科学有效进行检验。计算机仿真是虚拟化的重点。利用仿真软件能够对真实系统进行模拟，以此确保合理化设计产品，确保产品质量符合相关标准规定。

2.3绿色化

目前，制造企业都面临着资源如何最大限度利用与污染如何实现最小化等问题，绿色制造的出现可充分解决此类问题。其为现代制造业在人类社会可持续发展战略的重要表现，也是制造业自动化系统今后必须思考的问题。现阶段，已经产生的绿色制造技术主要包含精密成型技术、无切削液加工、快速成形技术等，这些技术都可纳入绿色制造系统内，主要原因在于此类技术能够对原材料、能耗量等最大限度降低，同时通过改进相应技术方式，还能起到保护环境的目的。

3.结论

综上所述，作为高新技术的载体，机械制造业一定程度上对高新技术创新起到了带动作用。多年来，实现机械制造技术专业化不单单是为生产效率提升及生产方式先进化提供了支撑，更是传统机械制造技术向先进制造技术转变过程，是国际市场竞争中一个国家赢得最终胜利的重要工具。作为一个发展中国家，中国在社会工业化发展过程中，应进一步壮大自身机械制造业，并将其作为国民经济发展的支撑产业。尤其是在2001年加入WTO后，中国的大门向世界敞开，如何对国外先进的技术充分融入我国机械制造业，如何实现产业升级，如何将后发优势充分发挥出来，如何实现我国机械制造也跨越式发展，都已经成为我国经济发展必须思考的问题。