先進(jìn)制造技術(shù)及發(fā)展范文
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【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù);特點;發(fā)展趨勢
隨著計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展及交叉融合,產(chǎn)生了要求高精度、高速度、多功能、復(fù)合型、安全環(huán)保、智能化的先進(jìn)制造技術(shù)理念,與傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)相比,先進(jìn)制造技術(shù)是綜合了機(jī)械制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的總稱。
一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點
1.先進(jìn)制造技術(shù)涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容,它的目的是提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。
2.先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流,是生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程。
3.80年代以來,隨著全球市場競爭越來越激烈,先進(jìn)制造技術(shù)要求具有世界先進(jìn)水平,它的競爭已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的競爭,因此它是面向全球競爭的技術(shù)。
4.先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展階段保持了過去制造技術(shù)的有效要素,同時吸收各種高新技術(shù)成果,滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程,從而形成了一個完整的技術(shù)群,具有面向21世紀(jì)新的技術(shù)領(lǐng)域。
二、先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展方向
近年來,計算機(jī)技術(shù)、自動控制理論、數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人、CAD/CAM技術(shù)、CIM技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在內(nèi)的信息自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展,為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了日益增多的高效能手段。
(一)工業(yè)應(yīng)用的技術(shù),機(jī)械、電子、信息、材料及能源技術(shù)成果,綜合應(yīng)用于制造過程。
1.數(shù)控技術(shù)(Numerical Control),簡稱數(shù)控(NC),是用數(shù)字量及字符作為加工的指令,實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。目前數(shù)控一般采用通用或?qū)S糜嬎銠C(jī)實現(xiàn)數(shù)字程序控制,因此也稱為計算機(jī)數(shù)控技術(shù)(Computer Numerical Control),簡稱CNC,數(shù)控技術(shù)在國外一般都稱為CNC。數(shù)控技術(shù)的核心是數(shù)字控制技術(shù),用計算機(jī)來對輸入的指令進(jìn)行存儲、譯碼、計算、邏輯運算,并將處理的信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號,控制運動精度較高的驅(qū)動元件,使之按編程人員設(shè)定的運動軌跡來高效加工,從而徹底克服了傳統(tǒng)機(jī)械加工的缺點。
2.計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM),是計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design)簡稱CAD,與計算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing)簡稱CAM相結(jié)合而組成的系統(tǒng),依托強(qiáng)大軟件來完成產(chǎn)品設(shè)計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、制圖、數(shù)控編程、編制工藝文件等工作。
3.特種加工技術(shù),傳統(tǒng)機(jī)械切削加工的本質(zhì)為:刀具材料比工件更硬,用機(jī)械能把工件上多余的材料切除,零件的形狀由機(jī)床的成型運動產(chǎn)生。但是,隨著生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)實驗的需要,很多工業(yè)部門,要求尖端科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品向高精度、高速度、耐高溫、小型化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等方向發(fā)展。尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越高,工件材料越來越硬,加工表面越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足生產(chǎn)的需要,人們探索利用電、磁、聲、光、化學(xué)等能量或?qū)⒍喾N能量組合施加在工件的被加工部位,實現(xiàn)材料去除、變形、改變性能或被鍍覆等非傳統(tǒng)加工方法,這些方法統(tǒng)稱為特種加工。
(二)制造業(yè)綜合自動化,信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。
1.機(jī)器人技術(shù),計算機(jī)控制的可再編程的多功能操作器,又稱工業(yè)機(jī)器人。它能在三維空間內(nèi)完成多種操作。機(jī)器人技術(shù)綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息、傳感技術(shù)、人工智能和仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。
目前機(jī)器人大致分為兩大種,工業(yè)機(jī)器人(或稱機(jī)械手)是機(jī)器人的一種,它是由關(guān)節(jié)元件、末端執(zhí)行器、機(jī)身和控制裝置所組成,具有類似人的動作的功能;另一種由于安裝有感覺元件和遙感元件,分析計算機(jī)及行走裝置,具有感覺、觸覺、分析、判斷、決策和行走的功能而稱為智能機(jī)器人。
2.成組技術(shù),人們用大批量生產(chǎn)的組織形式以高效的生產(chǎn)設(shè)備、高效的工藝技術(shù)去制造單件小批的零件,降低生產(chǎn)成本,成組技術(shù)(Group Technology簡稱GT)就應(yīng)運而生。成組技術(shù)就是應(yīng)用相似性原理,在多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)中將相似零件組織在一起進(jìn)行生產(chǎn),使組內(nèi)零件近似為原來的單一品種的大批量,或者變單件、小批生產(chǎn)為批量生產(chǎn),按照批量生產(chǎn)的生產(chǎn)組織、管理技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)。
3.柔性制造系統(tǒng)(FMS-Flexible Manufacturing System),是以計算機(jī)為控制中心實現(xiàn)自動完成工件的加工、裝卸、運輸、管理的系統(tǒng)。它具有在線編程、在線監(jiān)測、修復(fù)、自動轉(zhuǎn)換加工產(chǎn)品品種的功能。一個柔性制造系統(tǒng)概括為以下三部分組成,即:加工系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和計算機(jī)控制的信息流系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)具有:高柔性,在線編程使計算機(jī)響應(yīng)進(jìn)行控制高自動化設(shè)備工作;高效率,合理控制設(shè)備的切削用量實現(xiàn)高效加工,減小輔助時間和準(zhǔn)備、終結(jié)時間;高度自動化,工件的加工、裝配、檢驗、搬運、倉庫存取完全由自動化程度高的設(shè)備來完成;柔性化生產(chǎn)大大減少操作人員、機(jī)床數(shù)目,提高機(jī)床利用率,縮短生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品成本、降低庫存、減少流動資金、縮短資金流動周期,因此可取得較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
三、系統(tǒng)管理技術(shù),制造業(yè)綜合自動化、過程工業(yè)綜合自動化、系統(tǒng)技術(shù)等綜合應(yīng)用于制造全過程,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),獲得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果
1.并行工程(Concurrent Engineering),簡稱(CE)是對產(chǎn)品及其設(shè)計過程和制造過程進(jìn)行并行、集成設(shè)計的一種系統(tǒng)化工作模式,這種模式使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就考慮到從概念形成到產(chǎn)品報廢的全生產(chǎn)周期中的所有因素,包括加工的質(zhì)量、成本、進(jìn)度和產(chǎn)品的技術(shù)性能及使用性能需求等,減少加工制造中可能出現(xiàn)的問題,加速產(chǎn)品開發(fā)過程,縮短開發(fā)周期。并行工程的最大特點是利用計算機(jī)的仿真技術(shù),用上、下游共同決策方式,在計算機(jī)上進(jìn)行產(chǎn)品整個生命周期各個階段的設(shè)計。
2.虛擬制造(Virtual Manufacturing),簡稱(VM)利用計算機(jī)技術(shù)、建模技術(shù)、信息處理技術(shù)、仿真技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真模擬,以發(fā)現(xiàn)設(shè)計或制造中出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就改進(jìn)完成,省略了產(chǎn)品的開發(fā)研制階段,達(dá)到降低設(shè)計和生產(chǎn)成本,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。
3.計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systen),簡稱(CIMS)是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)之上,通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫,將分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)的集成起來,完成從原材料采購到產(chǎn)品銷售的一系列生產(chǎn)過程的高效益、高柔性的先進(jìn)制造系統(tǒng)。系統(tǒng)包含技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng):工程設(shè)計與制造系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)和支撐系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)保障系統(tǒng)。
現(xiàn)階段我國先進(jìn)制造技術(shù)與先進(jìn)國家相比還有一定的差距,但隨著國家對先進(jìn)制造技術(shù)加大扶持力度,我國制造技術(shù)會更加進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
[1]韓秋實.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006
篇2
【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù);新興交叉學(xué)科;智能化;綠色制造
1.引言
制造技術(shù)是使原材料成為產(chǎn)品的一系列技術(shù)的總稱。自人類社會進(jìn)入工業(yè)社會以來,制造業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),制造技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實力和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來,隨著計算機(jī)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展,產(chǎn)品更新速度明顯加快,世界范圍的競爭日趨白熱化,傳統(tǒng)制造技術(shù)越來越不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍認(rèn)為:在未來的競爭中,誰掌握了先進(jìn)制造技術(shù)誰就掌握了市場。在一定程度上講,先進(jìn)制造技術(shù)已成為一個國家命運的主宰。
2.先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)生
先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology,簡稱為AMT)是指微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說,就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括:計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。
1993年,美國政府批準(zhǔn)了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(FCCSET)主持實施的先進(jìn)制造技術(shù)計劃(Advanced Manufacturing Technology-AMT)計劃。先進(jìn)制造技術(shù)計劃(Advanced Manufacturing Technology-AMT)是美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,為增強(qiáng)制造業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長,首先提出了先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology)的概念。此后,歐洲各國、日本以及亞洲新興工業(yè)化國家如韓國等也相繼作出響應(yīng)。
3.先進(jìn)制造技術(shù)的特點
先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,先進(jìn)制造技術(shù)相對傳統(tǒng)制造技術(shù)在應(yīng)用范圍上的一個很大不同點在于,傳統(tǒng)制造技術(shù)通常只是指各種將原材料變成成品的加工工藝,先進(jìn)制造技術(shù)雖然仍大量應(yīng)用于加工和裝配過程,但由于其組成中包括了設(shè)計技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù),因而可以將其綜合應(yīng)用于制造的全過程。并且傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科、專業(yè)單一獨立,相互間的界限分明。先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)和學(xué)科間的不斷滲透、交又、融合,界線逐漸淡化甚至消失,技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化、已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。
先進(jìn)制造技術(shù)是面向全球的。隨著世界自由貿(mào)易體制的進(jìn)一步完善,以及全球交通運輸體系和通信網(wǎng)絡(luò)的建立,制造業(yè)將形成全球化與一體化的格局,新的先進(jìn)制造技術(shù)也必將是全球化的模式。目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進(jìn)制造技術(shù)是支持該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力。因此,先進(jìn)制造技術(shù)的主體應(yīng)具有世界水平。但是,每個國家的國情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進(jìn)制造技術(shù)的過渡戰(zhàn)略和措施。中國正在以前所未有的速度進(jìn)入全球化的國際市場,開發(fā)和應(yīng)用適合國情的先進(jìn)制造技術(shù)勢在必行。
4.先進(jìn)制造技術(shù)的主體技術(shù)群和支撐技術(shù)群
先進(jìn)制造技術(shù)的主體技術(shù)群主要包括有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和工藝技術(shù)兩大技術(shù)群。面向制造的設(shè)計技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準(zhǔn)備的工具群和技術(shù)群。設(shè)計技術(shù)對新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)費用、產(chǎn)品質(zhì)量以及新產(chǎn)品上市時間都有很大影響。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計可以采用一系列工具,例如計算機(jī)輔助設(shè)計以及工藝過程建模和仿真等,生產(chǎn)設(shè)施、裝備和工具,甚至整個制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)更有效地進(jìn)行設(shè)計。近幾年發(fā)展起來的產(chǎn)品和工藝的并行設(shè)計具有雙重目的,一是縮短新產(chǎn)品上市的周期,二是可以將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物減少到最低程度,使最終產(chǎn)品成為可回收、可再利用的,因此對實現(xiàn)面向保護(hù)環(huán)境的制造而言是必不可少的。制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程及設(shè)備。例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術(shù)的不斷滲入,傳統(tǒng)的制造工藝和裝備正在產(chǎn)生質(zhì)的變化。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)或稱生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。
支撐技術(shù)群是指支持設(shè)計和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性的核心技術(shù)?;镜纳a(chǎn)過程需要一系列的支撐技術(shù),諸如:測試和檢驗、物料搬運、生產(chǎn)計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運行所需的技術(shù),是工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。
5.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展逐步智能化、信息化?;贑AD/CAM技術(shù)的CMS是制造業(yè)自動化的一個重要方向。CMS通過CAX系統(tǒng)和PDM系統(tǒng),進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計、仿真,并結(jié)合數(shù)字化制造設(shè)備,進(jìn)行自動加工。智能制造技術(shù)(MT)是將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié),通過模擬人類專家的智能活動,取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動,在制造過程中系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運行狀態(tài),在外界干擾或內(nèi)部激勵下能自動調(diào)整其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。信息化是當(dāng)今社會發(fā)展的趨勢,信息技術(shù)正在以人們想象不到的速度向前發(fā)展。信息技術(shù)也正在向制造技術(shù)注入和融合,促進(jìn)著制造技術(shù)和各種先進(jìn)生產(chǎn)模式的發(fā)展,如C IM S、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬制造等,無不以信息技術(shù)的發(fā)展為支撐。
可持續(xù)發(fā)展的綠色制造正在逐步引起人們的重視??萍嫉陌l(fā)展創(chuàng)造了歷史的奇跡,但人們也認(rèn)識到自然界的資源是有限的,環(huán)境和生態(tài)正遭受巨大的破壞,綠色制造與可持續(xù)發(fā)展已成為人們最為關(guān)注的課題之一。綠色制造是通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最人限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)而影響,同時使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。對十日前世界資源緊張,環(huán)境惡化的現(xiàn)狀以及人類的持續(xù)發(fā)展的要求來講,綠色制造是必然的趨勢。
加工制造技術(shù)向著超精密、超高速的方向發(fā)展超精密加工技術(shù)。目前加工精度達(dá)到0.025μm,表而粗糙度達(dá)0.0045μm,已進(jìn)入納米級加工時代。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段靠近。超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展,超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。
超高速切削。目前鋁合金超高速切削速度已超過27m/s,鑄鐵25m/s,超耐熱鎳合金為5m/s,超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工。
生物制造系統(tǒng)正在逐步形成。日本三重大學(xué)和岡山大學(xué)率先開展了生物技術(shù)應(yīng)用于工程材料加工的研究,并初步證實了微生物加工金屬材料的可行性。我國于1982年將生物技術(shù)列為重點技術(shù)之一。生物學(xué)和制造學(xué)這兩個原來人們覺得毫不相干的學(xué)科,今天正在相互滲透、交叉,正在形成一個新的學(xué)科——生物制造系統(tǒng)。
6.我國先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從“六五”開始我國就啟動了制造技術(shù)主要是機(jī)械制造技術(shù)的國家部委與地方級重點攻關(guān)研究開發(fā),由于體制所限,這方面的規(guī)劃、研究開發(fā)主要是按行業(yè)分塊進(jìn)行的。企業(yè)開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)的能力薄弱,人力與資金投人都不足。1995年4月在北京召開了先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研討會,從戰(zhàn)略高度探討了我國發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的路線和方法。同一時期,國家二期863規(guī)劃也開始規(guī)劃下世紀(jì)初先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。
十幾年來通過技術(shù)引進(jìn)和人才培養(yǎng)等各方面的努力,我國不少企業(yè)已掌握了一批相對先進(jìn)的制造技術(shù),但是和發(fā)達(dá)國家還是有很大差距。我國當(dāng)務(wù)之急首先是要改善實施先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)條件,包括擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床、加工中心的應(yīng)用,建立完善的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)群,擴(kuò)大市場占有率。再就是大力發(fā)展和推廣國產(chǎn)CAD/CAM計算機(jī)輔助設(shè)計與制造系統(tǒng),在各大高校開設(shè)相關(guān)專業(yè),加大人才培養(yǎng)力度。相信我國的先進(jìn)制造技術(shù)在不久的將來會翻開嶄新的一頁。
7.結(jié)束語
知識就是財富,人類當(dāng)前社會正在由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代步入知識經(jīng)濟(jì)時代。高科技的發(fā)展促使制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化。先進(jìn)制造技術(shù)就是在這個時代背景下應(yīng)運而生,它是一個不斷發(fā)展、不斷更新的技術(shù)體系,使人類的生產(chǎn)生活發(fā)生了巨大改變。總之,21世紀(jì)的機(jī)械制造業(yè)是信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、不斷創(chuàng)新的綠色制造業(yè),是人類智慧的結(jié)晶。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:制造技術(shù);自動化;提高
中圖分類號:TD406 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 先進(jìn)制造技術(shù)的特點
1.1 是新世紀(jì)的技術(shù)
機(jī)械制造是蒸汽時代就已經(jīng)開始,到了21世紀(jì),它已經(jīng)成為了任何一個國家發(fā)展的必要條件。先進(jìn)制造技術(shù)是在制造技術(shù)基礎(chǔ)上的發(fā)展和升華,在這之后既保留了傳統(tǒng)制造技術(shù)的精華,又吸收利用了這種高科技,將這兩方面的優(yōu)勢雜糅在一起,形成了更加先進(jìn)的技術(shù),快速的參與到了各項產(chǎn)品生產(chǎn)及其他環(huán)節(jié),大大提高了產(chǎn)品在生產(chǎn)、銷售、售后等方面的效率。先進(jìn)制造技術(shù)具有極其明確的范疇,是21世紀(jì)最需要、最渴求的技術(shù)。
1.2 是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)涉及的范圍不僅僅局限于生產(chǎn)過程,它還包含了產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)、施工工藝的設(shè)計、產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工制造、售后維護(hù)維修等。它主要是應(yīng)對于一些具有壽命周期的產(chǎn)品。先進(jìn)制造技術(shù)的使用,其直接的就會體現(xiàn)在生產(chǎn)效率的提高和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)對于我國的國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著明顯的實際效果,它不僅僅提高了企業(yè)的綜合實力,還促進(jìn)了我國綜合國力的增長。
1.3 是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程
目前的先進(jìn)制造技術(shù)主要應(yīng)用了以下的先進(jìn)技術(shù):計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)。先進(jìn)制造技術(shù)是在吸收各種高新科技的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展的,它是與時俱進(jìn)的技術(shù),駕馭了生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流,是一個先進(jìn)系統(tǒng)工程。
1.4 是面向全球競爭的技術(shù)
“地球村”概念的出現(xiàn),使得全世界的經(jīng)濟(jì)有了多重的一體化,全球化市場的發(fā)展,以前相對封閉的經(jīng)濟(jì)活動變得多種多樣,不再局限于一域的經(jīng)濟(jì)市場,使得各個國家在爭奪市場方面有著空前的激烈性,發(fā)達(dá)國家不斷向外輸出資本和工廠,世界市場呈現(xiàn)出寸土必爭的盛況,而先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)生正是順應(yīng)這一時代的需求而產(chǎn)生。國家自身先進(jìn)制造技術(shù)的水平,在一定程度上表現(xiàn)出了該國在國際市場競爭中的地位。
1.5 是市場競爭三要素的統(tǒng)一
在以前產(chǎn)品制造技術(shù)不發(fā)的時期,往往一種熱銷產(chǎn)品的上市,都會引來很多相似產(chǎn)品的出現(xiàn),而這時的競爭主要指向生產(chǎn)率的提高上。而在先進(jìn)制造技術(shù)出現(xiàn)后,制造業(yè)不僅僅是簡單的生產(chǎn)過程,這之中的競爭已經(jīng)從提高生產(chǎn)率水平轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品生產(chǎn)的成本、質(zhì)量和時間上。先進(jìn)制造技術(shù)正是利用這三方面的合理統(tǒng)一,從而達(dá)到了提高市場競爭力的目的。
2 先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
改革開放30年已經(jīng)過去,在這30年里,我國已經(jīng)成為了世界上最大的制造業(yè)國家,中國制造在各個我家都擁有相當(dāng)大的份額。這一成果是我國的先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果。我國制造業(yè)的發(fā)展可以用騰飛來形容,可是與發(fā)達(dá)國家相比,差距已然是巨大的。
2.1 管理方面。發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)普遍采用了辦公自動化管理,計算機(jī)的應(yīng)用早已應(yīng)用到了管理體制和生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)。而準(zhǔn)時生產(chǎn)(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)應(yīng)用,又在思想形態(tài)上占據(jù)了先進(jìn)性。而我國計算機(jī)輔助管理也僅僅應(yīng)用到少數(shù)企業(yè)的個別部分,大多數(shù)的企業(yè)仍然是采用的經(jīng)驗管理模式。
2.2 設(shè)計方面。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,制造業(yè)的設(shè)計數(shù)據(jù)和工作準(zhǔn)則都在不斷的更新中,在很多大型企業(yè)中都已經(jīng)使用了無圖紙設(shè)計和生產(chǎn)模式,而在我國普遍的CAD/CAM技術(shù)利用率較低。
2.3 制造工藝方面。制造工藝需要有高精的制造工藝,發(fā)達(dá)國家在這方面都已經(jīng)采取了高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米/納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法。這些技術(shù)在我國的使用率很低,還有一些技術(shù)是在開發(fā)中,還沒有及時掌握,因此,我國的制造工藝和發(fā)達(dá)工業(yè)國家還有很大的差距。
3 我國先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1 全球化。第一,是國內(nèi)的制造業(yè)已經(jīng)受到了國際制造業(yè)的猛烈沖擊,他們不僅僅是爭奪國際市場,還進(jìn)一步的進(jìn)駐國內(nèi)市場,這對我國的制造業(yè)是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這一現(xiàn)實情況逼迫的我國制造業(yè)要適應(yīng)生存法則--優(yōu)勝劣汰。國內(nèi)的很多中小企業(yè)都在這一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中紛紛落敗,也有一些優(yōu)秀的企業(yè)在這之中凸顯出來。第二,今網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)已經(jīng)深入到了企業(yè)的各個方面,這一技術(shù)給企業(yè)帶來了合作的同時,又進(jìn)一步計劃了國際市場的競爭。這兩個因素已經(jīng)大力的帶動了制造業(yè)的全球化。
3.2 網(wǎng)絡(luò)化。這個社會的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)深入到了人們的日常生活,迅速的網(wǎng)絡(luò)化水平,給企業(yè)帶來的是更加活性化的發(fā)展。企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)資料、市場拓展和產(chǎn)品銷售都可以跨區(qū)域和跨國界的進(jìn)行。而網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展,使得企業(yè)間的信息交流、技術(shù)交流更加的便利,這不僅僅方面的企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,又為企業(yè)的發(fā)展提供了發(fā)展的推動作用。
3.3 虛擬化。虛擬技術(shù)是指模擬生產(chǎn)過程和生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù),這可以檢驗生產(chǎn)過程的合理性和制造過程的效率。虛擬化主要都是運用計算機(jī)的仿真軟件來模擬現(xiàn)實的生產(chǎn),用這一技術(shù)可以在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)之前來檢驗產(chǎn)品的質(zhì)量,保證產(chǎn)品制造的準(zhǔn)確性,及時避免不必要的錯誤。
3.4 自動化。自動化的發(fā)展是順應(yīng)時代的必然,制造業(yè)自動化發(fā)展的未來趨勢是在制造業(yè)環(huán)節(jié)中高度智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、綠色化。
3.5 綠色化。綠色化是針對近年來興起的可持續(xù)發(fā)展觀衍生的發(fā)展趨勢,對生產(chǎn)模式進(jìn)行總結(jié),就是在設(shè)計、生產(chǎn)、材料、工藝、包裝以及管理等各個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)綠色工藝,在循環(huán)環(huán)節(jié)也能夠積極回收再次使用。綠色制造是工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境傷害最小的生產(chǎn)模式,也使資源的有效利用率臻至最大。
結(jié)語
先進(jìn)制造技術(shù)在一個國家的發(fā)展過程中占據(jù)這非常重要的位置,是衡量一個國家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,也是在國際競爭中能否占據(jù)有利位置的重要因素。我國在走過30多年的改革開放后,我們的制造業(yè)已經(jīng)到了一個需要質(zhì)變的階段,先進(jìn)制造技術(shù)的運用已經(jīng)成為了我國制造業(yè)的軟肋,只有緊跟國際先進(jìn)制造技術(shù),努力學(xué)習(xí),積極的應(yīng)用到實處,才能引起制造業(yè)的質(zhì)變,才能縮短和發(fā)達(dá)國家的差距,才能在時下激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地,才能使我國的現(xiàn)代化更上一層樓。綜上所述,發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)刻不容緩,需要我們必須有緊迫意識,加快發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的腳步。
參考文獻(xiàn)
篇4
關(guān)鍵詞:問題;先進(jìn)制造技術(shù);前沿科學(xué);應(yīng)用前景
制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為,世界上各個國家經(jīng)濟(jì)的競爭,主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。
一、當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題
當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面:
(1)制造系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力,必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科的研究成果,探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義,而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng),以滿足制造系統(tǒng)新的要求。
(2)為支持快速敏捷制造,幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面,在三維現(xiàn)實空間(3-RealSpace)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計和分析等問題,特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題;在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面,存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題;在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運動規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題,其理論有待進(jìn)一步突破,當(dāng)前一門新學(xué)科--計算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。
(3)在現(xiàn)代制造過程中,信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個重點。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面,都還有待進(jìn)一步突破。
(4)各種人工智能工具和計算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計算智能工具,在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來越普遍的關(guān)注,有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在:智能調(diào)度、智能設(shè)計、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。
這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題,也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。
二、現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)
不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望,從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。
超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計與制造等領(lǐng)域,國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作,但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究,但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。
信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此,與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。
2.1制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)
機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的信息本質(zhì),另一方面對制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深,研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá),以進(jìn)一步達(dá)到實現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。
與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息,這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容:
(1)制造信息的獲取、處理、存儲、傳遞和應(yīng)用,大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。
(2)非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。
這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物,構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。
2.2微機(jī)械及其制造技術(shù)研究
微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化,成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度,大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開動的小汽車;可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點,因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想,1962年第一個硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動機(jī),顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣,在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來,微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點如下:相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功,體現(xiàn)了其現(xiàn)實的和潛在的應(yīng)用價值;多種微型制造技術(shù)的發(fā)展,特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù);微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊伍,微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域,涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。
目前對微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運動規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識,還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜,是亟待深入研究的領(lǐng)域。
2.3材料制備/零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)
材料是人類進(jìn)步的里程碑,是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會推進(jìn)物質(zhì)文明,促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)實力和軍事實力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計實現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計與擬實仿真優(yōu)化是實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面,通過計算機(jī)完成擬實仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實驗性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,研究材料和零件的設(shè)計形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制,加工過程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實體模型或零件。
2.4機(jī)械仿生制造
21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。
地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機(jī)械化、自動化延伸了人類的體力,智能化延伸了人類的智力,那么,"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。
仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動下,在組織結(jié)構(gòu)和運行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計、制造工藝規(guī)程的自動生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)條件。
仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交",它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個方面:
2.4.1面向生命的仿生制造
研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型,例如人工生命、細(xì)胞自動機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法,例如:基于充分信息共享的仿生設(shè)計原理,基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略;研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ),例如:仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系,仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計量方法。
機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合,其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作,具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點,如果抓住機(jī)遇研究下去,將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué),以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。
三、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
20世紀(jì)90年代以來,世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展,如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國際合作計劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計劃(G--7)、德國的制造2000計劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計劃。
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個性化與多樣化,未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。
當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下九個方面:
(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合,現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會獲得不斷發(fā)展。
(2)設(shè)計技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。
(3)成型及制造技術(shù)精密化、制造過程實現(xiàn)低能耗。
(4)新型特種加工方法的形成。
(5)開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。
(6)加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。
(7)實施無污染綠色制造。
篇5
【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】1672—5158(2012)10-0142-01
先進(jìn)制造技術(shù)是為了適應(yīng)時代要求,提高競爭能力,對制造技術(shù)不斷優(yōu)化及推陳出新而形成的。先進(jìn)制造技術(shù)作為一個專有名詞提出后,至今沒有一明確的、公認(rèn)的定義。
經(jīng)過近來對發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)方面開展的工作,通過對其特征的分析研究,可以認(rèn)為:“先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理等方面的成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱”。
1 先進(jìn)制造技術(shù)特點
(1)先進(jìn)制造技術(shù)貫穿了從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品銷售及使用維修等全過程,成為“市場一產(chǎn)品設(shè)計一制造一市場”的大系統(tǒng)。而傳統(tǒng)制造工程一般單指加工過程。
(2)先進(jìn)制造技術(shù)充分應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)、管理技術(shù)等的最新成果,各專業(yè)、學(xué)科間不斷交叉、融合,其界限逐漸淡化甚至消失。
(3)先進(jìn)制造技術(shù)是技術(shù)、組織與管理的有機(jī)集成,特別重視制造過程組織和管理體制的簡化及合理化。
(4)先進(jìn)制造技術(shù)并不追求高度自動化或計算機(jī)化,而是通過強(qiáng)調(diào)以人為中心,實現(xiàn)自主和自律的統(tǒng)一,最大限度地發(fā)揮人的積極性、創(chuàng)造性和相互協(xié)調(diào)性。
(5)先進(jìn)制造技術(shù)是一個高度開放、具有高度自組織能力的系統(tǒng),通過大力協(xié)作,充分、合理地利用全球資源,不斷生產(chǎn)出最具競爭力的產(chǎn)品。
2 先進(jìn)制造技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)遇
21世紀(jì)制造業(yè)仍將在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中擁有重要的地位與作用,是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)仍是一個國家繁榮昌盛的基礎(chǔ)技術(shù)之一,是直接創(chuàng)造社會財富的重要手段,是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要技術(shù)支撐。
21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展面臨如下挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
2.1 有限的資源與日益增長的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn)
地球這個宇宙中的一個村落已日益“變小”,環(huán)境污染正威脅著人類的生存,而有限的資源正威脅著人類的持續(xù)發(fā)展。因而,如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已是21世紀(jì)人類的一個重要課題。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展必須充分考慮資源緊缺與環(huán)保壓力。綠色制造是21世紀(jì)制造技術(shù)的一個重要特征。綠色設(shè)計技術(shù)、產(chǎn)品的拆卸與回收技術(shù)、生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)將得到迅速的發(fā)展。
2.2 消費觀念變革及市場劇烈競爭
21世紀(jì)消費者的行為更具有選擇性,“客戶化、小批量、快速交貨”的要求不斷增加,批量生產(chǎn)的產(chǎn)品逐漸為個性化、多樣化的產(chǎn)品所取代,產(chǎn)品的生產(chǎn)與服務(wù)的界限越來越模糊,市場的動態(tài)多變性以及劇烈的競爭迫使制造業(yè)改變策略。
2.3 制造全球化和貿(mào)易自由化的挑戰(zhàn)
隨著世界自由貿(mào)易體制的進(jìn)一步完善及全球交通運輸體系和通信網(wǎng)絡(luò)的建立,國際經(jīng)濟(jì)合作與交往日趨緊密,全球產(chǎn)業(yè)界進(jìn)入了結(jié)構(gòu)大調(diào)整的重要時期,世界正在形成一個統(tǒng)一的大市場。制造業(yè)的全球化與一體化的格局已經(jīng)初步形成。制造技術(shù)的發(fā)展必須與此相適應(yīng),新的生產(chǎn)模式必將是全球化的生產(chǎn)模式。
2.4 信息技術(shù)的發(fā)展為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展提供良好的機(jī)遇
21世紀(jì)的制造業(yè)正在從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時代向著以信息為特征的系統(tǒng)技術(shù)時代邁進(jìn)。信息技術(shù)的發(fā)展將大大促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。
3 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,隨著市場需求個性化與多樣化,未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化的方向發(fā)展。當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢大致有以下四個方面。
3.1 信息技術(shù)越來越重要
信息化是當(dāng)今社會發(fā)展的趨勢,信息技術(shù)正在以人們想象不到的速度發(fā)展,產(chǎn)品制造過程中的信息投人已成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。信息技術(shù)也正在向制造技術(shù)注入和融合,促進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展??梢哉f先進(jìn)制造技術(shù)的形成與發(fā)展,無不與信息技術(shù)的應(yīng)用與注入有關(guān)。信息技術(shù)是推動制造技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵因素。信息技術(shù)促進(jìn)著設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)代化,加工制造的精密化、快速化,自動化技術(shù)的柔性化、智能化以及整個制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化。各種先進(jìn)生產(chǎn)模式的發(fā)展,如CIMS、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬制造,也無不以信息技術(shù)的發(fā)展為支撐。通過信息交換和信息共享,企業(yè)生產(chǎn)的柔性和敏捷性大大提高。
3.2 集成程度越來越高
集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統(tǒng)集成為一個能協(xié)調(diào)工作的、功能更強(qiáng)的新系統(tǒng)。先進(jìn)制造技術(shù)的集成不是簡單的連接,而是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計,分析原技術(shù)和單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實現(xiàn)的。先進(jìn)制造技術(shù)的集成促進(jìn)了制造企業(yè)的功能集成。功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)的集成,同時還要強(qiáng)調(diào)人的集成。
先進(jìn)制造技術(shù)的集成程度越來越高,使得專業(yè)、學(xué)科問的界限逐漸淡化、消失。先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展,使加工、檢測、物流、裝配過程以及設(shè)計、制造過程等逐步走向一體化,專業(yè)車間、專用設(shè)備的概念逐漸淡化,不同專業(yè)的技術(shù)甚至設(shè)備集成為先進(jìn)制造技術(shù)逐漸增多。先進(jìn)制造技術(shù)的高度柔性與高度集成,使得系統(tǒng)越來越復(fù)雜。由于計算機(jī)、知識工程及制造軟件系統(tǒng)的使用,一些先進(jìn)制造技術(shù)的智能化越來越高,能夠進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策,可以在沒有人為干預(yù)的情況下進(jìn)行制造生產(chǎn)。
3.3 趨向綠色制造
先進(jìn)制造技術(shù)在整個制造過程中,應(yīng)該大大減少能耗及對環(huán)境的負(fù)面影響,使得廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小,對資源利用效率最高,這就是綠色制造。日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束,使綠色制造業(yè)顯得越來越重要。中國的資源、環(huán)境問題尤為突出,制造業(yè)不僅要解決生產(chǎn)過程的污染和資源浪費問題,更重要的是要為社會提供在全壽命周期內(nèi)沒有污染、節(jié)約資源的產(chǎn)品。因此,綠色制造將成為先進(jìn)制造技術(shù)的重要特征。先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)該充分體現(xiàn)綠色制造,使產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。
3.4 越來越多地使用虛擬技術(shù)
從本質(zhì)上講,虛擬制造技術(shù)是對真實制造過程的動態(tài)模擬、仿真,是在計算機(jī)上制造數(shù)字化產(chǎn)品,經(jīng)過模擬仿真使產(chǎn)品外形設(shè)計、布局設(shè)計、加工及裝配過程達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計及工藝過程、優(yōu)化制造環(huán)境配置和生產(chǎn)供給計劃、優(yōu)化制造過程并改進(jìn)制造系統(tǒng)的目的,用來改善各個層次的決策和控制。虛擬制造從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前,在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型(Soft Prototype)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(Hard Prototype)進(jìn)行試驗,對其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測和評價,從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期,降低產(chǎn)品的開發(fā)成本,提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的能力。最新的進(jìn)展是在并行工程環(huán)境下,開展虛擬成形制造,使得在產(chǎn)品的設(shè)計完成時,成形制造的準(zhǔn)備工作也同時完成。
參考文獻(xiàn)
篇6
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造業(yè) 市場結(jié)構(gòu)調(diào)整 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級
同志在黨的十報告《堅定不移沿著中國特色社會主義道路前進(jìn) 為全面建成小康社會而奮斗》中指出,要“推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整”,關(guān)鍵就是要“推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)健康發(fā)展,加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”。一國產(chǎn)業(yè)體系進(jìn)而經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的高級程度是由與本國產(chǎn)業(yè)梯度演進(jìn)階段相適應(yīng)的先進(jìn)制造業(yè)所占的比重決定的。先進(jìn)制造業(yè)的形成可以依靠國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和先進(jìn)技術(shù)引進(jìn),但要真正轉(zhuǎn)化為具有國別特色的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),必須依靠持續(xù)不斷的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)容和技術(shù)創(chuàng)新。因此,探索先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)容、技術(shù)創(chuàng)新以及結(jié)構(gòu)升級的影響和制約因素,并由此明確我國產(chǎn)業(yè)調(diào)控政策的有效著力點,對推動我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整具有重大的政策指導(dǎo)意義。
基于我國產(chǎn)業(yè)梯度演進(jìn)的先進(jìn)制造業(yè)涵界
先進(jìn)制造業(yè)作為一種與時俱進(jìn)的產(chǎn)業(yè)形態(tài),具有較鮮明的梯度演進(jìn)特征:從最初級的輕紡制造業(yè)到重化制造業(yè),再到高技術(shù)含量的裝備制造業(yè)以及信息化、智能化制造業(yè)。立足于當(dāng)前國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展前沿和我國制造產(chǎn)業(yè)體系演進(jìn)路徑,可以大致確定,與我國產(chǎn)業(yè)梯度演進(jìn)階段相適應(yīng)且與傳統(tǒng)制造業(yè)相對應(yīng)的先進(jìn)制造業(yè)是通過不斷吸收電子信息、計算機(jī)、機(jī)械、材料以及現(xiàn)代工藝流程等方面的高新技術(shù)成果,并將這些先進(jìn)技術(shù)綜合應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、過程控制、營銷服務(wù)等的全過程,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),實現(xiàn)更高市場效率和更好經(jīng)濟(jì)社會效益的制造業(yè)的總稱。
基于上述基本判斷,依據(jù)國家統(tǒng)計局的產(chǎn)業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn),大致可以將先進(jìn)制造業(yè)大致涵界在醫(yī)藥制造業(yè)(含化學(xué)藥品制造業(yè)、中成藥制造業(yè)、生物/生化制品的制造業(yè))、電子及通信設(shè)備制造業(yè)(含通信設(shè)備制造業(yè)、雷達(dá)及配套設(shè)備制造業(yè)、廣播電視設(shè)備制造業(yè)、電子器件制造業(yè)、電子元件制造業(yè)、家用視聽設(shè)備制造業(yè)、其他電子設(shè)備制造業(yè))、電子計算機(jī)及辦公設(shè)備制造業(yè)(含電子計算機(jī)整機(jī)制造業(yè)、電子計算機(jī)外部設(shè)備制造業(yè)、辦公設(shè)備制造業(yè))、醫(yī)療設(shè)備及儀器儀表制造業(yè)(含醫(yī)療設(shè)備及器械制造業(yè)、儀器儀表制造業(yè))以及航空航天器制造業(yè)(含飛機(jī)制造及修理、航天器制造)五大類十七小類子產(chǎn)業(yè)范圍內(nèi)。這些產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了我國當(dāng)前促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)升級的產(chǎn)業(yè)主體。
產(chǎn)業(yè)升級視角下先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀考察
作為一國引導(dǎo)制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步和結(jié)構(gòu)升級的主要動力,先進(jìn)制造業(yè)應(yīng)該在發(fā)展速度、投資強(qiáng)度、競爭能力、研發(fā)力度、經(jīng)濟(jì)效率等方面表現(xiàn)出顯著的先導(dǎo)性特征。只有自身形成了良性正向的發(fā)展態(tài)勢,才可能有效承擔(dān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的導(dǎo)向職能和推動作用。然而,從我國先進(jìn)制造業(yè)近年來的實際發(fā)展情況看,盡管產(chǎn)值規(guī)模連年提升、從業(yè)人員不斷擴(kuò)大,作為國家重點建設(shè)的領(lǐng)域,在產(chǎn)業(yè)投資和研發(fā)投入方面都有所側(cè)重,但產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢仍不容樂觀。具體而言:
(一)增長速度低于制造業(yè)總體,結(jié)構(gòu)升級效應(yīng)尚未體現(xiàn)
2008-2011年,我國先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年上漲,2011年產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到88434億元,年均增幅達(dá)到15.71%;但與同期制造業(yè)總產(chǎn)值高達(dá)18.48%的平均增速相比,先進(jìn)制造業(yè)反而處于劣勢,在制造業(yè)總產(chǎn)值中的比重也從2008年的12.93%降至12.05%,不僅未奠定先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的地位并帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級,反而呈現(xiàn)出不及傳統(tǒng)制造業(yè)的增長態(tài)勢。
(二)經(jīng)濟(jì)效率缺乏優(yōu)勢,投資吸納和流量調(diào)整能力不足
2008-2011年,我國先進(jìn)制造業(yè)利潤總額逐年提升并突破5000億元大關(guān),且利潤總額年均增幅達(dá)到24.39%,顯著高于同期產(chǎn)值增幅,推動行業(yè)總體利潤水平由2008年的5.40%提升到7.02%。但與此同時,也應(yīng)看到,7%的利潤率與先進(jìn)制造業(yè)本身的產(chǎn)業(yè)屬性和產(chǎn)業(yè)定位是不相符的。偏低的產(chǎn)業(yè)效率進(jìn)一步制約了先進(jìn)制造業(yè)對經(jīng)濟(jì)資源的吸納力和整合力。一方面,先進(jìn)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額占制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額的比重長期處于9.5%左右的水平,低于先進(jìn)制造業(yè)占制造業(yè)的產(chǎn)值比重;另一方面,2008-2011年,先進(jìn)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額年均增長27%,增速超過了先進(jìn)制造業(yè)的產(chǎn)值增幅和利潤增幅,對所吸納產(chǎn)業(yè)投資的利用效率明顯偏低。
(三)研發(fā)經(jīng)費投入力度偏低,自主創(chuàng)新意識和效果薄弱
我國先進(jìn)制造業(yè)偏低的運行效率和產(chǎn)出能力是與其相對薄弱的技術(shù)水平相聯(lián)系的。首先,美國(16.89%)、英國(11.04%)、日本(10.64%)等國先進(jìn)制造業(yè)研發(fā)經(jīng)費占行業(yè)總產(chǎn)值的比重都超過10%,而我國先進(jìn)制造業(yè)該比重僅1.5%左右,研發(fā)經(jīng)費投入力度明顯偏低。其次,從投入力度偏低的研發(fā)經(jīng)費的內(nèi)部結(jié)構(gòu)看,用于從國內(nèi)外引進(jìn)、吸收技術(shù)的經(jīng)費和用于技術(shù)改造經(jīng)費分別占11%和28%,只有近六成用于自主研發(fā),自主創(chuàng)新意識仍顯薄弱。最后,由于研發(fā)投入力度不足、自主創(chuàng)新意識薄弱,在我國先進(jìn)制造業(yè)內(nèi)部,多數(shù)子行業(yè)(或企業(yè))并未將科學(xué)技術(shù)確立為本行業(yè)(或企業(yè))的核心競爭力來源,仍高度依賴我國相對豐裕的勞動力資源和自然資源,由此導(dǎo)致科學(xué)技術(shù)對產(chǎn)業(yè)先進(jìn)性和高效率的支撐效果微乎其微。
(四)企業(yè)規(guī)?;厔萦兴@現(xiàn),但產(chǎn)業(yè)資源仍有待整合
從人員規(guī)模和產(chǎn)值規(guī)模看,我國先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)都有所提升,分別從2008年的366人和2.21億元提高到529人和408億元。這一走勢盡管一定程度上展現(xiàn)了我國先進(jìn)制造業(yè)內(nèi)部并購整合的舉措,但也說明我國先進(jìn)制造業(yè)中的產(chǎn)業(yè)資源仍高度分散在諸多企業(yè)當(dāng)中,尚未真正實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。
(五)內(nèi)資企業(yè)競爭力不足,外資主導(dǎo)型產(chǎn)業(yè)格局待扭轉(zhuǎn)
由于自主創(chuàng)新能力有限,產(chǎn)業(yè)資源整合不充分,我國先進(jìn)制造業(yè)中內(nèi)資企業(yè)呈現(xiàn)數(shù)量眾多、市場份額不高、企業(yè)規(guī)模偏小,競爭力嚴(yán)重不足的發(fā)展態(tài)勢,外資企業(yè)(含港澳臺資)仍是產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局的主導(dǎo)力量。在先進(jìn)制造業(yè)的所有企業(yè)中,內(nèi)資企業(yè)數(shù)量超過了60%,但產(chǎn)值總規(guī)模僅占行業(yè)總產(chǎn)值的31%;外資企業(yè)平均規(guī)模達(dá)到8.52億元,港澳臺企業(yè)平均規(guī)模為5.62億元,而內(nèi)資企業(yè)平均規(guī)模僅2.32億元。顯然,外資企業(yè)不僅在市場份額上占據(jù)主流,而且基于規(guī)模經(jīng)濟(jì)形成了更強(qiáng)的市場勢力和競爭優(yōu)勢,將在未來較長時間內(nèi)主導(dǎo)行業(yè)發(fā)展。
先進(jìn)制造業(yè)市場結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)升級影響研究
我國先進(jìn)制造業(yè)代表著產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展的方向,承載著國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級的戰(zhàn)略,卻呈現(xiàn)成長性、創(chuàng)新性、規(guī)模性、投資強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)效率乃至綜合競爭力的“六低”發(fā)展態(tài)勢,亟需從各層面挖掘阻礙其發(fā)展的影響因素,進(jìn)行政策引導(dǎo)和調(diào)控。
在上述“六低”產(chǎn)業(yè)特征中,制約我國先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的最突出的問題在于產(chǎn)業(yè)經(jīng)營效率偏低,而產(chǎn)業(yè)經(jīng)營效率又取決于行業(yè)中企業(yè)的技術(shù)研發(fā)水平。根據(jù)產(chǎn)業(yè)組織理論“結(jié)構(gòu)-行為-績效”研究范式,產(chǎn)業(yè)經(jīng)營效率和產(chǎn)業(yè)中企業(yè)的研發(fā)行為又決定于行業(yè)所處的市場結(jié)構(gòu)。所以,要從技術(shù)創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)升級、效率提升的角度推進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展,需要在市場結(jié)構(gòu)層面尋找問題的根源。
(一)我國先進(jìn)制造業(yè)的絕對集中度考察
我國先進(jìn)制造業(yè)的平均市場集中度CR4(行業(yè)中最大的4家企業(yè)所占的產(chǎn)值份額)為23.35%(2010年,按17個子行業(yè)加權(quán)平均),依據(jù)貝恩市場結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)屬于競爭性行業(yè)。在各子行業(yè)中,飛機(jī)、航天器、雷達(dá)設(shè)備制造等行業(yè)由于涉及國家安全,具有一定的行政壟斷性,集中度高于行業(yè)總體水平;除此以外集中度高于行業(yè)平均水平的行業(yè)要么由外資企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)(日資主導(dǎo)的辦公設(shè)備制造業(yè)為41.05%),要么由港澳臺資企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)(臺資主導(dǎo)的電子計算機(jī)整機(jī)制造業(yè)為51.48%);由內(nèi)資企業(yè)主導(dǎo)的子行業(yè)則普遍集中度偏低。分散的市場結(jié)構(gòu)必然導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)部競爭烈度的提升和行業(yè)盈利水平的降低,并進(jìn)而對行業(yè)效率提升和規(guī)模擴(kuò)容帶來負(fù)面影響。
(二)引入規(guī)模差異性的相對集中度考察
絕對集中度指標(biāo)不能反映市場中企業(yè)之間的規(guī)模差異程度,因此還須引入“規(guī)模差異系數(shù)”來度量先進(jìn)制造業(yè)的相對集中度。所謂規(guī)模差異系數(shù),就是行業(yè)集中度與行業(yè)平均份額的比值,系數(shù)越大,表明行業(yè)中主要企業(yè)規(guī)模相對越大。
我國先進(jìn)制造業(yè)的平均規(guī)模差異系數(shù)GC4為49.92(2010年,按17個子行業(yè)加權(quán)平均),總體上,行業(yè)中企業(yè)規(guī)模的差異性較大;從子行業(yè)看,醫(yī)藥制造業(yè)(53.92)、醫(yī)療設(shè)備及儀器儀表制造業(yè)(60.88)、電子及通信設(shè)備(65.00)的市場差異系數(shù)高于平均水平,行業(yè)中大企業(yè)的主導(dǎo)地位更突出;電子計算機(jī)及辦公設(shè)備制造業(yè)(31.77)和航空航天器制造業(yè)(8.64) 的市場差異系數(shù)低于平均水平,行業(yè)中的主導(dǎo)權(quán)相對渙散。
進(jìn)一步考察五大子行業(yè)下的細(xì)分行業(yè),可以利用絕對集中度和相對集中度指標(biāo)把17個先進(jìn)制造業(yè)細(xì)分行業(yè)劃分為I、II、III、IV四種類型,如表1所示。除了I型的三個細(xì)分行業(yè)初步確立了行業(yè)主導(dǎo)權(quán)之外,其他多數(shù)細(xì)分行業(yè)要么集中度偏低,要么企業(yè)規(guī)模差異偏低,不利于產(chǎn)業(yè)資源的整合和運行效率的提升。
(三)面向差異化和進(jìn)出壁壘的延伸考察
一般認(rèn)為,先進(jìn)制造業(yè)的核心競爭優(yōu)勢在于先進(jìn)技術(shù)和專利技術(shù),所以成熟的先進(jìn)制造業(yè)往往向高度標(biāo)準(zhǔn)化和高度專業(yè)化兩個方向發(fā)展。我國先進(jìn)制造業(yè)由于市場結(jié)構(gòu)高度分散,中小企業(yè)為數(shù)眾多,應(yīng)該面向“長尾市場”開展專業(yè)化和個性化經(jīng)營。但現(xiàn)實中,我國先進(jìn)制造業(yè)中的企業(yè)卻多集中于主流市場,針對通用性需求開展生產(chǎn)和研發(fā),一方面缺乏“菜單式”的個性化,另一方面缺乏“專業(yè)性”的集約化,導(dǎo)致附加值偏低,運行效率降低,產(chǎn)業(yè)缺乏吸引力。
類似地,一般認(rèn)為先進(jìn)制造業(yè)兼具高研發(fā)風(fēng)險和高投資收益的特性,其沉淀成本較高和資產(chǎn)專用性較強(qiáng),因此進(jìn)入和退出存在技術(shù)。但在我國,由于國家對先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展給予了大量的政策支持,使個別子產(chǎn)業(yè)趨向于公共產(chǎn)業(yè),行政性壁壘較高但技術(shù)性壁壘不足,投資收益不高,行業(yè)吸引力不強(qiáng);在如此政策依賴環(huán)境下,得不到政策支持的子產(chǎn)業(yè),往往不愿承擔(dān)高研發(fā)風(fēng)險,所以停滯于低技術(shù)水平,不得不開展價格競爭,同樣導(dǎo)致利潤率趨低,行業(yè)吸引力下降。
可見,我國先進(jìn)制造業(yè)雖然初具雛形,卻沒有真正導(dǎo)入先進(jìn)制造業(yè)應(yīng)有的發(fā)展路徑,如果不進(jìn)行必要的補(bǔ)償性政策調(diào)整,極易陷入低度均衡,失去發(fā)展機(jī)遇,逐步淪為傳統(tǒng)制造業(yè),復(fù)歸國際分工體系的中下層。
(四) 市場結(jié)構(gòu)對研發(fā)行為的影響考察
為了能對先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)形成更清晰的認(rèn)識,可以再將技術(shù)研發(fā)劃分為產(chǎn)品創(chuàng)新型研發(fā)和過程創(chuàng)新型研發(fā)兩個層次,其中:產(chǎn)品創(chuàng)新型研發(fā)強(qiáng)度主要用新產(chǎn)品銷售收入占主營業(yè)務(wù)收入的比重來衡量,過程創(chuàng)新型研發(fā)強(qiáng)度主要用微電子控制設(shè)備占固定資產(chǎn)的比重來衡量。通過對17個細(xì)分行業(yè)研發(fā)強(qiáng)度的計量統(tǒng)計和合并計算,可以得到表2。
從理論上講,松散型的寡頭壟斷是最有利于技術(shù)研發(fā)的市場結(jié)構(gòu)。從表2可以發(fā)現(xiàn):I型細(xì)分行業(yè)中產(chǎn)品創(chuàng)新和過程創(chuàng)新的研發(fā)強(qiáng)度都高于全行業(yè)平均水平;IV型細(xì)分行業(yè)中產(chǎn)品創(chuàng)新和過程創(chuàng)新的研發(fā)強(qiáng)度均低于全行業(yè)平均水平;II型細(xì)分行業(yè)中產(chǎn)品創(chuàng)新的研發(fā)強(qiáng)度要高于全行業(yè)平均水平,而過程創(chuàng)新的研發(fā)強(qiáng)度則低于全行業(yè)平均水平;III型細(xì)分行業(yè)中產(chǎn)品創(chuàng)新的研發(fā)強(qiáng)度要低于全行業(yè)平均水平,而過程創(chuàng)新的研發(fā)強(qiáng)度則高于全行業(yè)平均水平。
由此,可以進(jìn)一步推論:寡占型市場結(jié)構(gòu)對于先進(jìn)制造業(yè)的技術(shù)研發(fā)行為具有最好的激勵效果,企業(yè)研發(fā)行為最活躍,新技術(shù)和新產(chǎn)品和新工藝都將得到引進(jìn)、消化和吸收;行業(yè)集中度低、企業(yè)規(guī)模差異小是制約先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)研發(fā)行為的重要因素。由于行業(yè)利潤水平低,技術(shù)外溢效應(yīng)強(qiáng),技術(shù)研發(fā)的風(fēng)險巨大但收益較小,所以技術(shù)研發(fā)不構(gòu)成最有效的競爭手段,低成本滲透策略會被多數(shù)企業(yè)使用;高行業(yè)集中度能夠幫助企業(yè)保持較高的盈利能力,進(jìn)而獲得較強(qiáng)的風(fēng)險抵御能力,因而有助于激勵企業(yè)開展產(chǎn)品創(chuàng)新型研發(fā);企業(yè)規(guī)模差異讓大型企業(yè)獲得了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,而中小型企業(yè)不得不引入差異化戰(zhàn)略,于是面向成本降低和工藝改進(jìn)的過程創(chuàng)新成為該類細(xì)分行業(yè)的主要研發(fā)行為。
(五) 市場結(jié)構(gòu)對產(chǎn)業(yè)效率的影響考察
從我國先進(jìn)制造業(yè)17個細(xì)分子行業(yè)的主營業(yè)務(wù)利潤率看,行業(yè)差異仍是盈利能力的主要決定因素。醫(yī)藥制造(11.65%)、醫(yī)療設(shè)備和儀器儀表(9.82%)行業(yè)利潤率保持在10%左右的較高水平,而航空航天器制造(5.11%)、電子及通信設(shè)備(6.21%)以及電子計算機(jī)及辦公設(shè)備(3.46%)行業(yè)利潤率則處在5%左右的較低水平。
進(jìn)一步考察市場結(jié)構(gòu)對行業(yè)經(jīng)濟(jì)效率的影響。通過對17個細(xì)分行業(yè)盈利能力的計量統(tǒng)計和合并計算,可以得到表3。行業(yè)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模差異性也對行業(yè)盈利能力和經(jīng)濟(jì)效率起著重要的影響作用。規(guī)模差異性的存在一方面有助于弱化過度競爭,提升行業(yè)經(jīng)濟(jì)績效;另一方面有助于激發(fā)行業(yè)內(nèi)的兼并重組,提高資源的配置效率。同時,較高的盈利能力還會形成更強(qiáng)的行業(yè)吸引力,吸引更多的產(chǎn)業(yè)投資并推動更快的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)容,由此實現(xiàn)先進(jìn)制造業(yè)的結(jié)構(gòu)升級效應(yīng)。
另外需要特別指出的是,對于II型細(xì)分行業(yè),盡管處于較高集中度的市場結(jié)構(gòu)中,但由于一方面該市場結(jié)構(gòu)主要是由行政力量構(gòu)造的,公共產(chǎn)品屬性突出;另一方面企業(yè)規(guī)模差異較小,無法形成行業(yè)整合的主導(dǎo)力量,所以行業(yè)經(jīng)濟(jì)績效和資源配置效率都較低。
面向市場結(jié)構(gòu)的先進(jìn)制造業(yè)政策調(diào)控方略
承載著我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型提升和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級重要戰(zhàn)略使命的先進(jìn)制造業(yè)呈現(xiàn)自主創(chuàng)新不足,綜合效率偏低,產(chǎn)業(yè)資源配置不合理,內(nèi)資的行業(yè)主導(dǎo)力不強(qiáng)的發(fā)展態(tài)勢。這一態(tài)勢不僅在短期內(nèi)影響著先進(jìn)制造業(yè)的擴(kuò)容和升級,更會對我國的產(chǎn)業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、國際分工等造成長期影響。同時,也應(yīng)該看到,市場結(jié)構(gòu)構(gòu)成了我國先進(jìn)制造業(yè)低速度、低效益、低水平發(fā)展的根源性影響因素,因此,政府在制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和財稅政策的過程中,應(yīng)高度重視市場結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。
總體而言,政府對先進(jìn)制造業(yè)市場結(jié)構(gòu)的監(jiān)控、分析和調(diào)控是一項較為系統(tǒng)的工作:從靜態(tài)、動態(tài)、絕對、相對等多個視角監(jiān)測先進(jìn)制造業(yè)的市場結(jié)構(gòu)特征;從產(chǎn)業(yè)整體和細(xì)分行業(yè)兩個層面考察先進(jìn)制造業(yè)的市場結(jié)構(gòu)特征;從經(jīng)濟(jì)績效、技術(shù)研發(fā)和資源配置三個層面認(rèn)識先進(jìn)制造業(yè)市場結(jié)構(gòu)的影響;從企業(yè)行為引導(dǎo)和企業(yè)績效調(diào)節(jié)兩個方向開展先進(jìn)制造業(yè)的市場結(jié)構(gòu)調(diào)控。如此才能更好地創(chuàng)造有利于先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的長效環(huán)境和機(jī)制。
具體而言,政府針對先進(jìn)制造業(yè)的市場結(jié)構(gòu)、技術(shù)研發(fā)以及運營效率的政策調(diào)控可以重點著力于如下三個方面。
(一)政策引導(dǎo)
通過政策引導(dǎo)推動先進(jìn)制造業(yè)向大型企業(yè)主導(dǎo)、大中小企業(yè)協(xié)同合作的低集中寡占型市場結(jié)構(gòu)演化。對我國先進(jìn)制造業(yè)而言,市場集中度高、企業(yè)規(guī)模差異大的市場結(jié)構(gòu)更有利于技術(shù)創(chuàng)新的開展和產(chǎn)業(yè)運營效率的提升。因此,政府在市場結(jié)構(gòu)調(diào)控過程中,重點推進(jìn)如下工作:
在充分發(fā)揮大型企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和市場開拓主導(dǎo)作用的同時,保持中小企業(yè)在產(chǎn)品改進(jìn)、工藝完善、業(yè)務(wù)細(xì)分化、服務(wù)專業(yè)化等漸進(jìn)性創(chuàng)新和長尾市場需求滿足方面的優(yōu)勢,利用好二者之間的互補(bǔ)性,提升產(chǎn)業(yè)運營效率。
選擇企業(yè)規(guī)模小,市場組織散的細(xì)分行業(yè),推動企業(yè)間兼并重組,特別是技術(shù)研發(fā)型企業(yè)與生產(chǎn)制造型企業(yè)的橫向聯(lián)合,推動行業(yè)市場結(jié)構(gòu)向低集中寡占型演化。
通過必要的專項支持,如園區(qū)建設(shè)、人才工程等,推動行業(yè)內(nèi)的資源共享、設(shè)施配套、產(chǎn)業(yè)集聚以及人才培養(yǎng)。
推動細(xì)分行業(yè)內(nèi)的縱向一體化整合,通過信貸支持協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈矛盾、通過供應(yīng)鏈協(xié)同實現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、促優(yōu)逐劣,通過打通從技術(shù)研發(fā)到商業(yè)化應(yīng)用的價值鏈強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力和綜合競爭優(yōu)勢。
針對中小企業(yè),拓寬融資渠道,建立風(fēng)險基金,協(xié)調(diào)自主創(chuàng)新體系中各創(chuàng)新承擔(dān)者之間的權(quán)利義務(wù)關(guān)系,確保知識產(chǎn)權(quán)得以有效保護(hù)。
(二)政府組織協(xié)調(diào)
基于政府的組織協(xié)調(diào)能力,集成企業(yè)資源,整合研發(fā)力量,推動先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步和自主創(chuàng)新。政府要為企業(yè)提供技術(shù)創(chuàng)新的制度環(huán)境和政策環(huán)境,在技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮引導(dǎo)和支撐作用。
對產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā)的資金支持要采取事前補(bǔ)貼和事后獎勵相結(jié)合的方式,避免事前補(bǔ)貼監(jiān)督不力,事后補(bǔ)貼激勵不足的缺陷。
對于對產(chǎn)業(yè)全局具有深遠(yuǎn)影響的基礎(chǔ)性研究,特別是重大科技專項,應(yīng)通過國家專項、研究基金、產(chǎn)業(yè)聯(lián)合攻關(guān)等方式進(jìn)行,政府科技資金應(yīng)以直接方式介入并給予支持。
對于產(chǎn)業(yè)后技術(shù),特別是部分引進(jìn)消化、模仿改進(jìn)技術(shù),政府資金應(yīng)當(dāng)間接介入,做好產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新環(huán)境創(chuàng)建工作,在信息服務(wù)、產(chǎn)學(xué)研一體化、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面為企業(yè)提供良好的發(fā)展環(huán)境。
(三)利用好財稅政策手段
利用財稅政策手段,將先進(jìn)制造業(yè)作為幼稚產(chǎn)業(yè)加以保護(hù)和鞭策,加速產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)容和競爭力提升。
要采取必要的成本補(bǔ)貼、研發(fā)資助甚至行政保護(hù)等方式,彌補(bǔ)產(chǎn)業(yè)競爭力不足,給予先進(jìn)制造業(yè)相對寬松的市場環(huán)境。
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[關(guān)鍵詞]先進(jìn)制造業(yè) 制造技術(shù) 制造模式 市場網(wǎng)絡(luò)組織
〔中圖分類號〕F062.9 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕 1000-7326(2008)06-0074-06
在經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)革命的推動下,國際制造業(yè)的生產(chǎn)方式正在發(fā)生著重大變革。近十余年來,世界主要工業(yè)國紛紛制定各種發(fā)展計劃,促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)向先進(jìn)制造業(yè)(advanced manufacturing industry)轉(zhuǎn)變。加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè),已經(jīng)成為世界制造業(yè)發(fā)展的新潮流。本文根據(jù)當(dāng)代國際制造業(yè)發(fā)展的新趨勢,從超微觀、微觀和中觀三維視角進(jìn)行綜合概括,建立起一個新的先進(jìn)制造業(yè)理論模型。
一、關(guān)于先進(jìn)制造業(yè)概念的討論
“先進(jìn)制造業(yè)”是國內(nèi)學(xué)術(shù)界近年中提出的新概念,目前尚沒有一個明確的、一致公認(rèn)的定義。什么是先進(jìn)制造業(yè)?解釋主要有以下三種。
(1)先進(jìn)制造業(yè)主要指采用先進(jìn)制造技術(shù)為主要生產(chǎn)手段的制造業(yè)。先進(jìn)制造業(yè)最主要的特點是技術(shù)革新快,適應(yīng)市場需求的多樣化。[1]
(2)先進(jìn)制造業(yè)是指能夠不斷吸收高新技術(shù)成果,并將先進(jìn)制造技術(shù)和管理方式綜合應(yīng)用于研究、設(shè)計、制造、檢測和服務(wù)等全程的制造業(yè)。具有技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、創(chuàng)新能力強(qiáng)、資源消耗低、環(huán)境污染少、服務(wù)功能全、就業(yè)比較多等特點。[2] 它不僅包括高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),也涵蓋運用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。
(3)先進(jìn)制造業(yè)指制造業(yè)不斷地吸收電子信息、計算機(jī)、機(jī)械、材料以及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的高新技術(shù)成果,并將這些先進(jìn)制造技術(shù)綜合應(yīng)用于制造業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、在線檢測、營銷、服務(wù)和管理的全過程,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),即實現(xiàn)信息化、自動化、智能化、柔性化、生態(tài)化生產(chǎn),取得很好的經(jīng)濟(jì)、社會和市場效果的制造業(yè)的總稱。[3]
上述三種解釋都有合理之處,但又都不全面和準(zhǔn)確。首先,先進(jìn)制造業(yè)無疑離不開先進(jìn)技術(shù),但僅采用先進(jìn)技術(shù),或僅從先進(jìn)技術(shù)來定義,不足以揭示先進(jìn)制造業(yè)的內(nèi)涵,也無法把先進(jìn)制造業(yè)與以技術(shù)先進(jìn)為標(biāo)志界定的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)分開來。實際上,傳統(tǒng)制造業(yè)也是追求技術(shù)不斷進(jìn)步的。其次,先進(jìn)制造業(yè)的確不僅僅局限于生產(chǎn)過程,還應(yīng)該包括產(chǎn)前和產(chǎn)后全過程,但這也還不足以說明先進(jìn)制造業(yè)是一種新的生產(chǎn)方式。最后,上述解釋都把先進(jìn)制造視為一個封閉的系統(tǒng),忽視了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化的營銷系統(tǒng)和企業(yè)之間的廣泛關(guān)聯(lián)。
筆者認(rèn)為,應(yīng)該結(jié)合國際制造業(yè)的發(fā)展趨勢和先進(jìn)國家制造業(yè)的發(fā)展特征,可以從超微觀、微觀和中觀的三維視角來對先進(jìn)制造業(yè)進(jìn)行理論概括。
從超微觀即企業(yè)內(nèi)部的角度看,先進(jìn)制造業(yè)首先表現(xiàn)為技術(shù)的先進(jìn)性,是一個能夠不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的先進(jìn)技術(shù)體系。既能不斷吸收當(dāng)代高新技術(shù)成果來進(jìn)行自主技術(shù)開發(fā),又善于將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于從研發(fā)、制造到營銷、維修服務(wù)的全過程。先進(jìn)技術(shù)是企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的基礎(chǔ),對制造業(yè)的發(fā)展起決定性作用。正是在先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,先進(jìn)制造業(yè)才能夠?qū)崿F(xiàn)信息化、自動化、智能化、柔性化和生態(tài)化生產(chǎn)。
從微觀即企業(yè)整體的角度看,先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)為生產(chǎn)模式的先進(jìn)性,是一種能夠適應(yīng)市場變化、不斷優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部資源配置、并能兼顧生態(tài)環(huán)境和社會利益的高效生產(chǎn)體系。諸如柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、精益生產(chǎn)模式(LP)、清潔生產(chǎn)模式(CP)、高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)、虛擬制造模式(VM)等,就是最為著名的先進(jìn)制造模式。它決定著企業(yè)具體配置各種生產(chǎn)要素的方式和效率,體現(xiàn)著企業(yè)與市場之間密切的良性互動關(guān)系,也反映著企業(yè)與生態(tài)和社會環(huán)境的和諧相處。正是在生產(chǎn)模式這一點上,先進(jìn)制造業(yè)與傳統(tǒng)制造業(yè)迥然有別。
從中觀即產(chǎn)業(yè)體系的角度看,先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)為營銷網(wǎng)絡(luò)組織的先進(jìn)性,是一種以產(chǎn)業(yè)鏈為主干、集群化為依托的網(wǎng)絡(luò)化市場組織。先進(jìn)制造業(yè)是以現(xiàn)代生產(chǎn)業(yè)和發(fā)達(dá)的市場網(wǎng)絡(luò)為支撐的。先進(jìn)制造業(yè)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè)部門、各企業(yè)之間,在投入產(chǎn)出方面存在著密切的聯(lián)系,需要通過價值鏈上的整合與協(xié)同、形成供應(yīng)鏈聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)集群,從而組成高效率的市場系統(tǒng)。
通過上述分析,概括起來,可以得出先進(jìn)制造業(yè)的簡明定義:先進(jìn)制造業(yè)就是廣泛應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)、采用先進(jìn)制造模式、擁有先進(jìn)市場網(wǎng)絡(luò)組織的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)??捎脠D1來清楚表示先進(jìn)制造業(yè)的理論模型。
二、先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵與發(fā)展
一般認(rèn)為:先進(jìn)制造技術(shù)是將先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)、電子信息技術(shù)和自動化設(shè)備以及材料技術(shù)等高新技術(shù)和先進(jìn)適用性技術(shù),綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的研究與開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、管理和市場開拓、售后服務(wù),并取得經(jīng)濟(jì)社會效益的綜合技術(shù),它們被統(tǒng)稱為先進(jìn)制造技術(shù)。
先進(jìn)制造技術(shù)一般分為四大類。(1) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù),包括計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、反求工程技術(shù)的新產(chǎn)品開發(fā)、基于并行工程的產(chǎn)品設(shè)計、文件設(shè)計技術(shù)與質(zhì)量功能配置、再生產(chǎn)工程、綠色產(chǎn)品設(shè)計等。(2) 先進(jìn)的制造工藝技術(shù),包括計算機(jī)輔助制造(CAM)、少無切削制造技術(shù)、非機(jī)械加工制造技術(shù)、生長型加工和快速原型技術(shù)制造(RPM)、虛擬制造技術(shù)(VMP)等。(3) 綜合自動化技術(shù),包括分布式數(shù)控技術(shù)(DNC)、柔性制造技術(shù)(FMT )、集成制造技術(shù)(CIMT)、智能制造技術(shù)(IMT)等。(4) 現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù),包括制造資源計劃(MRPII)、準(zhǔn)時制(JIT)及精益生產(chǎn)(LP)、敏捷制造(AM)、全球化制造(GM)和信息管理系統(tǒng)(IMS)、可持續(xù)發(fā)展技術(shù)和相關(guān)技術(shù)等。[4]
1994年初,美國聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(FCCSET)下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會先進(jìn)制造技術(shù)工作組,曾經(jīng)對先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵首次作系統(tǒng)的說明,認(rèn)為先進(jìn)制造技術(shù)主要包括三個技術(shù)群:主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群和制造基礎(chǔ)設(shè)施(制造技術(shù)環(huán)境)。這三部分構(gòu)成一個完整的體系,缺一不可,否則很難發(fā)揮預(yù)期的整體功能效益。
與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,先進(jìn)制造技術(shù)具有四大特征。(1) 它的基礎(chǔ)是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、無污染或少污染工藝,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)優(yōu)化及與新技術(shù)的結(jié)合,形成新的工藝與技術(shù)。(2) 傳統(tǒng)制造技術(shù)一般單指加工制造過程的工藝辦法,而先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品銷售、使用、維修整個過程。(3) 傳統(tǒng)制造技術(shù)一般只能駕馭生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流和能量流,隨著信息技術(shù)的列入,使先進(jìn)制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。(4) 傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科、專業(yè)單一,界限分明,而先進(jìn)制造技術(shù)的各專業(yè)、學(xué)科、技術(shù)之間的不斷交叉、融合,形成了綜合、集成的新技術(shù)。
目前在發(fā)達(dá)國家,先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的基本態(tài)勢是:其一,以數(shù)控機(jī)床、加工中心和工業(yè)機(jī)器人為標(biāo)志的柔性制造單元系統(tǒng),以柔性制造單元和自動、半自動物料輸送組合為標(biāo)志的柔性制造系統(tǒng),這兩個階段的先進(jìn)制造技術(shù)已相當(dāng)成熟。其二,以信息、工藝、物流、計算機(jī)集成為特點的集成技術(shù)已處于完善階段。其三,以設(shè)計智能化、單元化加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的智能集成制造系統(tǒng),仍然處在研究與開發(fā)過程中。[5] 具體來看,呈現(xiàn)出以下幾大發(fā)展趨勢。
(1)數(shù)字化。它是制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理技術(shù)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果,也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。它包含了三大部分:以設(shè)計為中心的數(shù)字制造,以控制為中心的數(shù)字制造和以管理為中心數(shù)字制造。
(2)精密化。它一方面是指對產(chǎn)品、零件的精度要求越來越高,一方面是指對產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來越高,如精密加工技術(shù)、細(xì)微加工技術(shù)、納米加工等。
(3)集成化。先進(jìn)制造技術(shù)的集成化趨勢本質(zhì)就是知識的集成。其具體表現(xiàn)在三個方面:現(xiàn)代技術(shù)的集成;加工技術(shù)的集成和企業(yè)管理技術(shù)的集成。
(4)網(wǎng)絡(luò)化。利用網(wǎng)絡(luò),在產(chǎn)品設(shè)計、制造與生產(chǎn)管理等活動乃至企業(yè)整個業(yè)務(wù)流程中充分享用有關(guān)資源,即快速調(diào)集、有機(jī)整合與高效利用有關(guān)制造資源。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化由兩個因素決定:一是生產(chǎn)組織變革的需要,一是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的可能。
(5)虛擬化。虛擬技術(shù)是以計算機(jī)支持的仿真技術(shù)為前提,對設(shè)計、加工、裝配等工序統(tǒng)一建模,形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產(chǎn)品、虛擬的企業(yè),主要包括虛擬環(huán)境技術(shù)、虛擬設(shè)計技術(shù)和虛擬制造技術(shù)。
(6)智能化。制造系統(tǒng)正由原先的能量驅(qū)動型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型,這就要求制造系統(tǒng)不但要具備柔性,而且還要表現(xiàn)出某種智能,以便應(yīng)對大量復(fù)雜信息的處理、瞬息萬變的市場需求和激烈競爭的復(fù)雜環(huán)境。
(7)綠色化。環(huán)境保護(hù)與環(huán)境制約使先進(jìn)制造技術(shù)逐漸向綠色化、可持續(xù)化發(fā)展。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開始,到設(shè)計階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段,直到回收階段、再制造各階段,都必須充分考慮環(huán)境保護(hù)。
三、先進(jìn)制造模式的內(nèi)涵與發(fā)展
由于資源、環(huán)境、市場需求變化及日趨激烈的市場競爭,對制造業(yè)市場變動能力、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)、可持續(xù)發(fā)展等方面提出了更高的要求。傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式(即福特制生產(chǎn)模式)受到越來越多的挑戰(zhàn),從而催生和創(chuàng)新出了一系列先進(jìn)制造模式。關(guān)于先進(jìn)制造模式國內(nèi)外有許多不同看法。主要有兩種觀點:一是從制造科學(xué)和制造系統(tǒng)的角度出發(fā),認(rèn)為制造模式是一種典型的制造系統(tǒng);另外一種觀點從管理的角度出發(fā),從比較廣泛的范圍來看,認(rèn)為先進(jìn)制造模式是一種在生產(chǎn)和制造領(lǐng)域中應(yīng)用的新生產(chǎn)方式和方法,或是一種制造戰(zhàn)略。
一般而言,制造模式具有典型的制造過程和運行機(jī)制,同時具備明確的功能、結(jié)構(gòu)、通信和操作機(jī)制。它對于企業(yè)內(nèi)部的信息流、物流和人流的管理具有明確的處理方法;對于企業(yè)外部的動態(tài)聯(lián)盟(包括市場銷售、供應(yīng)鏈、資源、生產(chǎn)服務(wù)等)也具有相應(yīng)的對策;最后對于上述問題的處理都具有相應(yīng)的評價指標(biāo)和方法。因此,制造模式是制造業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、市場競爭力、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)速度,以完成特定的生產(chǎn)任務(wù)而采取的一種有效的生產(chǎn)方式和一定的生產(chǎn)組織形式。現(xiàn)代先進(jìn)制造生產(chǎn)模式是從傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)模式中發(fā)展、深化和逐步創(chuàng)新而來。
簡單地說,所謂先進(jìn)制造模式,就是圍繞企業(yè)的價值增值鏈,依據(jù)不同的環(huán)境、通過有效地組織各種要素形成的,可以在特定環(huán)境中達(dá)到良好效果的先進(jìn)生產(chǎn)方式和運行管理機(jī)制。這種模式已經(jīng)形成規(guī)范的概念、哲理和結(jié)構(gòu),可以供企業(yè)依據(jù)不同的環(huán)境條件,針對不同的制造目標(biāo)來加以采用。
根據(jù)國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)近10年的統(tǒng)計,發(fā)達(dá)國家所涌現(xiàn)的先進(jìn)制造系統(tǒng)和先進(jìn)制造生產(chǎn)模式多達(dá)33種。發(fā)達(dá)國家制造企業(yè),特別是跨國公司和創(chuàng)新性中小企業(yè)已廣泛采用一些新的制造模式,如:柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、精益生產(chǎn)模式(LP)、清潔生產(chǎn)模式(CP)、高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)、虛擬制造模式(VM)等。[6] 目前,正在開發(fā)下一代制造和生產(chǎn)模式,如:并行工程和協(xié)同制造(HM)、生物制造(BM)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)制造(RM)、全球制造(GM)和下一代制造系統(tǒng)(NGMS)等。以下?lián)褚唵谓榻B八種主要的先進(jìn)制造模式:
(1)精益生產(chǎn)模式(LP)。精益生產(chǎn)是美國麻省理工學(xué)院根據(jù)其IMVP的研究中對日本豐田生產(chǎn)方式的總結(jié)。精益生產(chǎn)的最終目標(biāo)是要以具有最優(yōu)質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品,對市場需求做出最迅速的響應(yīng)。它的基本原則是消滅一切浪費和不斷改善。準(zhǔn)時制作業(yè)、成組技術(shù)、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性是精益生產(chǎn)的主要支柱。
(2)準(zhǔn)時生產(chǎn)制(just-in-time)。又稱無庫存生產(chǎn)模式,其基本思想是訂單驅(qū)動,僅當(dāng)下道工序需求該零件時,才將其生產(chǎn)出來,任何前提生產(chǎn)都是浪費。追求目標(biāo)是零庫存、零廢品和零設(shè)備故障。它適合于相對穩(wěn)定的大批量流水線或重復(fù)生產(chǎn)作業(yè)。
(3)柔性制造系統(tǒng)(FMS)。柔性生產(chǎn)主要依靠有高度柔性的、以計算機(jī)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)為主的制造設(shè)備來實現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)。其優(yōu)勢是:增強(qiáng)制造企業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力,縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,提高設(shè)備使用率和員工的勞動生產(chǎn)率以及改善生產(chǎn)模式從而大大推動了制造業(yè)的發(fā)展。
(4)敏捷制造。又稱靈捷制造,是美國通用汽車公司于1988年提出的,1992年美國政府將其作為“21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略”。敏捷制造是新一代生產(chǎn)模式,是對已有生產(chǎn)模式的豐富和發(fā)展,它是柔性制造和精益生產(chǎn)發(fā)展的結(jié)果。敏捷制造包括產(chǎn)品制造機(jī)械系統(tǒng)的柔性、員工授權(quán)、制造商供應(yīng)商關(guān)系、總體質(zhì)量管理及企業(yè)重構(gòu)。目前較權(quán)威的定義是:敏捷制造是一種結(jié)構(gòu),在這個結(jié)構(gòu)中每個公司都能開發(fā)自己的產(chǎn)品并實施自己的經(jīng)營戰(zhàn)略。構(gòu)成這個結(jié)構(gòu)的基石是三種基本資源:有創(chuàng)新精神的管理機(jī)構(gòu)和組織,有技術(shù)、有知識的高素質(zhì)人員和先進(jìn)制造技術(shù)。敏捷源于這三種資源的有效集成。
(5)計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。是現(xiàn)代信息技術(shù)條件下的新一代制造系統(tǒng)。它以計算機(jī)來輔助制造系統(tǒng)的集成,以充分的、及時的信息交流或信息共享將企業(yè)的設(shè)計、工藝、生產(chǎn)車間以及供銷和管理部門集成為一個有機(jī)的整體,使他們相互協(xié)調(diào)的運作,以提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高生產(chǎn)效率,確保企業(yè)的整體效益,提高企業(yè)的競爭能力和生存能力。
(6)虛擬制造模式(VM)。是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在制造中的應(yīng)用。虛擬制造實際上是一種計算機(jī)科學(xué)技術(shù),以信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)為支柱,在產(chǎn)品設(shè)計或制造系統(tǒng)的物理實現(xiàn)之前,就能使人體感覺到未來產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài),從而可以做出前瞻性的決策與優(yōu)化實施方案。從本質(zhì)上講虛擬制造技術(shù)是對真實制造過程的動態(tài)模擬、仿真,是在計算機(jī)上制造數(shù)字產(chǎn)品,在虛擬制造環(huán)境中生產(chǎn)軟產(chǎn)品替代傳統(tǒng)的硬樣品進(jìn)行試驗,對其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測和評價,從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期,降低產(chǎn)品的開發(fā)成本,提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的能力。
(7)清潔生產(chǎn)模式(CP)。聯(lián)合國環(huán)境計劃署對清潔生產(chǎn)的定義為:清潔生產(chǎn)是一種新的創(chuàng)造性的思想,該思想將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程、產(chǎn)品和服務(wù)中,以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險。對生產(chǎn)過程,要求節(jié)約原材料和能源,淘汰有毒原材料,減降所有廢棄物的數(shù)量和毒性;對產(chǎn)品,要求減少從原材料提煉到產(chǎn)品最終處置的全生命周期的不利影響;對服務(wù),要求將環(huán)境因素納入設(shè)計和所提供的服務(wù)中。總之,清潔生產(chǎn)是將環(huán)境保護(hù)延伸到企業(yè)內(nèi)部的方方面面。清潔生產(chǎn)追求的目標(biāo)有二:一是追求資源和能源的循環(huán)利用和綜合利用、不可再生資源和短缺資源的代用、廢棄物的資源化和再生利用;二是追求產(chǎn)品生產(chǎn)和消費過程與環(huán)境的相容,如采用低廢、無廢的清潔生產(chǎn)工藝。
(8)綠色制造(green manufacturing)是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小,資源效率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。它具有以下基本特征。(1) 全球性――綠色制造的研究和應(yīng)用將愈來愈體現(xiàn)全球化的特征和趨勢。(2) 配套性――以綠色設(shè)計和制造技術(shù)為中心的配套系統(tǒng)(綠色營銷、綠色標(biāo)志、綠色教育、綠色法規(guī)等相關(guān)配套的社會支撐系統(tǒng))是綠色制造工程的發(fā)展方向。(3)集成性――將更加注重系統(tǒng)技術(shù)和集成技術(shù)的研究。例如,產(chǎn)品和工藝設(shè)計與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成、綠色制造的問題領(lǐng)域集成、綠色制造系統(tǒng)中的信息集成、綠色制造的過程集成等集成技術(shù)的研究將成為綠色制造的重要研究內(nèi)容。(4) 智能性――人工智能和智能制造技術(shù)將在綠色制造研究中發(fā)揮重要作用。
四、先進(jìn)市場網(wǎng)絡(luò)組織的內(nèi)涵與發(fā)展
先進(jìn)制造業(yè)是以現(xiàn)代生產(chǎn)業(yè)和發(fā)達(dá)的市場網(wǎng)絡(luò)為支撐的。激烈的市場競爭和快速多變的市場需求使制造業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中面臨著提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售周期、降低企業(yè)運營成本和提升核心競爭力的壓力,這使得制造商、供應(yīng)商、分銷商、零售商和研究機(jī)構(gòu)間的聯(lián)系趨于緊密,并使其之間的界限逐漸淡化(如制造業(yè)服務(wù)業(yè)化),形成了新的市場網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu),集群、供應(yīng)鏈?zhǔn)瞧涞湫偷谋憩F(xiàn)形式。先進(jìn)市場網(wǎng)絡(luò)組織可以降低單個企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險,妥善地解決產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售等一系列環(huán)節(jié)中的問題,并降低企業(yè)的外部效應(yīng)和外部交易成本,提高了企業(yè)和整個制造業(yè)的國際競爭力。
根據(jù)波特的價值鏈理論,每一個企業(yè)都是由進(jìn)行設(shè)計、生產(chǎn)、營銷、交貨以及對產(chǎn)品起輔助作用的各種活動(材料供應(yīng)、技術(shù)、人力資源、 售后服務(wù)等)的集合。這些活動在公司的價值創(chuàng)造中相互聯(lián)系,組成公司價值增值的鏈條,即為價值鏈。價值鏈并不是一些獨立活動的集合,而是相互依存的活動構(gòu)成的一個系統(tǒng)。并且,一個公司價值鏈與其他經(jīng)濟(jì)單位的價值鏈也是相連的,任何一個企業(yè)都存在于從供應(yīng)商到消費者的價值鏈體系中,體系中各價值行為之間的聯(lián)系對公司競爭優(yōu)勢的大小有著至關(guān)重要的影響。因此,發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)需要對價值鏈上的活動進(jìn)行整合與協(xié)同,以實現(xiàn)整條價值鏈的整體提升。
價值鏈上各環(huán)節(jié)的增值收益是不同的。通常可用微笑(價值鏈)曲線表示,在曲線左端(產(chǎn)業(yè)鏈上游)的知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)企業(yè),隨著研發(fā)和設(shè)計的投入,產(chǎn)品增值收益逐漸上升;在曲線右端(產(chǎn)業(yè)鏈下游)的品牌銷售企業(yè),隨著品牌運作、銷售渠道的建立,產(chǎn)品增值收益也大幅上升;而弧底部分的成品裝配和低端產(chǎn)品為主的制造業(yè)則“流汗多拿錢少”,技術(shù)含量低、產(chǎn)品增值少,而且市場競爭激烈,容易被成本更低的同行所替代。
由于制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)化以及“模塊化”技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)內(nèi)的各工序可以被調(diào)整與分割,通過把利潤遞減的制造環(huán)節(jié)外包轉(zhuǎn)移出去,跨國公司的經(jīng)營重點從產(chǎn)品制造向產(chǎn)業(yè)鏈的兩端轉(zhuǎn)移,向上游主要是從事技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計;向下主要做銷售、做渠道、做品牌和服務(wù)等,從而使價值鏈上知識密集型的環(huán)節(jié)利潤遞增,先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)鏈兩端的技術(shù)含量更高,附加價值也更高。
同時,先進(jìn)制造業(yè)以發(fā)達(dá)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)為依托。供應(yīng)鏈?zhǔn)怯晒?yīng)商、制造商、分銷商( 或配送中心)、零售商及用戶等實體組成的供需網(wǎng)絡(luò),是跨越企業(yè)中多個職能部門活動的集合,它包括從訂單的發(fā)送和獲取、原材料的獲得、產(chǎn)品的制造,到產(chǎn)品分銷給銷售商及最終用戶的整個過程。它是在給最終顧客提品和服務(wù)的不同的過程和活動中所涉及的上下游相互聯(lián)系的組織網(wǎng)絡(luò)。供應(yīng)鏈?zhǔn)窍嗷ズ献鞴餐刂?、管理和改進(jìn)從供應(yīng)商到用戶的物流和信息流的多個相互聯(lián)系和依賴的組織的網(wǎng)絡(luò)。供應(yīng)鏈?zhǔn)前殡S先進(jìn)制造業(yè)出現(xiàn)的一種社會生產(chǎn)組織方式。有兩種基本模式:一是具有單一核心企業(yè)的供應(yīng)鏈;二是多核心企業(yè)的供應(yīng)鏈。隨著先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)生了許多先進(jìn)的供應(yīng)鏈管理理念,如綠色供應(yīng)鏈管理、敏捷供應(yīng)鏈管理、逆向供應(yīng)鏈管理、閉環(huán)供應(yīng)鏈管理以及供應(yīng)鏈聯(lián)盟等。發(fā)達(dá)國家在制造業(yè)不斷先進(jìn)化的同時,其市場支撐體系也在不斷變革與創(chuàng)新。
五、先進(jìn)制造業(yè)的基本特征
通過上述分析,我們可以對先進(jìn)制造業(yè)的基本特征作一簡要概括。首先,與傳統(tǒng)制造業(yè)相比,先進(jìn)制造業(yè)的“先進(jìn)”主要體現(xiàn)在以下幾點:在生產(chǎn)方式方面,由單一產(chǎn)品的大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛鶕?jù)社會需求,小批量、多品種生產(chǎn),具有更強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性;在生產(chǎn)關(guān)聯(lián)方面,先進(jìn)制造業(yè)更加突出了產(chǎn)業(yè)間的生產(chǎn)鏈動態(tài)關(guān)聯(lián)和企業(yè)的全球生產(chǎn)配置;在生產(chǎn)理念方面,更注重依靠科技進(jìn)步,減少能源消耗和環(huán)境污染、提高經(jīng)濟(jì)效益、增加產(chǎn)品科技含量;在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面,著眼于未來,更注重信息化程度、無形資產(chǎn)的比重、技術(shù)創(chuàng)新的能力,更重視節(jié)約型、集約化和可持續(xù)發(fā)展。
其次,先進(jìn)制造業(yè)是一個動態(tài)演變的概念,它隨著時間、空間的變化而發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同時期,先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)在不同的制造產(chǎn)業(yè)上。以三次產(chǎn)業(yè)革命為例,在第一次產(chǎn)業(yè)革命中,先進(jìn)制造業(yè)以紡織、煤炭、冶金等產(chǎn)業(yè)為代表;第二次產(chǎn)業(yè)革命時,先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)在電力、鋼鐵、石化等制造業(yè)上;在20世紀(jì)40年代爆發(fā)的第三次產(chǎn)業(yè)革命,電子通信、航空航天、光機(jī)電一體化、生物醫(yī)藥、新材料等產(chǎn)業(yè)作為先進(jìn)制造業(yè)在各國經(jīng)濟(jì)中得到較快的發(fā)展。[7] 在空間方面,先進(jìn)制造業(yè)在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的區(qū)域表現(xiàn)在不同的產(chǎn)業(yè)部門上,因此不同區(qū)域在選擇先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略時需結(jié)合實際情況進(jìn)行產(chǎn)業(yè)選擇。
再次,先進(jìn)制造業(yè)是一個開放的系統(tǒng)。其開放性一是表現(xiàn)為制造業(yè)已經(jīng)不再局限于制造的生產(chǎn)環(huán)節(jié),而是開放到了包括產(chǎn)前和產(chǎn)后的全過程;二是表現(xiàn)為通過網(wǎng)絡(luò)化組織向社會經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的全面開放,尤其體現(xiàn)為制造業(yè)與生產(chǎn)業(yè)融為一體;三是表現(xiàn)為全球制造,即在全球范圍內(nèi)整合資源,形成全球價值鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系。
最后,先進(jìn)制造業(yè)本質(zhì)上是一種先進(jìn)的生產(chǎn)方式。發(fā)展先進(jìn)制造業(yè),不僅僅是一個技術(shù)進(jìn)步問題,也不僅僅是一個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級和產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題,而是一場生產(chǎn)方式的深刻變革。如果說世界制造業(yè)的發(fā)展曾經(jīng)歷了三個階段,即初級產(chǎn)品生產(chǎn)階段、加工裝配階段、自主知識產(chǎn)權(quán)階段,那么,先進(jìn)制造業(yè)標(biāo)志著制造業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個新的歷史階段。
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篇8
關(guān)鍵詞:制造技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
一.先進(jìn)制造技術(shù)的特點
1.先進(jìn)制造技術(shù)是面向21世紀(jì)的技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的,既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生了一個完整的技術(shù)群,它是具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域,是面向21世紀(jì)的技術(shù)。
2.先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過程本身,它涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容,并將它們結(jié)合成一個有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實際效果,其目標(biāo)是為了提高企業(yè)競爭和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)和綜合實力的增長。目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
3.先進(jìn)制造技術(shù)是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程
先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合,使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。
4.先進(jìn)制造技術(shù)是面向全球競爭的技術(shù)
20世紀(jì)80年代以來,市場的全球化有了進(jìn)一步的發(fā)展,發(fā)達(dá)國家通過金融、經(jīng)濟(jì)、科技手段爭奪市場,傾銷產(chǎn)品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場競爭而出現(xiàn)的。因此,一個國家的先進(jìn)制造技術(shù),它的主體應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平,應(yīng)能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。
5.先進(jìn)制造技術(shù)是市場競爭三要素的統(tǒng)一
在20世紀(jì)70年代以前,產(chǎn)品的技術(shù)相對比較簡單,一個新產(chǎn)品上市,很快就會有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。到了20世紀(jì)80年代以后,制造業(yè)要贏得市場競爭的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個矛盾有機(jī)結(jié)合起來,使三者達(dá)到了統(tǒng)一。
二.先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,我國的制造業(yè)不斷采用先進(jìn)制造技術(shù),但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
1.管理方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家廣泛采用計算機(jī)管理,重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出了準(zhǔn)時生產(chǎn)(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)。我國只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計算機(jī)輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗管理階段。
2.設(shè)計方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計方法,廣泛采用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)(CAD/CAM),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計和生產(chǎn)。我國采用CAD/CAM技術(shù)的比例較低。
3.制造工藝方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米/納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。
4.自動化技術(shù)方面
工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實現(xiàn)了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。
三.我國先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.全球化
一方面由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,例如在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè),甚至是知名度很高的企業(yè),在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場;另一方面,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力,全球化制造的第一個技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)使制造的全球化得以實現(xiàn)。
2.網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進(jìn)行。此外,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加速技術(shù)信息的交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學(xué)習(xí),推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。
3.虛擬化
制造過程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗。檢驗產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo),進(jìn)行生產(chǎn)過程計劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品工藝的合理性,保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期,發(fā)現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯誤。
作者簡介
篇9
瞎.篷詞]機(jī)械制造;特征;走向機(jī)械制造技術(shù)是研究機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、加工、銷售、使用、維修服務(wù)以及回收再生的整個過程的工程技術(shù)學(xué)科,它以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo)等系統(tǒng)工程。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,人們對機(jī)械產(chǎn)品的需求也發(fā)生了巨大的變化,要求品種多樣、更新快捷、質(zhì)量較高、使用方便、價格合理、外形美觀、自動化程度高、售后服務(wù)好,要滿足人們?nèi)找嫣岣叩囊?,這就要應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。
先進(jìn)制造技術(shù)的特征先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的高級發(fā)展階段,它在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,它保持了傳統(tǒng)制造技術(shù)中的有益因素,不斷吸收了一些高新技術(shù)成果,使之溶入產(chǎn)品生產(chǎn)的各個具體領(lǐng)域與全過程。先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了—個技術(shù)群,它是面向未來的技術(shù)。
先進(jìn)制造技術(shù)不僅僅限于制造過程,它是從產(chǎn)品市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)工藝設(shè)計、生產(chǎn);隹備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的全部內(nèi)容,并結(jié)合成有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用尤其關(guān)注產(chǎn)生最佳的實用效果,是為了提高企業(yè)競爭和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)和綜合實力的提升。
以提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。
先進(jìn)制造技術(shù)非常強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)、現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)結(jié)合,使制造技術(shù)成為駕馭生產(chǎn)全過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。
隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展,市場競爭越來越激烈,先進(jìn)制造技術(shù)是為適應(yīng)這種激烈的市場競爭而產(chǎn)生的。一個國家的先進(jìn)制造技術(shù),應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平,這樣才能提升本國現(xiàn)代制造業(yè)在全球市場的競爭力。
先進(jìn)制造技術(shù)是市場競爭三要素的統(tǒng)一。20 LJ-±-?,80年代后,制造業(yè)要贏得市場競爭,提高勞動生產(chǎn)率已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個要素有機(jī)結(jié)合起來,使三者達(dá)到了有機(jī)的統(tǒng)一。
我國機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的新的發(fā)展階段,它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的,既要保持過去制造技術(shù)中的有效要素,還要不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并物化于產(chǎn)品生產(chǎn)的各個領(lǐng)域及全過程。
納米技術(shù)是實現(xiàn)納米級精度,即在納米尺度上研究原子和分子結(jié)構(gòu),物質(zhì)特性及相互作用與運動,并運用這種技術(shù)為人類服務(wù)的高新技術(shù),納米技術(shù)對制造業(yè)產(chǎn)生了較大的影響,它的應(yīng)用范圍將非常廣泛,包擂納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)和納米測量技術(shù)等。
超精密加工的加工精度在世紀(jì)之交已達(dá)到納米級,在近幾年來,開發(fā)的分子束生長技術(shù)、離子注入技術(shù)和材料合成、掃描隧道工程可使加工精度達(dá)到0.0003—0.0001 Ll m,精密工程正向終極目標(biāo)一原子級精度的加工靠近,可進(jìn)行移動原子級別的加工。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在精密工程技術(shù),以超精密;|]nzz的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表,就要實現(xiàn)微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時代徹械制造的高度自動化,以ClMS和敏捷制造等為代表。
機(jī)械制造的精密成形技術(shù)。成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術(shù)包括.精密鑄造如濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯,精密鍛壓如冷濕精密成形、精密沖裁、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
機(jī)械制造的無切削液加工。其加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域是機(jī)械加工行業(yè),此工藝加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等。
機(jī)械制造的快速成形技術(shù)??焖僭土慵圃旒夹g(shù)(RPM)的設(shè)計突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)所采用的材料去除的要求,應(yīng)用添加、累積的原理。其代表性技術(shù)有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造等。
機(jī)械制造的綠色化走向。綠色制造通過綠色生產(chǎn)過程綠色設(shè)計、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用和綠色服務(wù)。采用綠色制造能最大限度地減少制造產(chǎn)業(yè)及企業(yè)對環(huán)境的破壞和影響,提高原材料和能源的利用效率實現(xiàn)制造業(yè)的節(jié)能減排,提高環(huán)保質(zhì)量。
機(jī)械制造的全球化趨勢。由于國際和國內(nèi)市場上的競爭的激烈,在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外一些企業(yè),包括知名度較高的企業(yè),在競爭中紛紛下滑,甚至倒閉和被兼并。一些暫時還在國內(nèi)市場上占有一定份額的企業(yè),繼續(xù)拓展新市場:通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這進(jìn)—步激化了國際間市場的競爭。這己成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力,全球化制造的主要技術(shù)基礎(chǔ)就是網(wǎng)絡(luò)化,通訊技術(shù)的發(fā)展使制造的全球化迅速實現(xiàn)。
機(jī)械制造的網(wǎng)絡(luò)化走向。通訊技術(shù)的迅速發(fā)展,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了巨大的變革。產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都突破了地區(qū)的界限,較多的企業(yè)超越國界進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加速技術(shù)信息的交流、加強(qiáng)了產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理,推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。
工藝和技術(shù)的發(fā)展減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本,有一些工藝的改進(jìn)對環(huán)境起到保護(hù)作用,綠色制造是人類往會可持續(xù)發(fā)展在制造業(yè)中的體現(xiàn)。除了工藝革新外,還要運用信息技術(shù),通過計算機(jī)的模擬、仿真來實現(xiàn)。機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,還是國際間科技競爭的重點領(lǐng)域。我國制造技術(shù)目前還是經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中的薄弱環(huán)節(jié)。追逐世界先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展潮流,將其作為戰(zhàn)略優(yōu)先,并加大力度使其快速發(fā)展,縮小與世界發(fā)達(dá)國家的差距,在激烈的國際市場競爭中站穩(wěn)腳跟。
篇10
【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造業(yè);成本動因;作業(yè)成本法
當(dāng)代高科技的發(fā)展給人們的生活生產(chǎn)活動帶來了巨大的改變,同時也影響著人們的生活方式,給人類生產(chǎn)歷史帶來了變革。作業(yè)成本法正是在這樣的環(huán)境下應(yīng)運而生,它是以作業(yè)為基礎(chǔ),將成本計算、成本控制等要素結(jié)合起來,同時又能與及時生產(chǎn)方式、全面質(zhì)量管理緊密結(jié)合的一種新型的會計核算方法。由于國外及西方國家早一步完成工業(yè)革命,使得技術(shù)發(fā)展模式處于領(lǐng)先地位,因而種方法孕育于國外并在發(fā)達(dá)國家得到廣泛的應(yīng)用,而鑒于我國近代工業(yè)發(fā)展的歷史原因,該方法的應(yīng)用不是很普遍。近十年以來,我國現(xiàn)代企業(yè)已經(jīng)逐步借鑒外國企業(yè)的成功經(jīng)驗,通過跨國公司、合資企業(yè)的交流與合作,也初步完成現(xiàn)代企業(yè)制度建立的過程,高科技元素在各行各業(yè)慢慢普及并快速發(fā)展,此時更是提出根據(jù)我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況,對我國企業(yè)中應(yīng)用作業(yè)成本法可行性研究的絕佳時期。
一、作業(yè)成本法的定義及基本原理
作業(yè)成本法,其基本思想為:把企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程區(qū)分為若干個作業(yè),以作業(yè)為成本計算的基本對象,通過資源動因的確認(rèn)、計量,歸集資源費用到作業(yè)上,再通過作業(yè)動因的確認(rèn)、計量,歸集作業(yè)成本到產(chǎn)品或顧客上去,最終計算出產(chǎn)品成本的新型成本計算方法。
運用了作業(yè)成本法后,就不再按照原先使用的方法進(jìn)行費用的分配與歸集,而是基于以下基本認(rèn)識來進(jìn)行的:成本動因理論是作業(yè)成本法的理論基礎(chǔ):(1)資源被作業(yè)消耗,作業(yè)被產(chǎn)品消耗;(2)生產(chǎn)導(dǎo)致作業(yè)的發(fā)生,作業(yè)導(dǎo)致成本的發(fā)生。
二、作業(yè)成本法的特點
1.對成本概念的影響―――將價值鏈貫穿于成本管理。對比以前傳統(tǒng)的成本概念,其局限于產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,而本方法則突破局限,將范圍拓寬,使其圍繞作業(yè)消耗資源、產(chǎn)品消耗作業(yè),不忽視其他相關(guān)因素,保證成本概念的完整性。
2.對間接費用的重新界定―――有助于考核企業(yè)的管理效益。傳統(tǒng)成本法只包括與生產(chǎn)產(chǎn)品直接、間接有關(guān)的費用,并沒有全面考慮所謂成本中包含的所有費用,而是將用于籌集生產(chǎn)資金、銷售產(chǎn)品、管理和組織全廠生產(chǎn)的支出是作為期間費用,這樣的做法是缺乏實際意義的,無法正確反映成本的完全價值。與此不同的是,作業(yè)成本法強(qiáng)調(diào)了費用支出的合理有效,而不將相關(guān)費用分類成與生產(chǎn)直接相關(guān)還是間接相關(guān),這樣做可以簡化分類,同時又分析全面,保證完整性,完善了成本的概念,最直接的優(yōu)點就是使考核企業(yè)的管理效益更加方便直觀。
3.對動因的影響―――將成本動因多元化考量,可以更加準(zhǔn)確地分配間接成本,使成本信息的質(zhì)量水平有了本質(zhì)的提高和保證。產(chǎn)品成本結(jié)果本身在傳統(tǒng)成本計算方法受到過分關(guān)注,認(rèn)為產(chǎn)量被看作是產(chǎn)品成本的唯一動因,從理論實踐方面已被證明并不合適。所以作業(yè)成本法著眼于成本發(fā)生的原因,即成本動因,這樣更符合實際情況。
三、先進(jìn)制造業(yè)的現(xiàn)狀及其特點
制造業(yè)作為創(chuàng)造社會財富的主要產(chǎn)業(yè)歷來是推動一個國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量,也是衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)綜合實力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。為此,世界各國均把制造業(yè)放在重要的戰(zhàn)略位置。
目前,國內(nèi)提出了一個經(jīng)濟(jì)概念:先進(jìn)制造業(yè),是以先進(jìn)制造技術(shù)為主要生產(chǎn)手段的制造業(yè)。它廣泛采用先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和現(xiàn)代管理手段,是一種科技含量較高的制造業(yè)形態(tài)。先進(jìn)制造業(yè)具有三大特征:一是科技含量高;二是生產(chǎn)效率高;三是創(chuàng)新能力強(qiáng)。制造業(yè)的如此飛速發(fā)展,促成了我國的國民經(jīng)濟(jì)能持續(xù)、高速的發(fā)展。
發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)首先是適應(yīng)了先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的時代要求。其次,發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)是把我國建設(shè)成為經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國的必然選擇。再次,發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)是順應(yīng)世界制造業(yè)發(fā)展的大趨勢。當(dāng)今世界已形成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大調(diào)整和制造業(yè)基地大轉(zhuǎn)移的趨勢。不久的將來,中國將有望成為國際制造中心。
目前,我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和一些已實現(xiàn)高度自動化的先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展勢頭良好。另外一些傳統(tǒng)的制造行業(yè),通過技術(shù)改造,技術(shù)水平也得到了較大提高。具體表現(xiàn)在:
1.技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展快、規(guī)模擴(kuò)大。在我國,運用了先進(jìn)制造技術(shù)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)連年增值,其所創(chuàng)造的價值在我國的總產(chǎn)值中占有越來越大的比重。這些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也在慢慢地不斷擴(kuò)大,并逐步向成熟的先進(jìn)制造業(yè)邁進(jìn)。
2.企業(yè)技術(shù)水平有了明顯提升。近二十年來,我國加快電子技術(shù)革命推進(jìn)步伐,在行業(yè)中推進(jìn)高科技的運用,生產(chǎn)技術(shù)得到迅猛發(fā)展,于此同時,巨大變革也在管理觀念和管理技術(shù)方面得以體現(xiàn)。這些先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)以信息和知識為特征,使先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展成為我國的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
3.先進(jìn)制造業(yè)區(qū)域集聚優(yōu)勢明顯。我國先進(jìn)的制造業(yè)主要集中在東南部,這有有利于經(jīng)驗、技術(shù)的交流,提高企業(yè)在同行業(yè)之間的競爭能力,從而使先進(jìn)制造業(yè)得到更快、更健康地發(fā)展。
先進(jìn)制造業(yè)對提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)新產(chǎn)品不斷提出需求,它包括了設(shè)計自動化技術(shù)、制造自動化技術(shù)、流程工業(yè)綜合自動化技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)等,它將機(jī)械、電子、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)綜合結(jié)合,以實現(xiàn)設(shè)計、制造、經(jīng)營和管理一體化、信息化及現(xiàn)代化,并進(jìn)一步加強(qiáng)其在國際市場的壟斷地位。
四、先進(jìn)制造業(yè)應(yīng)用作業(yè)成本法的可行性
近二十年來,我國在行業(yè)中推進(jìn)高科技的運用,生產(chǎn)技術(shù)得到迅猛發(fā)展,先進(jìn)制造業(yè)憑借其高度自動化逐步發(fā)展開來,于此同時產(chǎn)生的就是管理技術(shù)的巨大變革。作業(yè)成本法突出特點就是其成本管理的新思維、新理念,綜合分析我國先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)生和發(fā)展的具體情況,可以得出這樣的結(jié)論:我國先進(jìn)制造業(yè)符合率先推行、逐步推廣作業(yè)成本法的要求。而且從理論上分析,在我國先進(jìn)制造業(yè)中應(yīng)用作業(yè)成本法是可行的,主要體現(xiàn)如下:
1.從生產(chǎn)的組織管理上講,在未來的十年左右的時間內(nèi),通過全社會加大推廣電子信息技術(shù)相關(guān)自動化設(shè)備,我國先進(jìn)的制造企業(yè)將在世界的矚目下取得高速而長遠(yuǎn)的進(jìn)步,相信通過全行業(yè)的共同努力,一定會盡快接近JIT的標(biāo)準(zhǔn)。
2.近年來,我國政府極其重視交通狀況的改善情況,通過各種渠道加快交通運輸?shù)耐七M(jìn),從根本上解決原材料和產(chǎn)品的運送周期緩慢的問題,從而在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面支持了作業(yè)成本法的可行性。
3.從市場需求方面來談,客戶的商品需求已經(jīng)發(fā)生了顯著變化,其需求初步趨于小批量、多樣化和非經(jīng)常性,如果我們不轉(zhuǎn)變相關(guān)生產(chǎn)方針,即季度化大批量生產(chǎn)的方針,則必將在市場競爭中處于被動甚至劣勢,所以我們應(yīng)該迎合消費者的實時需求,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,退出多樣化的產(chǎn)品,盡量避免大量生產(chǎn)同一種產(chǎn)品。與此對應(yīng),相關(guān)企業(yè)已經(jīng)不能按照傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)模式來采購原材料然后制造產(chǎn)品,這些過程必須順應(yīng)現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求加以改進(jìn),如果還是按部就班,肯定會在市場作用下遭受失敗。就企業(yè)日常生經(jīng)營管理而言,在生產(chǎn)方面,采購產(chǎn)品成本計量已經(jīng)不能依舊沿用過去的方法,而在制造、企業(yè)決策服務(wù)考量方面,其周期性的會計決策理論、控制手段、業(yè)績評價方法也面臨著相同的問題,改用合適的方法已經(jīng)成為燃眉之急。這樣,作業(yè)成本法就以其靈活而科學(xué)準(zhǔn)確的特點成為解決問題的關(guān)鍵,運用其進(jìn)行成本核算和經(jīng)營管理,不僅能適應(yīng)各個方面的客觀要求,而且從一定程度上推動了產(chǎn)品生產(chǎn)模式的改進(jìn),為企業(yè)帶來更大效益。
4.在成本結(jié)構(gòu)方面,我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的制造環(huán)境與過去相比,已經(jīng)大大提高了先進(jìn)程度,機(jī)器生產(chǎn)在很多行業(yè)得到大部分應(yīng)用,人工手動制造的比例相當(dāng)?shù)停渲苯咏Y(jié)果就是人工成本比例大大下降,相應(yīng)的機(jī)器、設(shè)備等固定成本比例則上升。這樣,我國制造業(yè)的產(chǎn)品成本結(jié)構(gòu)與過去相比變化很大,如果不及時改變傳統(tǒng)的制造成本法,那么就無法得出當(dāng)前生產(chǎn)方式下的產(chǎn)品成本信息,沒有科學(xué)有效的方法對制造成本進(jìn)行分析計算,就無實際數(shù)據(jù)核算相關(guān)企業(yè)自動化的效益成果,然而企業(yè)決策和控制必須以此為依據(jù),使用了錯誤的會計信息,就不可能得出符合實際情況的結(jié)論,進(jìn)而不能在企業(yè)決策上取得突破,必然導(dǎo)致企業(yè)總體獲利水平下降。以上形勢分析中可以看出,作業(yè)成本法是與當(dāng)前成本結(jié)構(gòu)相符合的方法。其必要性也已清晰明了,表明作業(yè)成本法確實擁有了其生存的土壤。
5.對于自動化程度較高的先進(jìn)制造業(yè),青年會計人才已然成為必須,人才的重要性在先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展歷史中被多次證實,這些人才綜合素質(zhì)較高,在技術(shù)獲取和技術(shù)革新方面都大有可為,沒有足夠的人才儲備,先進(jìn)制造業(yè)肯定無法得到長遠(yuǎn)發(fā)展,而作業(yè)成本法同樣需要這樣的人才基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]姜紅珍.論作業(yè)成本法的產(chǎn)生及應(yīng)用意義[J].財經(jīng)論壇,2003,(6):50-51
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