時(shí)間:2023-02-28 15:55:49
序論:在您撰寫先進(jìn)制造技術(shù)論文時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
目前“先進(jìn)制造技術(shù)”是工科院校機(jī)械工程、工業(yè)工程等專業(yè)的一門重要的限選課(選修課)。由于該門課程覆蓋面廣、內(nèi)容繁雜,教師教學(xué)多以課堂講授為主,缺乏結(jié)合實(shí)際的案例式教學(xué)、綜合性教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等原因,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中困難重重,教學(xué)效果不夠理想。先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)目前存在的問題如下:
(1)學(xué)時(shí)少,涵蓋信息量大。教師面臨著如何結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造和就業(yè)的需要來重新組織、整合教學(xué)內(nèi)容的難題。
(2)先進(jìn)制造技術(shù)是一門動(dòng)態(tài)的、不斷吸收高新技術(shù)發(fā)展的技術(shù),大多數(shù)教師受到現(xiàn)有教材的限制,無法在授課過程中及時(shí)融入先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展現(xiàn)狀。
(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏,無法通過與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)來加深學(xué)生對理論授課內(nèi)容的理解。
(4)課件制作難度大。先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容繁雜,涉及多種先進(jìn)制造工藝、原理、加工過程及應(yīng)用。授課過程中僅采用文字結(jié)合圖片講解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
(5)很多高校教師基本還是采取灌輸式的教學(xué)方法,達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的目的。
(6)現(xiàn)有的教材內(nèi)容繁雜,相對陳舊。上海海洋大學(xué)是一所有百年辦學(xué)歷史、技術(shù)實(shí)力雄厚、特色鮮明,特別在海洋科學(xué)與工程、海洋漁業(yè)、海洋信息等學(xué)科具有較強(qiáng)的教學(xué)與科研水平。近年來,工程學(xué)院在海洋工程材料、海洋工程裝備、海洋可再生能源的研究和應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。如何寓研于教,不斷探索和總結(jié)教育教學(xué)的內(nèi)在規(guī)律,提高教學(xué)質(zhì)量是我們所面臨的關(guān)鍵問題。
二、“先進(jìn)制造技術(shù)”案例式教學(xué)策略
(一)整合教學(xué)內(nèi)容
精選目前海洋工程裝備制造中最前沿的技術(shù),分大類,然后從每大類中再挑選出此類技術(shù)中最前沿、最先進(jìn)的技術(shù),以此為主題,廣泛收集相關(guān)案例資料的最新研究成果,及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,確保教學(xué)內(nèi)容的前瞻性,最好從中國期刊網(wǎng)上或elsevier上下載科技文獻(xiàn)以備參考,同時(shí)可以參加一些大型的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品展覽會來拓寬視野并積攢素材。
(二)選擇案例資料
從眾多案例資料中挑選出最相關(guān)且淺顯易懂的案例,激發(fā)學(xué)生對海洋工程裝備等相關(guān)內(nèi)容的興趣,逐漸過渡到所要講授的某項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù),同時(shí)需要從先進(jìn)制造技術(shù)的重要性、用途等方面對學(xué)生加強(qiáng)引導(dǎo),讓學(xué)生在課堂上積極參與思考,并結(jié)合教師課堂教學(xué)談?wù)勛约旱母惺芗氨竟?jié)課的收獲,比如先讓學(xué)生自己針對該項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)勢、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用條件、加工成本、加工質(zhì)量及效率等各個(gè)方面進(jìn)行討論。學(xué)生由被動(dòng)接受知識變?yōu)橹鲃?dòng)去學(xué)習(xí),這一輸入到輸出的過程既鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力,又充分調(diào)動(dòng)教與學(xué)雙方的主動(dòng)性,使得學(xué)生在討論交流中獲得更多的啟發(fā),并學(xué)會去思考問題;同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在課下查閱相關(guān)文獻(xiàn),提前做好功課,帶著問題來聽課,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(三)完善多媒體課堂教學(xué)課件
制作案例的教學(xué)課件,要包含海洋類技術(shù)的定義原理、海洋工程樣件的制備、設(shè)備的選擇、加工過程、檢測等,并盡量多地利用相關(guān)的圖片、動(dòng)畫、視頻來吸引學(xué)生的眼球,使學(xué)生更加清楚全面地了解整個(gè)零件的加工過程;在課前備課時(shí),要大量查閱相關(guān)內(nèi)容,挑選有用的信息,特別是具有應(yīng)用性和市場潛力大的先進(jìn)制造技術(shù)及時(shí)添加到教學(xué)內(nèi)容中,從而讓學(xué)生從高層次、新角度來認(rèn)真對待這門課;在進(jìn)行課件設(shè)計(jì)時(shí),將涉及的相關(guān)信息巧妙地融入到課件中來,并注意與課本知識有機(jī)結(jié)合,通過播放與先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的視頻,讓學(xué)生更加深刻地了解先進(jìn)制造技術(shù)在海洋工程方面的運(yùn)用。
(四)融合海洋特色的案例及改進(jìn)課外互動(dòng)模式
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),面對海洋資源開發(fā)這一不斷成長的新興市場,世界各國都在積極發(fā)展相關(guān)裝備,加快海洋資源開發(fā)和利用已成為世界各國發(fā)展的重要戰(zhàn)略取向。首先需要對海洋工程有關(guān)教材進(jìn)行修訂,并圍繞研究主題發(fā)表較高質(zhì)量的研究論文,給同類高校相同或相近專業(yè)建設(shè)提供參考經(jīng)驗(yàn)。其中實(shí)踐環(huán)節(jié)可通過購買相關(guān)精密器材比如超短激光器,并開設(shè)實(shí)踐課程,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析試驗(yàn)結(jié)果的能力,所獲的試驗(yàn)結(jié)果又可作為新的案例應(yīng)用于教學(xué)中,這就是將理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合,從而形成了課程的教學(xué)體系;同時(shí)為了彌補(bǔ)課上教學(xué)學(xué)時(shí)不足這一缺陷,可借助數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)師生課外互動(dòng)這一教學(xué)方式,使教學(xué)過程得以繼續(xù)延伸,以數(shù)字化的形式在整個(gè)教學(xué)網(wǎng)內(nèi),實(shí)現(xiàn)資源共享、教學(xué)互動(dòng),適應(yīng)多層次教學(xué)的需求,進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量。
(五)改革考試方式
增設(shè)案例考試環(huán)節(jié)。給定主題,學(xué)生自己尋找案例,主動(dòng)查閱文獻(xiàn)并制作課件進(jìn)行講解,以增強(qiáng)學(xué)生對科技文獻(xiàn)的閱讀和理解能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫綜述打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);同時(shí),每位學(xué)生都需對本課程的教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià),比如以5分制的方式,以小紙條的形式給任課教師打分,同時(shí)可提出對課堂教學(xué)具有建設(shè)性的意見,教師可根據(jù)學(xué)生對課程的評價(jià)來反映出學(xué)生對本課程的參與程度,將其作為考核學(xué)生的一種方式。同時(shí)考試的形式可采取課堂討論、小組成員演講、布置大作業(yè)、文獻(xiàn)查新等形式,根據(jù)具體情況按照一定比例來決定學(xué)生本課程的最終成績,可避免僅憑一張?jiān)嚲淼姆謹(jǐn)?shù)來評定和決定學(xué)生對本課程的掌握情況。
(六)加強(qiáng)與國內(nèi)外高校的學(xué)術(shù)交流活動(dòng),以跟蹤海洋工程領(lǐng)域制造業(yè)的最新發(fā)展
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(gè)國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個(gè)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(gè)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(gè)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(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)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(dòng)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(shí)空間(3-RealSpace)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計(jì)和分析等問題,特別是其中的幾何表示、幾何計(jì)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)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(gè)重點(diǎn)。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(jì)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(jì)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(shí)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(jì)、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(diǎn)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(shí)域、領(lǐng)域和動(dòng)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(shí)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(jì)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(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動(dòng)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(jì)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(jià)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(jì)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(shí)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(jì)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(gè)紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開動(dòng)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(diǎn),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(gè)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(dòng)機(jī),顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動(dòng)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(diǎn)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(shí)的和潛在的應(yīng)用價(jià)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(duì)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(yùn)動(dòng)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(jì)理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗(yàn)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(shí)力和軍事實(shí)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(jì)實(shí)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(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計(jì)與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)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(jì)算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實(shí)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(jì)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(shí)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(jì)、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(gè)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(dòng)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(yùn)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(yùn)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(dòng)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(gè)系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下,在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)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(jì)、制造工藝規(guī)程的自動(dòng)生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動(dòng)趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)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(gè)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(dòng)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(yùn)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(jì)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(jì)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(jì)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(diǎn),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(jì)劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國際合作計(jì)劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計(jì)劃(G--7)、德國的制造2000計(jì)劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計(jì)劃。
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個(gè)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(gè)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(jì)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(shí)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(shí)施無污染綠色制造。
關(guān)鍵詞機(jī)械制造特點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢
機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過程的工程學(xué)科,是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo),包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著社會的發(fā)展,人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價(jià)格要合理、外形要美觀、自動(dòng)化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。
1先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
1.1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(gè)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)。
1.2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(jì)、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(gè)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(shí)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(shí)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。
1.3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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)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(jì)、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。
1.4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(gè)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。
1.5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(gè)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(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)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(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來,使三者達(dá)到了統(tǒng)一。
2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(gè)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(jì)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(shí)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(jì)算機(jī)輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。
(2)設(shè)計(jì)方面。工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計(jì)方法,廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD/CAM),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。
3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(shí)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(dòng)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(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力,全球化制造的第一個(gè)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(shí)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(dòng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(dòng)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(yàn)。檢驗(yàn)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(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。
(4)自動(dòng)化。自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念,目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、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。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。
4結(jié)語
制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。只有跟上發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實(shí)施,才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)勢在必行。
參考文獻(xiàn)
1馬曉春.我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程,2002(3)
首先需要將高效優(yōu)質(zhì)以及符合環(huán)保作為整個(gè)體系的核心,將先進(jìn)技術(shù)不斷向基礎(chǔ)生產(chǎn)方向靠近;其次不斷進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化,在不斷研究新技術(shù)的同時(shí),加強(qiáng)對現(xiàn)有技術(shù)潛力的挖掘。加快技術(shù)發(fā)展的質(zhì)量及速度,為先進(jìn)技術(shù)體系的形成提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)還要符合市場需求,符合時(shí)代要求的同時(shí)保證體系形成產(chǎn)生收益。諸如數(shù)控機(jī)床的形成能夠?yàn)樯a(chǎn)過程提供強(qiáng)大的生產(chǎn)力,保證新技術(shù)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)以及各種收益;最后為保證體系的形成,需要進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成化的改革,利用信息技術(shù)以及當(dāng)前出現(xiàn)的技術(shù)保證統(tǒng)一管理以及體系的統(tǒng)一性。
2先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)及其現(xiàn)狀
2.1先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)
2.1.1全球化
隨著各種技術(shù)的發(fā)展全球間的聯(lián)系也越來越大,全球間各種技術(shù)交流以及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系為先進(jìn)技術(shù)的全球交流提供了基礎(chǔ)。而對于先進(jìn)技術(shù)的全球化,其對先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展提供動(dòng)力,為先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為制造業(yè)中經(jīng)濟(jì)收益。由于全球的聯(lián)系加強(qiáng),各地企業(yè)能夠進(jìn)行有效的任務(wù)分工,這種模式能夠有效發(fā)揮各地先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢,在全球化進(jìn)程中極大降低生產(chǎn)成本。
2.1.2多元化
對于先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,其不僅僅是一個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的孤立發(fā)展,其是多個(gè)領(lǐng)域間技術(shù)的相互促進(jìn),同時(shí)為同一制造工作提供支援。由于當(dāng)前發(fā)展機(jī)會稍縱即逝,各種孤立制造技術(shù)不能很好地抓住機(jī)遇,同時(shí)不能滿足各種機(jī)遇的需求,加之市場方向不斷轉(zhuǎn)變,使得制造技術(shù)不斷走向多元化。制造業(yè)不能僅僅關(guān)心制造技術(shù)的發(fā)展,對于信息技術(shù)以及金融管理技術(shù)的重視能夠保證制造業(yè)知曉市場走向,并不斷將制造技術(shù)發(fā)展走向符合市場需求的潮流。
2.1.3服務(wù)化
由于當(dāng)前制造業(yè)對于市場需求的重視,其加強(qiáng)對滿足市場需求的能力,為此制造業(yè)不斷加強(qiáng)其服務(wù)性,而為滿足生產(chǎn)制造發(fā)展的需求就需要保證先進(jìn)制造技術(shù)走向服務(wù)化。制造技術(shù)的發(fā)展不僅僅是設(shè)計(jì),還需加大對市場的考察。為消費(fèi)者的需求考慮,加大在產(chǎn)品后期服務(wù)性的投入,為消費(fèi)者服務(wù)服務(wù)是制造技術(shù)服務(wù)性的核心。在不斷的發(fā)展潮流中,企業(yè)針對服務(wù)性的重視將會改變先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的方向。
2.2制造技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)前各國都已認(rèn)識到先進(jìn)制造技術(shù)的重要性,為提升國家綜合能力都在技術(shù)發(fā)展方面給出了巨大的扶持,都在技術(shù)研究方面投入精力,重視技術(shù)人才培養(yǎng)。而全球化的浪潮下,各國綜合實(shí)力的競爭極大依靠科研技術(shù)的競爭。企業(yè)為提升競爭力,加快制造技術(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換,多元化的先進(jìn)制造技術(shù)格局正在形成,諸如數(shù)控系統(tǒng)投入制造過程中,正是各個(gè)先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)能力的體現(xiàn)。同時(shí),由于我國先進(jìn)制造技術(shù)起步晚,先進(jìn)技術(shù)與外國距離較大,需要進(jìn)一步的發(fā)展以縮小與外國的差距。需要在下一步工作中加大先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用到機(jī)械制造中,同時(shí)由于機(jī)械制造的發(fā)展正是機(jī)械制造工藝中的重要部分。先進(jìn)制造技術(shù)的革新為制造機(jī)械的更新提供依據(jù),而機(jī)械制造工藝同時(shí)是制造技術(shù)的體現(xiàn),其又會為制造技術(shù)的發(fā)展提供動(dòng)力。
3針對制造工藝加強(qiáng)制造技術(shù)
3.1加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)開發(fā)
加強(qiáng)制造技術(shù)的開發(fā)需要針對整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造,不僅僅是技術(shù)設(shè)備的革新,還有一配套管理措施的改革以及市場觀念的改革,加大技術(shù)開發(fā)以及加快制造設(shè)備的更新,加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)是提升綜合競爭力的有效方法。將機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新放在重要位置,同時(shí)需要將先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)與整體開發(fā)工作有機(jī)的結(jié)合。進(jìn)行整體統(tǒng)一戰(zhàn)略能夠?qū)⑼徽w中各個(gè)領(lǐng)域的收益擴(kuò)大化,某一領(lǐng)域的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)槠渌饔蛱峁┍憷?。其次機(jī)械制造技術(shù)的革新將帶動(dòng)機(jī)械制造工藝的發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)制造業(yè)的發(fā)展。
3.2合理運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)
進(jìn)行機(jī)械制造工藝革新不能盲目照搬,科學(xué)地選擇高效的先進(jìn)技術(shù)能夠?yàn)闄C(jī)械制造提供促進(jìn)作用,合理利用先進(jìn)制造技術(shù),以市場需求為核心,打造符合市場需要的機(jī)械制造工藝。其次,完善基礎(chǔ)工作的準(zhǔn)備,在基礎(chǔ)工作做好的基礎(chǔ)上按計(jì)劃進(jìn)行發(fā)展,不能操之過急導(dǎo)致產(chǎn)生負(fù)面影響。對于重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行有針對性的建設(shè),可以進(jìn)行試點(diǎn)性的嘗試,進(jìn)行小范圍新技術(shù)的嘗試。在項(xiàng)目中及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),找到導(dǎo)致嘗試成功或者失敗的原因,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)為下一步擴(kuò)大新技術(shù)的使用提供具有參考價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。這樣才能在大量新出現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)中選擇出符合市場需求的技術(shù),合理把握制造技術(shù)與工藝之間的關(guān)系,進(jìn)一步降低制造工藝革新的風(fēng)險(xiǎn)。
3.3重視人才素質(zhì)培養(yǎng)
人才是進(jìn)行技術(shù)革新的重點(diǎn),對其進(jìn)行科學(xué)的培養(yǎng)將對技術(shù)革新產(chǎn)生決定性的影響。而對人才素質(zhì)培養(yǎng)不僅僅是專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng),還有綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。當(dāng)前對人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)還不夠,忽略技術(shù)人才的綜合實(shí)力的提升,要打造復(fù)合型高新技術(shù)人才就需對技術(shù)人才的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)。加大人才在金融以及在管理方面的學(xué)習(xí),在進(jìn)行人才培訓(xùn)過程中為人員提供實(shí)踐機(jī)會,便與其將理論知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去,加大考核力度檢驗(yàn)人員理論知識掌握情況以及應(yīng)用到實(shí)踐的能力。其次其道德素質(zhì)的培養(yǎng),加強(qiáng)人才道德素質(zhì)建設(shè),使其在工作中能夠切實(shí)依據(jù)基本原則,為實(shí)際上崗時(shí)提供綜合能力強(qiáng)的復(fù)合型人才。
3.4參考國外成功經(jīng)驗(yàn)
國外領(lǐng)先我國必有其可參考的地方,首先加大對先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí),積極接受國外先進(jìn)制造技術(shù),在不斷的技術(shù)學(xué)習(xí)中形成符合我國實(shí)情的實(shí)用技術(shù)。其次對于國外成功的改革實(shí)例進(jìn)行思考學(xué)習(xí),思考其成功的核心原因并探討如何才能將其應(yīng)用到符合我國實(shí)際情況中去。在我國長期的學(xué)習(xí)探索中,已經(jīng)形成我國特有的制造技術(shù),如何進(jìn)一步發(fā)展需要不斷虛心向強(qiáng)者學(xué)習(xí),打造出符合國情的先進(jìn)制造技術(shù)。在參考先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)需要提升自己核心競爭力,打造出擁有自主產(chǎn)權(quán)的國際標(biāo)準(zhǔn),這樣在不斷競爭中才能處于不敗之地。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞機(jī)械制造特點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢
機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過程的工程學(xué)科,是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo),包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著社會的發(fā)展,人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價(jià)格要合理、外形要美觀、自動(dòng)化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。
1先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
1.1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(gè)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)。
1.2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(jì)、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(gè)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(shí)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(shí)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。
1.3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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)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(jì)、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。
1.4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(gè)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。
1.5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(gè)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(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)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(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來,使三者達(dá)到了統(tǒng)一。
2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(gè)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(jì)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(shí)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(jì)算機(jī)輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。
(2)設(shè)計(jì)方面。工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計(jì)方法,廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD/CAM),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。
3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(shí)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(dòng)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(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力,全球化制造的第一個(gè)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(shí)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(dòng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(dòng)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(yàn)。檢驗(yàn)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(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。
(4)自動(dòng)化。自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念,目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、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。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。
4結(jié)語
制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。只有跟上發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實(shí)施,才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)勢在必行。
參考文獻(xiàn)
1馬曉春.我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程,2002(3)
關(guān)鍵詞機(jī)械制造特點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢
機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過程的工程學(xué)科,是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo),包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著社會的發(fā)展,人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價(jià)格要合理、外形要美觀、自動(dòng)化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。
1先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
1.1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(gè)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)。
1.2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(jì)、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(gè)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(shí)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(shí)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。
1.3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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)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(jì)、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。
1.4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(gè)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。
1.5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(gè)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(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)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(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來,使三者達(dá)到了統(tǒng)一。
2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(gè)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(jì)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(shí)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(jì)算機(jī)輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。
(2)設(shè)計(jì)方面。工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計(jì)方法,廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD/CAM),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。
3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(shí)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(dòng)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(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力,全球化制造的第一個(gè)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(shí)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(dòng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(dòng)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(yàn)。檢驗(yàn)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(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過仿真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。
(4)自動(dòng)化。自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念,目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、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。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。
4結(jié)語
制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。只有跟上發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實(shí)施,才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)勢在必行。
參考文獻(xiàn)
1馬曉春.我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程,2002(3)
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容 自主學(xué)習(xí)
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)05(a)-0037-02
先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)為了適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境以及市場動(dòng)態(tài)變化,在傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)上通過不斷吸收科學(xué)技術(shù)最新成果而逐漸發(fā)展起來的一個(gè)新興技術(shù)群,包括現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)。機(jī)械類本科專業(yè)開設(shè)先進(jìn)制造技術(shù)課程,可以大大拓寬學(xué)生專業(yè)視野,掌握制造技術(shù)最新發(fā)展,以適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)對人才的需求,其重要性日趨顯著。然而,由于全球高新技術(shù)的高速發(fā)展以及先進(jìn)技術(shù)的龐大信息量,決定了本課程教學(xué)實(shí)施的難度。傳統(tǒng)的以教師為主、學(xué)生為客的教學(xué)模式,教師要全面了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新動(dòng)態(tài),往往心有余而力不足,學(xué)生被動(dòng)接受教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)積極性往往不高。而且,先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展日新月異,培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的能力顯得更為重要。自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)模式,通過課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)基本內(nèi)容,通過自主講座,培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的能力,為日后推廣先進(jìn)制造技術(shù),提高我國機(jī)械制造技術(shù)水平奠定基礎(chǔ)。
1 先進(jìn)制造技術(shù)課程的特點(diǎn)
(1)內(nèi)容綜合性。先進(jìn)制造技術(shù)是一門交叉學(xué)科,涉及眾多學(xué)科的知識內(nèi)容,授課教師不可能對所有領(lǐng)域都進(jìn)行過深入研究,采用多位教師授課的教學(xué)模式效果會好一點(diǎn),但一般普通本科院校均不具備這樣的條件。對于不是自己研究方向的內(nèi)容,往往通過資料查閱和整理再灌輸給學(xué)生,這樣教學(xué)效果很難提高。
(2)教材滯后性。先進(jìn)制造技術(shù)是一門前沿科學(xué),教材內(nèi)容與技術(shù)最新進(jìn)展相比存在一定滯后性。因此,授課教師必須及時(shí)檢索、查閱相關(guān)技術(shù)最新研究成果并補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生能夠掌握制造技術(shù)的最新知識。
(3)理論基礎(chǔ)性。先進(jìn)制造技術(shù)涉及眾多學(xué)科的理論知識,如管理科學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等,這些課程機(jī)械類本科專業(yè)學(xué)生大多都未開設(shè),先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)學(xué)時(shí)有限,無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握各種新技術(shù)的內(nèi)涵與應(yīng)用。
(4)技術(shù)先進(jìn)性。先進(jìn)制造技術(shù)作為制造領(lǐng)域的新興技術(shù)群,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用往往還不廣泛,作為應(yīng)用性人才的普通本科院校學(xué)生,認(rèn)為這些技術(shù)自己今后工作中大多都不會涉及,影響了學(xué)習(xí)的興趣。
2 先進(jìn)制造技術(shù)課程開展自主學(xué)習(xí)的必要性
自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式。以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,通過學(xué)生獨(dú)立的分析、探索、實(shí)踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)[1]。以自主學(xué)習(xí)作為先進(jìn)制造技術(shù)課程主要教學(xué)模式的必要性是由課程的特點(diǎn)及教學(xué)目的決定的。
(1)先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋面廣,王隆太主編的《先進(jìn)制造技術(shù)》教材涵蓋了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、反求工程等6項(xiàng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù);材料受迫成形工藝技術(shù)、超精密加工技術(shù)、高速加工技術(shù)等6項(xiàng)先進(jìn)制造工藝技術(shù),其中的材料受迫成形工藝技術(shù)又有10余項(xiàng);制造系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)包括了機(jī)床數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人和柔性制造技術(shù):現(xiàn)代管理技術(shù)包括了物料需求計(jì)劃、制造資源計(jì)劃等6項(xiàng)技術(shù)。這些技術(shù)的基本原理各不相同,許多技術(shù)哲理深?yuàn)W,理解和掌握都比較困難,往往需要單獨(dú)開設(shè)一門課程才能講清楚。以課堂教學(xué)方式,在一門少學(xué)時(shí)課程中要將眾多技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢等內(nèi)容都講清楚,是不現(xiàn)實(shí)的。
(2)機(jī)械類本科專業(yè)開設(shè)先進(jìn)制造技術(shù)課程的主要目的在于拓寬學(xué)生專業(yè)視野,建立推廣先進(jìn)制造技術(shù)的意識。因此,讓學(xué)生意識到先進(jìn)制造技術(shù)對制造業(yè)的巨大推動(dòng)作用以及知道如何獲取制造技術(shù)最新發(fā)展比讓學(xué)生了解單項(xiàng)技術(shù)的內(nèi)涵與現(xiàn)狀更加重要。由此可見,先進(jìn)制造技術(shù)課程改革的方向不是“怎樣使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到更多知識?”而是“怎樣使學(xué)生感受到先進(jìn)制造技術(shù)的巨大威力,了解獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的途徑”。
自主學(xué)習(xí),學(xué)生可以按照自己的實(shí)際需要選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,突破了時(shí)間和空間的限制,通過自主講座,培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的能力。因此,開展自主學(xué)習(xí)是先進(jìn)制造技術(shù)課程的改革方向。
3 基于課程網(wǎng)站的自主學(xué)習(xí)
通過課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)基本內(nèi)容。課程網(wǎng)站主要包括以下三部分內(nèi)容:
(1)將先進(jìn)制造技術(shù)課程的體系結(jié)構(gòu),各項(xiàng)技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢等內(nèi)容制成多媒體課件,供學(xué)生通過校園網(wǎng)教學(xué)平臺瀏覽學(xué)習(xí)。課程網(wǎng)站應(yīng)包括大量圖片、動(dòng)畫、電影等多媒體資料,這些資料除了上網(wǎng)查詢外,還可以通過參加相關(guān)學(xué)術(shù)會議、邀請專家講學(xué)等方式獲取。
(2)結(jié)合科研、生產(chǎn)實(shí)際,建立應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的典型案例庫。教師結(jié)合本人承擔(dān)的科研項(xiàng)目、為企業(yè)解決的生產(chǎn)難題,進(jìn)行理論剖析,使學(xué)生感到直觀具體,生動(dòng)形象,印象深刻。
(3)建立國內(nèi)外有關(guān)先進(jìn)制造技術(shù)主要網(wǎng)站的鏈接。重點(diǎn)包括先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)、論壇、期刊、公司網(wǎng)站等,方便學(xué)生全面了解和學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容。
4 面向自主講座的自主學(xué)習(xí)
給學(xué)生布置課外論文作業(yè),讓學(xué)生在給定范圍內(nèi)自由選題,通過作業(yè)對有關(guān)課題進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案,能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性思維。但課外論文是在下課后完成的,學(xué)生撰寫論文時(shí)大多都不太認(rèn)真,甚至抄襲他人,從而達(dá)不到教學(xué)目的?;ブ鹘虒W(xué)法[2]讓學(xué)生參與課程的準(zhǔn)備與講授,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此,我們在布置課外論文作業(yè)后,安排了學(xué)生自主講座教學(xué)環(huán)節(jié)。
面向自主講座自主學(xué)習(xí)的具體方案為:根據(jù)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu),把同學(xué)按照學(xué)號分為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)四組。每位學(xué)生圍繞專題收集資料,撰寫論文,并做成PPT上臺講課,時(shí)間10~15分鐘,講完后老師點(diǎn)評,其他學(xué)生提問。每組學(xué)生講課時(shí)另安排一組學(xué)生給他們實(shí)名打分,分A、B、C、D四級,規(guī)定各級打分比例原則上各占25%,根據(jù)打分結(jié)果確定論文作業(yè)成績。
增加自主講座教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生普遍加強(qiáng)了論文撰寫的投入,取得良好的教學(xué)效果。考慮到大多數(shù)學(xué)生沒有講課經(jīng)歷,我們預(yù)先給出了講課提綱,讓學(xué)生針對某項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用條件等展開討論,并選出學(xué)生優(yōu)秀PPT課件作為樣例,供下一屆學(xué)生參考。
5 結(jié)語
先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋面廣,普通本科院校教學(xué)和實(shí)驗(yàn)資源又比較匱乏,以傳統(tǒng)課堂講授為主的教學(xué)模式,學(xué)生注意力難以持久。為此,我們只選取若干制造技術(shù)進(jìn)行課堂講授,其余教學(xué)內(nèi)容均采用自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。這樣不但保證了課堂教學(xué)的效果,也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性,達(dá)到較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)