一 创新是灵魂、是动力
创新是人们运用科学技术知识和技能,改变、控制、调节物质客体,以产生出新的物质成果和精神成果的实践活动,从总体上讲它包括以探索未知为目的的科学理论的创造和把自然科学技术成果转化为直接生产力为目的的技术发明。创新成果必须超越前人或他人已取得的成就。在经济时代,创新就应该为经济发展服务。
江泽民同志在全国科学大会上说“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达不竭的动力”。创新包括文化艺术创新、科学思想方法创新、新技术工业的创新、经营管理制度方法及市场的创新、政治军事与经济战略的创新等。当前世界经济正由知识经济的萌芽期向知识经济的雏形期过渡,进而达到知识经济的大发展。知识经济就是以智力资源的占有投入配置,知识产品的生产、分配(传播)、消费(使用)为主要因素的经济。智力资源就是人才、信息、知识、技术、决策和管理方法。知识产品的知识含量高、技术含量高、附加值高,不依赖稀缺自然资源成正比的投入和环境污染的加剧而发展,因此面对新的知识经济时代必须大力提倡创新。
制造业作为国民经济基础产业,制造技术水平和制造业的实力与一个国家的生产力水平、国防实力、国际经济竞争能力密切相关。目前我国自有设备的装备水平和装备率较差,与世界先进国家比在总体上存在重大的差距,远远不能满足生产和国际竞争的需要。因此十五规划中已明确地把先进制造技术作为优先发展的技术之一。为了实现从工业化时代到信息化时代的飞跃发展,我们必须在有选择、有目的地系统化的引起、消化、吸收的基础上,大力提倡技术创新,大力推动我国先进制造业向前发展。
二 先进制造技术的内容
先进制造技术是在传统制造业的基础上,融合先进的计算机信息技术、机械设计及制造工艺新技术、新材料技术、新能源技术以及现代的管理模式等,应用于从市场分析、产品设计、生产准备、加工制造、生产管理、质量管理、产品销售维修服务以及回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,取得具有市场竞争力的经济技术综合效果的现代制造技术。目前世界各国纷纷根据其自身的特点提出其发展先进制造技术的计划、如美国的先进制造技术计划(AMT),日本的智能制造技术计划(IMS)、韩国的高级先进制造技术计划(G-7)。目前先进制造技术正向数字化、计算机化、集成化、网络化、智能化的方向发展。
总的来讲先进制造技术一般包括以下内容:
1 现代设计方法及理论
计算机辅助设计(CAD)、基于并行工程(CE)的产品设计技术、基于绿色制遣(GM)的产品设计、虚拟设计(VM)、产品寿命周期设计、面向型产品设汁方法(DFX)等。
2 先进制造工艺
计算机辅助制造、精密成型新技术、高效梢密和超精密加工技术、新型材料成型及加工技术、特种加工技术、快速成形及制造技术、表面处理新技术等。
3 自动化及智能化设备技术
数控技术(NC)、柔性制造(FM)技术、传感测量与检测技术、智能制造技术(IM)与机器人等。
4 现代生产模式与管理技术
CAD/CAM/CAE,制造资源计划(MRP),全面质量管理(TQC)、成组技术(GT)、准时生产(JIT)与精益生产(LP),AMI独立制造岛),计算机集成制造系统或现代集成制造系统(CIMS),敏捷制造(AM),网络合作制造(NCM),全球制造(GM)等。
三 先进制造技术中的创新
先进制造技术的先进是最根本的特征,它具有明显的时代性。一种先进制造技术的提出、研究、实施都有其深刻的社会、经济、军事背景,其目的是为了提高国际竞争力,促进经济增长,提高国家综合实力。要想在国际竞争中处于有利地位,必须要有前瞻性和超前性,创新就成为一个非常重要的因素。
近几十年,先进制造技术取得了突飞猛进的发展,诞生了各种先进制造技术,特别是计算机信息技术、网络技术的迅速发展,产生了很多先进的制造模式的方法,据统计,目前先进的制造模式已有34种。随着人类探索自然的不断深入,各种先进制造手段的要求将会越来越多,比如航空航天技术的发展,人类向太空的拓展成为可能,将会有一大批的新技术的产生;纳米材料的发展对纳米材料的加工制造的需求就成为必然。
先进制造技术的发展过程就是一个不断创新的过程。所有的创新过程首先是一个思维的创新过程。尽管有些先进制造技术已广泛应用于实践活动中,但其思想的先进性和创新性仍在不断的影响科学技术的研究和发展,现就先进制造技术中的一些非常重要的思想予以探讨。
1 数字化的思想
事实上自从人类社会发明数字并将之用于对物质世界的度量时就已经存在数字化技术,使用数字对物质世界的描述,是人类的一个伟大进步,时至今日人类在享受现代文明的时候,无时无刻不感受到数字化技术的存在。
数字化技术在先进制造技术中最典型的就是数控技术,而数控技术最典型的产品就是数控机床。第一台数控机床发明五十年来,已经发展到第五代微型计算机数控系统。数控机床的品种也非常之多,正向高速化、高精化、多功能方向发展,数控机床(加工中心)已成为一个国家制造能力和实力的重要标志。
借助于计算机技术,无论是求解简单工程问题还是多因素复杂工程问题时,数字化处理仍然是科学研究实践的非常重要的方针。数字化不但用于物理量的数字化,对非物理量的数字化已逐渐得到广泛使用,特别是复杂的综合问题,比如在对产品质量的综合评价和研究中,对影响产品质量的众多因素进行综合分析时对一些非物理模糊量进行数宇化就显得非常重要。
2 模型化的思想
建模技术是科学研究实践中又一重要技术,它广泛应用于先进制造技术中的方方面面。很多问题都需要建模,建模的最根本目的就是让模型与实际相一致或尽可能的反映客观实际,对其进行研究找出能真实有效地反映客观现象或过程的规律,指导实践活动。
虽然我们希望建立正确反映客观实际的模型,但往往受技术和思维的限制和制约,很难或不可能建立与真实实际完全一样的模型,必须采用抽象和简化的办法,使所建的模型尽可能的满足所研究问题的需要。
建模技术已广泛应用于先进制造系统中,比如计算机辅助设计(CAD)中建模技术就是其关键核心技术。在CAD概念设计时,必须建立与产品功能有关并能包含产品各种功能信息的模型,在CAD三维实体建模时,要将三维实体描述成为计算机认识的计算机内部模型。据统计目前已有39种建模方法。因此,在先进制造技术创新的实践中随时都要模型化的思想,一方面要注意各种建模方法的合理利用以及不同建模方法的综合交叉使用,另一方面要往意各种方法在使用上的创新。
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