现代制造技术(1)

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1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业与世界发达国家的差距(续)
(4) 技术创新能力和自主开发能力薄弱,突出表现为: 1)进口的各种基础设备价值大致占我国进口总值的50%, 其中光纤制造设备的100%,发电设备的90%,集成电 路芯片制造设备的85%,石油化工设备的80%,轿车工 业设备、数控机床、纺织机械、胶印设备的70%来自于 进口产品。在大型飞机、大型医疗等领域,我国主要靠 全盘进口。 2)产品开发周期较长,企业对市场的快速反应能力差。我 国机械新产品的平均开发周期为18个月,而美国新产品 设计周期为3个星期,试制周期3个月。 3)先进制造技术在国内尚处于初级开发阶段,普及率较低, 与发达国家存在着阶段性差距。
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1.1.6 现代制造技术的内涵
MMT 定义
至今尚无明确的和一致公认的定义,通过对其特征的 分析和多年的实践,可以认为: ◆ MMT是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成 果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销 售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高 效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变市场的适应 能力和竞争力的制造技术的总称。 ◆ 要点: 目标是提高制造企业对市场的适应能力和竞争力; 强调信息技术、现代管理技术与制造技术的有机结合; 是信息技术、现代管理技术在整个制造过程中综合应用;
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1.1.5 现代制造技术的提出
(Modern Manufacturing Technology) MMT首先由美国 于20世纪80年代末提出。也可称先进制造技术(AMT)。 长期以来,美国政府只对基础研究、卫生健康、国防技术 等给予经费支持,而对产业技术不予支持,主张产业技术通 过市场竞争,由企业自主发展 。 20世纪70年代,一批美国学者不断鼓吹美国已进入“后工 业化社会”,认为制造业是“夕阳工业”,主张经济重心由 制造业转向高科技产业和第三产业。
国民经济的支柱产业,国民经济总收入的60%以上来自 制造业,世界发达国家无不具有强大的制造业。机械制造 业是制造业的基础, 是重中之重。 美国:约1/4人口直接从事制造业,其余人口中又有约 半数人所做工作与制造业有关。 日本由于重视制造业,二次大战后30年时间,发展成 为世界经济强国。 与此相反,美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的 发展,结果导致经济衰退,竞争力下降,出现了家电、汽 车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初,美国才 开始清醒,重新关注制造业的发展,至1994年美国汽车产 量重新超过日本。
方法:一个地区设立一个中心(至 95 年已建立了 30 个中心),为中小企业展示新的制造技术和设备,并进 行培训,帮助他们选用。 经费:国会拨款。
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1.1.5 现代制造技术的提出
ATP & MTC 效果显著
汽车 2mm 工程,使轿车车身精度达到丰田水平; 1994 年,美国汽车产量重新超过日本,重新占领欧美市场; 美国Inter公司成为世界最大的芯片制造商(在此之前芯片 生产也不敌日本,包括海湾战争中大出风头的“爱国者”导 弹上使用的芯片也是日本制造的); 20世纪90年代,美国经济持续增长,失业率降低到历史最 低水平; 提出了一系列先进制造技术的新理论、新思想,如:并行 工程,精益生产,敏捷制造,…
MIT(美国麻省理工学院) 的一份报告写到“经济竞争归根 结底是制造技术和制造能力的竞争”,“一个国家要生活好 ,必须生产好”,表明美国知识界与政府之间取得了共识。 1988年,美国政府投资进行大规模“21世纪制造企业战略” 研究,并于其后不久提出了“先进制造技术”发展目标,制定 并实施了“先进制造技术计划(ATP)”和“制造技术中心 计划(MTC)”。
……
对于制造技术的理解也有广义和狭义之分。广义理解 制造技术涉及生产活动的各个方面和生产的全过程,制造 技术被认为是一个从产品概念到最终产品的集成活动。狭 义理解为机电产品的机械制造技术。广义的概念已为越来 越多的人所接受。
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1.1.1 制造技术的演进
制造技术的演进
17世纪60年代,瓦特改进蒸汽机,标志第一次工业革命兴起,工业化 大生产从此开始; 18世纪中,麦克斯韦尔建立电磁场理论,开启电气化时代; 19世纪机器在英国诞生,先后传入法国、德国和美国。用机器代替手 工,从作坊形成工厂; 20世纪初,福特汽车生产线、泰勒以劳动分工和计件工资制为基础的 科学管理方法,标志着自动化时代到来(以大量生产为特征—Mass Production); 二战后,随着计算机、微电子技术,信息技术、自动控制技术的发展 及市场需求的多样性趋势,出现了中小批量生产的自动化系统,并产生 了综合自动化和许多新的制造哲理与生产模式。例如:NC、FMS、 CAD/CAM等; 进入21世纪,制造技术向自动化、柔性化、集成化、智能化、精密化 和清洁化的方向发展。
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1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业与世界发达国家的差距
(1)总体规模仍然偏小,仅为美国的1/5、日本的1/4。 (2)制造业的人均劳动生产率低,仅为美国的1/25、日本 的1/26、德国的1/20。 (3)产业结构不合理,产品低端、利润微薄。表现在: 1)我国装备制造业占整个制造业的比重不到30%,比发达 国家的平均水平低5%以上,远低于美国的41.9%、日 本的43.6%、德国的46.4%。 2)我国装备制造业至今依然处于国际产业链的低端,装备 制造业出口商品的80%~90%是贴牌加工。 3)在成套设备生产中缺乏具有系统设计、系统成套等能力 的制造企业,导致我国仅具备生产设备的部分零件能 力,使得企业在装备制造业只能赚“小头”。
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1.1.2 制造业发展的教训
东南亚经济危机的启示 1998年爆发的东南亚经济危机,从另一个侧面反映了一个 国家发展制造业的重要。一个国家,如果把经济的基础放在 股票、旅游、金融、房地产、服务业上,而无自己的制造业 ,这个国家的经济就容易形成泡沫经济,一有风吹草动就会 产生经济危机。 新加坡、台湾都有自己的制造业,因此受经济危机的影响 小一些。
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1.1.5 现代制造技术的提出
现代制造技术一经提出,立即引起了世界各国的积极响 应,纷纷制定了多种发展计划,以支持发展现代制造技术。 美国:先进制造技术计划(ATP)和制造技术中心计划(MTC) 日本:智能制造技术计划,即IMS计划 韩国:高级先进技术国家计划,即G-7计划 欧共体:欧洲工业技术基础研究计划和欧洲信息技术研 究发展战略计划 我国:“九五”规划和“863计划”的重点发展内容。在 “九 五”期间,实施了一批发展现代制造技术的项目。 例如:数控系统及装备研究,自动测试系统及设 备技术研究,现场总线、智能化仪器仪表研究, 传感器技术研究,“CIMS”等。
结果:导致美国在经济上竞争力下降,贸易逆差巨增,日 本家电、汽车大量涌入并占领了美国市场。(20世纪60年代 美国汽车产量占世界汽车总产量的2/3,而到了80年代下降到 不足1/3)。
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1.1.5 现代制造技术的提出
20世纪80年代,美国政府开始认识到问题的严重性。 白宫的一份报告称“美国经济衰退已威胁到国家安全”。
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1.1.5 现代制造技术的提出
制造技术中心计划(MTC)
又称“合作伙伴计划”,由美国国家标准与技术研究 院(NIST)牵头。
目标:面向 35 万家中小企业(他们不像大企业有自己的 开发能力,且资金不足),在技术拥有者(通常为政府的 研究机构、国家实验室、大学)与需要这些技术的中小 企业之间建立合作的桥梁,使中小企业掌握先进制造技 术,或使他们具有识别、选择适用于自己企业的先进制 造技术的能力。
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1.2.3 制造业在国民经济中的地位
◆ 下图显示了当今制造业的社会功能。 冶金机械 动力机械 纺织机械
建筑机械
交通工具 环保设备 军事装备 医疗设备
家用电器
制造业
机器制造 农业机械
通讯设备 出版印刷 网络媒体 文化娱乐
化工设备
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1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
我国制造业的现状
改革开放以来中国制造业发展迅速,成绩瞩目: (1)引进国外先进技术5000多项。近几年发展的新产品,50%达到或接 近世界先进水平。 (2)一些重要产品的年生产能力已跃居世界前列,如汽车年产1000万辆 以上,数控机床年产15万台以上。 (3)我国已成为世界最大的服装纺织品出口国;与日本、马来西亚和韩 国并称世界消费类电子产品四大生产国。 (4)成功开发生产了多种运输机和新舟60、AR21等支线飞机,大飞机研 发正在进行;神州七号发射后,中国载人航天将转向第三部战略计 划:发射自己的空间站。 (5)一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平,如沈阳机床集团 的电主轴高速卧式加工中,沈阳变压器厂的50万伏超高压变压器, 黎明航发集团的中国第一台拥有完全知识产权的航空发动机、燃气 轮机,沈阳新松机器人自动化有限公司的6000米水下机器人,清华 大学制造工程研究所研制开发的并联构型机床等产品。
中国是制造业大国---但不是制造业强国
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1.1.4 我国制造业面临的机遇和挑战
机遇与挑战
困难:技术上落后,资金不足,资源短缺,管理体制、 周边环境还存在诸多问题(地方保护,信用危机…) 机遇:中国已加入WTO;制造业的世界格局正在发生 重大变化,欧、亚、美三分天下局面正在形成,世界经济 重心开始出现向亚洲转移的征兆,制造业的产品结构、生 产模式也在迅速变革之中。 挑战与机遇并存。
现代制造技术
第1章 现代制造技术导论
1.1 现代制造技术的内涵及特点
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1.1.1 制造技术的演进
制造技术概念
制造。在产品生产中,具体指使原材料转化为产品的过程 中所施行的各种手段的总和。 运用一定的知识、技能 操纵可以利用的物质、工具 手段包括 采取有效的方法
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1.1.2 制造业发展的教训
日本的经验 在上个世纪70-80年代,日本非常重视制造业,特别大抓了 汽车制造和微电子制造,结果日本的汽车和家用电器占领了全 世界的市场,特别是大举进入了美国市场。 日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关键元件。1991年 海湾战争结束后,日本人说美国赢得这场战争依靠的是日本的 芯片,是“日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。
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1.1.2 制造业发展的教训
美国的教训 上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业 ”,结果导致美国80年代的经济衰退。 80年代后期,美国的一些国会议员、政府要员纷纷要求政府 出面协调和支持制造产业的发展,1991年布什政府期间,美 国白宫科学技术政策办公室发表了总数为22项的美国国家关 键技术,其中制造技术占4项,标志着美国科技政策的转变。 克林顿上台后,对制造业大力支持,他把现代制造技术列为 六大国防关键技术之首。结果美国在机械工业、汽车工业、 航空工业及信息产业等方面取得了明显的进展,使美国的经 济连续8年取得了2-3%的增长率,而且还同时保持低通胀率和 低失业率。这就是克林顿虽发生丑闻而未被弹劾的主要原因。
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1.1.2 制造业发展的教训
瑞士依靠什么使人均产值居世界第一? 瑞士是一个仅700万人口的小国,但瑞士的制造业十分发达, 瑞士的精密机械产品的出口量是我国的8倍,瑞士的手表世界第 一,连小小的军刀,也风靡全世界。 瑞士的年人均国民生产总值达到4.3万美元以上,居世界第一。
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1.1.3 制造业在国民经济中的地位
1991年,白宫科学技术政策办公室发表“美国国家关键技 术”报告,重新确立了制造业的地位。
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1.1.5 现代制造技术的提出
先进制造技术计划(ATP)
由美国联邦政府科学、工程和技术协调委员会 (FCCSET)提出,1994年年度预算为14亿美元。 ATP 目标:
为美国人提供更多高技术、高工资就业机会,促进美国 经济增长; 提高能源效益,减少污染,创造更加清洁的环境; 使美国私人制造业在世界市场上更具有竞争力,保持美 国的竞争地位; 使教育系统对每个学生进行更富有挑战性的教育; 鼓励科技界把确保国家安全和提高全民生活质量作为核 心目标。
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