浅析我国机械制造技术的现状及发展方向机械系.docx

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浅析我国机械制造技术的现状及发展方向机械系

浅析我国机械制造技术的现状及发展方向机械系

合肥通用职业技术学院

毕业设计论文

题目：

浅析我国机械制造技术的现状及发展方向

系别：

机械工程系

专业：

机械制造与自动化

学制：

三年

指导教师评语及成绩：

指导教师：

2014年月日

摘　要

机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。

本文对我国机械制造技术的现状及技术特点进行分析，并简述了21世纪机械制造技术的发展方向。

　关键词机械制造技术特点发展方向

摘　要I

目录II

第1章引言1

第2章我国机械制造技术发展的现状分析2

2.1管理方面3

2.2设计方面4

2.3制造工艺方面4

2.4自动化技术方面5

第3章机械制造技术的特点7

3.1机械制造技术是一个系统工程7

3.2机械制造技术是一个综合性技术7

3.3机械制造技术是市场竞争要素的统一体7

3.4机械制造技术是一个世界性技术8

第4章我国机械制造技术的发展方向9

4.1全球化10

4.2虚拟化10

4.3绿色化11

4.3.1精密成形技术11

4.3.2无切削液加工12

4.3.3快速成形技术12

结论14

参考文献15

致谢16

第1章引言

机械制造工业为人类的生存、生产、生活提供各种设备，是国民经济中极其重要的基础产业。

所谓四个现代化，从某种意义上说，就是用现代化设备去装备工业、农业、国防和科学技术事业，使之达到先进的水平。

制造业为人类创造着辉煌的物质文明。

据统计，90年20个工业化国家制造业所创造的财富占国民生产总值（GDP）的比例平均为22.15%，制造业是一个国家的立国之本。

制造技术支持着制造业的健康发展，先进的制造技术使一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。

忽视制造技术的发展，就会导致经济发展走入岐途。

机械工业对提高人民生活质量，推动科学技术进步起着十分重要的作用。

而机械工业的发展和进步，在很大程度上又取决于机械制造技术的发展。

从历史上看，1769年瓦特发明了蒸汽机，但当时加工技术十分落后，苦于加工不出高精度的汽缸而得不到推广应用。

1775年，威尔逊成功地改造了一台汽缸镗床，解决了这一难题。

就在第二年（1776年）蒸汽机便得到了实际应用，迎来了第一次产业革命，由此可见，机械制造技术的发展对人类科学技术的进步有何等重要的作用。

    在科学技术高度发展的今天，依然是如此，现代工业对机械制造技术提出了越来越高的要求，如要求达到纳米级（10－6mm）的超精密加工，大规模集成电路硅片划片的超微细加工，重型设备超大型件的加工，难加工材料和具有特殊物理性能材料的加工等等，诸如此类，给现代机械制造技术提出了许多新的课题。

同时，当产品的设计图样决定之后，要提高产品质量和劳动生产率，降低成本，采用先进的制造技术是关键。

因此，在未来的竞争中，谁掌握先进的制造技术，谁就拥有控制市场的主动权。

另一方面，也正是由于科学技术的发展，又为机械制造技术的发展提供了工具和手段，特别是计算机技术的发展，促使常规技术与精密检测技术和数控技术、传感技术等相互结合，给机械制造领域带来许多新技术、新观念，使产品质量和生产效率大大提高。

第2章我国机械制造技术发展的现状分析

　　机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

　　20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。

20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步发展，市场竞争变得越来越激烈。

　　20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。

在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。

如成都飞机工业公司以国家CIMS实验工程为技术依托，和清华大学、南京航空航天大学、西北工业大学等单位合作开发了计算机集成制造系统工程。

在公司的计算机网络和分布式数据库支持下，由管理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和车间自动化系统有机集成，形成了一个计算机辅助经营、设计、管理、制造的初步集成系统，以满足航空产品研制和多品种小批量生产的需要。

原中国石油天然气总公司从1995年起,便在江汉钻头厂实施CIMS工程，其中一期工程已于1996年完成，在2000年完成了二期工程。

两期工程实施以来该厂各年度净利润增长明显。

但是大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，因底层（车间层）基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。

加工中心无论是数量还是利用率都很低。

可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。

因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

主要表现在以下四个方面：

2.1管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。

我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

中国机械制造业之所以在投入结构上难以加大科技开发投入，直接根源是产业组织结构不合理，企业规模小，布局分散，大中小企业之间难以形成合理的专业化分工协作体系；深层原因是体制约束，条块分割导致的地区雷同与“分散化”倾向，有悖于世界机械制造业日益资本密集化、生产全球化、机电一体化、市场集中化的发展趋势。

机械制造业是竞争性产业，整体产业集中度要求较高。

国外大型企业一般在行业中占主导地位，并形成层次分明的专业化分工协作体系，在大企业周围，形成数量众多的专门化的中小企业。

企业尤其是大型企业投巨资进行科技开发。

中国机械制造业在改革以来出现了分散化趋势，甚至出现小企业排挤大企业的现象。

受管理体制、投资体制、采购体制的影响，中国没有形成具有国际竞争力的大型企业或企业集团，企业“大而全、小而全”的状况依然严重，中小企业与大型企业进行专业化协作的产业组织结构还没有形成。

目前还有相当数量的企业仍以“全能式”结构为主，除汽车、拖拉机、内燃机少数大批量生产企业外协率达到50%左右外，其他企业多数低于30%。

中国机械制造业的技术进步速度与对产值增长的贡献率，总体上略高于全国的技术进步速度及其对GDP增长的贡献率。

但是，与发达国家相比，中国机械制造业技术进步速度与贡献率偏低。

1998年，中国机械制造业技术进步对产值增长速度的贡献率只有34%，西方国家一般都在60以上；新产品产值率不到30%，西方国家在50%以上；机床产值数控化率，中国只有25%左右，日本已达70%；中国机械制造业技术开发经费占销售收入的比重为1.78%，技术开发人员占职工比重，也明显低于发达国家。

机械制造业整体设计和制造技术落后，产品多为中低档次。

差距还是非常大的。

机械制造业人均生产率只有美国的3%，增加值率为发达国家的60%左右，整体效率指数约为23.5%。

从结构指数衡量，中国机械制造业的设备更新度约为发达国家的60%，先进机械产品的贸易竞争指数由-10%降到-25%，Ｒ＆Ｄ费用和技术贡献率仅为发达国家的50%—60%，产业组织结构指数更低一些，协作水平大约为日本的25%。

机械制造业由于生产厂点多、批量小，耗能耗材多，污染量大。

机械制造业污染物排放量占到全国工业的1/6。

近年来环保水平有所提高，但也只是部分具有一定规模的企业能达到机械制造业生产的逐步清洁化、绿色化，与发达国家相比差距很大，若能达到发达国家的50%—60%左右的水平就是一个相当理想的水平。

2.2设计方面

工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD／CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。

我国采用CAD／CAM技术的比例较低。

中国机械制造业的快速发展，主要依靠技术引进和赶超型发展战略，加之中国劳动力丰富而资金相对短缺，致使机械制造业的科技开发明显滞后。

虽然中国机械制造业的产品数量已经位居世界前列，但主要是劳动密集型产品，具有自主知识产权的高、精、尖产品比较少。

2000年，中国汽车生产超过200万辆，但是关键技术都来源于国外大型汽车公司，很多关键部件国内尚不能生产，需要依靠进口。

我国械制造业产品的质量虽然有了很大程度的提高，但大量的机电产品的质量可靠性、外观设计、内在性能还有很大差距。

比如数控机床和精密机床的可靠性差、质量问题严重，轴承、液压件、密封件等基础件产品水平低、品种少、满足度低、质量不稳定。

工程机械目前只能生产中小型产品，大型工程机械、大型火电设备的技术能力十分薄弱。

2.3制造工艺方面

机械制造业作为一般竞争性行业，其竞争状况与效益状况直接受生产投入结构的影响。

企业之间的竞争，实际上是科学技术实力和创新能力的竞争，而科技实力和技术创新能力在很大程度上取决于科研与开发的投入。

发达国家为了保持机械制造业的市场竞争力，加大了科技投入的力度。

一些大企业的科技开发费用占到其销售额的4%—8%，甚至10%以上。

这种高投入，使其本来就远远领先的科技优势进一步扩大，使企业从完全竞争的局面转变为“垄断竞争”，在许多关键领域占据了战略性优势地位。

日本、美国、德国、法国机械制造业企业的人均研究开发经费，分别为21.54万美元/年、15.76万美元/年、19.99万美元/年、25.94万美元/年，是中国企业的几十倍。

与科技开发相类似，国外机械制造业企业非常重视设备更新。

美国制造业企业设备的平均役龄逐步缩短，由1975年的6.98年，下降到1990年的6.70年，其中电制造机械和精密机械的设备役龄分别为5.5年和4.9年。

中国机电行业的设备更新比较缓慢，而且呈现下降趋势。

1994年与1985年相比，机械行业的设备更新度系数下降了5.73个百分点，1995年与1990年相比下降了2.4个百分点。

设备更新度系数偏低成为机械制造业各行业普遍存在的问题。

企业科研人员占职工的比重，可以反映出企业的人力资本状况与发展潜力。

国外大型机械制造业企业研究开发人员占职工人数的比重为5%—10%，中国仅为1%。

正是科技投入、人员素质、设备投入等方面的巨大差距，使中国机械制造业企业的设计与生产方法落后，自主开发能力差，产品开发周期长，更新慢，新产品产值率低，产品质量难以得到保证。

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米／纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。

我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

2.4自动化技术方面

自动化的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。

如采用自动送料装置的冷冲压模具，加工精度和生产效率均较高，而且长期效益明显。

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。

我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔件制造单元和系统仅在少数企业使