论我国机械制造的现状与发展前景 专 业 机械设计与制造 作者姓名 陈积超 日期：2014.3.23 摘 要 机械制制造业是国民经济的基础产业，其发达程度体现了一个国家的科学技术和社会生产力发展水平。目前，我国正处于经济发展的关键时期，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，但机械制造技术是我们的薄弱环节，因此必须对我国机械制造业现状进行进一步的分析和研究。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。 Abstract Mechanical system manufacturing industry is the foundation of the national economy, it developed degree reflects a countrys scientific and technical and social productive levels. At present, Chinas economic growth during the crucial period, machinery manufacturing technique not only is a measure of a countrys level of development of science and technology, is also an important symbol of international science and technology competition focused on, but mechanical manufacturing technology is our weak points, so it must be present on our machinery manufacturing for further analysis and studies. This article on the manufacturing technology of status and technical analysis, and give a 21st century mechanical manufacturing technology direction of development. 目 录 摘 要 I 第 一 章 前言 4 第 二 章 我国机械制造技术发展的现状分析 5 2.1 合资带来的忧愁 5 2.2 存在着许多技术黑洞 5 2.3 机械制造业落后近30年 6 2.4 国家扶持的支点偏离 7 第 三 章 机械制造技术的特点 8 3.1 机械制造技术是一个系统工程 8 3.2 机械制造技术是一个综合性技术 8 3.3 机械制造技术是市场竞争要素的统一体 8 3.4 机械制造技术是一个世界性技术 8 第 四 章 我国机械制造技术的发展方向 10 第 五 章 结论 12 致谢 13 参考文献 14 前言? 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。 改革开放三十年以来，中国制造业有了显著的发展，无论制造业总量还是制造业技术水平都有很大的提高。机械制造业从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步，但具有独立自主知识产权的品牌产品却不多。例如：海尔、海信、TCL等企业的品牌虽然已经“国产化”，但去商场买空调时，导购会告诉你压缩机来自日本，去买冰箱时，导购还是会告诉你压缩机也是来自日本。通过对我国机械制造业现状的分析和研究，业内人士普遍认为，中国的机械制造比欧美发达国家落后了将近30年。目前，我国正处于经济发展的关键时期，但机械制造技术是我们的薄弱环节,它的发展已经跟不上国民经济的发展。因此要想跟上先进制造技术的世界潮流，必须将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，才能促进国民经济的发展,因此我国机械制造的现状和发展前景也越来越受到人们的关注和重视。 90年代以来，先进制造技术在全球范围内有了很大发展，世界各国，特别是美国等发达国家对先进制造技术十分重视。美国发现虽然它在科学研究上在全球占绝对优势，但许多大宗产品，如汽车、家电等，充斥市场的却是日本货。美国发出了惊呼，并将先进制造技术列为第一优先重点支持领域。它也推动了全世界在制造领域的发展和竞争。美国有90名代表参加本次会议，在本届大会上宣读的5篇主题报告中有3篇的主要作者来自美国。近年来，国际上制造技术的许多新思想，如敏捷制造、全球制造等都来自美国。瑞士学者在本届大会的特邀报告中特别强调，瑞士是一个资源短缺的国家，瑞士的发达不是靠旅游和金融，而是靠科技，靠他们的先进制造技术，特别是精密制造技术。许多学者强调，不仅要看到自然科学对生产发展的作用，也必须看到制造技术对科学发展的保证作用。没有先进的仪器、装备、实验手段，许多科学研究、发现都是不可能的。在高科技发展中制造技术也起着十分重要的作用。 我国机械制造技术发展的现状分析 面对21世纪世界经济一体化的挑战，机械制造业存在的主要问题有以下几个方面： 合资带来的忧愁 改革开放以来，我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展，但也给人们带来了许多担忧。2006年4月，执我国工程机械行业之牛耳的徐工集团与美国凯雷投资公司的并购计划基本敲定。美国凯雷亚洲投资公司以3.75亿美元收购了徐工集团下属企业——徐州工程机械集团有限公司——85％的股份。虽然6月份由于三一重工的介入使得控股过程出现波折，但这宣告我国很多经济学家所担心的“卡特彼勒通吃中国工程机械行业”的计划暂告一段落。 2005年3月，全球最大的机械设备制造商——美国卡特彼勒公司以低得“令人意外”的价格收购了山东重工的40％的股份，此后工程机械业中传出，强硬的卡特比勒已制定了庞大的收购计划，目的是“蚕食中国工程机械”。工程机械业中稳居“老大”多年的徐工集团当然是它的既定目标之一。 2007年卡特彼勒公司在徐州成立卡特彼勒路面机械徐州工厂，主导产品：压路机、冷铣刨机、沥青混凝土摊铺机、路面冷再生设备／稳定土拌和机等。 ?20世纪90年代以来，大型跨国公司纷纷进军杀入国内机械工业市场，主要集中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域，这几个行业约占机械工业外商直接投资金额的80％。 ?外国投资者的经营策略是：“基本前提是对华投资活动中必须保持其控制权”，当前跨国企业特别热衷于并购我国高成长性行业中的优势企业。目前已经能看到的悬油嘴油泵行业、轴承行业等。 存在着许多技术黑洞 中国的机械制造业除了面临“外敌”之外，自身也存在着诸多问题。曾几何时，企业的进口机械成了宣传的噱头。广东一家食品企业这样炫耀自己：“公司引进多台日本、台湾自动化生产设备，工艺精湛，优异的产品质量赢得了广大消费者的青睐。” 这样的例子俯拾皆是。国人也都在潜移默化中接受了这一现实：只有外国进口的生产线和生产设备是可靠的，是产品的保证。 “振兴民族”产业的口号兴起之后，国内逐渐打造出一些著名品牌，例如家电里有海尔、海信、TCL等。品牌虽然已经“国产化”，但说到产品的核心部件，却大都来自国外。 ?业内人士认为，我国机械行业存在一个巨大的技术“黑洞”，最突出的表现是对外技术依存度高。近几年来，中国每年用于固定资产的上万亿元设备投资中，60％以上是引进的。作为窗口的国家高新技术产业开发区，也有57％的技术源自国外。 在冶金机械中，最近几年我国板、带材生产线上了三、四十条，型材线就更多了，总投入大得惊人，但是这些设备和系统几乎全部来自德国、日本及意大利。例如河北一家大型钢铁(邯郸)厂，冷轧设备来自德国西马克公司，镀锌设备来自意大利达涅利公司。 ?据机械工业联合会的统计，目前工业发达国家新产品贡献率为52％，我国仅为5．9％。在“核心技术方面”具有独立自主知识产权的产品较少，克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱之外，还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研制的技术，也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“CMl海豚”磁悬浮列车还没有试运行，就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。 ?整个工业制造设备的骨干都是外国产品，这暴露了我国工业化的虚弱性。机械制造业是一个国家的脊椎和脊柱，中国今后如果不把腰杆锻炼硬了，挺直了，那么整个经济和国防都是虚弱的。 机械制造业落后近30年 有人在网上发起“中国的机械制造业落后欧美发达国家多少年”的讨论，很多人认为“至少30年的差距”。这种差距尤其表现在发动机上。发动机作为机械的“心脏”，怎么评价它在机械中的重要性都不过分，尤其是对于我国正在大力倡导的汽车制造业而言。 我国的汽车制造业发展了多年，直到现在使用上自己设计的“心脏”的却很少，这让很多汽车业内人士都为之伤神。不过现在已经有几家汽车制造企业开始关注设计自己的发动机。奇瑞是其中之一，它研发成功的ACTECO发动机让中国的汽车也开始赚技术钱了。奇瑞研制的ACTECO发动机获得“2005中国创造奖”。 为何市场没有换来必要的技术?专家认为，并不是拿来了车型就等于转让了技术，一些关键的地方还需要学习，还需要有人点拨。但是相当多企业只关注合资，引进等等形式上的东西。仿制而不消化吸收是机械工业步入歧途。除了消化不到位之外，技术壁垒也是中国引进技术的巨大障碍。目前知识产权已经成为包括美国在内的发达国家保持与发展中国家之间差距的一种武器。“欧美发达国家在小心翼翼地保持着与中国技术水平几十年的差距。” 国家扶持的支点偏离 业内人士普遍认为，技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家在过失的二十多年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差。 产权激励制度是创新和研发产品的重要保障。国有企业对创新人才的产权激励基本上没有实行。一方面创新成果的知识产权没有得到有效的保护，另一方面，创新者的贡献没有得到产权确认。企业研发的技术和产品，要么被国家无偿拿走，要么被其他的企业无偿抄袭。 现代机械制造技术已不是传统意义上的机械制造技术。各个学科综合在机械制造技术上的体现之一是各种特种加工的迅猛发展。例如，主题报告“采用液体和其它柔性介质的管和钣金属成形工艺”和特种加工专业委员会的主题报告“电化学加工的新发展”都反映了这一趋势。以激光等各种手段辅助的加工方法发展也很快 机械制造技术的特点 做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但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，我们要立足于我国的实际情况，在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。 机械制造技术是一个系统工程 先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 机械制造技术是一个综合性技术 先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此，它并不限于制造过程本身，它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。 机械制造技术是市场竞争要素的统一体 市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展，20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。 机械制造技术是一个世界性技术 20世纪80年代以来，随着全球市场的形成，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本，使得市场竞争变得越来越激烈，为适应这种激烈的市场竞争，一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时，机械制造技术是面向21世纪的技术，应与现代高新技术相结合，应是有明确范畴的新的技术领域。  ?我国机械制造技术的发展方向 先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。 20世纪80年代，随着扫描显微镜的发明和使用，人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度，纳米技术是指实现纳米级精度，是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构，物质特性及相互作用与运动，并运用这种技术为人类服务的高新技术，纳米技术对制造业产生了很大的影响，其应用范围将非常广泛，包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。 超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级，在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程（STE）可使加工精度达到0.0003～0.0001μm，现在精密工程正向其终极目标——原子级精度的加工逼近，也就是说，可以做到移动原子级别的加工。 现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代；二是机械制造的高度自动化，以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。 1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括：精密铸造（湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯）、精密锻压（冷湿精密成形、精密冲裁）、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。 2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业，无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如废液排放和回收等等。 3.快速成形技术快速原型零件制造技术（RPM），其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则，而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造（LOM），熔化沉积制造（FDM）等等。 由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本，而且有些工艺的改进对环境起到保护作用，因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外，还必须依靠信息技术，通过计算机的模拟、仿真，才能实现。 另外，由于第三次工业革命的发展，各个行业都有了长足的进步，而把各个科学结合起来就显现的越来越重要。因此我认为科学技术的综合，特别是信息技术与制造技术的融合是机械制造技术发展的主要方向。20世纪有许多重大科技成果，但任何一项技术对整个社会的影响都没有信息技术大。生产过程包括物质流、能源流与信息流，其中信息流是最活跃的。物质流与能源流在信息流指挥下运动。近年来机械制造技术最大的变化是信息处理、信息流动的变化。计算机辅助设计与制造、仿真、建模、神经网络、模糊控制、智能技术、机器人、柔性制造技术、集成制造系统、并行工程、精益制造、敏捷制造、虚拟制造、反向工程、全能制造、全球制造等仍然是机械制造技术中的热门课题。绝大多数论文涉及这类主题，信息技术的应用已经深入到方方面面。绿色制造是近年来发展最快的重点研究领域之一。国际生产工程学会连续几年以“寿命周期”、“装配与拆卸”、“干切法”为题安排了围绕绿色制造的大会主题报告。本届大会装配专业委员会的主题报告为“装配与拆卸的集成发展”，它指出必须从设计开始同时考虑装配与拆卸。环境保护、可持续发展已成为各项研究中必须首先考虑的问题。例如，大会主题报告“金属切削的涂层刀具：特性与应用”提出，涂层刀具研究的一个使命就是要适应“干切”的需要。大会主题报告“可重组的制造系统”谈到市场变化因素时强调了法规变化对市场的影响，而法规变化首先指的是绿色制造。可持续发展已列为我国基本国策。对我国机械的发展战略提一些建议。?(1)对世界上出现的一些新动向要作分析。对一些耗资巨大、一时在中国难以大面积推广的技术，如全球制造技术、全部自动化的集成制造系统等，有少数几个样板，作些跟踪研究就可以了。对有些技术却应加大投入力度，如虚拟制造、反向工程、绿色制造、可重组制造等。虚拟制造有利于加快研究、设计、制造、投产进程。反向工程是一种设计与研究方法，对于当今中国，在相当长的一个时期内向国外学习还是一个重要方面，这就增强了反向工程的重要性。绿色制造势在必行，无论从我国的可持续发展、保护人民健康，还是从进入国际市场等方面考虑都要求将绿色制造放到重要位置。可重组制造适合我国国情，应予优先发展。??? (2)信息技术与制造技术的融合、科学技术的综合仍然是机械制造技术发展的主要方向，要鼓励学科交叉。但与此同时要加强对本学科的基本规律、机理、方法的研究。局限在机械学科内打圈子，是不会有大发展的；但不掌握本学科的基本知识、基本规律，也无法推动学科的发展。要将信息技术、科学技术的综合融合在对制造技术的基本规律、机理、方法的研究中。本届大会的主题报告与论文明显呈这一倾向。??? (3)测量在现代制造技术中占有极其重要的地位。在科研和生产中信息主要通过测量获得。没有测量，控制就没有依据，就没有产品的质量和自动化，更无从谈智能化。一些尖端技术的发展，测量技术的含量往往在30%以上。本届大会论文涉及测量的约占40%。王大珩院士一再呼吁加速仪器仪表与测量技术的发展。测量技术发展的重要趋势是与信息技术的融合。??? (4)加强对技术转产的支持。目的是使中国人的创新和发明首先在国内开花、结果，形成经济效益。国外很多技术创新一开始就是在企业支持下进行的，不存在转产的问题。我国在机械制造技术发展上还存在很多问题，一是企业力量不够雄厚，对企业领导的技术经济考核短期指标多；二是知识没有形成产业，对中间开发的支持体系没有形成，要从体制上解决这些问题。 总的说来，我国在机械制造领域与国际水平相比还有相当的差距。传统机械加工方式仍占主导位置。数控机床生产也主要停留在一般水平的机床上，高水平的数控机床主要依靠进口。柔性与集成制造系统停留在研究与一些样板工程上。从整体上讲水平还较低，在先进制造系统与技术的研究上，尚处在跟踪阶段，创新不多，但在具体技术研究中，创新思想还是不少的。遗憾的是，为什么有些是我们首先提出或发明的东西很快被别人超过，首先在国外生产、应用呢?其原因一是整体国力有差距，二是中试支持体系没有形成，只有十分成熟的东西工厂才支持，一些可以申请专利的东西也没有钱去申请国际专利，只能眼睁睁地看着中国人首先提出或发明的东西在国外开花、结果。因而造成我国虽有不少好的学术成果，但整个工业还十分落后。在充分重视信息技术和各个学科对发展机械学科的推动作用的同时，必须加强对本学科的基本规律、机理、方法的研究。计算机、信息技术只是一种手段，提供一种方法。例如，虚拟制造中，模型的建立还要通过对本学科的基本规律、机理的认识来建立，模型本身是否正确，计算机是无法验证的。国际生产工程学会一直十分重视各学科的基本规律、机理、方法的研究。 致谢 在此论文完成之际，作者要深深地感谢在校期间所有在学习和生活上给予过关心和帮助的人们。 首先，要衷心感我的论文指导老师。今天我能够顺利完成论文的写作，无不凝聚着指导老师的心血与汗水。指导老师在论文的选题，研究方案的确定以及具体的实施过程都给予了周密的指导，他们严谨的治学态度和系统的科研思路让作者受益终生。同时，他们平易近人、和蔼可亲的生活作风也给我留下了深刻的印象。 在此，谨向指导老师致以衷心的感谢和崇高的敬意！ 最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。 参考文献 [1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程，2002，（3）. [2]王世敬，温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械，2002，（11）. [3]武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化，2003，（1）. 论我国机械制造的现状与发展前景 II 论我国机械制造的现状与发展前景 14

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