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面臨21世紀(jì)的機(jī)械制造業(yè)高新技術(shù)發(fā)展

　機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展，也影響到國(guó)計(jì)民生和國(guó)防力量的加強(qiáng)，因此，各國(guó)都把機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展放在首要位置。隨著機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，各大公司都把高新技術(shù)注入機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)中，作為競(jìng)爭(zhēng)取勝的重要手段。本文就目前機(jī)械制造業(yè)高新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用作一綜述，以引起各方面的關(guān)注。

1　機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)

　　國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的任何行業(yè)的發(fā)展，必須依靠機(jī)械制造業(yè)的支持并提供裝備；在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用占60%以上。美國(guó)認(rèn)為社會(huì)財(cái)富的來(lái)源機(jī)械制造業(yè)占68%；當(dāng)今制造科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)等四大支柱科學(xué)相互依存，但后三種科學(xué)必須依靠制造科學(xué)才能形成產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造社會(huì)物質(zhì)財(cái)富。而制造科學(xué)的發(fā)展也必須依靠信息、材料和生物科學(xué)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)是任何其他高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)價(jià)值的最佳集合點(diǎn)。例如，快速原型成型機(jī)、虛擬軸機(jī)床、智能結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)等，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了純機(jī)械的范疇，而是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、材料等眾多技術(shù)于一體的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備，并且體現(xiàn)了人文科學(xué)和個(gè)性化發(fā)展的內(nèi)涵。

　　從美國(guó)來(lái)看，自二次世界大戰(zhàn)以來(lái)，美國(guó)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展十分重視。從50年代以來(lái)，在美國(guó)大學(xué)中設(shè)置工業(yè)工程專業(yè)，培養(yǎng)機(jī)械制造系統(tǒng)人才，著眼于世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企圖霸占國(guó)際制造業(yè)市場(chǎng)。50年代初，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)麻省理工學(xué)院誕生以后，美國(guó)在機(jī)械制造業(yè)中采取的主導(dǎo)政策是走數(shù)控和計(jì)算機(jī)群控，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)中占主導(dǎo)地位的中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的道路，以提高生產(chǎn)效率。但實(shí)踐證明這一策略未能秦效，在機(jī)械制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，德國(guó)和日本是勝利者。70年代轉(zhuǎn)向吸取德、日經(jīng)驗(yàn)，使中、小批量生產(chǎn)通過成組技術(shù)(GT)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化和自動(dòng)化。1979年美國(guó)國(guó)會(huì)通過議案撥款發(fā)展柔性化制造系統(tǒng)，并于80年代末完成了高度柔性化的全自動(dòng)化小型工廠(small work)標(biāo)準(zhǔn)化工作，并向中小型企業(yè)推廣。但由于忽略了市場(chǎng)的多變性和人因的作用，在與德、日的競(jìng)爭(zhēng)中未能占上風(fēng)，而使機(jī)械制造業(yè)每況愈下，一度認(rèn)為機(jī)械制造業(yè)已成“夕陽(yáng)工業(yè)”。通過10年論證，從概念上實(shí)現(xiàn)了從柔性制造到敏捷制造的轉(zhuǎn)化，把宏觀的國(guó)際市場(chǎng)需求與具體的公司生產(chǎn)密切結(jié)合，充分發(fā)揮人的因素，形成對(duì)市場(chǎng)的快速反映，提出了敏捷制造的新概念。

2　敏捷制造(Agile Manufacturing)——21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

　　機(jī)械制造業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，美國(guó)屢屢受挫。70年代后，機(jī)械制造業(yè)被看成是“夕陽(yáng)工業(yè)”。產(chǎn)業(yè)衰退，巨額貿(mào)易赤字，經(jīng)濟(jì)空前滑坡，有關(guān)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)“關(guān)鍵問題”討論將近10年。1986年在美國(guó)科學(xué)技術(shù)基金會(huì)(NSF)支持下，麻省理工學(xué)院(MIT)深入研究衰退原因和振興對(duì)策，認(rèn)為產(chǎn)品在上市的時(shí)間(T)、質(zhì)量(Q)、成本?和服務(wù)(S)等產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)四大關(guān)鍵因素中，質(zhì)量已不再是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的最大優(yōu)勢(shì)。創(chuàng)新周期縮短和全球化市場(chǎng)的形成，企業(yè)面臨著不可預(yù)測(cè)和不斷變化的市場(chǎng)，只有快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，提供滿足用戶個(gè)性需求的產(chǎn)品，才能在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。1988年美國(guó)通用汽車公司(GM)與李海大學(xué)(Lehigh University)工業(yè)工程系共同提出一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略——敏捷制造(Agile Manufacturing)，并成立了國(guó)家制造科學(xué)中心(NCMS)和制造信息資源中心(MIRC)，得到國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、國(guó)防部、商業(yè)部和眾多公司支持，經(jīng)國(guó)會(huì)聽證后向聯(lián)邦政府提出建議。現(xiàn)在由政府部門主持、企業(yè)與大學(xué)共同參與研究、開發(fā)和應(yīng)用，稱為21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略。

　　2.1　敏捷制造的思路

　　敏捷性體現(xiàn)在：持續(xù)變化性(產(chǎn)品、技術(shù)、管理模式)、快速反應(yīng)性(以適應(yīng)市場(chǎng)的變化)、質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)、低費(fèi)用；

實(shí)現(xiàn)敏捷制造條件：設(shè)備高度柔性，可編程性和模式化；信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和可維護(hù)性；人的因素和管理機(jī)構(gòu)；

實(shí)施方式：虛擬公司、競(jìng)爭(zhēng)—合作，用戶參與設(shè)計(jì)與制造，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，增加信息服務(wù)和系統(tǒng)管理功能。

　　2.2　敏捷制造特色

革新制造企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)、管理策略與制度，建立社會(huì)化的虛擬公司；

提高從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷售全過程的整體柔性；

在政府部門協(xié)調(diào)下，企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)結(jié)合；

用戶參與設(shè)計(jì)與制造；

發(fā)揮人因(知識(shí)、技藝和創(chuàng)造性)和信息的作用；

但歸納起來(lái)，敏捷制造的主要特色是制造柔性和成員間的合作�！　�

   2.3　敏捷制造在美國(guó)初見成效

美國(guó)Ingersoll-R公司空氣壓縮機(jī)敏捷制造工程，原新品設(shè)計(jì)需時(shí)8～12個(gè)月，樣機(jī)制造和評(píng)定12～18個(gè)月，耗資50萬(wàn)美元。現(xiàn)只需原來(lái)1/3～1/2時(shí)間，花費(fèi)12.5～25萬(wàn)美元；

美國(guó)計(jì)算機(jī)廠商康柏公司，1996年啟動(dòng)虛擬生產(chǎn)計(jì)劃，與臺(tái)商合作在深圳設(shè)廠，面向大陸，產(chǎn)