（机械制造及其自动化专业论文）面向操作工人的机床数控化改造的研究.pdf

衔大学 硕士学位论文报告纸 论文摘要 我国机床的现状是拥有量大，构成落后、役龄长，更新慢，数控技术水平已有发展但与 发达国家相比还存在着著距，机床操作1 ：的素质有待提高。而在如此庞人的落后机床的拥 有革的基数上要提高机床的数控化率，单靠购买新的数控机床是不可能的。于是本文针对 我国的具体情况提出了机床的数控化改造的方案。并进行了机床改造的必要性分析，又从 经济、技术、人员素质、生产组织上进行了可行性分析。指出机床的数控化改造可以在技 术提高的同时，促进工人素质和生产组织的进步。 文章的最后部分提出了符合中国国情的机床的数控化改造方案： 1 、以人为本的机床的数控化改造：人机界面分析与改进、机床的手动数控化改造。 这些都是激发中国：j j 人的主观能动性的机床改造。 2 、有利丁数控化改造的机床的模块化设计。 通过对相关机床厂家的调奄，论述了模块化机床改造的可行性以及在改造中的意义、 在改造中应注意的问题。( 包括机床模块化设计中模块的划分依据、模块化机床改造的优 势、机床的模块化改造对生产组织的促进作用等等) 。 关键词：机床的数控化改造以人为本人机界面模块化设计 3 衙太学 a b s t r a c t 硕士学位论文报告纸 t h es t a _ t u sq u oo fo u rm a c h i n et o o l si so fl o ws t a n d a r d s ，l a r g ei nq u a n t i t i e sa n ds l o wi n u p g r a d e t h el e v e lo f t h et e c h n o l o g yo ft h ec n ch a sb e e nd e v e l o p e db u tc o m p a r e dw i t ht h a to f t h ed e v e l o p e dc o u n t r i e s ，t h e r ei sa l s os o m ed i s t a n c e t h eq u a l i t yo ft h ew o r k e r si se x p e c tt ob e i m p r o v e d a n di ti si m p o s s i b l et oi n c r e a s et h er a t eo fc n c - m a c h i n et o o l so nt h eb a s i so fs u c h l a r g eq u a n t i t i e so ft h el a g g a r dt o o l si fw eo n l yd e p e n do np u r c h a s i n gn e wt o o l s a n dt h e nw ep u t f o r w a r dt h ep r o j e c t so ft h er e t r o f i to ft h eu s e dm a c h i n et o o l s ，w h i c ha c c o r dw i t ht h es i t u a t i o no f c h i n a w ea n a l y z et h en e c e s s i t ya n df e a s i b i l i t yo ft h er e t r o f i to ft h eu s e dm a c h i n et o o l si nt e r m s o fe c o n o m y ，t e c h n o l o g y ，q u a i l t yo ft h ew o r k e r sa n dt h eo r g a n i z a t i o no ft h ep r o d u c t i o n w e b e l i e v et h a ti tc a np r o m o t et h et e c h n o l o g yb yr e t r o f i t t i n gt h eu s e dm a c h i n et o o l sa n da tt h es a m e t i m ei m p r o v et h eq u a l i t yo f t h ew o r k e r sa n dt h eo r g a n i z a t i o no f t h ep r o d u c t i o na sw e l l f i n a l l yw ep u tf o r w a r dt h ep r o j c o t so fr e t r o f i to ft h eu s e dm a c h i n et o o l s ，w h i c ha c c o r dw i t h t h es i t u a t i o no fc h i n a ： 1 t h eh u m a n - c e n t r e dr e t r o f i to ft h eu s e dm a c h i n et o o l s ：a n a l y z i n ga n di m p r o v e m e n to fa m a n m a c h i n ei n t e r f a c eo fc n cm a c h i n et o o l s ，am a n u a l c n cr e t r o f i to ft h eu s e dm a c h i n et o o l s t h e s ec a ni n s p i r et h es u b j e c t i v ea b i l i t i e so f c h i n e s ew o r k e r s 2 t h em o d u l a r - d e s i g n - b a s e dr e t r o f i t b yi n v e s t i g a t i n go fs o m ec o r r e l a t i v em a c h i n ef a c t o r i e s ，o fm o d u l a r - d e s i g n b a s e dr e t r o f j t w e d i s c u s st h ef e a s i b i l i t y ，t h es i g n i f i c a n c ea n ds o m eq u e s t i o n sw h i c hw es h o u l dp a ya t t e n t i o n t o ( i n c l u d i n gt h ed i v i s i o nb a s eo fm o d u l e si nt h ed e s i g no fm a c h i n et o o l s 、t h ea d v a n t a g e so f t h e m o d u l a rd e s i g nr e t r o f i ta n dt h ee f f e c t so nt h ei m p r o v e m e n to ft h eo r g a n i z a t i o no ft h ep r o d u c t i o n e t c ) k e y w o r d ： r e t r o f i t h u m a n - c e n t r e dm a n m a c h i n ei n t e r f a e em o d u l a rd e s i g n 涤大学 硕士学位论文报告纸 引言 机械制造业从来就是发达国家整个r 1 ：业和国民经济的基石，是属于机床密集型产业， 机械制造业最基本的装备机床义是这个基石的基石。数控机床是现代科学技术的最前 沿信息技术与传统机床相结合的产物，是先进制造技术的基础。一个国家机械【= 业中 数控机床拥有量的大小，即拥有量数控化率的高低，已成为衡簧其机械工业技术素质的一 个重要指标。目前全世界机床拥有量约1 4 0 0 万台，其中n c 机床1 0 0 万台，约占7 ，世 界年产机床1 0 0 万台，n c 机床约2 0 万台。 根据我国最近一次j ：业普有( 即1 9 9 5 年的第三次1 二业普查) 的统计数据，1 9 9 5 年底 我国共拥有金属加r 机床3 8 3 9 万台，世界主要工业国家的机床拥有量都人大少于我国， 而数控机床拥有量我国所占比例较小。见下表l 国家中国美国日本英国德国 法国 意大利 1 9 9 5 笠1 9 8 9 年1 9 9 4 年1 9 8 7 年1 9 8 5 年 1 9 8 4 焦1 9 8 5 芷 机床拥有 3 8 3 92 3 2 61 0 3 57 4 31 2 36 1 8 5 5 鼙 数控机床 7 22 2 21 6 75 37 o3 18 4 拥有龄 数控化率 1 9 9 6 1 6 1 7 1 5 7 5 1 5 2 表l 各国机床( 数控机床) 拥有量情况( 单位：万台j 最近儿年我国机床的数控化率有所提高，但不超过3 。由此可见我国机床的数控化率 还很低，相当于发达国家7 0 年代的水平。而当今的产品的特性是品种多，数量少，且变 化快。数控机床的优势日渐凸显，火力发展数控机床已成为我们迫切需要解决的问题。而 如何走山一条适合我国国情的数控机床发展之路是问题的关键。由丁我国还处在经济调整 阶段，财力，资源，机床制造厂的生产能力有限，在短期内添置人餐的新的数控机床，无 论经济上，还是技术上面临很人的凼难，人多数企业也难以承受。那些役龄较高的机床弃 之可惜；还有些“货不对路”的数控机床只能作了漂亮的摆设。同时对机床的数控化改 造的意识义相当薄弱，重视也不够，机床改造业没有形成系统化。机床一旦坏了，首先想 剑购买新的，财力不够就只有废弃。丽在一些i ：业发达国家，非常重视机床的数控化改造， 而且在这方面形成了一系列完善的配套系统。作为人专院校的一份子，我们有责任在国内 人力宣传推进机床的数控化改造，通过对这个课题的调研提出可行性方案，对企业的机床 衙大学 硕士学位论文报告纸 发展起一些指导作用。我们试图提出一种适合我国国情的提高机床的数控化率的方式 面向操作：【人的机床的数控化改造。即在旧的普通机床上加装数控系统或对已过时老化的 数控机床的控制系统进行升级换代。在改造过程中突出以人为本的原则，力求结合我国国 情。不盲目追求设备的高精度、高自动化，要确立人在制造过程中的中心地位，选择与中 国人的个性相适应的技术，通过有效的组织管理方式，创造对人有凝聚力的工作环境，充 分发挥人的智慧和创造力，达剑提高生产的有效性。我们拟从技术，劳动组织，人员及职 教等角度研究如何通过数控化改造过程来利用工人的经验知识并培养他们的综合能力，同 时在改造中考虑设计出符合中国i ：人操作的数控机床。 本文拟从机床的现状分析着手，分析机床数控化改造的必要性和可行性，指出在数控 化改造的过程中，一定要注意“恰倒好处”，顺应世界机床制造的技术发展趋势从“功 能型”转向“效益型”。不要片面追求设备的高精尖，功能多，在适当的功能型的基础上， 讲究效益性，这就要研究出一种数控改造方式，充分发挥熟练的操作j f 人的丰富的经验与 技能，以及数控机床高效，高精度自动化的优势，使两者更好地协调。最后提出适合中国 国情的两种机床改造方案。 2 弋符大学 硕士学位论文报告纸 第一章机床生产与应用现状分析 1 1 工业发达国家发展数控机床的主要经验 数控机床出现至今的5 0 年，随着科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。 美、德、日三国是当今世界上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验 最多的国家。冈其社会条件不同，各有特点。 美国的特点是，政府重视机床工业，美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科 研任务和提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。 因而在机床技术上不断创新，如1 9 5 2 年研制出世界第一台数控机床、1 9 5 8 年创制出加工 中心、7 0 年代初研制成f m s 、1 9 8 7 年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、 轴承生产需求。充分发展了人量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在 世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和 创新，故其高性能数控机床技术在世界上也一直领先。当今美国不仅生产宇航等使用的高 性能数控机床，也为中小企业生产廉价实用的数控机床( 如h a a s 、f a d a l 公司等) 。其存在 的教训是，偏重丁基础科研，忽视应用技术，且在上世纪8 0 代政府一度放松了引导，致使 数控机床产量增加缓慢，于1 9 7 8 年被后进的日本超过，并大量进口。从9 0 年代起，纠正 过去偏向，在数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。 德国政府一贯重视机床j i = 业的重要战略地位，有多方面大力扶植。特别讲究“实际” 与“实效”，坚持“以人为本”，师徒相传，不断提高人员素质。在发展大量大批生产自动 化的基础上，丁二1 9 5 6 年研制出第一台数控机床后，一直坚持实事求是，讲求科学精神，不 断稳步前进。德国特别注重科学试验。理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。 企业与大学科研部j 紧密合作，对 j | 户产品、加1 = 工艺、机床布局结构、数控机床的共性 和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进 实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控 机床主机及配套件的先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功 能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司的数控系统和h e i d e n h a i n 公司的精密 光栅，均为世界闻名，竞相采用。 日本政府对机床工业的发展异常重视，通过规划、法规( 如“机振法”、“机电法”、“机 信法”等) 引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技 术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。日本也和美、德两国相似，充分发展大量大批生产 自动化，继而全力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。自1 9 5 8 年研制出第一台数控机 床后，1 9 7 8 年产昔( 7 , 3 4 2 台) 超过荚国( 5 , 6 8 8 台) ，至今产量、山口量一一直居世界首位。 3 i 胬大学 硕士学位论文报告纸 日本在数控机床发展的战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去 世界j 大市场。在上世纪8 0 年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。在策略上， 首先通过学习美国全面质量管理( t q c ) ，将生产变为职工自觉群体活动，保证产品质量。进 而加速发展电子、计算机技术，进入世界前列，为发展机电一体化的数控机床开道。日本在 发展数控机床的过程中，狠抓关键，突出发展数控系统。日本f a n u c 公司战略正确，仿创 结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。 该公司现有职上3 , 6 7 4 人，科研人员超过6 0 0 人，月产能力7 , 0 0 0 套，销售额在世界市场上 占5 0 ，在国内约占7 0 ，这对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用【l j 。 1 2 我国机床生产及应用现状 我国已是世界最大的机床消费国，机床作为基础机械产品，是先进制造技术的载体和装 备：i ：业的基本生产手段，机床j ：业是关系到国计民生、国防尖端建设的基础工业和战略性产 业。1 9 9 9 年以来，受同定资产投资快速增长拉动的影响，中国机床消费逐年攀升，年均增长 率达剑2 7 6 。与此同时，国际市场机床消费则一曼稳中有降的趋势。2 0 0 0 年以后，随着美国， 日本和欧洲三人经济体经济相继陷入低谷，世界范围内的机床投资消费从顶峰同落。2 0 0 2 年， 全球机床消费数额达到3 l1 0 2 亿美元，较2 0 0 1 年减少了1 2 7 1 ，跌落到1 9 9 5 年以来的最低 水平。位列机床消费前十名的国家和地区中，除中国实现增长外，其它的均呈现不同程度的 下降。其中卜降最明显的是美国和日本，机床消费分别为3 3 2 4 亿美元和3 4 4 1 亿美元，较 2 0 0 1 年减少3 6 5 和3 4 5 。2 0 0 2 年，中国首次超过德国和美国，成为世界最大的机床消费 国，机床年消费额达到5 6 9 6 亿美元，较2 0 0 1 年增长2 0 2 ，较1 9 9 9 年增长1 6 2 5 。 目前，中国机床：l 业厂多人众。2 0 0 0 年，金切机床制造厂约3 5 8 家( 2 0 6 万人) ，成形 机床制造厂1 9 1 家( 约6 5 万人) ，共计5 4 9 家( 2 7 1 万人) 。其中生产数控金切机床的约1 5 0 家，生产数控成形机床的约3 0 家，共计约1 8 0 家，占厂家总数的l ，3 。其中能批量生产数控 机床的企业4 2 家( 国有企业3 0 家，民营企业5 家，合资、独资企业7 家) ，平均年产8 0 1 5 0 台，儿家重点企业年产量可达1 4 0 0 1 7 0 0 台：数控系统( 包括主轴和进给驱动单元) 生产企业 共7 5 家；但具有一定批量生产的企业8 家。其中国有企业3 家，民营企业2 家，合资、独资 企业3 家；生产数控机床配套产晶的企业共计3 0 0 余家。 总的来说：数控机床产量不断增长，2 0 0 1 年为1 9 9 1 年的3 6 倍：进口量增长较快，达 2 9 倍，出口量有所增加，但数目较小，为4 8 倍：数控机床消费量增加较快，达7 9 倍，产 量满足不了社会发展的需求。 从金额上看，2 0 0 1 年数控机床进口1 7 ，6 7 9 台，计1 4 1 亿美元，出口2 , 5 0 9 台，计o 4 4 4 冈倚赤擎 硕士学位论文报告纸 亿美元进口额为出口额之3 2 倍，进口太、山口小。进口多为中高档产品出口多为低档 产品。 从产能上分析，目前我国机床产量已跃居世界第四位，2 0 0 2 年产值达2 6 0 亿元，近年 来一直保持着两伉数的增幅。我国机床产业的发展有着r 阔的市场空间，数控机床的需求 鲑更堪称世界之晟，但目前国内的生产企业并不能完全满足市场需求。仅2 0 0 2 年数控机 床的进口额就是出口额的l o 掊，市场空间极其_ 阔。朱来儿年汽午、信患和商新技术等 产业的蓬勃发展将为机床业的崛起提供强勘的需求拉动。 9 0 年代以来。我国机床行业的运行经历了较人的周期性起伏变化。1 9 9 4 1 9 9 8 年机 床行业产销持续滑坡，市场容精减少到原来的7 5 。1 9 9 5 年，机床行业首次出现了全行业 可损，井一直持续了5 年。1 9 9 9 年f 半年。在政府积极的财政政策的作用下机床行业产 销不断下滑的局面得到初步遏制。2 0 0 0 年，机床行业终f 出现了转机，当年完成业总产 值1 8 5 亿元，销售收入1 7 5 亿元。分别较9 9 年增长2 04 和2 i1 机床行业实现了全行 业扣亏。随j 舌的两年，机床行业开始在复苏中逐渐步八景气周期，产值和销售收入均呈现 晒恍数的增k 。2 0 0 2 年，中国机床行业的产值选到2 5 06 亿元较上年增k 1 4s ，完成 利润1 83 亿元较上年增匠58 。2 0 0 3 年机床行业继续保持高速增k 。1 4 5 爿，机床 行业产值退到13 75 亿元，较去年同期增k3 】5 ，行业增加值和销售收 同比分别增长 2 57 平3 56 。其中金切机床的产茸达到1 i4 万台实现销售收 8 36 亿元分别较上 年同斯增3 9 4 和3 78 。 3 0 0 2 5 0 禽9 0 0 粤1 5 0 要a 0 0 5 0 0 2 0 0 02 0 0 12 0 0 2 年度 幽1 我国近年机床产值 机床产值 | 刁倚云擎 硕士学位论文报告纸 产量万台 0 幽2 我国近年数控机床产量( 不包括台湾省 虽然这儿年，我国在发展数控机床方面做了人鼙的 。作取得r 可喜的业绩，但不得 不看到还存在着一些亟待解决的问题f 面从技术、i ，人素质、生产组纵以及它们问的相 互戈系这儿个方面进行论述。 121 技术方面 ( 1 ) 构成落后 我国是一个发展中国家，由r k 期自身机制的不适应性，经济实力过低、技术落后、设 备陈旧极人地制约着国k 经济的发展。 数控机床按其技术水平的高低，一般分为高，中、1 e - - - 档。在中国，所谓低档数控机 床，主要指以步进电机驱动为主要特征的经济型数控乍床、钻床和铣床，也包含部分高速 走丝线切割机床；而所谓高档数控机床，* 0 主要指高速、高精、5 轴联动控制和l 。艺高度 复合化的数控机床以及邦分重型机床：其它数控机床则一般视为中档( 即普及型) 数 控机床。中档覆盖面_ 睦r 。 按企业所有制划分，中国有二人机床川户群：国有及国有控般企业、， 商投资企业和 k 营企业。人、中斜国企羊外商投资企业以购置中、高档数控机床为士，不过中、小型国 企也购置相当数蟥的低档数控机床畦营企业设备投资以经济实川为原则，现阶段购置的 衔六学 硕士学位论文报告纸 数控机床基本上属丁中、低档。总体来说，现阶段的中国数控机床市场仍是以中、低档为 主，不过对高档的需求正日益增长，所 比重也在增长。由于缺乏可靠数据作为依据，只 能对此作很粗略的估计：在当今中国数控金切机床市场上高、中、低档所占比重，在消费 量上人致是5 ：5 0 ：4 5 ，在消费额上大致是1 5 ：7 0 ：1 5 。 虽然近年来推出了一些国产高档数控机床品种，但所占市场份额并不大，高档机床仍 基本依靠进口。中国低档数控机床产品具有竞争优势，数量虽多但金额并不大。中档数控 机床不仅数量多而且金额大，是海内外数控机床竞争的重点，近年来国产中档数控机床进 步明显，但所占市场份额仍然不够大，在2 0 0 1 年中国生产的1 7 ，5 2 1 台数控金切机床中， 高、中档的数量不超过5 , 0 0 0 台( 不包括供出口用的“光机”) 。【2 】 我国以粗加：t ：为主的车床、钻床、刨床、插床所占比重大，以精加工为主的磨床、自动 化机床和高效率的加：f ：中心比重小。 据第二次j 1 ：业背夯，机械j ：业人中型企业的主要装备中，金属切削机床和成形机床被界 定在国内一般水平和国内落后水平的竟占8 0 以上。见表2 0 技术水平金属切削机床金属成形机床 国际先进水平 1 5 3 2 国内先进水平 9 1 1 2 2 国内一般水平 5 0 8 6 1 5 国内落后水平 3 8 6 2 3 1 表2我国机床的技术水平 ( 2 ) 役龄长，更新慢 全国第三次j ：业酱奄将设备役龄分为9 0 年代制造、8 0 年代制造和7 0 年代制造三个时间 段。即役龄在5 年以内、6 至1 5 年、1 6 年以上二档，见图3 。总的来说，我国在“七五”、“八 五”期间机床更新换代速度有所加快，由于数控机床和进口机床增加较快，机床拥有量的构 成、技术水平也有所改善，但整体看来，役龄仍然偏长。据调查，役龄在5 年以内的有9 7 万台，1 1 i 总数的2 5 3 ，其中金切机床6 6 2 万台，占2 2 2 ，成形机床3 0 8 万台，占3 6 1 。 役龄在6 1 5 年的有1 5 3 2 万台，占总数的3 9 9 ，其中金切机床1 18 6 万台，占3 9 7 ， 成形机床3 4 6 万台，f 与4 0 6 。役龄在1 6 年以上即7 0 年代及以前出厂的达1 3 3 7 万台， 占总数的3 4 8 9 6 。经分析，其中真正能正常发挥作用的只有三分之一左右。可淘汰的机床约 有4 0 8 0 万台。 7 l 刁庸云擎 硕士学位论文报告纸 6 1 5 年 4 0 1 鳘 3 我国机床的牧龄比例 0 ) 数控机床技术水平有待提高 教控机床是典科的机电一体化产品，是“数据驱动”奔l 软件控制的自动化产品。席刚数 字控制等先进技术，不断开发新产品，满足高质量、高散率和高灵活性的要求是现代机床的 发展特征，并成为世界各机床厂家止在为之努力的目标。因此，国内很多厂家也在引进数控 技术和产品，生产了斋种粪型的数控机床，从历届机床展览会可见一斑，可以说中国前机床 制造业的技术水平有了 链人提高。虹是不能不看到太多数广家在日趋檄烈的市场竞争中 特别是在国际市场的竞争中仍显得能力不足。”o 经过几个五年计划的努力，我国的数控技术已经取得了很( 的发展。通过“六五”期间 的技术引进、散件纽装，“七五”期间的消化吸收、国产化，“八五”期间自行开发具有我国 自己版权的中、高档数控系统。我国已经具有了开发鼓控机床发展需要的各种档次的数控系 统的能力。”1 我国目前虽已能蝣生产一些类射的数控机床但国产的数控系统专削芯片和变直流伺服 系统仍不能满足要求，攻黄进展不快，还需要进口。引进的数控系统和伺服系统的国产化率 平均只达到7o 左右。在已有的数控机床中由f 软什开发跟不上和配件不足+ 真正在生 产中发挥作刚的少。p i 由下国产数控系统的质量不能满足川户的需求，导致将近一半的国内市场被外商占领， 目前高精尖产品市场被方拉达国家io i 领大型、重碰和普通机床市场被俄罗斯占领，普及 型数控机床台湾产品人量涌入，国内数控机床处境艰难。而我国的数控产品白主开发能力和 i 符大学 硕士学位论文报告纸 技术创新能力薄弱，企业没有成为研究开发的主体，核心技术基本上来源于国外。尽管我国 机床行业近十多年引进了约1 0 0 0 多项国外先进技术，但对引进技术的消化吸收仍停留在掌握 已有技术、提高国产化率的低层次上，没有上升到形成自主开发能力和技术创新能力上来。 一些关键配套件如数控系统仍需要人量进口，从而大大增加了机床的生产成本。 国产数控系统可靠性有待提高。国产数控系统m t b f 可靠性大都超过l 万小时，但国 际上先进企业数控系统m t b f 已达8 万小时。国产数控车床、加工中心m t b f 虽有少数厂达 5 0 0 小时，但国际上先进水平已达8 0 0 小时。对国产加工中心刀库、机械手、数控车床刀架， 用户仍不放心，定位精度，特别是重复定位精度也有待提高。至于外观、漏油等老问题仍与 工业发达国家产品有差距。在第八届中国国际机床展览会上纺织行业的代表还反映：“2 0 0 0 年。纺织行业购进的某国内知名数控车床生产的产品，存在着漏油问题并向生产厂反映，到 2 0 0 2 年再次购进该厂产品漏油问题仍未改进。” 经济型数控系统是具有我国特色、符合国情的产品，对促进我国数控的发展起到了很人 的作用。由于结构简单、价格便宜，只需一万多元就可以装备一台经济型数控车床，很适合 我国中小型企业使用，每年需求量约5 0 0 套：普及型数控系统，采用阴极射线管作为显示器， 具有完备的手动操作面板，可以配置直流或交流伺服电机实现半闭环的控制，能进行2 - - - - 4 轴联动控制，具有刀库管理和丰富的逻辑控制功能，可以满足量大面j “的数控车床、加下中 心的要求；高档数控机床已陆续通过有关部门鉴定，并小批量生产，进入市场。“八五”数控 的全面共管为我国的数控技术打下了良好的基础，但作为其核心部分的数控系统，仍与国外 有较大的差距。 ( 4 ) 我国数控技术的进步 多年来，数控系统技术落后是我国数控机床发展的“瓶颈”，国产中档以上的数控机床， 基本采川国外的数控系统( 包括伺服单元) ，以确保产品质量。但由于进口数控系统价格高， 成本增加，竞争优势减弱。我国已有一支软硬件技术的开发队伍，已建立起两个具有自主版 权的数控平台：以个人计算机( p c ) 技术为基础的模块化、开放型单处理器平台和多处理器 平台，开发出了四个具有自主版权的基本系统中华i 型、航天i 型、蓝天i 型和华中i 型，并在此基础上开发出了数控车床和加j ：中心六个典型及针对特定功能要求的1 6 种派生系 列( 如仿形机床、电加工机床等) ，还开发了一些达到国际水平的中高档数控系统。现已形成 年产3 0 0 0 套的生产能力，以个人计算机为基础发展数控系统，可以利用世界上成熟的计算机 工业基础提供组成数控系统的硬件，即采用以工业通用微型机为硬件平台，以d o s 、w i n d o w s 及其丰富的支持软件作为软1 ：r i ：平台的开放式体系结构。再在此基础上，用软件技术扩大数控 系统功能适用范嗣，这止是我国技术人员的优势。我国一些数控系统生产企业，充分利用这 9 i 静大学 硕士学位论文报告纸 一捷径，陆续开发了一批性能好、价格适宜的产品，取得了成效。协1 1 2 2 工人素质方面 对高精、高效、高度自动化的机电一体化机床，在科研、设计、制造、使用、维护方面 要求有更高的技术水平，只有社会需求、科技水平、人员素质三者之间互相适应，才能迅速 发展。自9 0 年代以来，托夫勒认为，当代社会的经济发展不决定于原材料、资源和劳动力， 他们在生产成本中只占很小的比重，廉价劳动力的优势已到了极限。因此，2 1 世纪的发展是 尽可能发挥人才的智力，谁赢得智力谁就是胜利者。先进制造技术强调人的创造性、工作主 动性。先进制造技术中人的素质应该是：高度灵活、训练有素、多面手型、富有创新精神、 能从全局优化考虑、善于合作、自主和自律高度统一。 劳动者素质是从“人”的角度反映产业、企业的制造能力和技术水平，在激烈的国际化 竞争中，“人力资本已成为企业生存发展的重要因素。在加速全行业技术进步的过程中，机械 制造行业能否拥有一支高素质的技术人才队伍成为最关键的因素。数控机床的操作工人、技 术人员不但应具有常规j 1 ：艺的知识与经验，还应掌握数控技术及计算机应用等先进制造技术， 熟悉数控设备的新特点、新j ：艺，将先进没备、先进f = 艺与传统常规工艺相结合，才能充分 发挥数控设备的优势。一般认为高级技- 】! 占职工总数的比例应超过3 5 ，中级工为5 0 0 0 ，初 级j ：只有1 5 。我国机械工业经过“九五”时期组织机构和人员结构的调整，全行业初级工 在技术工人总数中占2 8 ，中级工占4 9 6 ，高级工占1 9 ，技师和高级技师占3 6 ，这些 数据反映的是技术工人的 ：资等级，而实际的技能水平远远低于此数，这与发达国家高级= 占3 0 至4 0 的水平相差共远。技术：r 人队伍总体上呈现“三多三少”的局面，即：技能低 者多，技能高者少：技术等级低者多，高等级者少：文化素质低者多，高者少。 国内许多企业，普遍反映冈人批老丁人退休或卜岗，技术工人的技能水平普遍下降了。 一些企业盼来了订单，却义不敢接，出现了“有活没人干”的现象；有的企业设备不比国际 著名公司差，但生产的产品却无法与之竞争，原因主要是技术工人的理论知识和技能水平与 国家职业标准的要求有很大的差距。技 ：紧缺，已成为我国制造业的“瓶颈”之一。另 外，高技能人才的供需矛盾比较突出。据沈阳市劳动力市场供求状况的统计数据，高级车工 的供需比例高达1 ：6 7 。再如，青岛一家企业为招高级塑料模其技+ l ：，开出了年薪1 6 万元 的高价。t e l 手机生产线扩张，急需5 0 名一线维修技师，但没有招满。摩托罗拉公司为其7 0 0 多家国内配套厂商专门召开人才招聘会，以缓解由于技术工人的缺乏而带来的产量下降问题。 在首届汽车及相关产业大型人才交流会上也传出信息说，上海汽车产业人才需求5 年内将超 过3 万名，而目前市场上这方面的人才不足一半。据统计，目前我国数控机床的操作工短缺 1 0 渐大学 硕士学位论文报告纸 6 0 多万。这不能不说是一个令人担忧的数字。人员流失和技术人才结构不对称也是大问题。 沈阳市副市长李佳在一次接受记者采访时指出：目前沈阳全市缺口最大的1 0 个岗位，技工就 占据7 席。现有的技工存量年龄偏高，多在4 0 岁以上，技能水平也偏低。在2 0 0 1 年的求职 人员中，无等级和初级i ：所占比例高达6 3 4 ，中级_ 1 二和高级工的比重为1 8 2 ，技能人才 断档已成定局。由此可见，作为制造业人国，高级技工严重短缺已直接影响到企业技术创新 能力和生产力转化能力的提高。 技能人才奇缺、流失和结构不对称并非技能人才问题的全部。“许多朋友都说中国劳动力 便宜，但如果我每日付1 0 美元给不合格的员工，生产出来的产品客户不满意，我的劳动成本 其实更加昂贵。”中国欧盟。r ：业职业培训项目办公室专家杰克说：不要总强调中国劳动 力低廉的相对优势，如果不提高员工素质，相对优势也会变成相对劣势。中国职业教育和职 业培训协会会长林崩二指出：“眼下工人技术素质低己在一定程度上影响了企业的竞争力。他 列举出一些数据：目前我国的企业产品平均合格率只有7 0 ，不良产品每年损失近2 0 0 0 亿 元。其中相当一部分是因为职 ：岗位意识不强，岗位技能不高造成的。” 有资料显示，我国有近一亿的技术j j ：人，他们是社会物质财富的直接创造者。技能人才 的劳动，是科技成果转化为生产力的关键环节，是经济发展的重要基础，没有高素质、高技 能的+ r 人的劳动，就不可能有高质量的产品，更不可能有经济的腾飞。科学技术是财富，操 作技能也是财富。让技能人才成为我们经济生活中的中坚力量，将使我们现代化的步伐更加 快速和稳健。i ，j 数控机床是机械、液压、气压、电子和电脑、精密测量、控制技术的综合体现，要用好 它。必须要有一批掌握其专门技术的专业人才去进行技术支持( 如编程、维修) 。但从现状看， 有相当多的企业在这方面做得不够，数控机床编程、维护与维修方面的技术力量十分薄弱， 往往缺乏对较为复杂的技术问题的应变能力，有的对数控机床经常出现的报警问题也解决不 了，时常造成停机，更谈不上对其附加功能的开发利用。复杂一点的问题只有等待维修点或 厂家维修人员，其代价是很大的。有的企业的数控机床长期在缺乏正常保养的状态下运转， 其性能恶化很快，出故障的机会多很多。 一个合格的数控机床操作者必须具有熟练的操作技巧，具有快速理解程序的能力。对加 j ：中各种情况有综合判断能力，能分析影响加l j 精度的冈素并采取相应的对策，能维护保养 机床并能判断、排除常见故障。 编样人员的技巧和理论水平对数控加d k 平的高低有很大的影响，有些企业的编程人员 从学习计算机软件的专业人员中挑选，那是不合理的，因为一个理想的加工程序是工艺技巧 和编程技巧的结合，要编好程序必须要有熟练的+ 1 ：艺知识和加 ：技术做支持，而且它们是为 加i ：技巧这个中心i ：作服务的，所以悸得机制：艺，经过操作数控机床的实践，掌握编程方 满大学 硕士学位论文报告纸 法、技巧后，才能编出较高水平的加工程序。部分编程人员对数控设备的一些功能和使用技 巧尚未完全掌握，程序编得不够精确，因此要加强专业技术学习，同时在编程时要考虑充分 发挥数控机床功能，数控机床有许多功能，但在实际使用时，有些编程者由于对数控机床性 能了解不够，或了解性能而不会使用，或者根本不知道它具有的某些功能，严重阻碍机床性 能的发挥。 对维修人员的技术要求高丁操作者，要求维修人员具备丰富的理论知识、较强的实践能 力和动手能力，要具有跨专业的知识、不但要有c n c 系统方面的知识，也应该掌握机械结构、 加工工艺等知识。对专业维修人员须进行系统的专业培训，数控机床是典型的机电一体化产 品，维修人员的培训必须是跨专业的、多专业的，机修人员要学习一些电气维修知识，电气 维修人员要了解机械结构、程序编制等技能，使他们有比较宽的机、电、液、气专业知识， 以便综合分析，排除故障根源。数控机床的维修包括两方面的含义：一是日常维护，即预防 性维修：二是一旦发生故障，应尽量缩短停机时间，尽快使数控机床恢复生产。当发生故障 时，立即组织各专业之间互相协调，排除故障。这是实现高效维修的有效途径，需要维修人 员具有精湛的专业技术、丰富的实践经验，另一方面要培养维修人员具有良好的协作精神。 目前国内的数控机床工人的来源有以下几种途径： ( i ) 职业学校( 有些是高校、高职) 毕业生。这部分人员接受新事物较快，对电脑知识 易掌握，具备数控技术的基本理论知识，但不熟悉机械加工工艺，缺乏实际经验。特别对于 高学历者，不一定安心机床一线的操作： 作，稳定性差。 ( 2 ) 原来普通机床操作工人。这部分：= 人传统机械加工经验丰富，但对电脑不够熟悉， 有一种畏惧感。他们擅k 的是“记忆性”+ “技能性”的操作。 ( 3 ) 从社会上招聘的人员。有一定的文化知识，其中也不乏动手能力强者，但还需相当 一段时间的磨练。 ( 4 ) 外地务工者。文化程度不一定高，但肯吃苦耐劳，上手快，但发展潜力不大。 这些 ：人还存在知识结构不全面的问题，对数控机床操作工来说，希望是具有机、电两 方面的基础知识，而往往是偏重机械知识的多，而懂电气的少。数控机床专业人才目前来讲 人数还不多，培养的周期也比较长。而现在有些企业的数控专业人员流动比较频繁。怎样留 住这些专业人员是企业领导者和全社会应该认真考虑的问题。哺1 如何解决高级技上的奇缺? 按照劳动和社会保障部日前出台的培训计划。到2 0 0 5 年，我 国的高级j i ：、技师和高级技师的数量要明显增加，中青年高级技工比重将达3 0 左右。上海 今年率先实施了“职业技能振兴计划”及“高技能人才培养工程”。通过这一计划，上海力争 将高级技术人才所i 叶的比重从目前的g 2 提升到2 0 0 5 年的1 5 。围绕这一目标，上海市总 ：1 ：会止积极开展“职j i ：技能登高计划”、“百万职j ：大练兵”等活动，积极倡导“技术j ：人也 1 2 衙大学 硕士学位论文报告纸 是人才”的理念，以加强技术工人的职业成就感和自豪感。据预测，技师和高级技师将成为 当今最抢手的十人类人才之一。劳动和社会保障部最近公布的数据更证明了这一点。据透露， 今后几年，我国企业对技术工人的需求将增加2 5 ，其中，技师、高级技师的需求量将翻番。 培训、教育、政策二管齐下，才能让高级技1 ：脱颖而出。技工的培养不可忽略老师傅的传、 帮、带，他们可能电脑编程知识较薄弱，但机床上零件的加工非常需要一定的工艺加工基础 和实际操作经验，如何充分发挥他们在新技术前的积极性是技能型人才培养和储备的关键。 1 2 3 企业的生产组织情况 未来的企业之间的竞争，除了比谁的资源和技术具有关键性外，另一个决战点就是组织 的柔性。比哪一家企业的组织能够组合得快，解散时，谁的费用低。在变换多端的市场中， 谁的组织柔性高，谁就能掌握主动权。 机械制造企业的生产组织不断随技术的演进而变化，从手：c 作坊到大批量生产的流水线， 从自动化生产线到柔性生产系统，从人规模、大批量生产方式到大规模定制生产方式，等等。 如今，个性化、柔性化、精细化、绿色化、智能化等已成为机械制造业的一种发展趋势，因 此企业的生产组织也要不断调整、创新，以满足机械制造业的变化。过去那种金字塔型的垂 直领导体制己向扁平的、网络结构体制转变；刚性的作业小组向“团队”的组织方式转变； 刚性生产线向可重构的生产系统转换：等等，这些都是企业赢得竞争的条件和手段。应变、 高效，是企业生产组织变革的两人要素。 在调研中发现，目前我国的机械制造企业的生产组织形式大致分为以下几种：大型国有 企业在生产过程中还较强调细化分1 = ，流水作业，各个生产过程基本独立分开，生产中人员 配备整齐，各司其职。这种按阶梯层次构造的生产系统，生产指令从上而下地下达，呈金字 塔式，厂部一车间一【段一班组，这是一种开环的、纵向和横向严格分工的生产组织结构， 信息传递的层次和环节多，速度慢，调节迟慢，在日常生产中发生的许多问题，往往需要开 会研究，层层请示，不能及时得到处理，造成人力、时问和物资的浪费，使生产柔性低，市 场响应速度慢。比较适用于大批量生产。而一些民营企业，由于规模有限，所以组织结构较 紧凑，往往人员是一专多能，分i ：模糊，但由于技术力量和数控设备有限，所以生产规模不 人，转产容易，人员结构简单。外资企业或合资企业由于资金设备较充足，劳动力资源丰富， 有的还是沿袭中国传统的生产系统，利用中国比较廉价的劳动力，进行分工细化的大规模生 产，生产一些个性化不强的产晶。但有识之士已经发现，人们对产品的需求正发生着变化， 正朝着多品种，个性化、小批量方向发展，传统的生产组织形式已经不适用，所以生产系统 从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会发展的需要；从强调专 1 3 衙大学 硕士学位论文报告纸 业化分i ：向模糊分：l ：和一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到发挥；从金字塔的多层 管理结构向扁平的网络结构转变，减少层次和中间环节；从传统的顺序工作方式向并行工作 方式转变，缩短一l ：作周期，提高工作质量：从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的、 自主管理的小组l ：作组织形式转变。例如在上海第二机床厂调研中发现，该厂为配合新产品 ( h 2 0 0 7 ) 的开发生产，利用成组技术进行制造管理，中小件车间的加j i 二单元共分为五个， 即轴类单元、轮盘类单元、环类套类单元( 现在套类与轮盘类合并为一个单元) 、异形同转类 单元和条形单元。在车间中实行小组：l 作方式，以成组加工中心精加工小组为例，共四十多 人，分为元个小组，每个小组既有普通机床义有数控机床( 占l 4 ，多为本厂产品) ，原来由 ： 艺科编程或专设程序员，后认为不合算，因为零件的加j ：程序的简繁程度不大一般可以由 数控机床操作的技术= 自己编程。据车间主任反映，这样的小组生产模式正好解决了产品批 量介于大、小之间的尴尬，非常灵活实用。根据产量的大小，可以随时合并分解。加工时的 重复劳动减少，生产效率提高了。而且工人的自主性得到了发挥，对人员的考核可以结合他 在制造产品时的革新能力。在规定的t 期内由小组决定加工顺序的安排和分工。可见在目前 的一定的自动化程度上，人们正在进行着生产组织的变革以适应不断提高的技术的需要。 1 2 4 目前我国的人员、技术和生产组织之间的关系 人员、技术和生产组织间是相互依存、相互制约的关系。人员素质提高到一定的水平才 能促进技术的进步，技术的进步离不开相应的生产组织和一定素