21世纪初机械制造业发展的特点和趋势.doc

21世纪初机械制造业发展的特点和趋势时间： 2008-11-11 11:30:32 | 文章来源： 中国机械网 21世纪初，机械制造业发展的特点是现代化高新技术的综合利用，其趋势是四化：即柔性化、敏捷化、智能化和信息化。再也不是以20世纪2040年代发展起来的机械学科自身的成就凸轮及其它机械为基础，采用专用机床、夹具、刀具、量具组成的流水式生产线刚性自动化。刚性自动化的缺点是严重影响产品的更新换代，妨碍采用高新技术，产品在国际市场上缺乏竞争力。目前，我国机械制造业中，一些国营企业亏损，产品在国内外市场上缺乏竞争力，产品大量积压，除与经营管理体制有关外，与企业设备陈旧、工程技术人员知识老化有很大关系。为了适应市场经济，重振我国机械制造业，很有必要重新认识机械制造业，了解当前国际上机械制造业和21世纪初机械制造业发展的特点和今后的趋势。制造技术是国民经济发展的支柱在20世纪末的1999年第46届国际生产工程学会(CIRP)年会上，该届年会主席日本学者吉川教授在报告中指出，世界上各发达工业国家经济上的竞争，主要是制造技术的竞争。在各个国家企业生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%，日本及亚洲四小龙的发展，在很大程度上都是与他们重视制造技术有关。这些国家和地区十分重视将世界各国高新技术专利买回来，通过制造技术，形成独、特、高的产品，率先占领世界市场。这就是他们之所以能崛起、腾飞的决窍。机械制造业必须领先信息科学、材料科学来改造自己；另一方面，信息科学、材料科学也必须依赖于制造技术来取得新的发展。例如，在计算机的发展中，最关键的问题是高密集度的大规模集成电路与存储器件的制作，它们有赖于制造技术的发展。美、日等国的专家已将制造科学与信息科学、材料科学、生物科学一起列为当今时代四大支柱科学。美国由于近年来缺乏对制造科学的重视，使他们许多产品缺乏竞争力。为此，美国政府已批准将先进制造计划列为1996年国家预算唯一重点支持的科技领域，这已引起美国、日本、欧洲在制造技术上新一轮的竞争。要重新认识机械制造业，尚包含着另一种意义。它已经不是传统意义上的机械制造，即所谓的机械加工。它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业。检测技术是现代机械制造技术发展的根本保证自动化生产中的许多信息需要通过检测来提供，生产中出现的各种故障要通过检测去发现和防止，所需要的精度也要靠检测来保证。没有可靠的检测就没有现代化与自动化，更没有高效率和高质量。在本届年会上，几篇有关“装配系统的新发展”论文中均强调指出，为适应柔性自动化的需要，机器人必须有视觉系统，能对装配件的形体与姿态进行识别，应装有位置与触觉传感器，进行精确定位与抓握力的控制，自动导引车也应有视觉或声发射传感器，以发现行进中可能遇到的障碍物。在“激光加工的传感器”和“表面粗糙度与表面形貌学”两篇论文中，则完全以检测为主线来进行讨论。在“激光加工中的传感器”一文中指出，激光加工本身是一种“盲过程”，它只加工一个点，为了获得所需形状，需要通过检测来控制，激光加工是一种侵蚀过程，其形态需要通过传感器检测和控制。激光加工之所以能实现，关键在于传感器。在本届年会上，有许多论文均着重指出：越是柔性化的过程，越需要传感器。当前机械制造业发展的特点是高新技术的综合利用当前机械制造技术不仅在它的信息处理与控制等方面运用了微电子技术、计算机技术、激光加工技术，在加工机理、切削过程乃至所用的刀具也无不渗透着当代的高新技术，再也不是原来意义上的“机械加工”了。例如激光加工，通过控制光束与工件的相对运动，可以在一台机床上加工出孔、槽，二维、三维曲面等各种形状，完成钻、铣、镗等动作，它在21世纪初可能引起机械加工的一场新的革命。激光切割、焊接、裁剪、成形加工以及激光快速找正、激光测量等技术，已经在汽车工业中得到广泛应用，并获得巨大的经济效益。当今，将机械加工分为切削加工与无屑加工已不确切。进入20世纪90年代，又发明了一种快速成形加工方法。由激光器发出的紫外光经光学系统汇聚成一支细光束，对盛在容器内的液体塑料进行扫描。这种塑料能利用紫外激光的光化作用使其表面固化。根据所需要制造零件的尺寸与形状，由计算机控制，只需在形成零件实体处曝光，盛有液态塑料的工作台可作步进横向运动与升降运动。在激光扫描运动与工作台横向运动配合下，在激光光束扫描的地方形成一层薄薄的固化膜。每扫完一个平面，工作台下降0.05mm。这样一层层的塑料按规定形状的图形固化，可以制成任意复杂的零件，这种加工21世纪初机械制造业发展的特点和趋势时间： 2008-11-11 11:30:32 | 文章来源： 中国机械网 许多工业发达国家的学者、专家在谈到生产过程柔性化、敏捷化、智能化、信息化时，都指出机械制造工程师应掌握和综合利用工程数学、激光学、激光电子技术、计算机技术、控制论、生物学、材料科学、管理科学、人文科学等高新技术，这些科学将改变着机械制造的面貌，而机械制造技术的发展又为这些科学提供新的工具，进一步促进这些科学的发展。21世纪初机械制造业发展的总趋势21世纪初，机械制造业总的发展趋势为“四化”：(1)柔性化：使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要；(2)敏捷化：使产品推向市场准备时间缩为最短，使机械制造厂机制能灵活转向；(3)智能化：柔性自动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸。人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动。智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。21世纪初，产品的更新换代将不断加快，各种各样的需要不断增加。据美国、日本和欧洲等发达国家的统计，19751995年机械零件的种类增加了4050，而7585的工作人员不直接与材料打交道，转与信息打交道。8088的活动不直接增加产品附加值，产品工艺过程、组织管理日益复杂化。设计、工艺准备等项工作约占为完成用户订货总时间的60%以上。另一方面，在激烈的市场竞争中，供货期与产品质量往往起着比价格更为重要的作用。敏捷化已是在机械制造业面前的重大课题。在技术上要实现柔性化，在生产组织上要实现变革，这些都是机械制造企业刻不容缓的大事；(4)信息化：机械制造业将不再是由物质和能量借助于信息的力量生产出价值，而是由借助于物质和能量的力量生产出价值。因此，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。机械制造也将是由信息主导的，并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的机械制造业。21世纪初，机械制造业的重要特征表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。进入20世纪90年代，在国际生产工程学会年会上，每届都有大量关于并行工程(Concurrent Engineering)、精益生产(Lean Production)、及时生产(Aqiling Production)等方面的论文。这些都将是21世纪机械制造业十分热门的研究课题，所以，柔性化、敏捷化、智能化和信息化便成为21世纪初机械制造业总的发展趋势。方法是未来的发展方向之一。现代制造业发展的特点与趋势2005-3-1 8:58:12 随着当代信息技术、先进制造技术和全球化的发展，制造业的发展技术、发展模式发生了较大的变化，出现了所谓现代制造业。现代制造业是相对于传统制造业来说的，前者对信息化水平、企业的组织形式、经营的开放性与全球性、企业的研究开发能力与产品的技术含量都有较高的要求。一般来说，现代制造业主要有以下特征：1)充分应用和吸收当今世界先进制造技术，紧跟信息化的步伐，并呈现出制造业与服务业既分工又融合的特点；2)建立起与现代技术相适应的生产方式和企业组织形式；3)具有与全球化相适应的资源配置方式；4)利用现代信息技术，改造和集成业务流程，形成以价值链为基础的分工协作模式。总的来看，传统制造业向现代制造业的转变，集中体现为以下几个方面的特点。 一、以信息化带动制造业的发展，出现了新的制造模式20世纪70-80年代以来，信息技术和信息产业日新月异，世界性的信息技术革命以其高渗透性、高带动性和倍增性，不但使得信息产业在国民经济中的地位迅速提高，而且也对传统制造业进行了重新塑造。以信息技术为核心的新技术革命带来新的产业革命，无论是对发达国家，还是对发展中国家，其影响都非同小可。1、用信息化带动工业化成为提高制造业竞争力的重要途径用信息技术改造传统产业，是通过建立起自动化系统，不断提高研究开发、生产、经营、管理、决策、营销的效率和水平，进而提高企业经济效益和企业竞争力的过程。它主要包括：以应用计算机为主，实现研究开发的自动化，生产设备和生产过程的自动化、智能化，通过增加信息含量而增值的最终产品，以及适应这种高效、快速物流、信息流的新的管理模式、营销模式和组织形式，并最终使得新的生产方式和提高竞争力成为可能。在这种新的生产方式中，技术、信息及人力资本在提高竞争力方面起着决定性的作用，尤其是信息技术为制造业发展提供了新的动力，它使信息的采集、加工和传递可以在瞬间完成，为降低成本、提高生产力、提高质量和效率提供了可能；它扩大了企业的外部交流范围，为企业提供沟通客户交流的桥梁，帮助企业发现更具价值的客户或更有价值的市场空间，提高企业的运营效率，完善企业经营方式。据美国经济学家乔根森、奥利那等人的测算，到20世纪90年代后半期，美国劳动生产率增加中有1/2到2/3是由信息技术带来的。2、先进制造技术的兴起和先进制造模式的出现由于信息技术的发展和应用，20世纪70年代以来，世界上制造业出现了一系列新的技术和新的生产方式。在管理信息系统(MIS)的基础上，采用计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)，建立计算机集成制造系统(CIMS)；在开发决策支持系统(DSS)的基础上，通过人机对话实施计划与控制，从物料资源规划(MRP)发展到制造资源规划(MRP-II)和企业资源规划(ERP)；在生产和营销上，有集开发、生产和实物分销于一体的适时生产(JIT)，有不断消除浪费的精良生产，也有供应链管理中的快速响应和敏捷制造，以及通过网络协调设计与生产的并行工程、虚拟企业和电子商务等。这些新的生产方式把信息技术革命和管理进步融为一体，使生产方式发生了根本的变化。这种生产方式的转变主要体现在以下几个方面：在营销层次上，信息技术的应用能够适应需求的个性化需要，提供个性化的服务，并且能够得到快速响应，从而提高产品和服务的价值；在生产层次上，先进信息技术的应用，使得根据顾客需要，任意批量制造产品和提供服务成为可能；在设计层次上，先进信息技术的应用，可以从设计开始就产生出一套整合供应商关系、生产过程、经营过程、顾客关系以及产品使用和最终处理的方法；在组织层次上，先进信息技术的应用，无需额外增加投入，可以从企业内部与外部来整合生产所必须的优质资源(员工的专业技能、设备的有效利用)，以形成新的生产能力；在管理层次上，以指挥和控制为主的现代管理思想，转向领导、激励、支持和信任。企业组织结构由垂直型的科层组织，向扁平的网络型组织转变；在人力资源层次上，先进信息技术的应用，要求企业员工强化知识、技能和创新的意识和能力。信息化带动工业化，出现了柔性和自动化程度很高、由计算机控制的生产设备，通过过程控制、准时生产、授权工作、质量管理等制造过程革新的精益制造，瞄准更小的市场、提供范围更广、更新换代寿命期更短的产品等新的营销战略，使得在不增加成本的情况下，改进产品的质量、提供更广泛的选择和快速响应成为可能，因而，新的生产方式同时具备了质量的可靠性、个性化的设计和合适的价格，并出现了准时制(JIT)、精益生产、计算机集成制造系统(SIMS)、敏捷制造、虚拟制造与虚拟企业等新型制造模式。1、准时制。准时制(JIT)生产追求无缺陷质量、持续地降低在制品库存、实行生产同步化、推行标准化作业、提高生产系统柔性、推行以“人为中心”等的工人自主管理。2、计算机集成制造系统(CIMS)。CIMS是随着计算机技术在制造领域广泛应用而产生的一种新型生产模式，是企业全过程信息化的综合系统。3、精益生产。精益生产提供了让企业在TQCS上全面提升竞争力的先进制造技术。4、敏捷制造。敏捷制造就是指制造系统在满足低成本和高质量的同时，能对变幻莫测的市场需求作出快速反应。5、清洁化生产。随着人们对环境的重视，ISO14000的诞生，绿色制造和清洁化生产是未来制造业必须实现的生产方式。6、虚拟制造。以计算机支持的仿真技术和虚拟现实技术为前提，对企业的全部生产经营活动进行建模，并在计算机上“虚拟”地运行整个企业，在求得系统的最佳运行参数后，再据此实现企业的物理运行。二、以加工制造为主转向更加重视营销和研发，向两端延伸的趋势现代经济的发展使得加工制造技术的可获得性大为增加，加工制造环节的竞争非常激烈，利润空间呈下降趋势。在此条件下，从以加工制造为主转向更加重视营销和研发，向两端延伸是现代制造业开拓市场价值空间的普遍选择。从供给的角度来看，在目前制造环节利润空间较有限的条件下，为提高国际竞争力、增加附加价值，企业将更加注重研发投入。这有两种趋向：一种是企业自身提高研究开发投入；另一种趋向是研究开发的专业化，形成了一些专门从事技术开发的公司。在世界领先企业中，企业内部制造环节地位有所下降、相关人员比重减少，而从事研究开发、市场开拓方面的人员比重大幅度上升；同时，加工制造环节与研究开发、市场开拓与营销等环节逐步相分离，甚至将技术成熟或要求不太高的加工制造进行外包，企业重点强化核心竞争力，如核心制造能力、研究开发、市场营销等。后进地区有可能通过强化加工制造环节，而将研究开发、营销等环节更多地依赖专业性研究开发公司和营销公司，而无需自己面面俱到。从需求角度来看，伴随着竞争环境的变化，以及收入差距的扩大、收入水平的提高使消费者的个性特征越来越突出，需要更加关注消费者的多样化、个性化需求，要求企业开始重视生产环节以外的竞争，如对不同收入阶层消费者需求变化特点的调查、消费环境的营造等等。在此条件下，以往单纯强调加工制造的生产方式已经不能适应市场需求的变化，营销和市场开拓在企业发展过程中作用越来越突出，并且更加注重通过定制和及时响应来挖掘顾客的购买价值，广告、销售、售后服务和客户管理的作用越来越大。三、企业的组织结构和业务流程的重塑1、公司组织结构从“金字塔型”向“扁平型”变化过去大型企业是多层次的管理结构，容易产生“公司内部的官僚主义”和管理低效率。信息技术的飞速发展，从根本上改变了组织收集、处理、利用信息的方式，从而导致组织形式的巨大变革，推动了业务流程再造(BPR)乃至组织结构的重组。原有的塔型结构被精良、快捷、具有创新精神的扁平化“动态网络”结构所取代。在这种结构中，一方面计算机系统取代中层监督控制部门的大量职能，加强决策层与执行层的直接沟通，使中层管理的作用大为降低，从而减少了管理层次，削减了机构规模。另一方面，以团队为特征的各种“工作小组”将成为企业的基本活动单位，管理方式从控制型转为参与型，实现了充分放权。这种组织形式通过水平、对等的信息传递来协调企业各部门、各小组之间的活动，实现了动态管理。这不仅使信息沟通及时，也使市场和周围的信息与决策中心之间的反馈更加迅速，有效提高了企业对市场的快速反应能力，而且极大地调动了组织成员的潜能和积极性，促进了知识和经验的交流，从而更好地适应竞争日益激烈的市场环境。2、业务流程再造和信息系统集成基础上的企业经营过程重组(BPR)新技术需要新组织结构来适应这种变化，企业在调整组织结构及经营方式的同时，也需要管理手段和技术的更新。企业过程重组，即与先进的信息技术和现代化的管理技术的结合，对企业生产全过程(生产业务流程和经营管理的职能运作)的重新研究和设计，简化或省略重复性、非增值过程，将会在更高的层次上形成企业的竞争优势，提高市场竞争能力。例如，应用基于网络通信的数据库共享技术将原来串行的业务环节改为并行处理，提高响应速度；利用互联网技术将传统的低效、高成本会议以及电话等人际沟通方式改变成为高效、廉价而有效的电子通信方式等等。现代信息技术的运用使得企业组织变化的更高形式将是虚拟企业，多个相关企业将在现代信息技术的作用下有机地联系起来，延伸成为企业的一个“虚拟组件”。针对不同产品的开发生产，可以与不同的企业组成动态联盟的“虚拟企业”，企业通过建立在动态联盟基础上的外包与社会化的资源优化配置，内部集中核心能力，有效地降低了各企业的资源浪费和企业间的交易成本，向顾客提供质优、价廉、个性化的产品和服务。3、企业的经营管理功能与生产过程的分离成为可能由于信息技术的发展和应用，企业可以完全不考虑距离的远近，将生产地点放置在任何满足成本最低、效益最大等目标的地方。企业可以通过建立有效的全球管理网络，将其经营管理活动合理地分散到世界各地，从而降低生产成本，提高生产的灵活性，实现效益的最大化。这些可能性可以应用在价值链的绝大多数环节上，使得各价值环节资源配置效益最大化。在过去迁移相对较慢的RD？现在也开始出现全球化的趋势。四、生产者与消费者和供应商的紧密关系改变着市场运营模式信息技术的发展，尤其是随着国际互联网在全球范围内的迅速发展和普及，为企业开发全新的营销方式奠定了基础。过去的生产商-分销商-零售商-顾客的行销模式正在改变，出现了由生产商提供元件给分销商，再由分销商组装成产品出售给顾客，营销结构趋于更直接和高效。尤其是网上营销和网上银行的发展和应用，可以实现在办公室处理营销业务和国际贸易。企业可以利用因特网直接与供应商、销售商以及网上潜在的层出不穷的客户打交道，它们既可将这一网络用作广告宣传，又可用作市场推销、销售和售后服务的支持工具。此外，配合相应的客户信息数据库，企业还可利用网络随时与客户群保持联系，从中获取由客户反馈回来的建议和意见，并利用这些有用的信息改善自己的经营方式。因此，以顾客为中心来创造新的市场满足顾客潜在需求，成为企业竞争的重要方面。依靠服务增值，不仅要实现生产质量的“零缺陷”和服务质量的“零抱怨”，做到质量、服务一体化，还要通过对顾客服务和信息跟踪，深入了解顾客的潜在需求，做到超前开发。在企业与供应商的关系方面，一方面由于信息技术的发展，使企业可以在更大范围内选择供应商；另一方面，企业又可以通过减少供应商的数量与要求供应商按适时原则供货，减少库存，如某些制造商利用电子数据交换(EDI)技术与原材料供应商及时地保持联系，而原材料供应商则可根据制造商的生产进度随时调整供货的时间和数量，利用这一先进的信息技术使得制造企业可以实现零库存的目标。同时，可以吸引供应商进入产品质量改进和研究开发等环节中来。通用汽车公司采用EDI后，每辆汽车成本降低250美元，库存从30天减少至6天。这样就要求建立以价值链为基础的企业战略联盟。五、在全球范围内整合和实现资源优化配置的趋势伴随着经济全球化和企业规模的扩大，企业的竞争已经由原来的国内竞争为主转向了国际竞争。尤其是在中国加入世贸组织的大背景下，国际化是所有企业必须面对的现实。这不仅是企业生存所处的环境，也是企业发展的必然趋势。美国国会曾对本国企业作过专门调查，比较进行全球化生产的企业和没有进行全球化生产的企业，发现进行全球化生产的企业比没有进行全球化生产的企业存活率高50%、营业额增长速度高60%、利润率高32%。因此，全球化、国际化则可以使企业已经积累起来的知识、资本、技术和经验所获得的效益达到最大化。成功的企业应该在全球化中整合资源，实现全球资源的优化配置，表现在：一是全球化采购，二是全球化销售，三是全球化生产，四是全球化研发。企业将采购、生产、销售与研发的范围扩大到全球。整合全球资源，我国已经出现了这样的苗头，但比重还不大。比如我国一些经营较成功的家电和通信设备企业，他们都有一个共同点，那就是吸取全球化思想的精髓，使获得外来技术的方式从单纯依靠技术引进转向“技术外取”，即在技术先进的发达国家设立专门的技术信息收集和技术开发机构，跟踪外国同行的技术发展动态，即时地掌握技术最新信息。并且，成功的技术外取在我国一些家电龙头企业的发展中起到