论先进制造技术及其发展趋势

1、再论先进制造技术及其发展趋势制造业在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位。概括讲，这体现在以下五个方面。 (1)物物质财富富是人类类社会生生存与发发展的基基础，而而“制造”是人类类创造物物质财富富最基本本的手段段。人类类社会发发展所依依赖的有有四大物物质文明明支柱：材料、能能源、信信息和制制造 “制造造”是“永远不不落的太太阳”。 (2)制制造业是是全面建建设小康康社会，加加速实现现现代化化的第一一位支柱柱产业。制制造业是是工业的的主体，当当今中国国的制造造业直接接创造国国民生产产总值的的13，占整整个工业业生产的的45，为国国家财政政提供113以上的的收入，贡贡献出口

2、口总额的的90，制制造业从从业人员员占全国国工业从从业人员员总数的的902-3。我我国要实实现新型型工业化化，核心心是要实实现制造造业先进进化。 (3)在在制造业业中，机机械制造造业尤其其是装备备制造业业担负着着为各行行业各部部门提供供装备的的重要任任务，是是国民经经济发展展的基础础；而其其中，机机床制造造业又是是装备制制造业的的心脏，是是装备的的“母鸡”。我们们一再引引用马克克思在资资本论中中的一段段不朽的的名言：“大工业业必须掌掌握这特特有的生生产资料料，即机机器的本本身，必必须用机机器生产产机器。这这样，大大工业才才建立起起与自己己相应的的技术基基础，才才得以自自立。” (4)制制造业是

3、是高技术术产业的的基础，制制造业产产品是高高技术的的载体。没没有制造造业，就就没有高高技术。信信息技术术、微电电予技术术、光电电子技术术、纳米米技术、核核技术、空空间技术术和生命命技术等等莫不与与制造业业有关。譬譬如，电电予制造造中所要要求的高高精度(控制精精度趋于于纳米级级、加工工精度趋趋于亚纳纳米级)、超微微细(芯片线线宽向1100 nm、运运动副间间隙向112 nnm以下下发展 、高加加速度(芯片封封装运动动系统加加速度向向12gg以上发发展)和高可可靠性(芯片千千小时失失效率要要求小于于110994，如果果没有尖尖端的制制造装备备及相应应的技术术，就无无法达到到如此高高的技术术水平。我

4、我国光电电予制造造的关键键装备几几乎全靠靠进口，尖尖端制造造装备及及技术正正是西方方对我国国技术封封锁的重重点所在在。 (5)现现代尖端端军事装装备及国国防安全全技术更更是先进进制造技技术的载载体，从从根本上上讲，这这必须依依靠自己己，绝对对不能寄寄希望于于国外。现现代战争争已进入入“高技术术战争”的时代代，武器器装备的的较量在在相当意意义上就就是制造造技术和和高技术术水平的的较量。没没有精良良的装备备，没有有强大的的装备制制造业，一一个国家家既没有有军事和和政治上上的安全全，经济济和文化化上的安安全也将将受到巨巨大威胁胁。 由由上可知知，制造造业是国国家的基基础性、前前沿性、支支柱性与与战略

5、性性的产业业。高度度发达的的制造业业，对国国内，是是实现新新型工业业化、加加速实现现现代化化的必备备条件；对外，是是衡量国国家竞争争力的重重要标志志，是决决定一个个国家在在经济全全球化进进程中国国际分工工地位的的关键因因素。可可以说，没没有制造造，就没没有一切切。 因因此，先先进制造造技术是是工业发发达国家家的国家家级关键键技术与与优先发发展领域域，我国国也已将将制造业业科技发发展中问问题的研研究列入入我国科科技发展展中长期期规划，这这是极为为正确的的。我国国目前在在迅速和和平崛起起中，经经济正在在展翅高高飞，创创造奇迹迹。然而而，就制制造业而而言，众众所周知知，我国国是制造造大国，不不是制造

6、造强国；严格讲讲，是加加工大国国，不是是加工强强国，更更不是制制造强国国，因为为制造包包含设计计、加工工、管理理等方面面的内容容。 同同科学技技术与市市场经济济的发展展相适应应，作者者在参考考文献1中中指出，先先进制造造技术，特特别是先先进机械械制造技技术有如如下的发发展趋势势与特色色：“数”是核心心，“精”是关键键，“极”是焦点点，“自”是条件件，“集”是方法法，“网”是道路路，“智”是前景景，“绿”是必然然。这八八点实质质上是指指的三个个不同方方面：“精”的精密密化，“极”的极端端条件，是是指产品品本身而而言；“数”的数字字化，“自”的自动动化，“集”的集成成化，“网”的网络络化，“智”的

7、智能能化，是是指所采采用的制制造方法法而言：而“绿”的绿色色，是指指制造过过程而言言。这三三个方面面，彼此此根本不不同，但但又相互互密切联联系。朱朱熹有一一名言： “问渠渠哪得清清如许?唯有源源头活水水来!”如果果将产品品比作渠渠，制造造过程比比作水，制制造方法法比作源源，那么么，好的的产品就就是清渠渠，好的的制造过过程就是是活水，好好的制造造方法就就是高品品位的富富源。高高品位的的富源涌涌出活水水，活水水流成清清渠。正正因为如如此，我我们所要要求的是是适应时时代需要要的好的的产品，这这一好的的产品须须由适应应时代要要求的好好的制造造过程产产出，而而这一好好的制造造过程又又须依靠靠适应时时代发

8、展展的好的的制造方方法实现现。但是是，与源、水水、渠这这三者的的关系有有所不同同：第一一，它们们三者还还存在着着互动的的关系，任任何一方方面的重重大变化化或发展展，将可可导致其其他两方方面的重重大变化化或发展展；第二二，还有有其他因因素特别别是管理理因素同同这三者者也有互互动关系系，尤其其是管理理因素同同制造过过程的关关系很大大。然而而，从整整体上看看，对产产品本身身的要求求毕竟处处于主导导地位。此此文就是是在前文文的基础础上对这这三个方方面来作作深化与与补充。1 先进制制造技术术的发展展趋势11 先先进制造造产品的的发展趋趋势 对对产品本本身而言言，应包包括“精”、“极”、“文”这三点点。

9、(1)“精”应理解为“精确化”。制造就是为了生产出产品，产品必须满足要求。对产品的要求，可归纳为对产品几何方面与物理方面的要求。产品本身的几何形体(包括几何尺寸、几何形状和表面形貌等)就是要精密，而且越来越高，即所谓几何“精度”越来越高；产品的性能(包括物理性能、力学性能、化学性能乃至生化性能等)就是要精确，而且越来越严，这可称为物理“精度”越来越高。正因为产品的“精度”越来越高，所以对制造过程、制造方法才提出相应的要求，并推动它们的发展，以保证产品的“精度”得以实现。显然，产品的“精度”要得以实现，检测原理与技术占有极为重要的地位。“精”可以讲是先进制造技术发展的“关键”。 (2)“极”指“

10、极端化”。“极端”或“极”在此是借用的，应理解为“苛刻化”。产品本身不但往往要“精”，而且同时往往要“极”；在几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、极柔、极圆、极方以及奇形怪状；在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能；有时还得在极端条件下进行制造。显然，这些产品往往就是科技前沿的产品，例如，“微机电系统(MEMS)”的产品，不但要求“精”，而且要求“极”，在制造中是关键的关键。所以，“极”可以讲是先进制造技术发展的“焦点”。 (3)“文”应理解为“人文化”。社会进步到今天，产品不仅是一个工业产品，只解决“实用”的问题，满足物质层面上

11、的需要；还应该是一个艺术产品，文化含量高，特别是人文文化含量高，真正解决“物美”问题，满足精神层面上的需要，能同环境协调，能供欣赏，能悦人心，经得起“看”，经得起“想”。“工业设计”等学科即由此而生。当然，“文”还可扩大到制造过程、制造方法，即“文明化”生产。所以，“文”可以讲是先进制造技术发展的“新义”。2 先进制制造过程程的发展展趋势 对对制造过过程而言言，应包包括“绿”、“快”、“省”、“效”这四点点，而不不仅仅是是“绿”。 (1)“绿”是指“绿色”，“绿色”是从环境保护领域中引用来的。工业的发展，特别是制造业的发展，众所周知，导致生态失衡、环境污染、资源枯竭，难于持续发展，甚至可能招来

12、社会大灾难。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐，走向我国传统一贯主张的“天人合一”。制造业的产品从构思开始，到设计、制造、销售、使用、维修，直到回收，再制造，都必须考虑环境保护。正如参考文献1中所述，所谓环境保护是广义的，不仅要保护自然环境，还要保护社会环境、生产环境，保护劳动者的身心健康。显然，制造过程的“绿”又是重中之重。“绿色”制造在我国科技发展中长期规划中也得到了高度的重视。所以，“绿”可以讲是先进制造技术发展的历史“必然”。 在在这里应应指出，所所谓“绿色”产品是是指无危危害的产产品，这这是社会会十分关关注的。其其实，此此文上面面所述产产品本身身的“精”与“文”，已经经包括

13、了了“绿色”的含义义，这是是十分明明显的。 (2)“快”是指“快速化”，即指对市场的快速响应，对生产的快速重组，这两个快速必然要求生产模式有高度柔性与高度敏捷性5。这一点是市场经济走向“买方市场”、“多变市场”、“顾客是上帝”、企业为了客户、满足“客户化”的必然结果。正是这一“快”的结果，强有力地推动着制造技术的进步与制造方法的发展。所以，“快”可以讲是先进制造技术发展的“动力”。 (3)“省”是指“节省”，即指制造过程必须节省、节约、节俭，这是市场经济必然的要求。任何一个经济行为，都不同程度地讲节省，讲成本；市场经济，尤其是我国这么一个并不富裕的大国的市场经济，制造过程就更是不能不讲节省，不

14、能不讲成本，不能不讲资源的优化配置，不能不讲制造过程各有关环节的优化配置。我国正用极大力气来倡导与推动建设节约型社会，就是一个极具战略性的举措。我国有句很好的谚言“一分钱办两分钱的事”就是这个意思。节约是我国一贯的传统美德。老子讲：“治人事天莫如啬。”这个啬，实质上就是要节约生产，节约使用。毛泽东同志在2O世纪50年代中期一再强调，要勤俭办切事业，“什么事情都应当执行勤俭的原则，这就是节约的原则。”所以，“省”可以讲是先进制造技术发展的“原则”。 (4)“效”指“高效”，主要指“高生产率”，即指单位时间内生产的产品数量多。固然市场经济与科技的发展，导致不确定性的因素猛增，市场的需求变化加快，使

15、得产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强，但决不意味着单位时间内产品生产数量减少，相反，还应增加。这是市场快速响应的应有推论与含义。社会的进步由生产力的发展所推动，而生产力的发展则由生产率的提高所推动。高效低耗无污染应是生产过程所追求的。所以，“效”可以看作是先进制造技术发展的“追求”。13 先先进制造造方法的的发展趋趋势 对对制造方方法而言言，应包包括“数”、“自”、“集”、“网”和“智”这五点点，这同同参考文文献11中的的论述没没有太大大的变化化。 (1)“数”即指“数字化”。“工业化”发展的核心是“信息化”，“信息化”的核心是“数字化”，“数字化”也是先进制造技术发展的核心。数字化制

16、造包括以设计为中心的、以控制为中心的与以管理为中心的数字制造 “数字化”贯穿与渗透制造全过程所用的方法中；并且发展得更广泛、更深刻，乃至导致生产方法与过程的重大变革。这就是说，“数字化”技术的发展必将导致制造技术的重大发展与变革6。所以，“数”是先进制造技术发展的“核 ”。 (2)“自”即指“自动化”。“自动化”是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动，乃至完成人无法完成的有关工作的技术或手段，是制造业发展必须的前提。“自动化”已从一般的自动控制、自动调节、自动补偿等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的水平，自动控制理论、技术、系统、元件在制造技术领域中有着极大的发展。所以，“自”

17、是先进制造技术发展的“条件”。 (3)“集”即指“集成化”。“集成化”是技术的集成，是管理的集成，是技术与管理的集成。现代的制造技术就是集成的技术，先进制造技术就是制造技术、信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。集成，就是交叉，就是融合，就是“博采百家”；甚至可以讲，一个高新技术的出现，极少不是“兼收并蓄”其他有关学科或领域的理论与技术的。所以，“集”是先进制造技术发展的“方法”。 (4)“网”即指“网络化”。“网络化”是信息技术(特别是数字技术)与通信技术的交融。网络化既是制造业信息化、集成化必需的基础，又是制造业信息化、集成化的进一步发展的需要，这将使制造企业走向全球化、整体化、有序化，

18、资源互补共享。在“网络化”中，企业有无自己具有竞争力的核心业务，是企业能否成功走向网络化的关键所在。所以，“网”是先进制造技术发展的“道路”。 (5)“智”即指“智能化”。“智能化”将使制造过程具有处理大量信息与不完整信息、错误信息的能力，具有强大的自诊断、自修复和自组织能力，主动协调与协同能力以及非逻辑处理能力。它将是数字化、自动化、集成化、网络化的有机交融与高度发展。但是，它决不意味完全取代人，而是“人”与“机”的高度协调与有机一体。所以，“智”是先进制造技术发展的“前景”。2 先进制制造技术术发展的的指导思思想与优优先发展展方向 正正如前文文所指出出，先进进制造技技术有两两个基点点，一是

19、是“机械”，一是是“制造”。上述述三点加加四点加加五点的的三个方方面十二二点，必必须扎根根在这两两个基点点上，此此即必须须研究与与发展有有关这两两个基点点的理论论与机理理，以上上十二点点必须在在这两个个基点上上来研究究、来开开发、来来发展。 为为了进一一步发展展先进制制造技术术，应确确立如下下四点指指导思想想。 (1)加加强基础础，立足足应用。技技术就是是为了应应用，面面向实际际。为了了应用，就就是立足足之点。但但是，为为了技术术有足够够的发展展后劲，有有原创性性的源头头，能自自主创新新，就必必须加强强基础工工作，包包括基础础研究。 (2)关关注全面面，突破破重点。有有所不为为，才有有所为：没

20、有重重点，就就没有政政策；因因此，必必须抓住住重点。但但是，必必须要关关注全面面。因为为第一，重重点不是是孤立的的，没有有“面”的支撑撑，也难难于有“点”的良好好的发展展；第二二，“面”上可能能出现新新的重“点”；有了了“面”，就可可能不会会丢失这这些新出出现的重重“点”。 (3)扎扎根实际际，务求求超越。我我们发展展先进制制造技术术，必须须面对与与扎根我我国的实实际，实实事求是是。脱离离实际，违违背实际际，定遭遭失败。但但是， 我们的的扎根实实际，就就是为了了下一步步的务求求超越。如如果不在在若干重重要方面面超越，那那就只能能长期跟跟踪，永永远落后后，这决决非我们们的期望望，也决决不许可可。 (4)实实干巧干干，出奇奇制胜。为为了既能能扎根实实际，又又能务求求超越，那那就只能能脚踏实实地，苦苦干实干干；同时时，开动动脑筋，寻寻求捷径径，巧干干妙干，包包括利用用“后发”的有关关优势，以以奇取胜胜。我们们应坚信信：真理理是不可可穷