[应用]机械制造在国民经济中的地位和作用

[应用]机械制造在国民经济中的地位和作用 给你一篇论文。 引 言: 机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强,因此,各国都把机械制造业的发展放在首要位置。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧,各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中,作为竞争取胜的重要段。本文就目前机械制造业高新技术的发展与应用作一综述,以引起各方面的关注。 1 机械制造业是国民经济发展的支柱产业 国民经济中的任何行业的发展,必须依靠机械制造业 的支持并提供装备;在国民经济生产力构成中,制造技术的作用占60%以上。美国认为社会财富的来源机械制造业占68%;当今制造科学、信息科学、材料科学、生物科学等四大支柱科学相互依存,但后三种科学必须依靠制造科学才能形成产业和创造社会物质财富。而制造科学的发展也必须依靠信息、材料和生物科学的发展,机械制造业是任何其他高新技术实现工业价值的最佳集合点。例如,快速原型成型机、虚拟轴机床、智能结构与系统等,已经远远超出了纯机械的范畴,而是集机械、电子、控制、计算机、材料等众多技术于一体的现代机械设备,并且体现了人文科学和个性化发展的内涵。 从美国来看,自二次世界大战以来,美国对机械制造业的发展十分重视。从50年代以来,在美国大学中设置工业工程专业,培养机械制造系统人才,着眼于世界市场竞争,企图霸占国际制造业市场。50年代初,当第一台数控机床在美国麻省理工学院诞生以后,美国在机械制造业中采取的主导政策是走数控和计算机群控,实现机械制造业中占主导地位的中小批量生产自动化的道路,以提高生产效率。但实践这一策略未能秦效,在机械制造业的国际竞争中,德国和日本是胜利者。70年代转向吸取德、日经验,使中、小批量生产通过成组技术(GT)实现生产系统柔性化和自动化。1979年美国国会通过议案拨款发展柔性化制造系统,并于80年代末完成了高度柔性化的全自动化小型工厂(small work)标准化工作,并向中小型企业推广。但由于忽略了市场的多变性和人因的作用,在与德、日的竞争中未能占上风,而使机械制造业每况愈下,一度认为机械制造业已成“夕阳工业”。通过10年论证,从概念上实现了从柔性制造到敏捷制造的转化,把宏观的国际市场需求与具体的公司生产密切结合,充分发挥人的因素,形成对市场的快速反映,提出了敏捷制造的新概念。 2 敏捷制造(Agile Manufacturing)———21世纪机械制造业的发展趋势 机械制造业在国际市场的激烈竞争中,美国屡屡受挫。 70年代后,机械制造业被看成是“夕阳工业”。产业衰退,巨额贸易赤字,经济空前滑坡,有关工业竞争“关键问题”讨论将近10年。1986年在美国科学技术基金会(NSF)支持下,麻省理工学院(MIT)深入研究衰退原因和振兴对策,认为产品在上市的时间(T)、质量(Q)、成本(C)和服务(S)等产品竞争四大关键因素中,质量已不再是市场竞争的最大优势。 创新周期缩短和全球化市场的形成,企业面临着不可预测 和不断变化的市场,只有快速响应市场需求,提供满足用户个性需求的产品,才能在竞争中取胜。1988年美国通用汽车公司(GM)与李海大学(Lehigh University) 工业工程系共同提出一种新的制造企业战略———敏捷制造(Agile Manufac2turing),并成立了国家制造科学中心(NCMS)和制造信息资源中心(MIRC),得到国家自然科学基金会、国防部、商业部和众多公司支持,经国会听证后向联邦政府提出建议。现在由政府部门主持、企业与大学共同参与研究、开发和应用,称为21世纪制造企业的战略。 2 11 敏捷制造的思路 ?敏捷性体现在:持续变化性(产品、技术、管理模式)、 快速反应性(以适应市场的变化)、质量高标准、低费用; ?实现敏捷制造条件:设备高度柔性,可编程性和模式 化;信息系统标准化和可维护性;人的因素和管理机构; ?实施方式:虚拟公司、竞争—合作,用户参与设计与 制造,兼顾经济效益和社会效益,增加信息服务和系统管理功能。 2 12 敏捷制造特色 ?革新制造企业的组织机构、管理策略与,建立社 会化的虚拟公司; ?提高从产品设计、制造、销售全过程的整体柔性; ?在政府部门协调下,企业、高校和科研机构结合; ?用户参与设计与制造; ?发挥人因(知识、技艺和创造性)和信息的作用; ?但归纳起来,敏捷制造的主要特色是制造柔性和成 员间的合作。 2 13 敏捷制造在美国初见成效 ?美国Ingersoll-R公司空气压缩机敏捷制造工程,原 新品设计需时8,12个月,样机制造和评定12,18个月,耗资50万美元。现只需原来1/3,1/2时间,花费1215,2 万美元; ?美国计算机厂商康柏公司,1996年启动虚拟生产计 划,与台商合作在深圳设厂,面向大陆,产品质量、技术、开 发、运送、存货都符合康柏全球统一标准。员工技术水平和 工作态度也达到要求,这样的虚拟公司组合使计算机平均 价格下降57美元,市场竞争取得了巨大成功。现美苹果 机、IBM、台宏基、神达亦已运用此种模式组织生产。 2 14 过程工业的敏捷制造策略 指定统一质量标准,如ISO-9000,经济效益与环境污 染控制。 3 制造柔性性 柔性制造是相对于原有的硬件式刚性制造系统而言 的,制造系统柔性化是适应多变市场需求的必要条件。 3 11 刚性制造 最早的机械自动化出现在美国通用汽车公司,称为De troit-Type自动化,它的出现从根本上改变了手工工场式的 制造,但它适应不了需求多变和多品种小批量生产的要求 这种硬件式的制造系统称为刚性制造。 3 12 柔性制造系统(FMS) 60年代英国Molins公司建成计算机控制的自动化加工 系统,它标志着硬、软件结合,有高度应变能力的一种新型 制造系统,与Detroit-Type相对,称为柔性制造系统(FMS) 并提出制造柔性这一概念。从70年代普及数控技术和全 自动化技术至80年代,CAD、CAE、CAP、CAM、CAD/CAE CAD/CAM、MRP、工艺数据库、物料传输等单项技术已经日 臻完善;90年代的知识工程和AI应用、优质低成本制造、并 行工程等均以柔性为其主要研究内容。 3 13 制造柔性定义 制造柔性定义为:制造系统对外部因素变化的顺应(响 应)能力和对系统内部因素变化(干扰、涨落或故障)的适应 能力。 敏捷制造要求制造柔性必须成为大系统的一部分,它 包括:人员、设备仪器和软件三方面的柔性,这样才能保证 敏捷制造系统的快捷响应能力。实现柔性制造说是容易做 时难。目前统计明90%以上的制造系统只能加工1类零 件,65%的系统只能加工2,10个品种规格的零件。要生 产满足柔性性,则就要大大增加系统的复杂性,这是个十分 复杂的问题。 4 虚拟制造技术 虚拟制造技术是一种新的人机界面形式,它是利用计 算机技术、强大的软硬件功能和其它交互设备,在计算机工 作平台上,产生一个虚拟环境。应用人类的知识、技术与感 知能力,与虚拟世界中的对象进行交互作用,对所要进行的 产品设计和生产制造活动进行全面的建模和仿真(包括:产 品设计、加工装配、物流、生产计划、组织管理等)。在产品 未生产出来前就实际地模拟出产品的设计开发和制造全过 程,并对产品性能进行全面模拟试验,预测产品的设计和制 造合理性、产品性能和制造周期等,以达到最佳化。使产品的开发生产周期最短、成本最低、质量最佳。 现在虚拟技术的范围已经从新产品开发设计、制造扩 展到虚拟公司组合、市场开拓和营销活动、产品技术经济评 价等。而所有这一切均在计算机平台上完成。 由于虚拟制造技术在面对激烈市场竞争中显示出了巨 大的技术优势。因此,目前已为各先进工业国家和公司所 极度重视。我国在机械工业部门主持下,已于1998年9月 在北京召开了第一次“虚拟制造技术研讨会”,以推进虚拟 制造技术在我国的研究和应用。 5 软件技术 计算机技术应包括:计算机硬件和软件两大部分。其 中软件技术又是充分发挥计算机功能的必要基础条件。可 以说只有通过计算机技术(硬件和软件)的应用,一切先进 技术才能发挥作用。现在软件功能已经十分强大,几乎在 涉及工程的一切领域中都可找到优秀的软件作为技术支 持。对某种技术来说,在一定程度上也可说软件功能就决 定了它的技术水平。 6 管理技术 管理是随着资本主义的商品生产发展起来的,至今已 进入了一个全新时代,它的历程可归纳如下。 6 11 传统管理 从18世纪后期至20世纪初,在手工业工场中凭管理 者经验办事,管理者就是资本所有者,工人凭经验干活,师 傅带徒弟。 6 12 科学管理 20世纪初至40年代,这时由自由资本主义向垄断资本 主义过渡,资本所有者与管理者分离,并从经验管理中总 结,使之系统化、科学化、理论化,进而指导管理实践,形成 科学管理理论。代表人物有泰勒(美)、法约尔(法)、梅奥 (美)等。 泰勒主张科学制定工时定额,作业环境标准化、计件工 资、编制工艺规程、管理人员职能制等。 法约尔提出了管理的5种职能:计划、组织、指挥、协 调、控制等。14条管理原则:分工、权力和责任统一、纪律、 命令的统一性、指挥的统一性、个人利益服从整体利益、报 酬、集权、等级系列、秩序、公平、保持人员稳定、首创精神、 集体精神等。 梅奥的“行为科学”理论,研究工人在生产中的行为和 产生行为的原因。内容包括:人的本性和需要、行为的动 机、生产中的人际关系等。他在哲学、医学和心理学方面研 究认为:工人是“社会人”,不同意泰勒认为工人是“经济人” 的看法;科学管理只注重“正式组织”,而在企业中还存在着 “非正式组织”;提出促进生产率的第一因素是士气和干劲, 而工作条件和工资报酬是第二因素。 总之,泰勒等人研究管理的重点放在工作方法和工作 条件上,以此来实现管理科学化。而梅奥等人则是以人为 中心来研究管理问题。 6 13 现代管理 二次世界大战至今,资本主义企业管理进入现代管理阶段。科学技术迅速发展,大型复杂重大工程出现,跨国公 司出现,环境和市场多变,市场竞争加剧反映了现时代的特 点。为适应社会发展,在管理理论上发展为两派:一是以泰 勒为代表的科学管理理论和法约尔为代表的组织管理理论 的延伸、演变,吸取了自然科学、技术科学的新成就,如:系 统工程、计算机等;另一是以梅奥为代表的行为科学派。两 派结合形成了现代管理,也就是科学管理和人际关系相结 合的管理。但敏捷制造的出现又把过去仅局限于企业内部 的管理扩展到了整个社会和市场。 7 人因工程(Human Factor) 在现代管理中,已把人的因素在生产和科技进步中的 作用放到了中心位置上,这一转变是有一过程的。起初的 考虑只在体能上,以研究如何最大限度的发挥人在生产过 程中体能的潜力,从而逐步发展到人的主观能动性的发挥, 以实现面向市场的快速响应。 8 我国机械制造业的现状所面临的严峻现实 目前机械制造业进入了建国以来最困难的时期,这已 为各个方面所关注。例如,机床工具行业,已经连续几年负 增长。机械工业部在“机械工业振兴纲要”中指出我国制造 业存在的五大问题:质量不稳定、产品水平低、达世界先进 水平的产品仅占5%;生产集中度低、分散重复严重;科技基 础薄弱,自主开发能力差;设备陈旧,工艺落后;管理薄弱, 没有现代管理概念。 由于长期在计划体制下运行,企业缺乏竞争力,资金短 缺,对市场的应变能力差,再加上进口的冲击,已使不少机 械制造企业处于困境。如何振兴、摆脱困境,可以先借鉴一 下先进国家和地区的做法。 (1)美国认为社会财富68%来源于制造业,所以始终把 目标放在要使制造工程研究和制造产业保持世界一流水平 上。主要措施: ?鼓励和支持大学和科研单位的研究成果向工业转 化,建立“国家制造工程中心(ERC)”、“工业大学合作研究 中心(IUCRC)”“、制造技术中心(MTC)”等。通过IVCRC推 进工业界与大学之间的合作交流,促进科技成果转化。 ?制定面向中小企业的综合自动化计划,通过MTC推 广这一计划,并对其进行诊断、评估、培训,提高雇员素质, 更新观念,切实提高占全美企业总数85%的中小企业的市 场竞争能力。 (2)日本在近10年来已成为世界制造业界的领袖,就 机床制造来说,在国际上已是三分天下有其一,占30%。自 1982年以来保持世界头号机床生产大国的地位。主要措 施: ?特别重视数控机床和数控技术的推广,数控机床占 机床总产量70%以上,这对提高日本工业生产率和国际竞 争能力作出了重大贡献。 ?政府和工业界不断主动采用新技术以维持其在制造 业的领先地位,如提出“精简、消肿”和面向市场的“敏捷制 造”新概念(精简化生产),以用户为“上帝”,以“人”为中心,以精简为手段,以“零缺陷”为最终目标,实现所谓“精良生 产”。这种不断改进产品生产模式的思路是增加企业新功 能和提高产品性能的一种策略。 ?高质量批量生产。 (3)德国制造业的特长是革新与高质量、高价格,面向 对象特殊需求,最短时间内供货。产品竞争主要通过技术 领先来实现,而不是降低成本。技术优势通过企业的良好 组织结构带动实现利润目标。企业技术改造反映在:物流 和加工过程自动化、信息流集成化、能源合理利用、企业结 构适应多变市场、人的积极性与技术进步。 (4)台湾采用的是一般性能与低价格。1967年机床首 次外销,利用台湾廉价劳动力,配合先进国家的资本、技术、 进口零部件、半成品进行简单加工组装,打外国厂牌。通过 外商销往美国等工业发达国家,赚取一点工资差额与外汇。 80年代开始国际化,由于大陆开放,廉价劳动力由大陆代 替,台湾开始着眼于高新技术产业,正式起步数控机床,经 过10年发展现有机床生产企业1150家,近90%是30人以 下的小厂。1996年机床产值达18亿美元,出口392亿新台 币,外销占67%。1997年受东南亚金融危机影响,机床生产 下降4%,为375亿新台币。 从以上国家和台湾地区的成功经验可知,其制造业的 发展都结合自身的特点,形成特色而求得生存。而我们只 要看准方向,从政府到企业制定切实可行的战略策略,切切 实实从各方面加以扶持和落实。而最关键的一条是各级组 织机构的改革,使之能协调发挥、调动各方面的优势和积极 性,适应当今市场的形势。 9 结束语 本文内容仅涉及了机械制造业中部分高新技术的发展 情况,如何将高新技术注入我国的机械制造业中,以产生良 好的社会经济效益,观念的改变和体制改革是关键,而应用 高新技术改造和开发具有市场竞争能力的新产品,这又是 当前改变我国机械制造业面貌的头等大事,离开了新品开 发,则其它的一切努力将成为无水之源和无本之木。克服 保守和墨守成规,在政府有关部门主持下,走产学研相结合 的道路,这将会使机械制造业走向健康和发展。 参 考 文 献 1 罗振壁等1敏捷制造———21世纪制造企业的战略1机械工程学 报,1994,30(4):1,5 2 周兆英等1敏捷制造的核心要素及其应用1机械工程学报, 1995,31(2):26,31 3 周祖德1振兴制造业刻不容缓1中国机械工程学会会讯,1998 (2):1,3 4 李占祥等1工业企业管理原理与组织1北京:中国人民大学出 版社,1989 参考:面临21世纪的机械制造业高新技术发展