先進制造業的概念范文

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先進制造業的概念

篇1

從政策層面來講,美國政府在金融危機后將發展先進制造業上升為國家戰略,希望以新的革命性的生產方式重塑制造業。

從行業層面上看,行業組織工業互聯網聯盟的組建,宣告了企業界進軍工業4.0時代的號角吹響。

與德國強調的“硬”制造不同,軟件和互聯網經濟發達的美國更側重于在“軟”服務方面推動新一輪工業革命,希望用互聯網激活傳統工業,保持制造業的長期競爭力。

政府戰略推動創新

2009年4月,剛剛出任美國總統的奧巴馬發表演講,提出將重振制造業作為美國經濟長遠發展的重大戰略。

同年12月,美國政府出臺《重振美國制造業框架》,詳細分析了重振制造業的理論基礎及優勢,成為美國發展制造業的戰略指引。

隨后奧巴馬政府從戰略布局、發展路徑到具體措施,逐步鋪展,完成了制造業創新計劃部署。

2011年6月,美國正式啟動“先進制造伙伴計劃”,旨在加快搶占21世紀先進制造業制高點。

2012年2月進一步推出“先進制造業國家戰略計劃”,通過積極政策,鼓勵制造企業回歸美國本土。

上述計劃包括兩條主線,一是調整、提升傳統制造業結構及競爭力;二是發展高新技術產業,提出發展包括先進生產技術平臺、先進制造工藝及設計與數據基礎設施等先進數字化制造技術。

2012年3月,奧巴馬首次提出建設“國家制造業創新網絡”,建立最多45個研究中心,加強高等院校和制造企業之間的產學研有機結合。

2013年1月,美國總統執行辦公室、國家科學技術委員會和高端制造業國家項目辦公室聯合了《國家制造業創新網絡初步設計》,投資10億美元組建美國制造業創新網絡(NNMI),集中力量推動數字化制造、新能源以及新材料應用等先進制造業的創新發展,打造一批具有先進制造業能力的創新集群。

這一創新網絡的重點研究領域包括:

開發碳纖維復合材料等輕質材料,提高下一代汽車、飛機、火車和輪船等交通工具的燃料效率、性能以及抗腐蝕性。

完善3D打印技術相關標準、材料和設備,實現利用數字化設計進行低成本小批量的產品生產。

創造智能制造的框架和方法,允許生產運營者實時掌握來自全數字化工廠的“大數據流”,以提高生產效率,優化供應鏈,并提高能源、水和材料的使用效率等。

據美國智庫威爾遜中心的《全球先進制造業趨勢報告》,美國研發投資量位于世界首位,其中四分之三投向制造業,在合成生物、先進材料和快速成型制造等先進制造業領域優勢明顯。

在政府和私營部門的大力推動下,美國很有可能出現以無線網絡技術全覆蓋、云計算大量運用和智能制造大規模發展為標志的新一輪技術創新浪潮。

產業聯盟打通技術壁壘

與德國工業4.0強調的“硬”制造不同,軟件和互聯網經濟發達的美國更側重于在“軟”服務方面推動新一輪工業革命,希望借助網絡和數據的力量提升整個工業的價值創造能力。

可以說,美國版的工業4.0實際上就是工業互聯網革命。而在此過程中,除了美國政府的政策扶持外,行業聯盟的率先組建成為發展的重要推手。

工業互聯網的概念最早由通用電氣(GE)于2012年提出,隨后美國五家行業龍頭企業聯手組建了工業互聯網聯盟(IIC),將這一概念大力推廣開來。除了通用電氣這樣的制造業巨頭,加入該聯盟的還有IBM、思科、英特爾和AT&T等IT企業。

工業互聯網聯盟采用開放成員制,致力于發展一個“通用藍圖”,使各個廠商設備之間可以實現數據共享。

該藍圖的標準不僅涉及Internet網絡協議,還包括諸如IT系統中數據的存儲容量、互連和非互連設備的功率大小、數據流量控制等指標。

其目的在于通過制定通用標準,打破技術壁壘,利用互聯網激活傳統工業過程,更好地促進物理世界和數字世界的融合。

篇2

關鍵詞:先進制造技術;現代管理技術;智能制造

1.先進制造技術的概念

先進制造技術是在上個世紀八十年代提出來的。是美國為提升機械電子產業的競爭能力,重樹機械電子產業重要地位而做出的重要舉措,曾經美國一些學者認為“美國已進入后工業時代,機械電子產業已經成為夕陽工業”,主張經濟中心由機械電子產業轉移向高科技產業和服務業,其結果是“美國發明,日本發財”。政府不重視使其機械電子產業的衰退,以及以前占優勢的汽車機械電子產業、家用電器機械電子產業、機床、半導體等產業在全球市場競爭中出現大滑坡。于是美國吃一塹,長一智,巨資投入研究和發展機械電子產業。上世紀八十年代末美國政府制定并實施了“先進制造技術計劃和制造技術中心計劃”。隨后,歐洲、亞洲等新興工業化國家也開展了各自的先進制造技術的理論和應用研究,如日本的智能制造系統、歐共體的尤里卡計劃等。由五部委召開了“先進制造技術發展戰略研討會”,拉開了我國先進制造技術研究的帷幕。

2.先進制造技術的發展

2.1先進制造技術的應用與實施

先進制造技術作為二十一世紀的高科技技術之一,無論在機械制造,汽車制造,電子電器產品制造等行業中都有廣泛的應用前景。要把先進制造的理念,方法在各個制造行業中應用并實施,需要從以下幾方面著手:產品的開發設計上,大力推廣計算機輔助設計技術,并行設計技術,反求工程技術以及綠色產品設計技術,充分考慮產品的全生命周期。在產品的制造過程中,優先應用各項先進制造工藝技術,比如采用精密成型技術,充分有效利用材料,節約能用,做到低耗,低碳,綠色的生產。在設備的引進和購置方面,盡量采用高效制造自動化設備,大力運用計算機控制的數控機床,加工中心及工業機器人,構建柔性制造系統,計算機集成制造系統乃至智能制造系統,提升機械電子產業的整體水平。此外還要應用現代企業的生產和先進的管理技術。

2.2信息化在先進制造技術中的應用

21世紀是信息化的時代,計算機技術和網絡通信技術飛速發展,在生產領域里已得到廣泛應用。機械電子產業管理信息化是建設領域信息化的重要組成部分,將在機械電子產業管理活動中發揮重要作用,并主導機械電子產業管理未來發展方向,信息化成為機械電子產業管理的必然趨勢?!笆晃濉睓C械電子產業管理改革發展規劃指出,將加快建設機械電子產業信息系統的規劃、建設,建立符合現行管理體制和市場機制的機械電子產業信息管理工作機制,完善全國機械電子產業信息系統,使全國機械電子產業信息做到互聯互通,為政府提高造價管理決策水平和完善公共信息服務創造條件。因此,機械電子產業管理信息化建設也是機械電子產業管理改革發展規劃的總體部署和要求。

2.3綠色制造技術的發展

進入21世紀以來,人類社會所面臨的資源短缺和環境污染等問題日趨嚴重,人類要實現可持續發展必須促使人與自然界和諧一致。為此,工業發達國家正積極倡導“低碳經濟”、“循環經濟”、“綠色制造”和“清潔生產”,大力研究開發生態安全型、資源節約型制造技術?!熬G色制造”正在成為未來制造業的發展方向,綠色制造技術將貫穿于制造業各環節,主要表現在以下三個方面:一是綠色產品設計技術。在設計階段就將環境因素和預防污染的措施納入產品設計之中,將環境性能作為產品的設計目標和出發點,力求使產品對環境的影響為最??;二是綠色制造技術。它從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化,符合環境保護要求,在整個制造過程中綜合考慮環境影響和資源效率,在保證產品的功能、質量、成本的前提下,使產品制造過程對生態環境無害或危害極少,節約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低;三是產品的回收和循環再制造。它是“資源產品廢棄物再生資源或再生產品”的反饋式循環模式?!霸僦圃臁笔且环N先進的制造邏輯與工業理念,它要求工業設計不僅要面向材料與功能,更要面向可回收再制造。再制造是通過新材料、新技術、新工藝、新裝備與新方法等一系列高新技術與手段的集成運用,因此可以保證再制造產品的性能和質量不低于新產品,甚至在某種情形下可以使其質量高于新產品。

3.結論

先進制造技術是使一個國家制造業強盛的關鍵所在,是企業興旺發達的重要途徑,也是企業贏得市場的有力武器。先進制造技術已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志,成為一個國家在戰場對抗和市場競爭中的重要支柱,它在國防建設和國民經濟發展中占有影響全局、決定全局的戰略地位。知識就是財富,人類當前社會正在由工業經濟時代步入知識經濟時代。高科技的發展促使機械電子產業發生了革命性的變化。總之,21世紀的機械電子產業是信息化、智能化、網絡化、不斷創新的綠色制造業,是人類智慧的結晶。

參考文獻:

[1]師漢民,易傳云.人間巧藝奪天工――當代先進制造技術[M].華中理工大學出版社,2010.

[2]李 勇.現代集成制造理念的發展[Z].北京先進柔性集成制造技術咨詢中心,2010.

[3]康磊晶.國外先進制造技術發展戰略[Z].中國兵器工業二一零研究所,北京先進柔性集成制造技術咨詢中心,2011.

[4]盛曉敏,鄧朝暉.先進制造技術[M].機械工業出版社,2010.

篇3

“第三次工業革命”的實質是內涵豐富的、多層次的,是已經發生突破但仍處于演進中的工業系統變革

關于“第三次工業革命”,不能簡單理解為由3D打印、計算機模擬等個別新的制造技術和設備的出現與應用引起的整個工業系統的突變,其實質是內涵豐富的、多層次的,是已經發生突破但仍處于演進中的工業系統變革。

“第三次工業革命”的突破性表現在已形成了一個“多維、立體”的新生產制造技術體系及技術經濟范式。這個體系的底層是高效能運算、超級寬帶、激光粘結、新材料等“通用技術”,中層是以人工智能、數字制造、工業機器人為代表的制造技術和工具,高層是應用了前述新的通用技術和制造技術的大規模生產系統、柔性制造系統和可重構生產系統。這個體系的有效運行形成了全球化生產、個性化制造、社會化制造等新的技術經濟范式。

“第三次工業革命”的演進性表現在這場變革還處于“梯度、漸次”的推進過程中。例如,高效能運算、虛擬設計與制造是近期跨國公司加速推進、應用的先進制造技術,3D打印技術的發展處于由傳統日用消費品、醫療器械向汽車、航空等新領域快速滲透的階段,而可重構生產系統是以美國為代表的先進工業國家為迎接全球制造和個性制造、為解決大規模定制系統無法很好地解決產品成本和產品多樣性、產品性能之間沖突所做的戰略性技術準備,目前仍然處于科學研究和概念設計的階段。

國外的科學家、未來學家和媒體之所以在今天大肆宣揚“第三次工業革命”的概念,并不是因為前面提到的基礎制造技術剛剛出現,事實上,這些基礎制造技術的發明和工業應用大多已經經歷了幾十年的時間;而是由于經過了長期的科學探索和技術積累,這些基礎技術的技術成熟度和經濟成本已經達到了使其在制造領域進行較大規模應用和推廣的水平。其中,作為現代制造技術系統中最底層技術的信息技術的快速進步使得信息存儲、傳輸和處理成本的幾何級數下降是主要原因。例如,1992年,1M數據的平均傳輸成本為222美元,但到2010年,大幅下降到0.13美元。

目前以美國、德國等制造業強國為代表的國家最為關注,同時也集中資源加大技術突破和應用的領域是高效能運算技術突破和平臺建設。美國競爭力委員會提出將高效能運算定義為“改變全球制造業游戲規則的機器”,并建議通過政府企業的積極合作來推進美國“計算資源”的協調和整合,將美國的前沿計算能力轉化為制造業競爭力。之所以將高效能運算作為美國先進制造技術的突破口,一方面是因為高效能運算與美國的信息技術優勢銜接;另一方面,高效能運算可以大大提高新產品的開發能力,從而提高美國制造業的競爭力。目前,美國、德國和日本等國已紛紛出臺計劃和政策,加大對高效能運算的研發和應用支持。

“第三次工業革命”是挑戰也是機會,需要有建立長期發展戰略加以應對的緊迫感和抓住機會培育經濟發展新動力的信心

“第三次工業革命”對我國的經濟發展可能形成以下沖擊和挑戰。

一是進一步弱化我國的要素成本優勢。“第三次工業革命”加速推進了先進制造技術的應用,必然會提高勞動生產率、減少勞動在工業總投入中的比重,我國的比較成本優勢可能因此加速弱化。根據美國研究機構的計算,根據勞動生產率調整后的綜合勞動成本,我國的勞動力成本是美國南部州的35%左右,到2015年左右將達到60%左右。未來5~10年中美勞動力成本之間的差距將快速縮小。再加上美國在能源方面形成了價格洼地,其物流成本只占到GDP的9%,而中國占到18%。美國發展制造業的比較成本劣勢會逐漸減弱。

二是可能對我國的產業升級和產業結構升級形成抑制。現代制造技術的應用提升了制造環節的價值創造能力,使得制造環節在產業價值鏈上的戰略地位將變得與研發和營銷同等重要,過去描述價值鏈各環節價值創造能力差異的“微笑曲線”有可能變成“沉默曲線”甚至“悲傷曲線”。發達工業國家不僅可以通過發展工業機器人、高端數控機床、柔性制造系統等現代裝備制造業控制新的產業制高點,而且可以通過運用現代制造技術和制造系統,裝備傳統產業來提高傳統產業的生產效率,從而“第三次工業革命”為發達工業國家重塑制造業和實體經濟優勢提供了機遇,曾經為尋找更低成本要素而從發達國家轉出的生產活動有可能向發達國家回流,導致制造業重心再次向發達國家偏移。

三是可能進一步惡化我國的收入分配結構。伴隨著先進制造技術發展可能導致的制造業“逆轉移”,基于先進制造技術的工作崗位也會隨之轉移,從而破壞我國產業工人的勞動報酬增長機制。據統計,我國居民可支配收入占比從2000年的60%多減少到近年的50%左右,其原因有60%可以由居民勞動報酬下降解釋。提高勞動報酬的機制,最根本、最有效、對要素市場扭曲最小的方式是為勞動者創造更多高勞動生產率的工作崗位。但是在一般勞動者素質不能夠大幅度提高的情況下,“第三次工業革命”的推進會造成職工的失業或者被鎖定在低附加值的簡單勞動環節中,勞動者收入改善的相對速度有可能放緩。

但是,面臨“第三次工業革命”,我國還有相應的“機會窗口”和“時間窗口”。

從機會看,一方面,“第三次工業革命”會催生新的制造系統和生產設備產業的發展,這些產業的發展會帶動信息產業、新材料產業等新的產業門類的出現和增長,從而為我國戰略性新興產業的培育和發展創造很好的機會;另一方面,先進制造技術終歸是在工廠和制造環節的應用,我國龐大的制造基礎為先進制造技術和相關產業的發展提供了巨大的潛在市場和應用場所。

從時間看,由于“第三次工業革命”是一個漸進的過程,先進制造是一個復雜的技術系統,先進制造技術的廣泛應用往往涉及到大量基礎的技術成熟度和成本經濟性的制約,同時先進制造技術轉換為現實的產業競爭力,不僅取決于技術和設備因素,更涉及到企業管理系統,甚至整個社會制度的配套完善,我國還有時間通過戰略調整和持續的現場學習,來實現對“第三次工業革命”的應對。

我國要從國家戰略的高度,積極采取措施實現先進制造技術的突破

第一,加快制定實施我國的“國家先進制造技術突破和應用規劃”。美國的《制造業行動計劃》提出,要通過技術創新和智能制造實現下一代生產率;加快部署新的制造工具和技術的創新實施,應用計算機建模和模擬技術促進美國高效能運算能力達到超大規模級,促進建模和模擬技術的工業應用,加強科學、技術、工程和數學教育。歐洲的《未來工廠計劃》提出,要加大對現代制造技術的研發投資和政府企業間合作,加快發展可持續的綠色制造、ICT智能制造、高效能制造和基于新材料的制造。我國應盡快制定和實施“國家先進制造技術突破和應用規劃”,并制定相應的產業政策和實施細則。

第二,以現代“母工廠”建設為抓手,推進我國的先進制造技術突破和應用。目前我國產業政策對企業創新的扶持過度投向企業的“實驗室”,而對生產制造環節的扶持引導不足,這也是導致我國新產品工程化能力弱、產品穩定性和可靠性等產品性能競爭力低下的重要原因。建議借鑒日本的“母工廠”做法,遴選設備先進、系統管理能力強、現場管理工作扎實的工廠進行重點建設和投資,將這些“母工廠”建設成為我國先進制造技術突破、應用的場所,建設成為先進制造技術和先進現場管理方法持續改善的試驗田,從而最終以點帶面地推進我國制造業素質的整體提升。

第三,建設完善高效能運算、工程數據庫等先進制造技術基礎設施。目前我國以華大基因等為代表的高技術企業實際上已經在高效能運算等領域積累了較強的技術能力。政策的關鍵是依托這些企業和技術設施,建設“國家”層面的公共技術基礎設施,將企業能力轉換為國家能力。建議建立國家高效能運算研發中心和高效能運算服務中心,在加快高效能運算前沿技術突破的同時,重點加快促進既有的高效能運算技術儲備轉化為商業應用和公共服務。建議加快推進國家級工程數據庫建設??梢圆扇≌鲑Y、獨立非營利性社會組織運營的組織方式,數據庫數據采取會員企業自愿提供、共同分享的工作方法,形成持續投入、有效運營的可持續發展機制。

篇4

【關鍵詞】教學;制造技術

先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology,簡稱為AMT)是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說,就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括:計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一,但并非充分條件,其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理,有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合[1]。先進制造技術涉及的內容廣,學科之多,特別是隨著經濟的快速發展與高新技術的不斷革新,先進制造技術不斷的處于革新當中,作為相對基礎較薄弱的高職生,要想順利的掌握好這門課程,必須改革教學方式與方法。本文,從教學過程中遇到的問題出發,簡單的談談這門課程的教學感想。

一、課程特點

1、先進制造技術課程是我校近年來新開的一門機械類專業課程,教學對象是我院高職機械類專業大三學生,開課的主題思想是通過介紹先進制造技術的關鍵技術內涵、技術發展前沿、目前企業所使用的較成熟的制造技術等,使學生了解和掌握先進制造技術的新思想、新工藝及前沿動態發展狀況,拓寬學生知識面的同時,使學生盡快從傳統的制造業設計思想和制造方式向先進制造業設計思想和制造方式轉變,以適應行業發展需求。課程目的是使學生了解先進制造技術基本概念與內容的同時,掌握好現階段的先進制造技術,以更好的適應行業需求,提升自身的綜合技能,為社會服務。從定義來看,先進制造技術課程不但具有多學科的交叉性,同時還具有前沿性,與傳統的制造技術類課程相差很大,先進制造技術課程介紹的是一種大制造概念,具有創新性的制造理念,如,綠色制造、可持續制造、虛擬制造技術等。針對這么課程的多學科交叉性、前沿性等特點,在教學過程中,選擇合理的教學方式或實踐方式,使學生在段時間內了解這些先進制造工藝、制造模式及先進理念,是我們教師應該多考慮的地方。

2、本課程的教學對像,是高職機械類專業大三上學期的課程,眾所周知,目前高職類學生普遍基礎較薄弱,針對這部分學生的教學,不能過多的強調理論,加之,在這一學期,大部分學生要找工作,各種招聘會等,學生集中力更不集中,因此,這些實際情況也對教師提高了要求,教師不但要講清楚本課程的知識,更要提高學生的興趣,要能在有限的時間內達到事半功倍的教學效果。

二、教學過程中存在的問題與教學改革

結合近兩年來的教學總結,該門課程教學過程中主要遇到以下問題:

1、學生開始興趣濃厚,但隨著教學的深入和課程內容難度的增加,學生開始變的很茫然,最終失去興趣而放棄;

2、實踐條件較欠缺,直接影響學生的學習興趣;

3、學生創新思維、探索精神較薄弱;

4、該門課程的師資隊伍建設較欠缺。

針對教學過程中碰到的問題,本人簡單的談談自己的感想:

1、加強激發學生學習興趣

俗話說,興趣是最好的老師,興趣是學習動力,有興趣的學習是主動的、學習氣氛也是活躍的。因此,在教學過程中,應采用有興趣的導入方式,引起學生對本課程內容產生興趣,如講授柔性制造系統時,可以以故事的形式講授其發展歷史,研制經歷等引起學生的興趣;講授快速成型技術時,可以帶領學生在實訓室進行授課,進行現場教學,甚至讓學生在老師的指導下成型出簡單的產品。因此激發學生的學習興趣是非常必要的,我國著名教育改革家魏書生曾說過:好的導語就像磁鐵,一下子把學生的注意力聚攏起來。所以,職業教學應根基課程的特點,采用合理的教學方式,把學生的注意力吸住,激發學生的學習興趣。

2、采用多媒體與實踐加理論穿插式教學方式

由于先進制造技術課程具有較強的實用性特點,因此教學過程中,應盡可能通過多媒體教學方式向學生展示,通過圖片、視頻讓學生積極參與、積極思考,有利于學生與教師的互動,與此同時,若將課堂搬至實訓室,其效果會更佳,通過多媒體講解概念、視頻或動畫展示加工步驟后,再讓學生進行實踐操作,如3D打印技術的講解。

3、加強該門課程是師資隊伍建設力度

針對大多數院校而言,該門課程開設時間不太長,師資力量較薄弱,這些直接影響到該門課程的教學經驗的積淀,從國家層面,應充分利用假期時間加強該門課程的教師培訓工作,加強兄弟院校的教學經驗交流力度;從學校層面,可以制定相應的激勵政策,鼓勵青年教師加強該課程的學習,有條件的學校,甚至可以將該課程建設成精品課程,加強校企合作,派遣教師去相關企業學習新的制造技術。

三、結束語

先進制造技術這么課程設計的學科較多,針對目前高職學生的實際情況,激發學生的學習興趣,并采用多媒體、理論加實踐教學方式,同時加強與學生的互動等方式能有效提高該課程的教學效果。

參考文獻:

篇5

關鍵詞:先進制造技術;教學內容;考核方式

【中圖分類號】G712

制造業是國民經濟中重要的支柱產業,制造技術的水平和制造業的實力反映一個國家的生產力水平,決定著國家的經濟競爭力和綜合國力的強弱。由于傳統的以大批量生產為特征的制造技術和制造模式已無法適應現代市場環境的嚴峻挑戰,從而引發了制造技術、制造模式和管理技術的劇烈變革,先進制造技術就是在這樣的環境下提出來的新觀點。先進制造技術是制造業在不斷吸收信息技術及現代化管理技術等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務直至回收的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、敏捷的生產,從而提高企業市場競爭力的制造技術的總稱。

隨著我國制造業的迅猛發展,先進制造技術和現代管理方法在生產中的應用越來越多,我院機械類專業開設了《先進制造技術》課程,目的是拓寬學生專業視野,掌握制造技術最新發展。由于先進制造技術課程涉及的內容多,哲理深奧,覆蓋面廣等原因,使得學生在學習的過程中理解和掌握比較困難,學生的感性認識欠缺,對學習的興趣不高,普遍感到枯燥難懂,學習注意力難以持久,因而學習效果不好。怎樣使學生在有限的時間內學到更多的知識,培養良好的職業素養和創新能力,對先進制造技術課程進行教學內容和教學手段的改革就顯得十分重要。

一、《先進制造技術》課程的特點

1.課程的內容多,覆蓋面廣

《先進制造技術》課程的內容十分繁雜,覆蓋面廣,包括柔性制造系統、計算機集成制造系統、快速成型技術、先進生產管理技術、特種加工技術、超精加工技術、納米加工技術、生物加工技術和綠色制造等先進的制造工藝技術和成組技術、并行工程、精益生產、準時生產、敏捷制造、虛擬制造、可重構制造、網絡制造、智能制造等先進的制造模式,以及現代生產管理信息系統、企業供應鏈管理和產品數據管理等先進的管理技術等。

2.課程內容上既繼承又發展,具有動態性

《先進制造技術》課程所講授的內容中有很多的先進技術是既繼承又發展的。如在物料需求計劃的基礎上,將企業的經營、銷售、財務、成本管理納入,則發展為制造資源計劃,而制造資源計劃經過擴充和進一步完善則發展成為企業資源計劃。同時,隨著時間的推移,各種先進制造技術不斷吸收各種最新技術成果,并不斷發展和創新。故本課程的內容也具有動態性,需要不斷地更新。

3.教材內容的滯后性

先進制造技術發展迅速,而教材的內容大多是已經成熟或即將成熟的知識,與相關學科的最新進展相比存在一定的滯后性。因此,授課教師必須及時檢索、查閱相關技術的最新研究成果,并補充到教學內容中,使學生能夠掌握制造技術的最新知識。

4.教材內容的概述性

由于該課程涉及的內容多、課時少(一般為40課時),對于每一種先進制造技術,本課程都不能進行深入、詳細的講解,而只介紹其基本原理、特點、應用和發展趨勢等。

二、教學改革

1.教學內容

作為高等教育的重要組成部分,高等職業教育以造就新型工業化需要的能力強、素質高的高端技能型人才為目標,不僅要培養大量能夠勝任現場操作的高技能人才,而且要為潛在的未來能夠擔當企業推動技術創新和實現科技成果轉化的高端技能人才營造訓練環境。未來先進制造技術要求從業者既有較強的實踐動手能力,又有一定的理論知識和智力技能,必須具有較強的自主學習能力和創新能力,具有對新知識、新技術的快速學習、吸收和創造性的應用能力,能夠把高新技術和設計成果迅速轉化為實踐、產品,促進制造企業的產品創新和技術創新。先進制造技術作為一種動態技術,不斷吸收各種最新的技術成果,那么作為介紹先進制造技術的《先進制造技術》課程也應該是一門動態的課程,隨著新科技、新理念的不斷出現而不斷更新、充實和發展。另外,由于先進制造技術涉及產品的整個生命周期,從市場調研、產品設計、工藝設計、加工制造、生產管理、售前售后服務到產品的回收等方方面面的內容,因此先進制造技術課程的內容十分龐雜,涉及許多其它學科的知識,如管理科學、電子科學、材料科學、信息科學等,在短時間內全部掌握是不可能的。對于教學內容的安排就顯得尤為重要,先進制造技術包含的內容非常廣泛,教學課時內不能全部介紹,課堂教學只能選擇有限的部分內容講解。重點介紹現代設計技術、先進成形制造技術、先進制造工藝技術、制造自動化、先進制造的模式與管理技術等核心內容。同時,教師應注意收集各種先進制造技術最新的研究成果,及時補充教學內容,確保教學內容的前瞻性。

2.課堂教學方式

如何增加學生學習的動力,激發學生學習新知識和新技術的興趣。要轉變傳統的教師觀與學生觀,教師不能只單純地傳授知識,為人師表,把學生當作被動受教育的客體。在課堂教學中,從以教師為中心向以教師為主導,學生為主體的轉變,從單一的專業教育向綜合素質教育和通識教育的轉變,從以傳授知識為主向全面地培養能力為主的轉變,從單一的培養模式向多層次、多方位的立體培養和因材施教的轉變,從封閉式教學向開放式教學轉變。經過一段時間的學習,確立引導學生自主學、激勵學生合作學、培養學生創造學三個學習目標。

(1)教師應引導學生自主學習

知識更新速度的加快,知識總量急劇增加,教育的重點要從傳授知識轉變為著重培養能力,特別是學習能力和思維能力。教師在教學過程中,要充分發揮學生的主觀能動作用,引導和啟發學生主動認知、質疑問題,重點掌握研究和解決問題的思路和方法。注意指導學生對所學知識的思考、歸納、總結、應用,從而了解學習過程,認識學習規律,尋找和總結適合自己的、靈活而高效的學習方法,發展學生的自主學習能力,為學生的再學習和繼續發展奠定基礎。教學中引導學生明確想學什么和應該知道什么,然后讓學生選擇自己感興趣的部分內容自主學習,在課余的時候收集相關的新知識和新技術,在課堂中給予學生機會講解。學生選擇學習內容,掌握了學習的主動權,激發了學習興趣。同時應及時修訂和充實教學的內容,擴大課程教學資源,提高課堂教學的柔性。

(2)在課堂上引入案例教學法

通過企業生產實例提出需要解決的問題,然后介紹解決問題的方法,最后總結必要的結論和概念,避免傳統的提出概念、解釋概念、舉例說明這一知識學習的三段論,這樣可以讓學生從死啃理論教學和書本中走出來。在課堂上中通過給定的問題情景,鼓勵學生以小組活動的形式運用已學的知識,模擬解決問題的方法,通過討論共同找出結論。學習能力弱的同學碰到自己解決不好的問題時,可以由能力較強的小組成員討論解決,也可以在其他小組同學的幫助下完成。小組討論既可以讓學生互補知識,同時也鍛煉了學生團隊合作精神。

(3)合理應用多媒體教學課件

那種以教師為中心、課堂為中心、書本為中心的教學模式已經不能適應現代課堂的需要,而多媒體教學課件能較好地將文字、圖像、聲音、動畫和視頻信息等眾多媒體的信息集于一體,給學生提供一個生動逼真、內容豐富、交互性好的人機界面,使學生的各個感官能夠同時接受到大量的教學信息和豐富的知識,能培養學生的想象能力、創新思維和創新意識。雖然計算機輔助教學帶來了許多新的變化,但多媒體只不過是學習和教學的-種工具,也不是所有的內容都適合應用多媒體,教師需要適時地講解難點和提醒學生在演示過程中注意觀察重點,并及時加以引導、啟發、歸納和總結。

(4)培養創新意識和創新能力

創新能力是21世紀從業者的基本要素。要從授課指導思想、學習環境、課程評估、學習氣氛等多種因素考慮,把課堂教育中的不同教學環節、教學方法、課外活動的作用結合起來,激發學生的創新動機和創新精神。教師應注意給學生營造不同智力要求又有挑戰性的問題情景,讓學生通過自己一系列思維的加工,發展自己的創新思維和能力;給學生以主動探究、自主學習的空間,通過各種途徑、形式搜集、整理資料,通過質疑、思考、論證、解決問題,得出結論;采用啟發式、討論式等多種教學類型和組織形式,注意激發學生多方面的思維,使其智力活動多樣化、豐富化;給學生以心理安全的教學氣氛,鼓勵和尊重學生的提出的各種問題和想法,讓學生知道他們的觀點是有價值的,并從因果關系上展開評價。

3.考核方法

考核方法主要表現在考核內容和考核形式兩個方面。在考核內容上盡量涉及先進制造技術的各個方面,知識覆蓋面寬,考核內容全面,同時要抓住重點,選擇那些廣泛應用于我國生產實際的先進制造技術,如數控技術、激光技術等。在考核形式上可以采取上課討論、平時查閱文獻、課后布置作業、實踐環節、小論文等多種形式,變考知識為考能力,按照一定比例權重來決定本課程的最終成績,這樣可以改變過去"一張試卷定終身"的局面。同時給學生在學習本課程時很大的自由度,鍛煉學生的查閱文獻、信息獲取,論文寫作、實踐和操作等方面的能力。另外,可以采用合適的方式讓學生對本課程進行評價,一方面對教師的教學方法、教學效果提出一些建設性的意見,以便教師根據反饋意見進行改進;同時可以根據課程評價內容反映學生對本課程的參與程度,將其作為考核學生的一種輔助方式。

三、小結

先進制造技術具有先進性、廣泛性、實用性、系統集成性和動態性等特點,是在傳統制造技術、信息技術、自動化技術、現代管理技術等相互滲透、融合而形成的。《先進制造技術》這門課程也要隨著先進制造技術的發展而與時俱進,從教學內容、教學方法、考核方法等方面進行改革。使課堂教學質量得到變革性的提高,從而培養出具備更強創新能力、綜合能力、能適應環境變化的高端技能型型人才。

參考文獻:

[1]賈晨輝,馬文鎖,任小中.先進制造技術課程教學方法研究[J].科技資訊,2009.

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(一)是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。

(二)是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

(三)是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

(四)是面向全球競爭的技術

20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

(五)是市場競爭三要素的統一

在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。

二、先進機械制造技術的發展現狀

近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。

(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。

(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。

(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

三、我國先進機械制造技術的發展趨勢

(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。

(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

四、結語

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

參考文獻:

[1]馬曉春,我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).

[2]王世敬、溫筠,現代機械制造技術及其發展趨勢[J].石油機械,2002(11).

[3]武永利,機械制造技術新發展及其在我國的研究和應用[J].機械制造與自動化,2003(1).

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關鍵詞:高等教育 教學改革 先進制造技術

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)04(b)-0043-02

《先進制造技術》課程是我校近兩年來新開的一門機械類專業選修課程,教學對象是我院大四學生。開課的主旨思想是通過介紹先進制造技術的各項關鍵技術的內涵、特征、技術發展前沿和關鍵技術等,使學生了解和掌握先進制造技術的各種新思想、新方法、新技術,了解本學科發展的前沿狀況,拓展學生的知識面,使學生適應由傳統制造業的設計思想和制造方式向先進制造業的設計思想和制造方式轉變,并能在今后工作崗位上加強先進制造技術的應用,適應社會生產發展的需要。課程的目的在于使學生能在總體上了解先進制造技術的基本內容及其在提高國民經濟發展水平方面的巨大潛力,從而去影響和推動相關人員共同奮斗,不斷地推廣先進制造技術,并在實踐中勇于提高和創新,不斷地提高我國的機械制造技術水平,以增強國力和世界市場的競爭能力。

1 課程特點

1.1 《先進制造技術》的課程特點

先進制造是由多學科高新技術集成的制造工程科學,它以制造工藝技術為核心,體現制造過程的物理本質,是先進制造的使能技術,圍繞制造的物理本質,綜合了高新技術的輔助技術群,如過程控制、柔性制造系統(含組織由于調度)、并行工程、全面質量管理、虛擬企業及企業聯盟,先進制造的終極目的是滿足顧客提出的要求。

因此,《先進制造技術》課程不但具有多學科交叉性,更具有科研前沿性。傳統制造技術或工藝類課程,不但可以列舉出很多應用實例,還可以帶學生到生產現場實習,通過感官體驗來加深印象;而《先進制造技術》,主要介紹的是一種大制造概念,引領未來制造業的具有創新性的制造理念,比如可持續制造、綠色制造、人文制造、生物制造等,它更多的是提出一種理念,而這種理念是目前制造行業的發展方向,因此,很難找到與此相符合的生產實例。再比如,虛擬制造技術與網絡制造,他們是目前制造行業科研的熱點課題,但具體的實際應用或生產,卻很難體現。

針對《先進制造技術》課程的這些交叉性、前沿性、學術性的特點,在教學過程中,如何選擇合適的教學方式或實踐方式,使學生在較短的時間內了解這些大制造概念下的先進制造工藝、先進制造模式以及未來先進制造理念,是我們老師應該重點思考的問題。

1.2 教學對象的特點

本課程是機械類專業的專業選修課程,教學對象是大四上學期的本科生。對于本科生,大四第一學期是最繁忙和迷茫的時期。在這一時期,少部分學生準備考研,學習時間的安排也一切以考研科目為重。大部分學生要找工作,而大四第一學期也是各種招聘會、公務員考試、各種職業資格考試最多的學期,所以,學生們很少有時間或把興趣放在專業選修課程上。更多的關注是拿到專業選修課程要求的學分。

因此,教學對象的實際情況也提高了對教師的要求,教師不但要知識講清楚,更要提高學生們的興趣,在有限的教學時間內達到事半功倍的效果。

2 教學改革實踐的嘗試

2.1 備課

《先進制造技術》的課程特點以及學生自身的實際情況,就要求老師在進行備課的時候不能僅僅關注課程的知識點,而更多的結合目前制造業的實際以及學生就業或進一步深造的心理,從《先進制造技術》課程所涉及到的行業發展高度,對學生的就業做指導。

例如,在《先進制造技術》課程加工域活動中的“快速原型技術”部分,該部分主要介紹與傳統的“減量制造概念”相對的“增量制造概念”。就課程內容本身來說,雖然是研究熱點,但在實際生產中很難遇到。而三維模型與快速原型設備之間的接口程序卻與目前機械制造行業的數控加工、加工中心的接口程序很相近。因此,在備課過程中,我就從這一“相近性”著手,對“接口程序”內容查閱了大量的資料,包括目前常見的數控接口程序、加工中心接口程序等非常具有現實意義的應用實例,然后逐步擴展至快速原型的接口程序與標準。

2.2 授課環節的探討

(1)教材知識點的講授。

《先進制造技術》課程涉及到很多交叉學科、研究前沿的知識點,這每一個知識點,實際上都是一個學科方向或學科前沿。因此,在有限的課堂時間內,很難把這些知識點向學生講述透徹,并且,對于大多數知識點,筆者認為,也沒必要全部理解。因此,在講述過程中,筆者一般都是用很短的時間對這些知識點或學科前沿進行講述,但要求學生對這些學科方向或研究領域所涉及的一點關鍵知識點進行筆記記錄。然后根據每個學生的不同興趣,讓學生對自己感興趣的領取去查閱資料,并形成約20分鐘的課件,在下次上課過程中進行講述。這一環節,主要是培養學生自主學習、自主從各個渠道獲得知識的能力。

(2)學生自講自評。

每次上課,均安排1~2個學生走向講臺,根絕自己獲得的信息來講述相關知識點,然后學生互相提問。在剛開始進行這種教學實踐的時候,筆者還心存疑慮,怕學生已經習慣了傳統的填鴨式教學而不愿走向講臺,但經過兩次實踐以后,學生非常配合。其實,在學生內心里,都有一種求知欲和被認可的心理。通過學生的互評和老師的鼓勵,很多學生走上講臺后都信心十足,準備的內容也越來越詳細,越來越多,表達能力也逐步增強。在最初上課階段,有幾個學生一直坐在教室的后排,不是睡覺就是低著頭看其他與課堂無關的書籍。通過幾次實踐后,大家都坐在了一起,課堂氣氛活躍了很多。比如在講述“快速原型工藝”部分時候,有一學生根據自己熟悉計算機繪圖以及動畫的特點,把原本很生硬和難懂的設備原理圖繪制成了三維動畫,非常生動形象。不但把這一生硬的工藝過程講得栩栩如生,還得到了同學生的鼓掌和羨慕。不但使同學們獲得了知識,自己的特長也得以發揮,培養了學生自主學習的興趣與能力。

(3)教師―― 學生互動。

在開始上課階段,筆者一直是站在講臺上講述與回答學生的問題。但是,在這樣的教學過程中,筆者發現,老師一旦站在講臺上,與學生之間的距離就拉大了很多,學生有很多問題都不敢大膽提出。后來,筆者就嘗試著走下講臺。走下講臺發現,學生對這種科技前沿的東西很感興趣。網絡和電腦的普及,提供給學生很多獲取知識的渠道。走下講臺后,筆者每提出一個問題,學生們都嘰嘰喳喳,非常踴躍的發言。很多時候,都是學生走上講臺,把自己的理解與認識拿出來與大家共同討論。

(4)教研相輔。

科研意識是指積極從事科研工作的動力,潛心捕捉和研究問題的探求欲,是科研素質的基礎;而教育科研意識則是指:“教師對教育活動的有意識的探索和革新,是運用教育科學理論指導教育活動的自覺性,是對所從事的教育活動的一種清晰而完整的認識。它既表現為行為主體對教育環境的主動適應,也表現為行為主體對教育環境的積極影響與改造?!苯逃蒲幸庾R高的教師深知教學與科研相互消長的關系,善于運用自身所學的教育科學理論來指導日常教學,不斷以科學理論為標準總結日常教學經驗,善于發現問題,并能及時地根據教育科學理論來調整教學細節,以求解決問題完善教學。教育科研意識高的教師還善于提高自身的專業素養及科學素養,熟悉本學科的科研發展新動向、新成果,知道如何根據所掌握的新動向、新成果來指導自身的科研及教學。中國的教育要與國際接軌,教育改革要繼續推進,各高校要培養出有較強綜合能力及市場競爭力的大學生,就要求教師優化教育科研意識,通過教育科研活動來改變傳統的教學模式,真正培養出有自主學習能力、創新能力的優秀人才。

在講述過程中,筆者經常根據授課內容,將自己目前正在從事或以前的科研成果展示給同學們。比如,在講到“快速原型材料”的時候,筆者就將自己目前正在研究的“梯度功能復合材料”的成果展示大家,并結合自己的貼身體會,和同學們交流科研的實質與方法。不但打破了學生對科研的神秘感,更提高了他們對科研的認識,對創新實質的體會,培養了學生們的科研興趣。

(5)擇業交流。

由于教學對象是大四第一學期的本科生,他們都面臨擇業和考研的壓力與迷茫。對于大多數學生來講,他們正在積極盲目的參加各種招聘會。究其原因,是同學們對自己的行業還不了解,對自己的特點或優勢還看不清楚。筆者就結合自己的經驗和所見對同學們進行交流。這也是每次課堂教學中同學們最為活躍的部分。其實,這一看似和教學無關的環節,卻引起了學生們的極大思考。

大學是青少年走向社會的過渡階段,但是,作為大四學生,由于在大學期間的教育基本上都是填鴨式的學習,所以,學生很少自己去獨立思考,并且,由于和實際生產(尤其對于機械類專業)的脫節,很多學生不知道自己的專業究竟有什么前途。尤其對機械行業,很多學生都普遍認為是一個“夕陽產業”,但是,大家又不想背離自己的專業,所以,很多學生感到很迷茫,就穿梭與各種招聘會,不但耽誤了大量的時間,還喪失了很多很好簽約機會。根據學生的這一心理特征,從機械行業的內涵與外延出發,結合《先進制造技術》所提倡的大制造感念,對機械類行業的發展進行了探討。逐步破解學生的迷茫心理,并大大提升了他們對自己專業的了解與信心。

3 結語

教―― 學的目的,最終還是為了學生的“學”,因此,教師在整個教學環節中,都應該圍繞著學生的“學”為中心。而“學”又分為教材知識的學習和學習能力的學習。在當今這個科技進步日新月異的世紀,個人認為,學生的學習能力更為重要。因此,就要求老師在教學過程中更應該注重這一點。

前面對《先進制造技術》課程特點的介紹可知,該課程是一門專業選修課,是目前國內外大制造概念中的科技前沿,是涉及到多學科的交叉技術。因此,在講述該課程的過程中,培養學生的學習能力更應該放在首位。為了達到這一目的,個人認為,應該打破或不局限于傳統的“教師灌輸,學生吸收”的教學模式,一切有利于培養學生學習能力的手段與方法都可使用。下面幾點就是作者本人對該課程教學改革的幾點思考總結:

(1)在備課中,應該收閱大量的資料,尤其注重科技前沿與目前生產實際的聯系了,注重多學科交叉知識點的歸納與分解。

(2)教學過程中,應盡量采用和學生面對面交流的方式,注重培養學生的興趣以及自主思考學習能力。

(3)注重從學生的心理實際出發,激發學生的個性與特長。

參考文獻

[1] 賓鴻贊,王潤孝.先進制造技術[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2] 徐尚文.多媒體技術在化學課堂中的運用[J].中國信息技術教育,2009,18:54.

[3] 陳少康.重實踐重實效致力于能力培養[J].化學教學,2009,6:35-37.

篇8

關鍵詞: CIMS; 離散型制造; 發展策略; 并行工程

中圖分類號:G71 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2014)02-09-02

0 引言

CIMS(Computer Integrated Manufacture System)計算機集成制造系統的概念是1973年由美國學者約瑟夫·哈林頓在《Computer Integrated Manufacturing》一書中首次提出的。它的內涵是借助計算機,將企業中各種與制造有關的技術系統集成起來,從而達到降低庫存、提高生產效率和管理水平的目的,進而提高企業適應市場競爭的能力,其別強調企業各個生產環節是不可分割的,需要統一安排與組織,其“系統的觀點”及產品制造過程是信息采集、傳遞、加工處理的過程,即“信息化的觀點”。

計算機集成制造是一種組織、管理與運行企業的理念。它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術等有機結合,借助計算機,使企業產品生命周期中的市場需求分析、產品定義、研究開發、設計、制造、支持(包括質量、銷售、采購、發送、服務),以及產品最后報廢、環境處理等各階段活動有序完成。這中間有關組織、經營管理和技術是三個要素已通過CIMS,將信息流、物流和價值流有機集成并優化運行,實現企業制造活動的計算機化、信息化、智能化、集成化,以達到產品上市快,質量高、能耗低、服務好、環境清潔,進而提高企業的柔韌性、健壯性、敏捷性,使企業更好地贏得市場競爭。

1 CIMS的系統組成

CIMS的組成可分為四個功能子系統和兩個支撐系統,分別是工程設計自動化系統、制造自動化子系統、管理系統子系統、質量保證子系統、計算機通信網絡支撐子系統和數據庫支撐子系統,如圖1所示。

工程設計自動化系統通過計算機來輔助設計、制造準備和產品測試,即CAD/CAPP/CAM階段;管理系統子系統包括:預測、經營決策、各級生產計劃、生產技術準備、銷售、供應、財務、成本、設備、人力資源等市場信息的管理信息功能;質量保證子系統包括質量決策、質量評價、產品加工過程中的質量控制和跟蹤功能,系統保證從產品設計、制造、檢測到售后服務全過程的質量;計算機通信網絡支撐子系統和數據庫支撐子系統滿足不同子系統對網絡的不同需求,支撐資源共享、分布處理系統和實時控制,同時,支撐CIMS各個子系統的數據共享和信息集成,覆蓋了企業的全部數據信息[1]。

2 我國企業實施CIMS的現狀及必要性

截止目前,世界發達國家60%的社會財富和45%的國民收入都是由制造業創造的。世界各國經濟的競爭主要是制造技術的競爭,在各國企業生產力的構成中,制造技術的作用一般占55%~65%,是國民經濟發展的支柱[2]。

我國機械工業經過40多年的發展,形成了一定的規模和基礎,但還存在不少問題和差距,為此,國家已經提出,要用15年時間,通過振興使其成為國民經濟的支柱產業。因此,整個工業特別是離散型制造工業(約占全部工業的50%),必須尋求一種技術與管理高度結合又能快速反應的新的生產方式,才能實現可持續性地繼續發展。

我國傳統企業生產經營管理模式雖然經歷了長期的過程,積累了許多好的經驗,但效率仍然低下、費時誤工仍是其明顯的不足,CIMS的引入可以改善這一缺點,提高整個企業運行過程的效率、降低成本,最終提高企業的競爭能力。CIMS是21世紀最主要的生產和管理模式,CIMS的應用將大大提高企業的運行效率。

3 CIMS在我國企業應用的發展策略

在市場競爭的推動下,計算機集成制造系統的研究已成為自動化領域的一個前沿課題,與之相關的新思想、 新概念也層出不窮,本文通過對現代集成制造系統與先進制造技術關系的分析認為,在制定我國現代集成制造系統的發展策略時,應該運用并行工程的哲理,即對產品及相關過程包括制造過程和支持過程進行并行、集成化處理,從而使各種先進制造技術相互銜接,并不斷吸收先進制造技術的成果,為先進制造技術在我國的廣泛應用起到促進作用。

目前,由于我國存在科研能力薄弱、人才流失嚴重、企業管理工作滯后等因素,進而導致企業對應用先進制造技術的熱情不高。針對我國國情,本文提出如下發展策略。

⑴ 以企業需求為出發點,以“甩圖板”工程為契機,拋棄傳統手繪制圖,大力普及CAD技術,幫助企業進行人員培訓,提高企業人員的素質(其中包括技術水平、勞動態度、道德水平等),不斷提高企業的管理水平,在計算機集成制造系統成功示范企業中及時推廣并行工程,并適當宣傳虛擬制造、快捷制造等新思想和技術,為企業的進一步發展提供堅實的基礎[3]。

⑵ 在政府方面,應發揮政府的協調職能,組織企業和科研部門進多方面、多層次的合作,加強科研成果的應用推廣,而且應組織多學科、跨地區的科研力量共同攻關;從宏觀上加強對現代集成制造系統的指導,集中大家的智慧制定出符合我國國情的發展計劃,并將計劃的執行落到實處[4]。

⑶ 在技術先進性方面,我國企業應根據實際需求,解決企業實際問題,力爭盡快創造效益,而不要過度追求世界領先。

我國有些企業為了趕超國際水平,盡快創造效益,一味地追求更新設備,更新技術,從而導致了企業原本的技術、設備能力與更新后的要求嚴重脫節,造成了嚴重的后果;另外,不少企業應用新技術、新工藝時,不結合本企業的實際,過多地追求高新尖,結果不僅沒有給企業帶來實惠,反而增加了成本,削弱了競爭力。因此,在先進制造技術的研究與運用中,必須十分重視為企業帶來實際效益,在企業發展過程中,應考慮企業自身條件,合理引進先進技術設備,提高效率,從而形成良性循環,促進研究工作的進一步開展。同時,參與國際合作,跟蹤國際研究動態,也可以適當引進一些關鍵的、有發展潛力的技術,進行消化和創新,縮短我國與世界先進水平的差距,保持一定的技術領先性。此外,應加強企業與科研單位的溝通交流,進一步加快CIMS的信息化過程,這樣既可增強機械制造企業應用先進制造技術的信心,也可增強企業資金積累的能力,從而使企業有進一步研究和應用先進制造技術的熱情和能力[5]。

⑷ 在人才培養方面,學校教育應該適應市場需求,有針對性地適應制造業發展的需要。

在CIMS中要求的應用型人才,既要從事機械制造工藝規程的編制,機械加工質量的管理和控制,數控設備和柔性制造系統的操作,以及CAD/CAM技術應用,又要懂得車間生產現場技術維護管理,知識面廣,是集機電技術、信息技術、管理技術于一體的綜合型人才。因此,為企業培養更多更優秀的適應性人才是學校教育與企業發展應共同努力的方向。

我國CIMS研究處于起步階段,試點企業當前解決的重點是技術問題,而對于與CIMS高新技術相匹配的管理環境并沒有充分的重視,盡管有些企業已經認識到管理環節的重要性,但缺乏如何創造管理環境方面的經驗積累、交流和傳播,如此下去,管理因素將成為日后實現CIMS最主要的障礙。另外,盡管CIMS可以覆蓋企業的整個生產、銷售環節,但由于技術和經濟方面的原因,CIMS不得不分步實行,一蹴而就的想法不但不能發揮CIMS的優勢,也會使得企業的發展受到影響。

先進制造技術的發展和應用要突出強調市場需求。從我國的實際情況出發,更需突出強調市場需求??v觀幾十年來我國技術發展的歷程,較多考慮的是技術發展的趨勢,而較少考慮市場需求。當然,兩者從長遠和根本上講并不矛盾,但從近期來看,仍存在一個輕重緩急的安排問題。突出強調市場需求,可以使先進制造技術的發展和應用在振興機械工業和發展國民經濟中較快見效,可以使制造業企業盡快改變現有面貌,可以使制造業的競爭力得到明顯提高,從而使先進制造技術從科學的殿堂走入經濟建設的主戰場。

4 結束語

目前,全球以計算機集成制造系統為主導的制造業已經進入了集成化、網絡化、智能化的時代,CIMS 系統不僅是一個工程技術系統,更是一個企業整體集成優化系統,是一種先進的思想方法和生產模式。本文提出的CIMS在我國企業應用的發展策略涵蓋了企業需求、政府服務、技術先進性和人才培養等多個側面,能有效推動我國企業深入應用CIMS,解決企業因各種因素而造成的對應用先進制造技術缺乏熱情的問題,進而取得最佳的經濟效益和社會效益。

參考文獻:

[1] 董逸生.CIMS中的數據庫技術[M].機械工業出版社,1996.

[2] 溫健,周煜.我國企業CIMS信息集成現狀和實施策略[J].電子與信息化,2000.1.

[3] 宋執環,高春華,李平.流程工業CIMS若干問題探討[J].系統工程理論與實踐,2001.5:50-56

篇9

關鍵詞:現代機械;加工工藝;制造技術;應用

中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A

1 現代機械制造技術與先進加工工藝、制造技術

現代機械制造技術是以提高產品的質量品質和工業生產效率為目標,以減輕繁重的體力勞動,節省生產成本,從而增加產值效益而提出的運用現代機械化進行生產的一種方式。

而先進的加工工藝和制造技術則是機械制造業的核心。首先,加工工藝和制造技術能夠成為機械生產中最活躍的因素存在。加工工藝和制造技術,之所以能夠成為生產中最活躍的因素,原因就在于,有了先進的加工工藝和制造技術的指導,就能夠有效地提高機械制造業的技術性能和發展水平。新的加工工藝和制造技術的有效應用可以帶動機械加工技術的發展。同樣的機械設計工作通過不同的工藝方法和機械制造技術來完成。因為加工工藝的差異,使得加工設備、工藝裝備也就不盡相同,就會導致生產出來的機械制造產品質量和生產效率也會有差別。其次,加工工藝和制造技術是機械制造業的橋梁,機械設計的可行性都會受到加工工藝和制造技術的制約?,F代機械制造工藝技術是先進機械制造技術的重要組成部分,也是最富有活力的組成成分。機械產品從設計到成為現實整個過程之中都離不開加工工藝和制造技術。在機械制造實踐中,加工工藝和制造技術有時會成為機械加工工業發展的阻礙。因此,提高加工工藝和制造技術在機械生產中顯得尤為重要。

可見,作為現代機械制造核心的加工工藝和制造技術,在實際生產中的地位有多重。因此,切實提高先進的加工工藝和制造技術的水平異軍突起,關系到機械制造業的發展前景和創新。

2 加工工藝和制造技術的特點

加工工藝和制造技術作為機械制造業的核心和重點組成成分,有其自身的特點。綜合考慮加工工藝和制造技術的多方面因素,歸納出現代加工工藝和制造技術有以下特點:

2.1 加工工藝機械制造技術具有綜合性特點

先進的加工工業和制造技術的應用,其目標在于促進國家經濟和綜合實力的增長,全面提高企業競爭。因此,它涉及機械產品從前期的市場調研、中期的產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、之后的售后服務等各個環節,而并不限于機械制造業本身。這是一個提高機械制造業綜合經濟效益和社會效益的有機整體。

2.2 加工工藝和機械制造技術具有市場經濟的系統性、競爭性特點

加工工藝和制造技術日益呈現系統化趨勢,制造是從產品概念到最終產品的集成活動,是一個功能體系,這個系統正逐步向著柔性化、集成化、智能化方向發展。加工工藝和機械制造技術的系統性特點決定了其競爭性。因此,如何提高機械工業的生產率是市場競爭的核心。隨著我國改革開放,社會主義市場經濟體系的建立健全和全球化趨勢的進一步增強, 1980年以后,機械制造業贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高社會勞動生產率轉變為時間為核心的時間、成本和質量的三要素矛盾。

綜上所述,加工工藝和機械制造技術的綜合性、競爭性和系統化特點使得現代機械制造工業中加工工藝和機械制造技術的技術成分含金量大為增強。

3 現代機械的先進加工工藝和制造技術的新發展

在機械制造業中,加工工藝和機械制造技術的綜合運用不可能是一成不變的,需要根據科技的發展不斷促進現代機械加工工藝和制造技術的發展,以真正適應機械制造業的發展。

3.1 促進加工工藝和機械制造技術信息化、集成化和網絡化

現代機械加工工藝和機械制造技術的不斷發展,尤其是網絡技術的普及和應用,高質量和高效率的工業機械產品不再成為一種理想化的奢望?,F代制造系統的發展由數控型系統向柔性制造系統、計算機集成制造系統和智能制造系統不斷發展。網絡集成制造系統成為一個工廠系統中具有全局操作性的系統。借助計算機將經營決策、產品設計、生產準備、零件加工、產品裝配、檢查和銷售等各個自動化子系統有機地綜合集成起來,成為高效益、高柔韌性、自動化、智能化的生產系統。

3.2促進加工工藝和機械制造技術中的特種加工技術

隨著社會經濟的迅速發展,機械設備不斷采用了一些新材料來制造零件,如淬火鋼、耐熱合金、硬質合金、硅、鍺、寶石和金剛石等難加工材料,普遍具備耐高壓、耐高溫、耐高速和高精度的要求,同時,很多零件的形狀也越來越復雜。用通常的金屬切削加工方法來加工這些零件已十分困難。而特種加工技術是一種直接利用電能、熱能、光能、化學能、聲能、電化學能來進行加工的方法,如電電解加工、電子束加工、超聲波加工和激光加工、化學加工、水射流加工等,已經開始在一些先進的制造廠家中應用。它可以加工高強度、高硬度、高脆性、耐高溫等難切削材料以及精密細小和復雜形狀的零件。

3.3 促進加工工藝和機械制造技術全球化

國際和國內市場上的競爭越來越激烈,同時網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。因此,全球化成為機械制造業發展的動力,市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。不斷和加強制造系統的全球化已成為現代制造科學發展的一個重點。

結語

我國正處于經濟發展的關鍵時期,機械制造技術是我國工業發展中的一個薄弱環節。只有不斷發展創新,緊跟時代潮流,深入了解加工工藝和機械制造技術的特點和發展趨勢,不斷促進加工工藝和機械制造技術的信息化、網絡化、集成化、全球化,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地,促進我國的機械制造業的創新發展。

參考文獻

篇10

關鍵詞 先進制造技術 模式 生產

中圖分類號:F273.1 文獻標識碼:A

1先進制造技術概述

先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology,簡稱AMT)是指在制造過程和制造系統中融合電子、信息、材料、能源等現代科學技術,使材料轉換為產品的過程更為優質、高效、低耗、清潔、精益、敏捷、靈活,取得理想的技術經濟和社會效益的制造技術的總稱。

先進制造技術是一個多學科體系,包容了從市場需求、創新設計、工藝設計到生產過程組織與市場信息反饋在內的工程系統,主要以先進制造工藝、計算機應用技術為核心,輔以支撐技術和制造技術基礎設施(管理技術)。如支撐技術包含有信息技術、傳感器和控制技術等,管理技術著重在產品品質管理及人員組織培訓等。因此,先進制造技術就是人、技術、組織三者的協調融合統一。

2先進制造技術的發展模式

先進制造生產模式是從傳統的制造生產模式中發展、深化和逐步創新的過程而來。工業化時代的福特大批量生產模式是以提供廉價的產品為主要目的;信息化時代的柔性生產模式、精益生產模式、敏捷制造模式等是以快速滿足顧客的多樣化需求為主要目的;未來發展趨勢是知識化時代的綠色制造生產模式,它是以產品的整個生命周期中有利于環境保護減少能源消耗為主要目的。

2.1柔性生產

柔性生產模式由英國莫林斯公司首次提出的,在20世紀70年代末得到推廣應用。該模式主要依靠有高度柔性的以計算機數控機床為主的制造設備來實現多品種小批量的生產,以增強制造業的靈活性和應變能力,可縮短產品生產周期,提高設備使用效率和員工勞動生產率且改進產品質量。

2.2精益生產

精益生產模式是由1990年美國麻省理工學院在總結第二次世界大戰后以豐田汽車為代表的日本制造工業的經驗時提出的。這種模式以改革企業生產管理為特點,其基本要求是企業在生產過程中要同時獲得極高的生產率、最好的產品質量和極大的生產柔性,使所生產出的產品具有精益特點。

精益生產就是及時制造,消滅故障,消除一切浪費,向零缺陷、零庫存進軍。因此有些管理專家也稱精益生產方式為JIT生產方式、準時制生產方式、適時生產方式或看板生產方式。其核心思想包括:

(1)追求零庫存。精益生產是一種追求無庫存生產,或使庫存達到極小的生產系統,為此而開發了包括“看板”在內的一系列具體方式,并逐漸形成了一套獨具特色的生產經營體系。

(2)追求快速反應,即快速應對市場的變化。為了快速應對市場的變化,精益生產者開發出了細胞生產、固定變動生產等布局及生產編程方法。

(3)企業內外環境的和諧統一。精益生產方式成功的關鍵是把企業的內部活動和外部的市場(顧客)需求和諧地統一于企業的發展目標。

(4)人本位主義。精益生產強調人力資源的重要性,把員工的智慧和創造力視為企業的寶貴財富和未來發展的原動力,包含了充分尊重員工;重視培訓;共同協作等。

(5)庫存是“禍害”。高庫存是大量生產方式的特征之一。由于設備運行的不穩定、工序安排的不合理、較高的廢品率和生產的不均衡等原因,常常出現供貨不及時的現象,庫存被看作是必不可少的“緩沖劑”。但精益生產則認為庫存是企業的“禍害”,其主要理由是庫存提高了經營的成本以及庫存掩蓋了企業的問題這兩個方面。

2.3敏捷制造

敏捷制造模式產生于20世紀80年代后期,該模式是將柔性制造的先進技術、熟練掌握的生產技能、有素質的勞動力,以及促進企業內部和企業之間的靈活管理三者集成在一起,利用信息技術對千變萬化的市場機遇做出快速響應,最大限度地滿足顧客的要求。

2.4虛擬制造

虛擬制造生產模式是利用制造過程計算機模擬和仿真來實現產品的設計和研制的模式,即在計算機中實現的制造技術。在產品真正制造出來之前,首先在虛擬制造環境中完成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗,對其性能進行了預測和評估,從而大大縮短產品設計與制造周期、降低產品開發成本,提高其快速響應市場變化的能力,以便更可靠地決策產品研制,更經濟地投入、更有效地組織生產,從而實現制造系統全面最優的制造生產模式。

2.5綠色制造

綠色制造模式是綜合運用生物技術、“綠色化學”、信息技術和環境科學等方面的成果,使制造過程中沒有或極少產生廢料和污染物的工藝或制造系統的綜合集成生態型制造技術。綠色制造模式是實現制造業可持續長遠發展的制造模式。

3結語

制造業是國家經濟和綜合國力的基礎,被稱為“立國之本”。先進制造技術是現代制造業的關鍵技術,已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志,為提高一個國家的國際地位起著舉足輕重的作用。未來的發展趨勢使制造技術成為一個以市場為導向,數據化控制和研發為依托,綠色技術為制造主體,系統化管理為輔助系統的更加靈活而高效的低污染技術模式,同時也直接帶動了國際間的信息交流和技術互動。

參考文獻

[1] 馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).