時間:2023-08-31 16:21:36
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關鍵詞:工業設計;機械設計制造技術;應用探討
工業設計是一種在工業革命之后受到廣泛重視的綜合性學科,主要分為傳統工業設計和現代工業設計兩類。美學和工學是工業設計的重要實施基礎,體現了工業設計的基本特征和要求。近幾年,我國機械設計制造行業發展迅速,傳統模式下的機械設計制造技術,無法再滿足現代行業的實際發展需求,繼續對其進行創新和優化調整就顯得至關重要。本文從工業設計和機械設計制造技術有關基本特點入手,就現代機械設計制造技術的未來發展趨勢,進行了探討,具體內容如下。
一、工業設計基本概念及特點分析
(一)工業設計基本概念分析
工業設計具體是指人們為達到某一理想目標,而進行的創新性設計,涉及多個學科知識的設計應用,其中工學和美學是其重要的實施基礎。自第一次工業革命之后,工業設計收到了越來越廣泛的重視和應用,并逐漸發展出傳統工業設計和現代工業設計兩個類別。
傳統工業設計側重于產品設計,主要追求人與物品間的良好匹配效果?,F代工業設計相關理念,是在傳統工業設計理念基礎上,融合現代工業發展需求提出的全新理念,其包含設計構思到方案完成的全部過程,同時包含使用工程手段進行設計表達,并達到相應的設計目的的所有工作,具體表現就是現代設計制造及相關服務的設計過程。
(二)工業設計基本特點分析
1、知識綜合性特點分析
通常情況下,人們習慣將工業設計片面地理解為外形設計,同時習慣將其與“嘈雜的環境、冰冷的機器、機械化的勞動以及油污”等概念聯系到一起。但通過其基本概念分析可知,工業設計不僅包含工業產品設計相關內容,其也是促進“人-機器-環境”三者和諧發展的重要手段,涉及多種學科理論的實踐應用,具有鮮明的知識綜合性特征。
2、實踐性和應用性征分析
工業設計是為了實現或達到人們某一期望或目的而存在的學科,其根本目的在于通過不斷的設計和創造,改變人們的生活環境和品質,優化人們的生活方式,從而創建出更加個性、自然、便捷的生活,故而其具有突出的實踐性和應用性特征。
3、時代性特征
隨著科學技術的發展和時代的變化,工業設計體現出的基本要求也會隨之變化。目前,工業設計以“綠色節能、健康環?!弊鳛榛驹O計要求。
二、現階段機械設計制造技術發展動態分析
對于機械工程來說,制造技術和機械設計是其重要組成部分,直接決定機械的綜合性能和質量。信息時代背景下,現代信息技術尤其是計算機技術得到了越來越廣泛的重視和應用,機械設計制造方法也因此得到了有效的創新和發展。包括借助相關計算機應用程序和數學規劃理論,確定最優化方案,或者通過結構離散化,使相互連接且分析容易的單元節點,進行綜合求解的設計方法,都是現代計算機在機械設計制造領域的創新應用成果。
三、機械設計指導技術與工業設計的關系及發展趨勢分析
(一)工業設計領域中機械設計制造技術的重要作用分析
工業設計具有鮮明的知識綜合性特征,其兼顧藝術領域和科學領域兩方面的技術知識應用。其中,科學技術占據重要的核心地位,是工業設計實施的先決條件,所有產品的設計和生產都需要滿足科學技術的實際要求,如設計違背客觀的科學規律,就說明其缺乏科學性且無法實現。因此,機械設計制造技術在工業設計領域占據重要地位,相關設計人員必須在充分掌握機械工程有關基礎理論的基礎上進行工業設計,以確保工業設計的科學性和合理性,避免功能、外觀等設計與力學、結構等客觀規律相違背,從而提高工業設計的整體設計水平。此外,設計師應充分發揮自身工業設計專業優勢,通過結構、外形、色彩的優化設計手段,提高用戶的產品滿意度。
(二)機械設計制造技術領域中工業設計的重要作用分析
就機械設計制造技術而言,工業設計的重要作用,主要表現于人機工程方面?!耙匀藶楸尽眹@人的本質需求進行產品設計,是人機工程學的核心理念。這種環境背景下,所有的設計理念都需要從人的本質需求中獲得,并對收集到的信息進行綜合分析,完成設計的基本判斷。除傳統的“人、機器、環境”三要素外,人機工程學額外引入了使用者和消費者的理念,使人和產品聯系成為一個完整的系統,進行共同的深入討論。隨著社會經濟不斷發展,人機工程學受到了越來越廣泛的重視和關注,是現代機械設計制造不可或缺的關鍵性因素。
(三)二者的結合應用趨勢分析
無論是工業設計,或是機械設計制造技術,都有其獨特的特點,加強二者間的結合應用,可實現二者特點間的有效融合,進而產生更多的經濟效益,促進企業良性的可持續性發展。對于當前的企業而言,應在“綠色節能、健康環?!钡幕疽蠡A上,積極促進工業設計和機械制造技術的兩盒應用,探索二者間有效的融合渠道和方式,同時加強企業內部的人才培養,進而為企業的未來發展,奠定扎實的基礎。
結語:
綜上所述,工業設計是一種以工學和美學作為實施基礎的綜合性學科,在機械設計制造技術有著極為重要的應用。加強二者間的結合應用,可進一步發揮二者各自的優勢特征,提高企業核心競爭和經濟效益,實現企業良性的可持續發展。
參考文獻:
[1]段巍迪.試論工業設計與機械設計制造技術的相關運用[J].科技與創新,2016(11).
[2]陳宗濤,熊巍,吳昊等.淺談工業設計及機械設計制造技術的應用[J].科教導刊,2014(02).
引言
機械設計與制造行業術語工業設計與制造的范疇,并且被人們所廣泛的知曉,對于現代生活和工作的各行各業均有巨大的影響。同時,在機械設計與制造技術之中使用的自然資源比較多,消耗量較大,故而也帶來了非常嚴重的環境問題。當前階段我國提倡建設環保社會、建設資源節約型社會,所以,有必要深入的對機械設計與制造技術進行全面的改革,同時對技術當中的不足之處、存在缺陷之處進行改進,在其中很好的引入現代化的綠色設計理念,最終確保機械設計與制造技術可以逐步的成熟和發展起來,營造出一種資源友好型的、現代化的綠色技術應用體系,更好的相應國家政策的號召,減少科學技術開發對環境帶來的污染與破壞。
1.綠色理念的概念分析
首先需要明確的就是綠色理念的基本意義和主要的概念。綠色理念指的是在現代化的科學技術應用之中加強對環境和自然資源的保護,按照自然環境的特點進行開發,有節制的開展各項研究活動,進而減少開發工作對環境帶來的污染與破壞。同時,由于傳統式的機械制造行業之中缺乏相應的環境保護意識觀念,對于資源的使用完全沒有目標和規劃,缺乏必要的處理手段,在理論方面也比較的缺乏、沒有實踐的工作經驗對工作提供支持,最終就造成了對環境的污染和損壞,這樣的現狀對于我國機械設計與制造發展尤為不利。所以在科學技術和新型手段高度發達的今天,越來越多的人們開始逐漸的意識到環境保護的重要性、意識到綠色理念在機械設計與制造之中應用的必要性。
綠色的設計理念是從機械設計的基本角度出發,為了能夠進一步的、更加合理與科學的保護自然資源環境,針對資源進行再利用而逐步發展起來的一種技術手段的指導理念。另外,在實踐的工作當中需要全面的減少排放物質,達到綠色理念的要求,通過加強排放系統的設計、改進廢物處理裝置等方式,來使得污染的排放降至最低,最終減少垃圾的排放量。與此同時,綠色的機械設計與制造技術,還需要盡可能的確保機械設備的高的更換頻率,減少由于設備的損壞而帶來的資源損耗,提升產品設計與建設的質量,達到現代化技術的要求??偠灾G色概念在機械設計與制造之中應用,不僅可以提升技術的水準,同時還可以提升對環境保護的水平,更好的建設起一個和諧健康的資源保護型社會。
2.綠色理念在機械設計與制造中的應用分析
根據上文針對綠色理念的詳細分析,可以對綠色理念在機械設計與制造技術之中應用的重要性與必要性有著全面的掌握。在實踐的工作當中要想進一步的推進綠色理念的應用層面,還需要針對設計的技術工藝和材料進行全面的調整,對設計的模式和理念進行革新,最終完成技術的改造。
對于機械設計與制造技術而言,要點在于前期的方案設計與組織規劃的編制,而對于現代化的綠色理念而言,更需要對前期的設計方案進行調整,運用先進的技術和全新的理論作為技術的依據和前提,追求可持續發展、追求自然資源的合理利用、減少對環境的損害。另外,還需要從綜合治理的角度著手,考慮設計技術方案的實用性、環境性以及經濟性等等多個方面的內容,為了更好的滿足綠色設計的要求,就需要對多個環節和多個工作項目進行改進。前期的成本分析、機械生產產品的再利用分析、產品裝置設備的可拆卸性分析以及綠色數據庫的建立等等,都對于整體工作有著巨大的影響。尤其是最后的機械設計與制造信息數據庫的建立,可以更好的對設計的方案進行分析,對各項數據進行記錄,進而為后期的工作積累寶貴而豐富的經驗。
同時還需要注重綠色的材料在機械設計與制造技術之中的應用。材料的選擇在整個制造工作當中占到了一個關鍵性的位置,首先要確保的就是材料的健康性與環保性。一些傳統的設計材料僅僅關注的是其性能和使用的功能,而對于環保性和安全性則比較忽視,在現代化的綠色機械設計與制造技術之中,除了關注基本使用功能之外,還需要對環境、社會效益等方面引起重視,諸如一些汞、鉛等材料,對于環境會造成極大的污染,所以還需要謹慎使用。
最后,綠色的機械設計與制造技術是建立在傳統的機械設計基礎之上的,所以對于設計工作而言要能夠最大限度的提升機械設計的基本功能,從基本的設計模式以及資源等角度出發,對產品的生命周期以及質量進行考慮,避免效率的地下以及質量的低劣,盡可能的做到低成本、高質量以及高度的可靠性,對機械行業的產品各項功能和各個細節進行完善與改進,最終滿足多方面的實際需求。
3.結束語
綜上所述,根據對綠色理念在機械設計與制造之中的應用進行全面分析,旨在更進一步的提升機械設計與制造技術的水準,為技術的發展提供理論基礎。
參考文獻:
先進機械制造技術是當前科技發展的一個重要科技成果,它不僅融合了機械制造技術同時也融合計算機信息技術、集成化制造技術為一體,其高科技優勢在機械制造領域發揮著愈來愈重要的作用。但需要看到的是,由于技術并不成熟,機械制造進度非常緩慢、效率低下,很難應對當前快速發展下的激烈市場競爭環境。而先進機械制造技術則能夠充分發揮其智能化、系統化的優勢,彌補傳統制造技術所表現出的不足之處,極大的提升了生產效率并使產品朝向多樣化、精細化的方向迅速發展。
一、現代機械制造技術主要特征及發展趨勢
(一)現代機械制造技術主要特征
目前,工藝這一概念的含義得到不斷拓展,從局部到整體、從狹義到廣義、從零散到系統,現代化的“工藝”概念已經逐漸演變成為為整個制造過程為服務對象提供高質量、高效、富有競爭力的服務。其中包括信息流、物質流與能量流在內的一整套先進制造技術體系即可稱之為“機械制造技術系統”,如圖1所示。
及工業工程(IE)、系統生產技術(SPJ)、系統管理(SMI)的相關原理及方法引入之機械制造技術中來后,機械制造生產過程中的信息流、物質流與能量流通過某種程度的結合并經系統優化后即成為一項新的生產技術體制,即機械制造技術系統,它具有顯著的自動化、高效化、柔性化的效果特征,為機械制造提供了強有力的支撐條件。
(二)現在機械制造技術發展趨勢
1.全球化
機械制造全球化無疑是當今機械制造行業發展的重要趨勢,近幾年以來在各項工業領域當中,國際化經營已經成為了廣大大中型企業取得成功的關鍵因素所在。一方面看,國際與國內市場競爭日益激烈。以機械制造業為例,國內外已經有相當數量的企業在激烈的國際競爭中紛紛敗落,即使在國內市場尚占有一定份額的企業也不得不大力開拓新的市場勉強生存。從另一方面來看,網絡通訊技術得到了快速發展并為相關企業提供了全面的技術信息交流、經營管理手段與產品開發措施,有效推動了各大企業既競爭又合作的發展態勢。在這一驅使下國際間市場競爭更加激烈,與此同時在上述兩個因素的作用下全球化制造業發展的動力也愈加顯著。
2.信息化網絡化
隨著網絡通訊技術的發展,互聯網技術幾盡壟斷了整個市場的信息交流領域。反觀制造技術方面,一種新的產品研發與制造模式逐漸呈現――利用網絡實現異地實行。網絡通訊技術的迅速發展給企業的經營生產活動帶來了可謂是革命性的變化。不論是從產品設計、零件制造、材料選控、市場開拓及銷售上都能夠通過互聯網異地、跨界進行。而且通過互聯網通訊技術的應用能夠有效加強世界各國產品的合作與技術經驗交流,在短時間內快速、有效的學習先進的技術經驗(如圖2所示)。
3.自動化
一般來講,自動化是一個動態概念。就現階段而言,對于自動化的研究仍然處于集成技術、系統技術、制造系統與制造單元技術、柔性制造技術、制造過程計劃與調度、制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢決定了機械制造行業朝著制造全球化、敏捷化、人機一體化、單元技術、計劃與調度、柔性技術等現代化生產模式的發展。
二、我國現代機械制造技術發展趨勢
(一)虛擬技術化
在現實生活當中虛擬技術主要運用于所生產產品的驗證與檢測,為確保產品質量合格。每一項新技術的投入及使用都會在投入市場前展開大規模的檢查與調查工作,保證產品質量、性能及工藝達到相關標準。因此,我們在展開對某項產品的大規模生產之前應該首先對該產品的各項性能質量予以明確并進行綜合性的檢測,在生產過程當中嚴格把控,對生產過程中所存在的問題與缺陷加以預測,一旦出現問題能夠及時聯動、迅速解決。
(二)綠色環保化
隨著國家經濟的迅速發展,人民對于生活環境有了越來越高的要求。我們所提倡的可持續發展延伸至機械制造上極為綠色發展。從某種程度上來說,綠色發展是在產品的設計、制造工藝、生產、包裝等多個環節中展開綠色管理工作,確保所生產的產品達到國家規定的環境要求且在回收后能夠得到二次利用。綠色制造技術不但能夠保證原材料與能源的高效利用同時對于有效減少對生態環境的破壞也有極為重要的作用。從整體上看,不論是對于我國國內市場還是國外市場,日前人們對于環境保護的重要性到達了歷史性的最高點。眾所周知,地球的資源是有限度的,而如何對地球資源加以合理使用并發揮出最大的價值無疑是新時期下人們對于機械制造技術所生產產品的新要求。
(三)工程精密化
精密技術一般指的是納米技術、微細加工為代表的一系列超精密加工的技術手段。現階段,機械制造技術已經進入到微型機械電子技術與微型機器人發展的時代中,并不斷朝著小、精、簡的方向迅速發展。相信在未來的一段時間中,小、精、簡的發展趨勢將成為我國機械制造行業發展的主流趨勢。其次,精密工程越來越得到行業重視與科學技術的發展離不開關系,精密的科學分工、部門的不斷細化也為精密工程的發展奠定了良好基礎。從另一方面來看,人們也在不斷追求著精細的生活方式,無論是大型的家用電器還是電子產品,從外形與細節不斷優化。
三、結語
總而言之,我國機械制造技術的發展還并不成熟,一直一來我國都將機械制造技術的重點放置于國內,在國外技術方面并沒有予以足夠的重視。近年來我國與國外的交流日益頻繁,但我們仍然需要看到的是我國機械制造行業同國外相比仍然有較大的差距,甚至在目前乃至未來的較長一段時間內都難以克服。正因如此,在新時期我國必須要加大力度切實發展現代機械制造技術,切實改變我國機械制造技術方面較為落后的局面,同時摒棄傳統的閉門造車的錯誤觀念積極學習國外優秀技術,力爭搶占國際市場并占據一席之地,成為真正的經濟強國與技術強國。
參考文獻:
[1]董艷秋.現代機械制造技術及其發展趨勢[J].煤炭技術.2006年11期.
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。現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。
引言
隨著傳統機械制造業的沒落,新型機械制造行業迅猛發展,精密加工以及高管技術的應用,使得經濟社會又向前邁進一步。所以,如何正確應用現代機械制造加工產品,是至關重要的問題。
1、現代機械制造工藝與精密加工技術的特點
1.1關聯密切。技術是加工行業的命脈,精密加工與現代機械制造科學融合是制造業的趨勢,包含多個層面,其中包括市場調研,設計方案思路,制造技術與設備統一,制造工藝只有經過精密加工才能成為占領市場的先鋒,提高兩者之間的默契度,精密與工藝并存,才能增強機械產品的質量。
1.2系統性特點突出。生產成本逐漸降低,制作工藝逐漸簡化,機器精密制造的產品成為市場銷售中的寵兒,而傳統手工低效率,做工粗糙,技術含量低的工業產品逐漸被淘汰。精密高端的現代制造工藝具有高技術含量的特點,要想保證市場占有份額,就必須加強各個專業的統一,比如機械制造,電子計算機技術,遙感技術,全自動化技術相互柔和成為加工制造業的系統,有了系統性,才能確保產品的質量。
1.3發展全球化。經濟全球化的趨勢日益加深,一種新型的制造工藝產品不再僅僅在地區范圍內推廣,而是走向世界市場,參與國際間的競爭。這種高壓的競爭環境中,對現代機械制造行業以及精密儀器的加工技術都提出了新的要求,只有提高產品的技術含量,才能在國際市場中占得一席之地,這就需要我們研發人員對世界經濟趨勢做出準確的判斷,為產品制造提供市場方向,輔助高端技術,屹立世界經濟發展的潮流中。
2、現代機械制造工藝與精密加工技藝的結合應用分析
2.1現代機械制造行業前景分析。機械制造的產品在生活中處處可見,車,鉗子,電焊等工藝制作產品,其中我們選取焊接作為例子,對現代制造工業與制造產品的應用進行分析。2.1.1氣體保護焊工藝技術的應用。氣體保護焊工藝是利用電弧作為制造熱源,被焊接物質以砌體作為介質相互焊接。工作原理是:在產品制作過程中,焊接產生的電弧會形成一層具有保護作用的氣體層,可以有效的隔絕溫度、有害氣體物質及輻射性物質,還可以分隔熔池、電弧等焊接過程中有害物質,保證人們身體健康。保護氣體中最常見的是二氧化碳,其隨處可得,無成本投入,是制造產品保護氣體的首選。2.1.2電阻焊工藝技術的應用。電阻焊工藝技術是指將電阻的正負極分別連接到不同的焊接物上,通電時電流經過的時候,產生大量的熱量,周圍接觸物與其接觸面之間的介質相熔化,冷卻之后,達到焊接作用的工藝。其焊接特點是簡單、易操作,焊接效果可受人為控制,成品率高,且其焊接時間短,并且噪音相對小,空氣污染小。弊端就在于不能大批量的制造產品,需要投入大量的人力,對于小型家電還可以應用,但對于大型制造機器就難以應用了,因此,應該根據生活中的實際情況,酌情使用。2.1.3埋弧焊工藝技術的應用。在傳統以及現代焊接工藝中,埋弧焊工藝技術的應用都十分廣泛,所謂的埋弧焊工藝是指在焊接時,焊接層底下的電弧被燃燒,從而達到焊接目的的操作工藝。埋弧焊工藝技術分為以下兩類。一是全自動化焊接:自定埋弧焊接技術是指利用小型工具的輔助,將焊絲與電弧相互接合,然后達到自動焊接的技術,該技術使用方便。二是半自動化焊接:半自動焊接需要人工的輔助才能完成,比如需要人工的推力將焊條推入,既耗費人力,也浪費了不少焊接資源,因此該工藝逐漸被市場所淘汰,已經無幾人使用了?,F在常用的電渣壓力焊也是一種半自動化的買弧焊接技術,它具有成效高,產品質量好的特點,因此被廣泛應用。焊接技術的使用不僅僅是依靠優良的技術,同時還應注意選擇優質的焊條,并隨時觀察其堿度,這些細小的差別往往才是決定焊接產品質量到的關鍵。2.1.4攪拌摩擦焊工藝技術的應用。攪拌摩擦焊技術使用方便,操作簡單,其對基本的焊接工藝硬性材料沒有過多的要求,比如焊條等,僅僅需要焊接攪拌頭,就可以完成整個操作。攪拌摩擦焊接工藝的使用是在20世紀90年代初,當時工藝水平相對比較先進,輪船,鐵路的方面的應用也極為廣泛,所以該技術支撐起了焊接工藝的半邊天。2.1.5螺旋焊工藝技術的應用。螺旋焊工藝技術是指先將各部分零件進行組合和連接,再在其相互接觸的面積當中將兩者進行融化,達到焊接目的,黏合的零件有螺柱、板件等。該工藝可分為拉弧式和儲能式,拉弧式的應用主要在重型工業中,比如輪船制造業等,其焊接要求高;而儲能式主要應用于薄板之間的黏合,日常生活中比較多見。
2.2精密儀器的加工技術。精密儀器的加工技術分為多個層面,不同應用方向有不同的選擇,比如超級精密研磨技術,納米技術,細微加工技術等,這里我們就前幾種加以分析。2.2.1超精密研磨技術。超精密研磨技術可將表面粗糙程度降到1至2mm。其傳統的使用技術有研磨,拋光等,然而對現在工藝的要求已經遠遠不夠,為了適應新時代的發展需求,超精密研磨技術應運而生,它的研磨程度更加精細,使加工產業對材料的要求得到滿足。2.2.2精密切削技術。切削技術操作簡單,因此對切削產品的要求也相對較多。切削表面粗糙程度要求細小,相對于機床的大型機器操作可以提高其精密程度,但受到溫度,機床高度,抗震性能等方面的影響,精密切削技術需要高速運轉,才能適應生產的需要,目前市場上的切削技術足夠滿足機床要求的精密程度,這為精密切削技術開辟了一片天空。2.2.3納米技術的應用。納米技術的概念為人們廣泛所熟悉,它是結合了物理技術和工程技術的現代化工藝產物,它實現了納米級的精細刻畫,在精密電子技術當中獲得殊榮,在未來的發展前途也很廣泛。納米材料,納米微生物等概念的普及,是人類進步的象征。
3、結束語
世界科技的高速發展,經濟全球化趨勢的加深,行業之間競爭日益激烈,全球化市場進一步拓展,這些都對現在機械制造工業以及精密加工制造行業提出了更嚴苛的要求,比如航天飛船等方面。精密加工技術是現代機械制造行業的基礎,所以,加強對現代機械制造行業的開發與研究,是實現工藝生產全球化的重要目標。
機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年,積累了許多理論和實踐經驗,但隨著當今社會的發展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點:
1.從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要。
2.從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮。
3.從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節。
4.從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量。
5.機械制造技術的發展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。
下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現以來,經歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯系,它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合,旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。
一、集成化
計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀制造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯系的部分(分系統)組成,通??蓜澐譃?部分:
1.工程技術信息分系統包括計算機輔助設計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),計算機輔助工裝設計(CATD)數控程序編制(NCP)等。
2.管理信息分系統(MIS)包括經營管理(BM),生產管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務管理(FM)等。
3.制造自動化分系統(MAS)包括各種自動化設備和系統,如計算機數控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業機器人(Robot),自動裝配(AA)等。
4.質量信息分系統包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質量控制(CAQC),三坐標測量機(CMM)等。
二、智能化
智能制造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,該系統在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中,“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性(適應性和友好性)。在設計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調安全性和友好性;對于環境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協作與競爭。
三、敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。
四、虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統建模和計算機仿真技術為基礎,集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體,是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防的措施,從而達到產品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。
五、綠色制造技術的應用及綠色設計
若從節能、降耗、縮短產品開發周期的角度出發,諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業生產的,也是較為成功的應用,只要集中在汽車、家電等支柱產業上。如綠色制造技術在汽車行業上的應用。
(1)節約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。
(2)采用新設計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發動機公司,發動了“綠色柴油機行動”,在技術上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。
(3)適用于環境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產企業,使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質,采用輕型材料――鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數十億美元。
六、清潔化
清潔生產是指:將綜合預防的環境戰略,持續應用于生產過程和產品中,以便減少對人類和環境的風險。清潔生產的兩個基本目標是資源的綜合利用和環境保護。對生產過程而言,清潔生產要求滲透到從原材料投入到產出成品的全過程,包括節約原材料和能源,替代有毒的原材料和短缺資源,二次能源和再生資源的利用,改進工藝及設備,并將一切排放物的數量與毒性削減在離開生產過程之前。對于產品而言,清潔生產覆蓋構成產品整個生命周期的各個階段,即從原材料的提取到產品的最終處理,包括產品的設計、生產、包裝、運輸、流通、銷售及報廢等,合理利用資源,并最大限度地減少對人類和環境的不利影響。
綜上所述,機械制造業的發展方向是將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機的結合,通過計算機技術是企業產品在全生命周期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行,在企業產品全生命周期中實現信息化、智能化、集成優化達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的,進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性,使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
參考文獻:
0 引言
先進工程設計技術是先進制造技術的重要組成部分。產品生產首先從工程設計開始。工程設計包括需求分析、產品規劃、方案設計、詳細設計、工藝設計等內容。工程設計的結果直接影響產品的功能、性能、質量、制造成本與交貨期。隨著計算機技術的發展,工程設計技術的范圍不斷拓寬,工程設計的手段不斷改進,并提出了許多新的設計思想和設計方法。計算機輔助設計(CAD)技術在現代制造技術中所扮演的角色越來越重要,已逐步成為影響制造業發展的重要因素。
1 CAD技術的研究熱點
目前,關于CAD技術的研究十分活躍,研究領域極為廣泛,以下僅列舉其中幾個熱點方面。
1.1 參數化設計 參數化設計方法是將CAD模型中的定量信息變量化,使之成為任意調整的參數。對于變量化參數賦予不同數值,就可得到不同大小和形狀的零件模型。
實現參數化設計的團建是建立參數化模型。參數化模型表示了零件圖形的集合約束和工程約束。幾何約束包括結構約束和尺寸約束。結構約束是指幾何元素之間的拓撲關系約束,如平行、垂直、相切、對稱等;尺寸約束是通過尺寸標注表示的約束,如距離尺寸、角度尺寸、半徑尺寸等。工程約束是指尺寸之間的約束關系,通過定義尺寸變量及它們之間在數值上和邏輯上的關系來表示。
在參數化設計系統中,設計人員根據工程關系和幾何關系來指定設計要求。要滿足這些設計要求,不僅需要考慮尺寸或工程參數的初值,而且要在每次改變這些設計參數時來維護這些基本關系,即將參數分為兩類:其一為各種尺寸值,稱為可變參數;其二為幾何元素間的各種連續幾何信息,稱為不變參數。參數化設計的本質是在可變參數的作用下,系統能夠自動維護所有的不變參數。因此,參數化模型中建立的各種約束關系,正是體現了設計人員的設計意圖。
參數化設計可以大大提高模型的生成和修改的速度,在產品的系列設計、相似設計及專用CAD系統開發方面都有較大的應用價值。目前,參數化設計中的參數化建模方法主要有變量幾何法和基于結構生成歷程的方法,前者主要用于平面模型的建立,而后者更適合于三維實體或曲面模型。
1.2 基于特征設計 如前所述,特征設計是用“特征”來取代純幾何元素構建物體模型。特征是構建零件的最基本的要素,它能以較高的抽象級別和不需要解釋的方式來標示物體模型。它既表示了零件的幾何信息,又反映了零件與制造有關的信息。例如,對孔的設計,實體造型系統常采用圓柱體與某個實體進行邏輯運算來實現,計算機僅僅知道哪些部分沒有材料而已,并不能“認識”哪是一個孔。對于特征造型系統,孔是一個特征,具有直徑、長度、公差、表面粗糙度、位置等屬性,并包含了基準、裝配等信息。
每一個特征基本上對應一組加工制造方法。特征的“語義”使設計人員對同一特征有相同的理解。因此,基于特征的設計更適合于CAD/CAM的集成和CIMS中的建模需要。
1.3 計算機輔助概念設計 概念設計是設計過程中最重要的階段,概念設計的好壞對產品設計質量起著決定性的作用。但由于概念設計的復雜性,及其所涉及的種種設計知識的不確定性,給計算機輔助概念設計帶來很大的難度,制約了其發展。概念設計的過程主要是評價和決策的過程,他涉及產品功能、動作和結構等因素,對產品的價格、性能、可靠性、安全性等均有著重要的影響。目前,計算機輔助概念設計的方法可分為兩大類,即自動生成設計方案和交互生成設計方案。
1.3.1 自動生成設計方案 目前主要采用人工智能技術。為了使計算機有效地支持概念設計活動,需要解決兩大難題,即建模問題和推理問題。前者是對產品的功能、動作和機構及其之間的關系進行描述;后者實質上就是生成和選擇合適的方案。
建模的核心問題是模型的表示法。目前已提出各種表示法,如語言、圖形、對象、知識模型和圖像法等。語言表示法屬于一種形式描述方法,他能保證計算機有效地進行推理,稱為面向機器的表示法。而圖像表示法是一種高度可視化的表示法,它可以提供一種輔助設計人員進行創新的建模環境,稱它為面向人的表示法。其它表示法則界于這兩者之間。各種表示法往往只支持描述概念設計的某一方面,目前還缺少一種能描述概念設計各種因素的統一模型,這正是下一步的研究目標。
推理問題的重點是在轉換過程,即把用戶需求映射到實現所給需求集合的一些實際的結構上。難點在于產生和選擇合適的映射方法。同樣也有很多推理方法支持概念設計活動,如神經網絡、基于實例的推理法、基于知識的推理技術、優化、價值工程和定性推理等。但目前也只能設計一些特定領域的例子,離全面應用還有很大差距。
關鍵詞:機械制造;數控技術;實際應用
0引言
機械制造行業在我國社會經濟發展過程中具有重要作用,它是我國的基礎行業之一,關系著我國的國民經濟發展。隨著我國經濟及科學技術發展,機械制造的數量與質量也得到了較大提高,機械制造與人們的生活息息相關,而機械制造行業中關鍵組成部分是數控技術,這項技術推動了機械制造業的有序良好發展,下面我們將具體分析下數控技術概念及其特征和,使其更好地應用在機械制造中。
1數控技術概念及特征分析
1.1數控技術概念
數控技術是一種自動化技術,融合了計算機技術、通信技術及傳感監測技術等,通過發出數字命令信息指令,開展對機械二次加工并控制工作,這種技術的設備物質載體是數字化信息設備及控制運行設備,該項技術含量非常高,將其使用在機械制造領域中能夠有效提升生產制造效率,還能夠保證生產產品的質量與精確度。
1.2數控技術特征
數控技術還有一些特征,也是其優點,第一就是便利性,這個特點體現在多個方面,使用數控技術,能夠有效減少傳統機械制造業中繁復的工藝流程,具有較大便利性。另外,機械制造過程中使用數控技術,能夠改變機械制造中的加工工藝參數,從而進一步提升機械制造的便利性。第二是高效率,數控技術應用在機械制造中,在一次裝夾工作中能完成多道加工工序,有效減少輔助時間,但是同時也保證了加工精度;而且這種技術能夠完成復雜零件及曲面形狀零件的加工[1]。
2機械制造中對數控技術的實際應用
2.1工業生產對數控技術的應用
工業生產過程中對數控技術使用得非常廣泛,工業生產中的食品加工及造紙印刷是使用頻率最高的產業,而且這種數控技術對金屬冶煉及農藥工具加工等危險性操作中具有更重要的作用。數控技術使用在工業生產中,不僅有效地改善了工作環境、減低工作危險性,工業生產人員的工作效率也得到了極大提高,生產成本進一步降低,最終推動了工業生產的機械化與自動化。實際工業生產過程中,采用的數控技術主要是通過控制生產主體計算機來控制工業生產的流程與程序,因為計算機系統具有非常強大的感應功能,因此其能夠快速發現并及時處理錯誤,這樣就安全有效地保證了工業生產系統的穩定操作性。
2.2煤礦機械對數控技術的應用
煤礦是我們人類賴以生存及發展的能源基礎,在人們的生活及生產中具有重要作用,但是煤礦開采及運輸是一件非常危險的事情,煤礦技術人員及操作人員需要保持高度警惕性。煤礦開采過程中最常使用的工具是采煤機,煤礦開采環境比較惡劣、技術要求高而且采煤機的種類也非常繁多,因此采煤機最好是進行小批量生產。采煤機生產過程中一個重要環節就是完成機殼毛坯焊接,但是傳統的機械加工制造不能單獨完成一件的下料,而將數控技術應用其中實現了上述不可能的事情,有關技術人員發明研制了數控氣割,開展了數控化機械生產,它采用特殊數控程序,進行單一物件的下料,這樣的工作程序有效地節省了時間,提高了工作效率,也有效地優化了套料選用方法[2]。
2.3汽車行業對數控技術的應用
隨著我國社會經濟的日益發展,人們物質生活水平也隨之提高,人們對于出行交通工具有了更新更高要求,汽車已經成為了人們外出游玩的交通工具,也受到了越來越多人的喜愛,汽車購買數量及質量呈現出上升趨勢。汽車行業面對這種狀況,競爭也日益激烈,數控技術在汽車行業中的使用,有效地加快了汽車零部件的生產速度,提高了汽車生產及投入市場的效率,促進了汽車行業的快速健康發展[3]。汽車行業現在已經發展到了現代化水平,汽車生產流水線上更多使用到了高速控制機床及數控技術,這種數控技術下的控制機床,生產速度非常快,而且具有很好的靈活性,滿足了汽車生產者的需要。數控技術應用到汽車生產過程中后,能夠使生產流水線作業更加高效化、智能化,而且汽車從生產零件、組裝一直到后期的試運行的全過程都能夠被控制監測到,這樣很好地滿足了高質量及高產能的需求。
2.4機床設備對數控技術的應用
機械制造過程中具有關鍵作用的是機床設備,機床設備是機械制造的核心與靈魂,而數控技術應用在機床設備中,實現了機械及電子科技技術一體化的目標,將數控技術引入到機床設備中,并加入計算機技術及互聯網通信技術等,這樣能夠有效控制機床生產過程中每道工序參數、時間及規格,實現統一規范化生產操作,也使得機床設備在使用過程中更穩定、更安全,進而促進數控技術下的機床更加準確、更加精細地控制零件位置及操作冷卻泵等生產環節。
2.5航天工業對數控技術的應用
數控技術也能應用到航天工業中,航天工業中常常要使用到許多高精密度的零件,但是使用傳統機械制造并不能滿足航天技術在制造步驟上的精益求精需求,而將數控技術應用在航天工業中,能夠對小部件材質進行深度加工,這樣有效地節省了資源、防止了浪費能源。
3結語
目前,數控技術已經越來越廣泛地應用在機械制造業中,例如工業生產、煤礦機械以及機床設備等等,這項技術在這些產業中發揮著積極而重要的作用。隨著社會及科學技術發展進步,人們對于數控技術的要求也越來越高,相關人員在研發生產過程中不僅要使用好數控技術,還要做好研發工作,積極更新數控技術,改進現階段數控技術的不足與缺點,將其更好地應用于機械制造生產過程中,為我國的國民經濟發展貢獻力量。
參考文獻:
[1]劉從軍.數控技術在機械制造中的應用探討[J].科技展望,2015(07):52.
中圖分類號:F407.44 文獻標識碼:A 文章編號:
機械制造加工是把原材料、半成品轉化為成品的生產過程,包括產品圖紙設計、生產組織準備和技術準備、原材料購買、標準件統籌、毛坯制造、零件機械加工與熱處理、裝配等一系列工序。在所有生產流程中占據最重要地位的是工藝,它包括鍛壓、鑄造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配和試驗等。在加工過程中,所有加工條件和加工方法都是有區別的,零部件的制作工藝也是多種多樣的。
1 現代機械工藝的廣義概念
工藝是制造技術的靈魂,也是核心力量。現代制造工藝可以說是先進制造技術的重要組成部分,也是其最有活力的部分?!霸O計”和“工藝”非常重要,缺一不可。很多人把二者割裂或對立起來,這顯然不正確,應用廣義的“制造”概念把它們統一起來?,F在,人們常會較為看重設計師在產品創意上的作用,卻未能正確評價工藝制造師的作用。機械制造是一門歷史悠久的學科,在人類文明的發展進程中占據了重要地位。而機械制造工藝是專門研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科。綜上所述,為適應時代要求,必須采用現代機械制造技術。
2 機械制造工藝的發展趨勢
在機械制造工藝不斷發展的今天,其在國內外表現出全球化、自動化、環保化、虛擬化、網絡化等發展趨勢,下面我們就其中幾個方面作個簡單探討。
(1)全球化。機械制造業的國內、國際市場競爭越來越激烈,不少企業,甚至包括知名企業,在無情的競爭中落敗,倒閉的倒閉,被兼并的被兼并,不少暫時還得以在國內市場立足的知名企業只能另辟蹊徑,拓展新市場。網絡通訊技術的快速發展進一步推動了企業間既競爭又合作的發展趨勢,它與激烈的市場角逐相互作用,成為了制造業全球化的發展動力。當然我們也需要明確,全球化機械制造的基礎是技術網絡化,是網絡通訊技術的發展使得制造全球化得以完整實現。
(2)自動化。自動化信息管理一直是機械制造工藝領域追求的終極目標,制造技術自動化可以提高產品的質量和生產率,同時又能降低成本,減輕工人的勞動強度。目前,制造技術自動化的研究方向主要是制造系統中的集成和系統技術、制造單元技術、人機一體化制造系統、工業機器人、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術以及適應現代化生產模式的制造環境等。
(3)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及為企業生產、經營等活動帶來了新的變革,零件制造、產品設計、產品銷售與市場開拓都變得可以在異地甚至異國進行。網絡通訊技術的快速發展同時也加快了技術信息的交流,加強了產品開發的合作與經營管理模式的學習,在一定程度上推動了企業向既競爭又合作的方向發展。
眾所周知,現代機械制造技術突出表現為現代技術和工業創新的集成,它不僅是國民經濟的重要組成部分,也是衡量國家科技發展水平的重要標志,是國際間科技競爭的重點。我們要抓住機遇,了解機械制造技術工藝的發展特點,把握現代機械制造技術的發展趨勢,緊跟發展先進制造技術的世界潮流,將發展現代機械制造工藝放在戰略優先地位,盡快縮小與發達國家的差距,才能在全球化的激烈競爭中立于不敗之地。
3 機械制造工藝的發展現狀分析
我國的現代制造技術主要沿著“廣義制造”(或稱“大制造”)的方向發展,具體的發展方向可以歸納為 4 個方面和多個大項目。這4個方面體現為現代設計的技術、現代成形和改性的技術、現代加工的技術、制造系統和管理的技術,大項目則包括反求工程、分層制造技術、微納米技術、中尺度制造技術、極限制造技術、高速加工技術、表面工程技術、質量控制工程、虛擬制造、智能制造、協同制造、綠色制造和共生制造等。當前,我國工藝發展的重點是并行設計、創新設計、改性技術與現代成形、材料成形過程仿真和優化等。
3.1 機械制造工藝中自動化的發展現狀
自動化制造單元在機械制造工藝領域已經逐漸得到廣泛應用,其主要特征就是利用多臺或者單臺加工機器、數控機床等進行多種產品的加工,因此可以看成是一種小型化的較為靈活的自動系統。這是機械制造中自動化生產與成本相互配合作用下的產物,其最大的優勢就是能夠提高生產效率從而降低生產成本。機械制造中的自動化系統由多個自動化數控機床構成,在統一的計算機體系之下接受控制,進而形成一個簡單的加工性的流水線,具有很強的實用性,在我國的企業中得到廣泛應用。該系統中自動化制造和分散控制是主導,具有生產線自動化的特點,已經在很多技術領域廣為使用。自動化制造工廠將單一的制造過程連接起來,并配備健全的儲運系統,使得原材料采購、產品生產與裝配以及成品檢驗與配送等一系列的工序都在自動化中完成運轉。在我國,具備這樣的自動化系統的工廠仍僅占少數。
3.2 機械制造工藝中激光技術的發展應用
激光技術是利用激光快速成型的技術,這里主要指的是利用激光的快速切割功能,輔之以計算機的 CAD 模塊,以制造出所需要的商品零件樣品。這種技術的主要特征是在計算機的 CAD 模塊指揮下實現快速的切割以及成型,應用該技術可以直接制造出零件的模型甚至是零件本身,且在沒有模具和其他相關輔助工具幫助時也能進行一次性加工,這對于較為復雜的零件加工尤為有用。因此,這項技術以其獨特的優勢在機械工藝制造中獲得了越來越廣泛的應用。在機械制造業中,為了提高使用壽命或機械性能,很多零件都需要做熱處理。特別是一些容易磨損的零件,為了延長其使用壽命,一般都需要對其表面進行一些必要的處理。在機械制造工藝過程中最為常見、應用范圍最廣的就是在零件表面添加熔覆材料來提高其耐磨程度,使其表面形成一個特殊的保護層。在這種方式的基礎上,機械制造工藝將激光的高溫特性運用到一些材料的熱處理工序中,使得零件表面固化。與此同時,激光技術還被運用到默寫模具生產的修復工序中,在不改變原有尺寸大小的情況下加長其使用期限。
【關鍵詞】CIMS;制造業;集成;自動化管理
引言
隨著經濟全球化的發展,市場競爭變得愈來愈激烈,如何去適應當今市場快速多變的需求,不斷提高我國產品質量,低成本的快速開發適銷對路產品,在競爭中求生存、求發展,已成為我國企業共同追求的目標。近幾年來,世界各國都意識到制造業是一個國家的支柱產業,只有加強和發展制造業才能振興經濟和增強國家工業實力。
1 CIMS的基本概念
目前,企業掀起了應用CIMS技術的熱潮。CIMS是一種基于CIM理念構成的數字化、信息化、智能化、綠色化、集成優化的制造系統,其核心是信息集成。在CIMS環境下,可以實現企業中乃至企業間各部門,各種系統的數據交換與共享。CIMS作為生產、管理的新模式目前發展迅速,是產品開發中不可或缺的重要部分。
CIMS是現代制造業的一種模式,是一種新的制造理念。它包括TIS(技術信息系統)、MIS(管理信息系統)、MAS(制造自動化系統)和QCS(質量控制系統)四個功能子系統以及數據庫和網絡兩個支持子系統,是人,物流,信息的綜合集成系統。
2 CIMS的組成
為了保證上述功能的實現,CIMS具有自己的運作系統,它們包括:
2.1 管理信息分系統MIS。包括經營管理、生產計劃與控制,采購管理、財務管理等功能。
2.2 技術信息分系統。包括計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝設計(CAPP)和數控程序編制(NCP)等功能,用來支持產品設計和工藝準備。
2.3 制造自動化分系統。也稱計算機輔助制造(CAM)分系統。它包括不同自動化程度的制造設備和子系統,用以支持CIMS的制造功能。
2.4 計算機輔助管理分系CAQ。該分系統具有制定質量管理計劃,實施質量管理,處理質量管理的信息,支持質量保證等功能。
3 CIMS技術發展階段
CIMS作為實現CIM理念的實際系統,以計算機應用為核心,支持生產過程的各個環節,是生產制造業應用的最高階段??v觀其發展過程,CIMS技術研究和應用工程的開發可以將其分成為三個主要階段。
3.1 以信息集成為特征的CIMS階段
20世紀70 年代后期,隨著膽子信息技術的快速發展,特別是大規模集成電路的出現,各種工藝技術及裝備的進步以及自動化技術的發展,勞動力消耗已不是主要因素,降低成本的焦點開始轉移到如何提高企業整體效率上來。
3.2 以過程集成為特征的CIMS階段
20世紀80年代以來,企業要改善產品的T(時間)、Q(質量)、C(成本)、S(服務)、E(環境),從而提高企業的市場應變能力,除信息集成這一技術手段外,還應該對過程進行重構(Process Reengineering)。傳統串行作業的設計、開發過程往往造成產品開發過程經常反復,這無疑使產品開發周期變長,成本增長。以企業集成為特征的CIMS階段
上世紀90年代初,CIMS進入“企業集成”為特征的發展階段。因為企業市場競爭越來越激烈,競爭中“個性化”的產品需求增大,而批量生產的產品相對減少,要求企業的組織及設備重組,實行“柔性生產線”。 企業提高自身的市場競爭力,在今天不能走“小而全”,“大而全”的封建莊園經濟的道路,而必須面對全球經濟,全球制造的新形勢,充分利用全球的制造資源,更快、更好、更省地響應市場。
4 CIMS在我國的發展
4.1 我國十分重視CIMS的發展,在制定高技術發展計劃(“863”計劃)時,就把CIMS列為自動化領域的主體之一,自上世紀90年代初期建成研究環境,然后陸續建成CIMS工程環境,CIMS試驗工程及一批CIMS應用工廠,從而奠定了良好的技術基礎。
4.2 我國CIMS事業經過十幾年的發展,從技術集成到技術、經營/管理、人/組織的集成,在廣度和深度上擴大了CIMS的內涵。
4.3 CIMS十多年的成功、失敗的實踐經驗,為我國企業的信息化探索了一條符合我國國情的循序漸進的可操作的道路,同時業明確了我國信息化的發展方向和最終目標。
5 我國CIMS存在的不足
5.1 技術問題。構成CIMS主體框架的各技術單元的發展尚不完全成熟。例如,CAD與CAM如何銜接, FMS如何進一步完善,計算機結構網絡、通信協議與系統互聯等技術均處于繼續高速發展的階段,均未成型,直接影響了CIMS的普及。
5.2 資金問題。發展CIMS需要雄厚的資金,建立一個CIMS是一項浩大的系統工程,耗時長,投資大,目前尚非一般企業財力所能負擔的。
5.3 思想問題。目前在許多企業都已經建立CIMS系統,但大多數系統主要考慮的是技術的層面,CIMS系統與企業管理理念的聯系,以及CIMS系統如何為企業帶來效益方面考慮的并不是很多。
6 結束語
CIMS是一種理念,它是生產發展到一定階段的產物,在信息時代中,它適用信息集成來提高生產效率,使之符合不斷變化的社會與市場需求的新方法。CIMS的概念和內容不是一成不變的,它隨著生產水平、生產方式的發展和人類社會進步、信息技術的提高而在不斷發展,CIMS的研究不虛不斷更新,永遠不會停止在一個水平上。
因此我們的技術發展路線是加強設計和管理,首先實現企業(或企業內部)之間集成的方向發展,這是我國CIMS技術內涵實現的必由之路。中國制造業信息化,必須以信息化帶動工業化,促進傳統旨在也進行結構調整和優化升級。
參考文獻