机械设计制造及其自动化专业导论论文
机械工程系 机械设计制造及其自动化 2016 届一班 1006011001 徐安奇 2011 年 1 月 9 日
目 录
1．概述.......................................................................................................................... 4 2．世界的机械制造业.................................................................................................. 4 2.1 从经济上看...................................................... 4 2.2 从技术上看...................................................... 4 3．我国的机械制造业.................................................................................................. 5 3.1 我国机械制造业现状.............................................. 5 3.1.1 合资带来的忧愁.................................................................................... 5 3.1.2 存在着许多技术黑洞............................................................................ 6 3.1.3 机械制造业落后近 30 年...................................................................... 7 3.1.4 国家扶持的支点偏离............................................................................ 8 3.2 我国机械制造业趋势与前景........................................ 8 3.3 对自动化技术的论述和展望。...................................... 9 4．我们的任务............................................................................................................ 12
我国 机 械设计制造及其自动化行业发展的概况
【摘要】
机械设计制造及其自动化专业旨在培养学生具有机械产品设计与制造、设备控制、生产组织管理及市场营销的基本能力。通过学习机械设计与制造的基本理论、机电控制技术、计算机辅助设计与制造知识，接受现代机械工程师的基本训练。本专业的主干学科为工程力学、机械设计、机械制造基础、电工电子技术、计算机应用系列课程、机械电子学、微机原理及数控加工技术；以及现代机械设计理论及方法、机械 CAD/CAE/CAM 等反映现代设计制造学科前沿的重要课程。
【关键词】
机械设计制造及其自动化 专业知识
大学生活
1 ．概述 机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业，在国民经济中占有极其重要的地位，它与上游产业（如钢铁、煤炭、有色等）和下游产业（如住房、日用消费品等）关系密切，具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。没有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化。
2 ．世界的机械制造业
2.1 从经济上看
世界机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分，其发展状况与其所处的外围环境有着紧密的关系，并受制于经济周期变动的影响，既表现为对经济周期的敏感性，又表现出一定的滞后性。上世纪 90 年代至今，世界性机械制造业突出表现为在大波动中发展，显示其在国民经济尤其是在工业发展中的特殊地位，是防止经济“泡沫化”的基础；机械制造业贸易呈现极强的地区性，发达国家和发展中国家之间存在很大的贸易差距，发达国家在机械生产和贸易领域继续其霸主地位。从美国、日本、德国等发达国家重视装备制造业的发展情况来看，不仅在于其在本国工业中生产、出口、积累、就业等方面的贡献率均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，是经济结构高级化不可或缺的战略性产业。
2.2 从技术上看
机械制造自动化技术自本世纪 20 年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业
的劳动生产率和对市场的响应速度。环境保护的压力和信息技术的广泛应用给机械制造自动化技术的发展带来新的机遇和挑战，高技术化、信息化、绿色化、全球化成为发展的总趋势。
3 ．我国的机械制造业 3.1 我国机械制造业现状
改革开放三十年以来，中国制造业有了显著的发展，无论制造业总量还是制造业技术水平都有很大的提高。机械制造业从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步，但具有独立自主知识产权的品牌产品却不多。例如：海尔、海信、TCL 等企业的品牌虽然已经“国产化”，但去商场买空调时，导购会告诉你压缩机来自日本，去买冰箱时，导购还是会告诉你压缩机也是来自日本。通过对我国机械制造业现状的分析和研究，业内人士普遍认为，中国的机械制造比欧美发达国家落后了将近 30 年。面对 21 世纪世界经济一体化的挑战，机械制造业存在的主要问题有以下几个方面：
3.1.1 合资带来的忧愁 改革开放以来，我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展，但也给人们带来了许多担忧。2006 年 4 月，执我国工程机械行业之牛耳的徐工集团与美国凯雷投资公司的并购计划基本敲定。美国凯雷亚洲投资公司以 3.75 亿美元收购了徐工集团下属企业——徐州工程机械集团有限公司——85％的股份。虽然 6 月份由于三一重工的介入使得控股过程出现波折，但这宣告我国很多经济学家所担心的“卡特彼勒通吃中国工程机械行业”的计划暂告一段落。
2005 年 3 月，全球最大的机械设备制造商——美国卡特彼勒公司以低得“令人意外”的价格收购了山东重工的 40％的股份，此后工程机械业中传出，强硬的卡特比勒已制定了庞大的收购计划，目的是“蚕食中国工程机械”。工程机械业中稳居“老大”多年的徐工集团当然是它的既定目标之一。
2007 年卡特彼勒公司在徐州成立卡特彼勒路面机械徐州工厂，主导产品：压路机、冷铣刨机、沥青混凝土摊铺机、路面冷再生设备／稳定土拌和机等。
20 世纪 90 年代以来，大型跨国公司纷纷进军杀入国内机械工业市场，主要集中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域，这几个行业约占机械工业外商直接投资金额的 80％。
外国投资者的经营策略是：“基本前提是对华投资活动中必须保持其控制权”，当前跨国企业特别热衷于并购我国高成长性行业中的优势企业。目前已经能看到的悬油嘴油泵行业、轴承行业等。
3.1.2 存在着许多技术黑洞
中国的机械制造业除了面临“外敌”之外，自身也存在着诸多问题。曾几何时，企业的进口机械成了宣传的噱头。广东一家食品企业这样炫耀自己：“公司引进多台日本、台湾自动化生产设备，工艺精湛，优异的产品质量赢得了广大消费者的青睐。” 这样的例子俯拾皆是。国人也都在潜移默化中接受了这一现实：只有外国进口的生产线和生产设备是可靠的，是产品的保证。
“振兴民族”产业的口号兴起之后，国内逐渐打造出一些著名品牌，例如家电里有海尔、海信、TCL 等。品牌虽然已经“国产化”，但说到产品的核心部件，却大都来自国外。
业内人士认为，我国机械行业存在一个巨大的技术“黑洞”，最突出的表现是对外技术依存度高。近几年来，中国每年用于固定资产的上万亿元设备投资中，60％以上是引进的。作为窗口的国家高新技术产业开发区，也有 57％的技术源自国外。
在冶金机械中，最近几年我国板、带材生产线上了三、四十条，型材线就更多了，总投入大得惊人，但是这些设备和系统几乎全部来自德国、日本及意大利。例如河北一家大型钢铁(邯郸)厂，冷轧设备来自德国西马克公司，镀锌设备来自意大利达涅利公司。
据机械工业联合会的统计，目前工业发达国家新产品贡献率为 52％，我国仅为 5．9％。在“核心技术方面”具有独立自主知识产权的产品较少，克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱之外，还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研制的技术，也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“CMl 海豚”磁悬浮列车还没有试运行，就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。
整个工业制造设备的骨干都是外国产品，这暴露了我国工业化的虚弱性。机械制造业是一个国家的脊椎和脊柱，中国今后如果不把腰杆锻炼硬了，挺直了，那么整个经济和国防都是虚弱的。
3.1.3 机械制造业落后近 30 年 年
有人在发起“中国的机械制造业落后欧美发达国家多少年”的讨论，很多人认为“至少 30 年的差距”。这种差距尤其表现在发动机上。发动机作为机械的“心脏”，怎么评价它在机械中的重要性都不过分，尤其是对于我国正在大力倡导的汽车制造业而言。
我国的汽车制造业发展了多年，直到现在使用上自己设计的“心脏”的却很少，这让很多汽车业内人士都为之伤神。不过现在已经有几家汽车制造企业开始关注设计自己的发动机。奇瑞是其中之一，它研发成功的 ACTECO 发动机让中国的汽车也开始赚技术钱了。奇瑞研制的 ACTECO 发动机获得“2005 中国创造奖”。
为何市场没有换来必要的技术? 专家认为，并不是拿来了车型就等于转让了技术，一些关键的地方还需要学习，还需要有人点拨。但是相当多企业只关注合资，引进等等形式上的东西。仿制而不消化吸收是机械工业步入歧途。除了消化不到位之外，技术壁垒也是中国引进技术的巨大障碍。目前知识产权已经成为包括美国在内的发达国家保持与发展中国家之间差距的一种武器。“欧美发达国家在小心翼翼地保持着与中国技术水平几十年的差距。”
3.1.4 国家扶持的支点偏离
业内人士普遍认为，技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家在过失的二十多年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差。
产权激励制度是创新和研发产品的重要保障。国有企业对创新人才的产权激励基本上没有实行。一方面创新成果的知识产权没有得到有效的保护，另一方面，创新者的贡献没有得到产权确认。企业研发的技术和产品，要么被国家无偿拿走，要么被其他的企业无偿抄袭。(1)
3.2 我国机械制造业趋势与前景
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。
先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质，高效，低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有以下 6 个特点：
1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。
2．从强调专业化分工向模糊分工，一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。
3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。
4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。
5．从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。
6．机械制造技术的发展趋势可以概括为：(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。(2)
3.3 对自动化技术 的 论述和展望。
机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域，也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争力的主要手段。机械制造自动化技术自 20 世纪 20 年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造，计算机集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
1.集成化 计算机集成制造(CIMS)是 2l 世纪制造企业的主要生产方式。CIMS 是由若干个相互联系的分系统组成，通常划分为以下 5 个分系统：
1)工程技术信息分系统 包括计算机辅助设计(CAD)，计算机辅助工程分析(CAE)，计算机辅助工艺过程设计(CAPP)，计算机辅助工装设计(CATD)数控程序编制(NCP)等。
2)管理信息分系统(MIS) 包括经营管理(BM)，生产管理(PM)，物料管理(MM)，人事管理(LM)，财务管理(FM)等。
3)制造自动化分系统(MAS) 包括各种自动化设备和系统，如计算机数控(CNC)，加工中心(MC)，柔性制造单元(FMs)，工业机器人(Robot)，自动装配(AA)等。
4)质量信息分系统 包括计算机辅助检测(CAI)，计算机辅助测试(CAT)，计算机辅助质量控制(CAQC)，三维坐标测量机构(CMM)等。
5)计算机网络和数据库分系统(Network & DB) 它是一个支持系统，将上述几个分系统联系起来，以实现各分系统的集成化。
2.智能化 智能化制造系统可理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，智能系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。
在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性(适应性和友好性)。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求做到无污染，且能源和资源充分回收，对于社会，提倡合理协作与竞争。
计算机集成制造(CIMS)在中国的进展：清华大学 CIMS 研究中心获美国 SME 大学领先奖；北京第一机床厂的 CIMS 系统获美国 SME 企业领先奖 应用有明显进展的企业：
西安飞机制造公司、成都飞机制造公司、杭州汽轮机厂、沈阳鼓分机厂、山西经纬纺织机械厂、广东华宝空调器厂等。西安航空动力在 CAD/CAPP/CAM 的应用方面处于领先地位，2000 年 9 月被国家列为 CIMS 应用示范企业。
3.敏捷化 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了
达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
实现敏捷制造的技术基础包括：
1)大范围的通讯基础结构，要求在全国范围内建立工厂信息网络和准时信息系统(Just-In—Time-Information)。
2)柔性化、模块化的产品设计方法。
3)高柔性、模块化、可伸缩的制造系统。
4)为订单而设计、制造的生产方式。
5)基于任务的组织与管理。
6)基于信任的雇佣关系。
4.虚拟化
“虚拟制造”的概念是 20 世纪 90 年代初提出的。虚拟制造是以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。
虚拟制造利用信息技术，仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
5.清洁化
清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是：资源的综合利用和环境保护。
对生产过程而言：清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。
对于产品而言：清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。
综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性，健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。(3)
4 ．我们的任务 机械设计制造及其自动化专业的学习特点要求我们要有较强的理工科基础，不能偏科，所以我要努力提高自身素质，学好专业技术，并用自己一流的技术、高尚的道德情操去回报祖国，成就人生的辉煌！
大学，是人生的重要转折，是放飞梦想的地方。告别了天真烂漫爱幻想的年代，走进了能够展现自己，完善自己的青春舞台。我的人生开启了崭新的一页，我的人生步入了一个前所未有的阶段。合肥学院是培养人才的摇篮。在这里我将如何放飞我的梦想，并为自己的梦想插上飞翔的翅膀？我盼望着，我的青春能在这里闪光。
人们说：计划出效益，有计划的人生才会是有意义的人生。记得几天前，我看到这样一篇文章：“虚度的四年！临近毕业，才发现时光如流水！只有悔恨的泪水„„如果时光可以倒流，如果一切可以重来，或许我会积极参加各项活动，或许我会学好英语，热爱班级集，或许我主动认识些新朋友„„。如果我从一开始就明白这些，就不至于毕业之时， 发现四年大学生活是如此的空白„„”这是一位大学毕业生的感悟。从中，我领悟到了规划的意义。为使自己大学无悔，我制定了下面的规划：
首先，学好专业，注意修养。为使自己四年之后能够插上知识的翅膀飞翔在竞争激烈的职场，我必须要努力学习专业知识，掌握专业技能。同时，加强职业道德的修养，增加就业能量。
其次，参加活动，展才练志。大学是一个锻炼自己的平台，在大学里，我会积极地参加各种活动。一方面挑战自我。因为，我不是一个很爱表现、表达能力很强的学生，因此，我要战胜自己的缺点，让别人发现自己的长处。另一方面丰富自己。有人说：工作因为忙碌而充实，生活因为充实而快乐。四年的大学生活，我会让自己在忙碌、充实中度过。我会根据当今社会需要对人才的需要，力求德智体美全面发展，成为应用型人才。
最后，整装待发。由于我所选择的专业培养学生具有机械产品设计与制造、设备控制、生产组织管理及市场营销的基本能力。通过学习机械设计与制造的基本理论、机电控制技术、计算机辅助设计与制造知识，接受现代机械工程师的基本训练。毕业后可从事机械产品质量检验及市场营销部门的技术和管理工作，如若学习优秀还可以申请到德国的高等院校攻读学位。这将意味着我必须学习刻苦，成绩卓著，才能获得出国深造机会。以便更好的发展自己，丰富自己的阅历，为更好地就业打下坚实的根基。
以上就是我对大学的一个初步规划。只有我们能从实际出发，规划自己精彩的人生，就一定能奔向美好前程。
参考文献：
(1)
《我国机械制造业现状与发展前景》，苏生荣，中国科技信息，2009 No.15
(2)
《我国机械制造业的特点及发展趋势研究与分析》，赫新雨、赵东升，中国科技博览，2010 No.25 (3)
《机械制造业的发展趋势与先进制造模式》，邓武，科协论坛(下半月)，2008 No.10