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1450毫升,现代人的大脑皮层褶皱面积为1700-2200平方厘米,是黑猩猩的3倍。
3)恩格斯指出:
“直立和劳动创造了人类,而劳动是从制造工具开始的。
”
二)制造业不是夕阳工业从美国的经验来看:
1)上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业”,结果导致美国80年代的经济衰退。
2)80年代后期,美国的一些国会议员、政府要员纷纷要求政府出面,协调和支持制造产业的发展,1991年,布什政府期间,美国白宫科学技术政策办公室发表了总数为22项的美国国家关键技术,其中制造技术占4项,标志着美国科技政策的转变。
3)克林顿上台后,对制造业大力支持,他把先进制造技术列为六大国防关键技术之首。
结果美国在机械工业、汽车工业、航空工业及信息产业等方面取得了明显的进展,使美国的经济连续8年取得了2-3%的增长率,而且还同时保持低通胀率和低失业率。
这就是克林顿虽发生丑闻而未被弹劾的主要原因。
从日本的教训来看:
1)在上个世纪70-80年代,日本非常重视制造业,特别大力抓了汽车制造和微电子制造,结果日本的汽车和家用电器占领了全世界的市场,特别是大举进入了美国市场。
2)日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关键元件。
1991年海湾战争结束后,日本人说美国赢得这场战争是依靠的日本的芯片,是“日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。
(三)制造业是产业革命的主力军
第一次产业革命的标志是瓦特发明的蒸汽机。
英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明,制造业和瓦特的发明推动了热力学理论的诞生。
第二次产业革命又称为:
电气革命。
产业革命的标志是电灯(爱迪生)、电话(贝尔)电机(西门子)等电气化产品。
制造业肇始了电的应用,而后才有麦克斯韦电动力学理论
的诞生。
麦克斯韦电动力学理论推动了20世纪初开始的无线电、微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙微波探测等技术的发展。
第三次产业革命又称为:
电子(原子)革命。
产业革命的标志是原子弹(1945)、电子计算机(1946)、晶体管(1948)、集成电路、微电子技术等。
微电子制造技术开创了全新的信息时代。
第四次产业革命又称为:
高新技术产业革命。
产业革命的标志:
众多高新技术产品,如微电子产品、电脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮列车、新一代飞机、机器人、生物工程产品、新一代药物、绿色食品、转基因产品等等。
微器件制造工艺,如拉单晶、掺杂、扩散、离子注入、外延、溅射、化学沉积(CVD)、光刻、表面贴装、自动化组装、进而到纳米器件制造工艺将把高新技术产业革命推向顶峰。
以下是20世纪改变世界的重要机电产品
序
产品
发明时间(年)
发明者及备注
1
汽 车
1885
1903
德国本茨
美国福特汽车公司建立
2
飞 机
美国莱特兄弟
3
火 箭
俄国齐奥尔科夫斯基
4
电冰箱
1917
美国弗里基德亚公司
5
电影机
1919(黑白)
1936(彩色)
德国福格特
德 国
6
电视机
1927(黑白)
1940(彩色)
美国贝尔电话研究所
美 国
7
喷气发动机
1937
英国惠特尔
8
原子弹
1945.7.16
1945.8.6
1945.8.9
美国新墨西哥州阿拉莫哥多沙漠爆炸了当
量为1.9万吨TNT的原子弹日本广岛
日本长崎
9
计算机
1946
美国莫切利与埃克特发明ENIAC电子管
10
晶体管
1948
美国肖克利
11
核电站
1951
美国戴沃尔获第一个工业机
1124
机数控器机人床
19519451
器美国人麻专省利理工学院
1135
人造氢卫弹星
19519752
苏美联国特勒
16
宇宙飞船
1961
苏联加加林
17
飞船登月
1969.7
美国阿波罗11
18
载人航
天飞机
1977
美国海斯·
富勒顿
19
磁悬浮列车
1965
日本时速400--500公里
20
光纤通信
设备
1968
美国
21
芯片
1971
1999
美国Intel公司微处理器
4004
Intel的奔腾III芯片,已达
950万晶体管/片
22
扫描隧道
显微镜
1986
日本工业技术院
23
掌上电脑
1992
美国Apple公司推出Newton
系列
24
手机
90年代初
25
信息高速公路
1993
美国政府提出NationalInformationInfrastructure
---(NII)计划
二,机械工程的发展趋势
机械制造业发展的特点是现代化高新技术的综合利用,其趋势是四化:
柔性化,自动化,智能化和信息化。
再也不是以20世纪20~40年代发展起来的机械学科自身的成就——凸轮及其它机械为基础,采用专用机床、夹具、刀具、量具组成的流水式生产线——刚性自
99
•仿生制造
•微操作系统
•机械仿生
电子制造、e-制造、数字制造、虚拟
制造、网络制造
•微光机电系统
•纳米机械学
•纳米20加10/5工/3测量
机械工程科学
生命科技
•人类基因组
•基因工程
•生物芯片
信息科技
•光子、量子、
•生物计算机;
•网络技术
纳米科技
•纳米材料
•微型机械
•纳米器件
机械工程学科发展的新特点
多学科深度交叉
动化。
(1)柔性化
随着世纪世界航天事业的迅速发展和对太空探索的不断深入,未来将有大量的空间任务需要人类来完成,如空间站的建造、空间设备的维护、科学实验载荷的照料等,但由于太空环境的特殊性和目前科技水平的限制,这些任务尚不能全靠宇航员来完成。
空间机械臂具有适应微重力、高温差、高辐射太空环境的作业能力,采用空间机械臂协助或代替宇航员完成一些太空作业任务,在经济性和安全性方面都具有重要的意义,已经成为空间技术研究领域内的一个重要的研究方向。
随着“神州六号”宇宙飞船的成功发射,我国下一步的航天计划是实现舱外行走、太空对接和未来空间站的搭建等目标,这些任务的实现都将借助于空间机械臂这一重要的太空作业工具。
在空间环境下,漂浮于其中的任何物体都处于失重状态,为了提高操作的机动性和灵活性,太空作业机械臂一般都具有轻质、大跨度的特点,这注定空间机械臂是一种柔性机械臂,柔性机械臂的共同特点是多体、大柔度,所存在的共同问题是操作精度和稳定性问题。
分析空间机械臂系统动力学建模理论,探索空间机械臂运动稳定性和主动控制策略等问题具有重要的理论价值和实际应用价值,空间机械臂的研究水平不仅代表一个国家
的工程技术发展水平,也反映了这个国家的基础科学研究水平。
(2)自动化
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。
机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。
机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。
当机器的操作采用自动控制器后,生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制(传统)自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。
只有建立了自动化工厂后,生产过程才能全盘自动
化,才能使生产率全面提高,达到自动化的高级理想阶段。
为更好地实现自动化的生产道路,促进经济的发展,2009年,机电商报社旗下专刊
《今日自动化》主办了纺织机械自动化技术研讨会。
纺织机械自动化水平的提高,是提升纺织机械企业综合竞争力的重要保障。
近年来,我国纺机制造业不断呈现出一些新的发展方向,如生产连续化、数字化、智能化等,对纺机制造企业的自动化技术水平提出了新的
要求。
为使纺织机械企业与自动化企业及时了解纺织机械自动化的新趋势,《今日自动化》借2009年第十四届上海国际纺织工业展览会的契机,举办了此次研讨会,为众多纺织机械制造企业、自动化企业及业界专家学者提供了一个自由的交流平台。
(3)智能化
在机械制造飞速发展的今天,智能化显得尤为重要:
1恩格斯指出,共产主义社会的特征是消灭“三大差别”。
城乡差别、工农差别、体力劳动与脑力劳动的差别。
其中,最本质、最核心、最困难的消灭体力劳动与脑力劳动的差别,所以智能化是实现未来理想社会的必要条件。
2知识经济”的本质是“智力经济”本世纪中心学科发展的趋势:
3从信息科学到生命科学(21世纪中叶)再转向认知科学(21世纪70年代)。
4.信息化、网络化的实质是智能化。
5.国民经济各部门的智能化已露端倪,智能化成为各行各业发展的趋向,如:
智能计算机、智能车辆、智能机器、智能仪表、智能控制、智能材料…甚至智能大厦。
智能系统定义
具有(部分具有)人类智能或能模拟(部分模拟)人类智能的系统称为智能系统。
智能系统可以分成下列几种类型:
(1)人类本身的人体系统,特别是人脑系统;
(2)人类以其智能直接参与活动的系统,如金融系统、保险系统、体育系统等经济系统和社会系统;
(3)人与机器共同工作的人机系统;
(4)模拟(部分模拟)人类智能的机器系统,如智能计算机系统、智能机器人系统、智能制造系统、智能控制系统、智能语言理解系统、智能图像处理系统、智能专家系统等。
前两类智能系统是“人本系统”,也就是人类本身的系统;
后两类智能系统是“人为系统”,也就是人类改造自然为人类谋利益而创造的系统。
“人本系统”是生命科学、认知科学及社会科学研究的对象,而“人为系统”则是工程科学研究的对象。
当然,要对
“人本系统”进行模拟,也要用到工程科学技术对“人为系统”的研究结果。
关于人类智能行为的标准,不同学者有不同的看法。
如科学家认为,只有按人脑的工作方式工作的机器才能称为智能机器;
而工程师则认为,不管智能实现的途径是什么,只要机器有人脑的某些功能,就能称为智能机器。
当前,为了促进智能系统的研究与发展,我们只能采用工程师的观点,即只要求该系统具有某些人类的。
智能,而不管其实现的途径是什么。
从这一基本观点出发,我们可以认为具有下列特征之一的系统就应称为智能系统。
(1)多信息感知与融合;
(2)知识表达、获取、存储和处理(主要是识别、推理与决策);
(3)联想记忆;
(4)自治控制,即自相似、自学习、自适应、自组织、自维护;
(5)容错。
当然,就智能的高级形态而言,还有信念、意图、喜爱、厌恶、诚挚、承诺等理性和情感的因素,这在当前“人为”的智能系统中还难以达到。
机械企业的当务之急是进行产品结构调整。
我国过去的机械工业部门是生产资料的生产部门。
在面向市场,特别是面向全球化经济的形势下,这种观念应迅速转变,即机械工业既提供生产资料又生产人民生活需要的各种产品。
我国机械工业各企业在产品结构调整中选择产品时无论是生产资料还是消费品,都要首先选择带有智能信息技术的机电一体化产品。
(4)信息化
制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合,可以改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节,提高生产效率、产品质量和企业的创新能力,降低消耗,带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新以及企业间协作关系的创新,从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化,全面提升我国制造业的竞争力。
随着计算机技术、自动化技术、网络通讯技术和数据库技术的迅速发展,以及计算机和通讯手段的广泛应用,信息技术进入了国民经济的各个领域,极大地推动了生产力的提高和经济的发展,改变了传统产业和整个经济的面貌,加快了产业结构的调整和重组,推动着工业经济社会向知识经济社会的转变。
信息化己成为当今世界的重大发展趋势,成为新时代的重要特征。
中国机械工业联合会,。
现代制造业企业是一个复杂的组织系统。
它具有生产制造、技术工程、经营管理、销售服务、管理控制等各种对内、对外的业务活动,每个环节都需要大量的信息支撑,也产生大量的相关信息。
把制造业与信息化技术融合、集成是提升我国制
造业核心竞争力的必由之路,一方面它将使我国制造业发生重大的变化,同时也为信息技术的发展提供了一个巨大的应用空间。
对于机械制造行业来说,只有抓住信息化带来的机遇,加快产业结构调整和升级,增强机械企业的技术创新和管理创新能力,提高企业的核心竞争力,才能在激烈的竞争中立于不败之地。
推进机械制造企业信息化,既是企业广泛采用现代信息技术和装备的过程,也是开发利用信息资源的过程,同时还是实现企业管理信息化、促进现代企业制度建设、全面实现企业现代化的过程。
能否积极地应对信息时代经济全球化趋势的挑战,是关系到制造企业生死存亡的严重问题。
但是许多企业投入了大量的资源,却没能收到预期的效果,不仅浪费了大量的人力、物力和财力,而且严重挫伤了企业推动信息化的积极性,阻碍了信息化的进程,影响了竞争力的提升。
因此,如何对制造企业信息化进行有效管理,提高信息化的成功率使其发挥整体效表。
三我国机械制造发展的差距
1.我国出口的产品大都是中低挡的, 企业大都采取贴生产(OEM)的制造方式,外贸200强企业出口值有74%是通过加工贸易方式实现的;
2.我国钢产量已是世界第一,但高级钢材每年却需进口近千万吨;
3.2001年,世界500强企业中,我国有11家入围,但没有一家是制造业;
4.格兰仕已成为世界最大的微波炉生产商,然而其关键零部件磁控管至今仍然依靠进口.我国已是全球最大的空调生产基地,然而高性能柜机仍要采用美国谷轮公司的涡旋压缩机.
由此可见,我国制造业的发展还有一段很长的路要走。
制造业对人才的需求正在发生重大的变化:
大量先进设备的应用,使人的工作性质从体力劳动向脑力劳动转变;
工作范围的拓宽、专业的交叉,要求人员具备多方面的知识和技能,对复合型人才的需求骤增;
生产管理正从垂直串行方式向水平并行式转变,要求员工要用全局观念和团队精神去理解和完成工作。
当前制造业面临的一个尖锐问题是:
技工、特别是高级技工十分紧缺。
我们要进行教育改革,提倡素质教育、继续教育和终身教育,保障制造业发展所需的各类人员。
【参考文献】
[1]李金枫机械自动化工程的发展研究
[2]张晓东空间柔性机械臂控制策略研究2008
[3]张列贵 简述现代机械自动化技术 黑龙江科技信息
[4]路艳艳 2009纺织机械自动化技术研讨会在沪成功举办机电商报/2009年/7月/6日/第A01版
[5]江登萍昆明市机械制造企业信息系统成功因素研究2007
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