2 0 1 3年第 2 O期

电子机械工程

机械设计制造及其自动化发展方向的研究 ■朱国良 何振勇

本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化未匕较，提出了具有智能化的特征是现代机械和传统的机械在功能上的本质区别根据机械自动化在各行各业的应用和发展，显现出了机械自动化产品的优点和效益。即多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源，不断满足人们生活和生产多元化需求。文章从系统的观念出发，综合运用机械技术、 微电子技术，自动化技术，及过控技术在化工生产中的应用。着重例举了锅炉汽包水位的控制和冷却剂流量和气氨排量的最佳控制方案。提出 了过程自动化控制今后的主要目标，指明了机械设计制造及其自动化的发展方向。 机械自动化的产生和定义 早在 1 9 7 1年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这名词，后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于 l 9 8 4年为现代机械下了如下定义：“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和 (或 )机电部件相互联系的系统”。它与前面提及的机电一体化是一致的，因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。2 O世纪 9 O年代国际机器与机构理论联合会，给出了这样的定义，机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动基础上的发展。 (一 )机械自动化的科学技术机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科，机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、 生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电器化”迈人了以“机械自动化”为特征的发展阶段。 它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械技术、 一

曾几何时，企业的进 E l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、 T C L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，6 0%以上是引进的。作为窗 1 5的国家高新技术产业开发区，也有 5 7%的技术源白国外。 三、在冶金机械中的应用最近几年我国板、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 5 2%,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“ C M I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

、

一

微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、 电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术， 根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠性， 低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技 术。

需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑， 这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸， 具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区 别。 二、我国的机械制造业 (一)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、 T C L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 3 0年。面对 2 1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： (二 )存在着许多技术黑洞

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。 四、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。 五、对我国机械技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于 1 9 5 8年，在近 5 O年发展历程大致可分为 3个阶段：第一阶段从 1 9 5 8年到 1 9 7 9年，即封闭式发展阶段。在此阶段， 由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期， 即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段由于改革开放、国家的重视、研究开发环境和国际环境的改善，我国的数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究， 进人市场竞争阶段，在此阶段我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。与国外水平相比时，

我国数控技术水平和产业化水平大致估计。 参考文献[ 1]孙桓，陈作模，葛文杰编著《机械原理北京高等教育出版社， 2 0 0 6 . 5 .

[ 2]牛鸣岐，王保民，王振甫编著《机械原理课程设计手册》重庆 大学.

[ 3]裘建新.机械原理课程设计指导书. 5版 .北京：高等教育出版 社，2 0 0 8 .

(作者单位：1 .昌乐县劳动技工学校；2昌乐县环保局)

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。 作者简介：朱国良，硕士研究生，中泰宝石学院教师，研究方向：计算机集成制造系统。

何振勇，硕士研究生，昌乐县环保局，研究方向：环境保护集成系统。 1 27