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先进制造技术的特征范文1
一、引言
世界各国间的经济竞争,主要体现在机械制造技术为代表的竞争上。面对激烈的市场变化和技术竞争,经济发达国家都把制造业作为本国的经济支柱,不断调整其发展战略和政策方针。先进制造技术正是制造业适应时代要求提高竞争力,对制造技术不断优化推陈出新形成的。
二、先进制造技术及其内涵
先进制造技术(ATM)这一概念是美国上世纪80年代末期提出来的,很快日本、西欧各国及亚洲新兴工业国家就相继做出响应,纷纷将先进制造技术的研究和开发作为国家的高新技术和优先发展项目。
1.先进制造技术定义
先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息、材料、能源,以及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、服务等生产制造的全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,以及取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
在不同的国家、不同的发展阶段,先进制造技术有不同的内容及组成。我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群(见下图),三层次都是先进制造技术组成部分,但其中每一个层次都不等于先进制造技术全部。
2.先进制造技术的分类
根据先进制造技术的功能和研究对象,可将其技术归纳为以下五个大类。
(1)现代设计技术
现代设计技术包含:①现代设计方法。包括有模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。②产品可信性设计。可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计等。③设计自动化技术。包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。
(2)先进制造工艺
先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础,是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。先进制造工艺包括高效精密成形技术、高精度切削加工工艺、特种加工,以及表面改性技术等内容。
(3)加工自动化技术
加工自动化是用机电设备工具取代或放大人的体力,甚至取代和延伸人的部分智力,自动完成特定的作业,包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。加工过程自动化技术涉及到数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术、传感技术、自动检测技术、信号处理和识别技术等内容。
(4)现代生产管理技术
现代生产管理技术是指制造型企业在从市场开发、产品设计、生产制造、质量控制到销售服务等一系列的生产经营活动中,为了使制造资源得到总体配置优化和充分利用,使企业的综合效益得到提高而采取的各种计划、组织、控制及协调的方法和技术的总称。包括现代管理信息系统、物流系统管理、工作流管理、产品数据管理、质量保障体系等。
(5)先进制造生产模式及系统
先进制造生产模式及系统是面向企业生产全过程,将先进的信息技术与生产技术相结合的一种新思想和新哲理,其功能覆盖企业的生产预测、产品设计开发、加工装配、信息与资源管理直至产品营销和售后服务的各项生产活动,是制造业的综合自动化的新模式。它包括计算机集成制造(CIM )、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、智能制造(IM)、精良生产(LP)等先进的生产组织管理模式和控制方法。
三、先进制造技术的发展趋势
随着以信息技术为代表的高新技术的不断发展和市场需求的个性化与多样化,未来制造业发展的重要特征是全球化、网络化、虚拟化,未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、虚拟化、网络化、智能化、敏捷化、清洁化、集成化及管理创新的方向发展。当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面:
第一,信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用。信息技术促进着设计技术的现代化,成形与加工制造的精密化、快速化、数字化,自动化技术的柔性化、集成化、智能化,整个制造过程的虚拟化、网络化、全球化。
第二,设计技术不断现代化。一是设计方法和手段的现代化。二是新的设计思想和方法不断出现。如并行设计,面向 “X” 的设计 DFX,健壮设计,反求工程技术等。三是向全寿命周期设计发展。四是设计过程、快速造型和设计验证,由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素。
第三,成形技术向精密成形的方向发展。制造工件的毛坯正在从接近零件形状向直接制成工件即精密成形的方向发展。精密铸造技术、精密塑性成形技术、精密连接技术等精密成形技术将获飞速发展。
第四,加工技术向着超精密、超高速,以及发展新一代制造装备的方向发展。目前,超精加工已实现亚微米级加工,并正在向纳米加工时代迈进,加工材料由金属扩大到非金属;超高速切削用于铝合金的切削速度已超过1600m/min,铸铁为1500m /min等。
第五,为满足个性化需求,制造工艺、设备和工厂的柔性和可重构性将成为企业装备的显著特点。先进的制造工艺、智能化的软件和柔性的自动化设备、企业的柔性发展战略,构成未来企业竞争的软、硬件资源。
第六,虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用。虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提,形成虚拟的环境、虚拟的制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业,从而大大缩短产品开发周期,提高一次成功率。在国际互联网、局域网和内部网上,企业可以实现对世界上任何一地的用户订单而组建动态联盟企业,进行异地设计、异地制造,然后在最接近用户的生产基地制造成产品。
第七,智能化、数字化是先进制造技术和机电产品的发展方向。将智能技术注入先进制造技术和产品,可使之具有 “智慧”,能部分代替人的脑力劳动。将数字技术用于制造过程,可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性,从而提高制造过程的质量和效率,增强产品的市场竞争力。
第八,以提高市场快速反应能力为目标的制造技术将得到迅速发展和应用。瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸因素中的首要因素。为此,许多与此有关的新观念、新技术在21世纪将得到迅速的发展和应用。其中有代表性的是:并行工程技术、模块化设计技术、快速原型成形技术、快速资源重组技术、客户化生产方式。
第九,绿色制造已成为 21世纪制造业的重要特征。日趋严格的环境与资源约束,使绿色制造越来越被重视。中国的制造业不仅要解决自身生产过程中的污染和资源浪费问题,更重要的是要为社会提供全寿命周期内没有污染,节约资源的各类产品及环保装备。
第十,21世纪的企业面临管理创新。面对高速发展的信息化和经济全球化及激烈的市场竞争环境,改变制造业的传统观念和生产组织方式,加速了现代管理理论的发展和创新。因此,全球正在兴起 “管理革命”。
参考文献:
先进制造技术的特征范文2
当今世界的竞争,主要是综合国力的竞争制造技术是直接创造社会财富的基础,对一个国家的技术经济发展起着至关重要的作用,所以世界各国都非常重视制造技术的发展
近年来,世界范围内出现了研究应用先进制造技术的浪潮,以机械制造为代表的先进制造技术己成为当代国际间科技竞争的重点。它的水平高低,在很大程度上反映了一个国家工业发展的水平,是现代企业提高产品开发与技术创新能力、稳定产品质量、増强竞争能力的看家本领在我国,先进制造技术的重要性己引起各界的认识和重视,被列为“九五”计划和2010年中长期科研发展规划中的主要关键技术和重要发展方向。因而,了解先进制造技术的发展趋势和前沿技术,对全面把握我国先进制造技术的发展方向,确定它的发展目标及我们的战略对策是十分必要的。
2先进制造技术的定义及技术特征
2.1定义
制造技术是使原材料成为产品所使用的一系列技术的总称,是制造业赖以生存和进步的主体技术先进制造技术是制造业为了适应时代要求以提高竞争力,对制造技术不断优化及推陈出新而形成的它是一个相对的、动态的概念,具有鲜明的时代特征,可以将先进制造技术定义为:制造业不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等方面的成果,并将其综合应用于制造的全过程,实现优质、高效?低耗清洁、灵活生产,取得理想技术经济效果的制造技术总称。
2.2技术特征
先进制造技术具有以下五个技术特征:
2.21先进性
先进制造技术的核心和基础必须是优质、高效、低耗、清洁的工艺,它从传统制造工业发展起来,并与新技术实现了局部或系统集成2.22通用性
先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节,它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务,甚至回收再生的整个过程
2.23系统性
随着微电子、信息技术的引入,先进制造技术能驾驭信息生成采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程
22.4集成性
先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合,界限逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化集成化,己发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科。
22.5技术与管理的紧密结合
对市场变化作出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求,使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化,它是技术与管理自然科学与社会科学紧密结合的产物。
3先进制造技术的形成发展过程
先进制造技术的形成和发展同科技进步及市场需求密切相连在科技高速发展的推动下,制造业的资源配置沿着“劳动密集一一设备密集一一信息密集一一知识密集”的方向发展在市场需求不断变化的驱动下,制造业的生产规模沿着“小批量一一少品种大批量一一多品种变批量”的方向发展与之相适应,制造技术的生产方式沿着“手工一一机械化一一单机自动化一一刚性流水自动化一一柔性自动化一一智能自动化”的方向发展
当代制造技术的前沿己经发展到以信息密集的柔性自动化生产方式满足多品种、变批量的市场需求,并向知识密集的智能自动化方向发展在这个发展过程中,制造技术的内涵不断延伸与发展,经历了重视辅助工序、工装?生产过程,不断更新工艺方法,引入和集成信息技术以及更新管理观念,促进生产组织变革等四个环节,逐渐形成了先进制造技米
4先进制造技术的发展趋势
高生产率和高质量是先进制造技术的两大追求目标先进制造技术的发展趋势可概括成如下几个方面
4.1向自动化柔性化、集成化和智能化方向发展
微电子、计算机自动化技术与传统工艺及设备相结合,形成了多项制造自动化单元技术,经局部或简单到复杂不同档次的自动化制造系统,使传统工艺产生显著、本质的变化,极大地提高了生产效率和产品质量。当然,冷加工的发展道路是:NC(数控卜FMS(柔性制造系统)^CIMS(计算机集成制造系统hIMS(智能制造系统)热加工的发展道路是:优质高效低耗工艺-低成本自动化-综合自动化。
4.2向高精密方向发展
现代新技术产品需要高精度的制造,精密制造技术是先进制造技术的基础,它包括精密加工和超精密加工、微细加工和超微细加工、微型机械等当前有代表意义的是以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术。
精密加工和超精密加工的主要方法,目前有精密切削、超精密切削、超精密磨削和研磨加工等,其加工精度己从微米级(um)亚微米级(1~10-Vm)向纳米级(1dVm)进军。
微细和超微细加工是一种特殊的精密加工,它不仅加工精度极高,而且加工尺寸十分微小。如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束?离子束刻蚀的方法加工的,线宽可达0.1um,微型机械是机械技术与电子技术在纳米级水平上相融合的产物。国外有人将纳米技术与微型机械称为“21世纪的核心技术”。
4.3向非传统加工技术方向发展
在继续开展传统切削、磨削等新工艺的同时,各种非传统加工方法也在开拓发展,并不断开创新工艺,达到新的技术水平由于这类加工方法能解决大量普通机械加工方法难以解决甚至根本无法解决的问题,因而得到迅速发展,并显示出极大的潜力和前景非传统加工方法主要指一些物理的、化学的特种加工和高能密度加工,如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工的对象主要是难加工材料。高能密度加工主要指三束加工(激光束、电子束和离子束),它们是极有前途的加工方法不少非传统加工法同时又是精密加工和超精密加工方法传统加工和特种加工相结合的复合加工同样有着良好的发展前景。
4.4采用新型生产模式,使企业适应多变市场需求机械制造生产模式除有通用机床加专用工艺装备、数控机床加具有计算机辅助设计和自动编程功
柔性制造单元(FMC)加管理信息控制系统(MIS)以外,还有计算机集成制造系统(CIMS)智能制造系统(IMS)、并行工程(CE)、精节生产(LP)和敏捷制造(AM)等生产模式现代企业只有采取先进的生产模式,改进生产组织管理,才能増强在激烈的市场条件下的竞争能力。
5先进制造技术的技术前沿与新型生产模式
计算机集成制造(CIM)技术作为人类未来工厂的概念模式,得到很多国家的重视企业从经营计划、产品设计、加工制造到市场销售形成一个完整的系统,进行综合优化它不断吸收微电子、计算机、自动化等最新技术成果形成了计算机辅助设计(CAD)制造(CAM)工艺(CAPP)测试(CAT)评价(CAE)?数控机床(NC)加工中心(MC)、企业管理信息系统(MIS)?柔性制造系统(FMS)等一系列具有划时代意义的新技术对上述技术进行局部或系统集成,就形成了从单机到生产线、从刚性到柔性、从简单到复杂等不同档次的集成制造系统(CIMS)可以预言CIMS将成为21世纪占主导地位的生产方式。
智能制造技术(IMT)旨在将人工智能溶进制造过程的各个环节,通过模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中的部分脑力劳动,从而在制造过程中,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能够自动调整其参数,以期达到最佳状态,具有自组织能力。它被称为21世纪的制造技术。
并行工程(CE)技术旨在将产品设计与制造以及相关过程进行系统的综合,以期在产品设计的同时就将生产、维修的各个环节考虑进去,大大缩短生产周期该技术的关键在于将CADCAMCATMIS等有机地集成起来,将引入动态并行机制,即将产品生产周期中各种因素进行有机综合、并行处理,将产品设计、生产计划丨生产加工、质量检验、市场分析等同步规划,它可显著缩短新产品从构思到实现批量生产的开发周期。
精节生产(LP)是由日本丰田公司率先提出并得以应用,后来受到美国的重视,它综合了单件生产和大批量生产两者的优点,其特点是:行小组自治工作制,工人既是主人也是雇员,企业把雇员看作比机器更为重要的固定资产。
(2)精简一切生产中不产生价值的工作,减少管理层次,精简组织机构。
(3)精益求精,以尽善尽美为最终目标,持续不断地改进生产,降低成本,力争无废品、无库存和产品品种多样化。
敏捷制造(AM)是近年来美国为恢复其在国际制造业中领导地位而提出的一种生产模式它是将柔性生产技术熟练掌握生产技能和有知识的劳动力,与企业内部和企业之间合作的灵活管理集成在一起,通过所建立的共同基础结构,对迅速改变或无法预见的消费者需求和市场时机作出快速响应它的主要特点是提出虚拟制造(VM)的概念,根据市场需求,采用虚拟公司来承接项目,开发产品和组织生产。从本企业和其它企业选出各种优势力量,集成为一个单一的经营实体一一虚拟公司,当所承接的产品或项目一旦完成,虚拟公司即行解体。
CIMSIMSCELP和AM都是制造系统中新的生产模式,其宗旨都是为了提高企业竞争力,以适应多变的市场需求;在运行机理上都是强调集成,但在侧重点上有所区别。
CE强调的是产品开发和设计与其它相关过程的集成,尽量保证开发和设计工作一次完善,减少反复,缩短产品生产制造周期。
LP是通过项目组或生产小组形式把各方面人员集成在一起,在生产?检验与维修等场地集成在一起,同时还采用相应的措施做到与协作厂家、用户的集成,从而实现最大限度地精简非増值人员和机构,提高企业竞争力。因而它强调的是组织管理和人员的集成。
AM则在先进的柔性生产技术的基础上通过企业内部的多功能项目组与企业外的多功能组织组成虚拟公司,把全球范围内的各种资源,包括人的资源集成在一起。
第一代CIMS只注重信息和功能的集成,随着CIM技术的发展和应用,CIMS含义也在深化,第二代CIMS更强调技术、组织和人的全面集成
可见,CIMS与CELP及AM等生产模式并无本质区别,他们之间的关系是一种互补而不是替代 。
没有计算机通讯系统?不采用现代制造技术的集成,是很难充分发挥精节生产的组织集成和人员集成的优势,而敏捷制造的基础和主体实质还是CIMS,不过只是CIMS的横向发展,是企业级的集成扩展为社会系统内的集成;而LP和AM则为CIMS真正取得效益提供了新的思想和技术,又促进了CIMS的进一步发展
6推动我国先进制造技术发展的战略设想
改革开放以来,通过研究开发、技术改造与国外引进,我国制造技术水平不断发展和提高,己经具有相当规模和实力但是从总体上看,我国制造生产水平仍然比较落后,在质量、品种、成本效率效益和售后服务等方面与国外先进水平相比都有很大差距,缺乏国际竞争力。
为发展我国的先进制造技术,我们应把握时机,超越某些阶段,迎头赶上世界先进水平。要使这种愿望变为现实,必须明确先进制造技术的发展目标,采取相应的战略对策6.1先进制造技术的发展目标
先进制造技术是使制造业强盛的关键所在,没有先进制造技术,就不可能在发达的制造业在市场经济为主体的世界经济体系条件下,先进制造技术是由市场选择和决定的。市场是先进制造技术存在、发展的源动力。先进制造技术研究的根本目的就在于及时、高效、优质、灵活、低耗地制造市场上有竞争力的产品,这是先进制造技术研究的市场观发达国家制造业的管理专家和先进制造技术研究专家早己从残酷市场竞争中明确了这一点,把占领市场作为发展先进制造技术的最终目标,建立和完善了一整套市场、技术、产品间相互联系、相互制约?相互促进的机制。
我国市场经济处在初级阶段,制造业还比较落后,先进制造技术主要依靠引进和跟踪的格局不会改变,中国是一个大国,应当有使产品具有进入国际市场的竞争力,先进制造技术应以提高制造业产品的市场竞争力为发展目标
6.2战略对策
6.2.1组织起来,加强合作,共同开发,推动先进制理技术于一体的综合技术,它的发展涉及到规模管理资金保障、研究开发、生产应用等多个方面因此,必须把政策部门、科研单位、高等院校和企业各方面力量组织,加强合作,共同开发,尤其是要吸引企业界参与先进制造技术的研究,健全科技研究开发一体化机制,在先进制造技术研究中推进和建立大学、研究所和制造业相结合的研究体制随着市场的国际化和全球信息网络技术的发展,制造技术国际化日趋明显,我国制造领域专家和企业家要有使自己产品和技术进入国际市场、投置于国际竞争的大环境下并成为知名品牌的雄才大略,要积极促进先进制造技术基础研究的国际合作,以増强我国先进制造技术的实力
6.22确定优先资助领域,支持应用前景明确的先进制造技术基础研究,加快研究成果的应用转化
当今世界科学技术化技术科学化的科技一体化趋势日益明显,技术的生命周期不断缩短如果一种现在还算先进的技术不迅速应用,过不了几年就可能被淘汰而大学在选择制造方面的应用基础研究项目时,往往缺乏先进制造技术的市场观,不注重实际考察,不注重应用前景,不注重研究成果的应用转化国家在应用基础研究成果到技术开发和应用的成果转化过程中的机制仍不健全。各部委?产业部门及国家自然科学基金委员会在资助先进制造技术基础研究中,应确定优先资助领域,在强调支持前沿和创新的同时更要强调研究项目的应用前景,支持和鼓励项目的联合资助在跟踪国际先进制造技术研究的同时,强调结合国情选题,面向经济选题,瞄准应用选题
6.23持续开展制造业的技术改造
制造技术的发展是通过技术改造过程实现的,通过技术改造逐步淘汰老工艺、老设备,推广应用先进的新工艺和新设备,以提高企业的制造技术水平,最终达到提高产品性能质量和对市场的应变能力。“八五”期间己对一批重点骨干企业实行重点投资,进行现代化的技术改造使诸如数控机床、加工中心'?计算机辅助设计、制造和管理等新技术在这些企业得到普及、推广和应用。“九五”期间将这些技术在更多的企业中逐步推广,视不同情况或建成FMCFMS,或进一步实现计算机集成制造系统。
进行技术改造必须从经营战略和生产系统整体出发,不能单纯把技术改造局限于更新工艺设备上因此,进行技术改造时应进行经济分析与论证,以作出科学的决策与判断
6.2.4采用新型的生产模式,改进生产组织管理,提高人员技术素质
先进制造技术既包括工艺技术设备,又包括生产的组织管理和人员技术素质只有相适应的生产组织管理和人员技术素质与其配套,先进的工艺技术装备才能充分发挥其应有的作用,形成先进制造技术为此,要根据企业特点,采取适用的生产模式,改进生产的组织管理,提高人员的技术素质,使生产组织管理便于实现计算机化和信息化,便于集成为有机联系的自动化整体,使参与生产过程的人员尽可能在技术上成为多面手,更好地适应多变的市场需求
可见,先进制造技术的发展和水平的提高,有赖于工艺技术装备、生产模式组织管理和人员技术素质的同步发展.
先进制造技术的特征范文3
关键词: 先进制造技术 现代化 发展趋势
随着市场需求个性化与多样化,传统的制造技术已不能满足需要,从而诞生了许多原来没有的制造方法,现代先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。
1.信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用
信息化是当今社会发展的趋势,信息技术正在以人们难以想象的速度向前发展。信息技术也正在向制造技术注入和融合,促进着制造技术的不断发展。信息技术促进着设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展,如CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造,无不以信息技术的发展为支撑。
2.设计技术不断现代化
产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势如下。
(1)设计手段的计算机化。
在实现了计算机计算、绘图的基础上,当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用,以及现代产品建模理论的发展上,并且向智能化设计方向发展。
(2)新的设计思想和方法不断出现。
如并行设计、面向“X”的设计(Design for X,DFX)、健壮设计(Robust Design)、优化设计Optimal Design)、反求工程技术(Revese Engineering)等。
(3)向全寿命周期设计发展。
传统的设计只限于产品设计,全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策,要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。
(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素。
3.成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展
成形制造技术正在从制造工件的毛坯、从接近零件形状(Near Net Shape Proccess)向直接制成工件精密成形或称净成形(Net Shape Proccess)的方向发展。塑性成形与磨削加工相结合,将取代大部分中小零件的切削加工。主要发展趋势是通过各种新型精密热处理和复全处理达到零件性能精确、形状尺寸精密,以及获得各种特殊性能要求的表面(涂)层,同时大大减少能耗,完全消除对环境的污染。
4.加工制造技术向着超精密、超高速,以及发展新一代制造装备的方向发展
(1)超精密加工技术。
目前加工精度达到0.025μm,表面粗糙度达0.0045μm,已进入纳米级加工时代。超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段近;超精加工机床向多功能模块化方向发展;超精加工材料由金属扩大到非金属。
(2)超高速切削。
目前铝合金超高速切削的切削速度已超过1600m/min,铸铁为1500m/min,超耐热镍合金为300m/min,钛合金200m/min。超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工。
(3)新一代制造装备的发展。
市场竞争和新产品、新技术、新材料的发展推动着新型加工设备的研究与开发,其中典型的例子是“并联桁架式结构数控机床”(或俗称“六腿”机床)的发展。它突破了传统机床的结构方案,采用六个轴长短的变化,以实现刀具相对于工件的加工位姿的变化。
5.工艺由技艺发展为工程科学,工艺模拟技术得到迅速发展
先进制造技术的一个重要发展趋势是,工艺设计由经验判断走向定量分析,加工工艺由技艺发展为工程科学。
工艺模拟也发展并应用于金属切削加工过程、产品设计过程。最新的进展是在并行工程环境下,开展虚拟成形制造,使得在产品的设计完成时,成形制造的准备工作(如铸造)也同时完成。
6.专业、学科间的界限逐渐淡化、消失
先进制造技术的不断发展,在冷热加工之间,加工、检测、物流、装配过程之间,设计、材料应用、加工制造之间,其界限均逐渐淡化,逐步走向一体化。现代制造系统使得自动化技术与传统工艺密不可分;很多新材料的配制与成型是同时完成的,很难划清材料应用与制造技术的界限。这种趋势表现在生产上是专业车间的概念逐渐淡化,将多种不同专业的技术集成在一台设备、一条生产线、一个工段或车间里的生产方式逐渐增多。
7.绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征
日趋严格的环境与资源的约束,使绿色制造业显得越来越重要,它将是21世纪制造业的重要特征,与此相适应,绿色制造技术也将获得快速的发展。将绿色制造技术应用在整个制造过程,可使得对环境负面影响最小,废弃物和有害物质的排放最小,资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。
8.虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用
虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前,首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验,对其性能和可制造性进行预测和评价,从而缩短产品的设计与制造周期,降低产品的开发成本,提高系统快速响应市场变化的能力。
先进制造技术的发展不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着各种技术的相互融合,未来先进制造技术的前景也将越来越光明。
参考文献:
[1]郁鼎文.现代制造技术.清华大学出版社,2008-6-18.
[2]薜丽霞等.绿色制造.机械设计,2000,(10):8-10.
先进制造技术的特征范文4
关键词:先进制造技术;教学内容;考核方式
【中图分类号】G712
制造业是国民经济中重要的支柱产业,制造技术的水平和制造业的实力反映一个国家的生产力水平,决定着国家的经济竞争力和综合国力的强弱。由于传统的以大批量生产为特征的制造技术和制造模式已无法适应现代市场环境的严峻挑战,从而引发了制造技术、制造模式和管理技术的剧烈变革,先进制造技术就是在这样的环境下提出来的新观点。先进制造技术是制造业在不断吸收信息技术及现代化管理技术等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务直至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷的生产,从而提高企业市场竞争力的制造技术的总称。
随着我国制造业的迅猛发展,先进制造技术和现代管理方法在生产中的应用越来越多,我院机械类专业开设了《先进制造技术》课程,目的是拓宽学生专业视野,掌握制造技术最新发展。由于先进制造技术课程涉及的内容多,哲理深奥,覆盖面广等原因,使得学生在学习的过程中理解和掌握比较困难,学生的感性认识欠缺,对学习的兴趣不高,普遍感到枯燥难懂,学习注意力难以持久,因而学习效果不好。怎样使学生在有限的时间内学到更多的知识,培养良好的职业素养和创新能力,对先进制造技术课程进行教学内容和教学手段的改革就显得十分重要。
一、《先进制造技术》课程的特点
1.课程的内容多,覆盖面广
《先进制造技术》课程的内容十分繁杂,覆盖面广,包括柔性制造系统、计算机集成制造系统、快速成型技术、先进生产管理技术、特种加工技术、超精加工技术、纳米加工技术、生物加工技术和绿色制造等先进的制造工艺技术和成组技术、并行工程、精益生产、准时生产、敏捷制造、虚拟制造、可重构制造、网络制造、智能制造等先进的制造模式,以及现代生产管理信息系统、企业供应链管理和产品数据管理等先进的管理技术等。
2.课程内容上既继承又发展,具有动态性
《先进制造技术》课程所讲授的内容中有很多的先进技术是既继承又发展的。如在物料需求计划的基础上,将企业的经营、销售、财务、成本管理纳入,则发展为制造资源计划,而制造资源计划经过扩充和进一步完善则发展成为企业资源计划。同时,随着时间的推移,各种先进制造技术不断吸收各种最新技术成果,并不断发展和创新。故本课程的内容也具有动态性,需要不断地更新。
3.教材内容的滞后性
先进制造技术发展迅速,而教材的内容大多是已经成熟或即将成熟的知识,与相关学科的最新进展相比存在一定的滞后性。因此,授课教师必须及时检索、查阅相关技术的最新研究成果,并补充到教学内容中,使学生能够掌握制造技术的最新知识。
4.教材内容的概述性
由于该课程涉及的内容多、课时少(一般为40课时),对于每一种先进制造技术,本课程都不能进行深入、详细的讲解,而只介绍其基本原理、特点、应用和发展趋势等。
二、教学改革
1.教学内容
作为高等教育的重要组成部分,高等职业教育以造就新型工业化需要的能力强、素质高的高端技能型人才为目标,不仅要培养大量能够胜任现场操作的高技能人才,而且要为潜在的未来能够担当企业推动技术创新和实现科技成果转化的高端技能人才营造训练环境。未来先进制造技术要求从业者既有较强的实践动手能力,又有一定的理论知识和智力技能,必须具有较强的自主学习能力和创新能力,具有对新知识、新技术的快速学习、吸收和创造性的应用能力,能够把高新技术和设计成果迅速转化为实践、产品,促进制造企业的产品创新和技术创新。先进制造技术作为一种动态技术,不断吸收各种最新的技术成果,那么作为介绍先进制造技术的《先进制造技术》课程也应该是一门动态的课程,随着新科技、新理念的不断出现而不断更新、充实和发展。另外,由于先进制造技术涉及产品的整个生命周期,从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、生产管理、售前售后服务到产品的回收等方方面面的内容,因此先进制造技术课程的内容十分庞杂,涉及许多其它学科的知识,如管理科学、电子科学、材料科学、信息科学等,在短时间内全部掌握是不可能的。对于教学内容的安排就显得尤为重要,先进制造技术包含的内容非常广泛,教学课时内不能全部介绍,课堂教学只能选择有限的部分内容讲解。重点介绍现代设计技术、先进成形制造技术、先进制造工艺技术、制造自动化、先进制造的模式与管理技术等核心内容。同时,教师应注意收集各种先进制造技术最新的研究成果,及时补充教学内容,确保教学内容的前瞻性。
2.课堂教学方式
如何增加学生学习的动力,激发学生学习新知识和新技术的兴趣。要转变传统的教师观与学生观,教师不能只单纯地传授知识,为人师表,把学生当作被动受教育的客体。在课堂教学中,从以教师为中心向以教师为主导,学生为主体的转变,从单一的专业教育向综合素质教育和通识教育的转变,从以传授知识为主向全面地培养能力为主的转变,从单一的培养模式向多层次、多方位的立体培养和因材施教的转变,从封闭式教学向开放式教学转变。经过一段时间的学习,确立引导学生自主学、激励学生合作学、培养学生创造学三个学习目标。
(1)教师应引导学生自主学习
知识更新速度的加快,知识总量急剧增加,教育的重点要从传授知识转变为着重培养能力,特别是学习能力和思维能力。教师在教学过程中,要充分发挥学生的主观能动作用,引导和启发学生主动认知、质疑问题,重点掌握研究和解决问题的思路和方法。注意指导学生对所学知识的思考、归纳、总结、应用,从而了解学习过程,认识学习规律,寻找和总结适合自己的、灵活而高效的学习方法,发展学生的自主学习能力,为学生的再学习和继续发展奠定基础。教学中引导学生明确想学什么和应该知道什么,然后让学生选择自己感兴趣的部分内容自主学习,在课余的时候收集相关的新知识和新技术,在课堂中给予学生机会讲解。学生选择学习内容,掌握了学习的主动权,激发了学习兴趣。同时应及时修订和充实教学的内容,扩大课程教学资源,提高课堂教学的柔性。
(2)在课堂上引入案例教学法
通过企业生产实例提出需要解决的问题,然后介绍解决问题的方法,最后总结必要的结论和概念,避免传统的提出概念、解释概念、举例说明这一知识学习的三段论,这样可以让学生从死啃理论教学和书本中走出来。在课堂上中通过给定的问题情景,鼓励学生以小组活动的形式运用已学的知识,模拟解决问题的方法,通过讨论共同找出结论。学习能力弱的同学碰到自己解决不好的问题时,可以由能力较强的小组成员讨论解决,也可以在其他小组同学的帮助下完成。小组讨论既可以让学生互补知识,同时也锻炼了学生团队合作精神。
(3)合理应用多媒体教学课件
那种以教师为中心、课堂为中心、书本为中心的教学模式已经不能适应现代课堂的需要,而多媒体教学课件能较好地将文字、图像、声音、动画和视频信息等众多媒体的信息集于一体,给学生提供一个生动逼真、内容丰富、交互性好的人机界面,使学生的各个感官能够同时接受到大量的教学信息和丰富的知识,能培养学生的想象能力、创新思维和创新意识。虽然计算机辅助教学带来了许多新的变化,但多媒体只不过是学习和教学的-种工具,也不是所有的内容都适合应用多媒体,教师需要适时地讲解难点和提醒学生在演示过程中注意观察重点,并及时加以引导、启发、归纳和总结。
(4)培养创新意识和创新能力
创新能力是21世纪从业者的基本要素。要从授课指导思想、学习环境、课程评估、学习气氛等多种因素考虑,把课堂教育中的不同教学环节、教学方法、课外活动的作用结合起来,激发学生的创新动机和创新精神。教师应注意给学生营造不同智力要求又有挑战性的问题情景,让学生通过自己一系列思维的加工,发展自己的创新思维和能力;给学生以主动探究、自主学习的空间,通过各种途径、形式搜集、整理资料,通过质疑、思考、论证、解决问题,得出结论;采用启发式、讨论式等多种教学类型和组织形式,注意激发学生多方面的思维,使其智力活动多样化、丰富化;给学生以心理安全的教学气氛,鼓励和尊重学生的提出的各种问题和想法,让学生知道他们的观点是有价值的,并从因果关系上展开评价。
3.考核方法
考核方法主要表现在考核内容和考核形式两个方面。在考核内容上尽量涉及先进制造技术的各个方面,知识覆盖面宽,考核内容全面,同时要抓住重点,选择那些广泛应用于我国生产实际的先进制造技术,如数控技术、激光技术等。在考核形式上可以采取上课讨论、平时查阅文献、课后布置作业、实践环节、小论文等多种形式,变考知识为考能力,按照一定比例权重来决定本课程的最终成绩,这样可以改变过去"一张试卷定终身"的局面。同时给学生在学习本课程时很大的自由度,锻炼学生的查阅文献、信息获取,论文写作、实践和操作等方面的能力。另外,可以采用合适的方式让学生对本课程进行评价,一方面对教师的教学方法、教学效果提出一些建设性的意见,以便教师根据反馈意见进行改进;同时可以根据课程评价内容反映学生对本课程的参与程度,将其作为考核学生的一种辅助方式。
三、小结
先进制造技术具有先进性、广泛性、实用性、系统集成性和动态性等特点,是在传统制造技术、信息技术、自动化技术、现代管理技术等相互渗透、融合而形成的。《先进制造技术》这门课程也要随着先进制造技术的发展而与时俱进,从教学内容、教学方法、考核方法等方面进行改革。使课堂教学质量得到变革性的提高,从而培养出具备更强创新能力、综合能力、能适应环境变化的高端技能型型人才。
参考文献:
[1]贾晨辉,马文锁,任小中.先进制造技术课程教学方法研究[J].科技资讯,2009.
先进制造技术的特征范文5
摘要:本文介绍了先进制造技术具有先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性和动态性的特点,并探讨了先进制造技术的发展趋势。
关键词:制造技术 柔性 集成 智能
制造技术的水准在某种意义上决定了整个国民经济发展的水平和国力。先进制造技术是传统制造技术与机械、电子、信息、材料、能源、管理等多领域的先进成果融合而成的高新技术,它代表着当今制造技术中的最高水平,已成为世界经济发展和满足人类日益增长需要的重要支撑。
1、先进制造技术、内涵及特点
1.1 先进制造技术及内涵
先进制造技术AMT是制造业不断吸收信息技术及现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
AMT内涵是使原材料成为产品而采用的一系列先进技术,外延是一个不断发展更新的技术体系,不是固定模式,它具有动态性和相对性,不能简单地理解就是CAD、CAM、FMS、CIMS等具体技术。
1.2 先进制造技术的特点
(1)先进性:AMT的核心和基础是经过优化的先进工艺(优质、高效、低耗、清洁工艺),它从传统制造工艺发展起来,并与新技术实现了局部或系统集成。特别强调计算机技术、信息技术和现代管理技术在制造中的应用。
(2)广泛性:AMT不是单独分割在制造过程的某一环节,而是将其综合运用于制造的全过程,它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务,甚至回收再生的整个过程。
(3)实用性:AMT有明确的需求导向特征,不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高企业竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。
(4)集成性:AMT由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合,界限逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化、集成化,已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科,可称为“制造工程”。
(5)系统性:随着微电子、信息技术的引入,AMT能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。AMT是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
(6)动态性:它不断地吸收各种高新技术成果,将其渗透到制造系统各个环节和制造活动的整个过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。
2、先进制造技术的发展趋势
2.1 传统制造技术向高效化、敏捷化、清洁化方向发展
2.1.1 向高效化方向发展
机械加工、铸造、锻压、焊接、热处理与表面改性等传统工艺技术在相当长的时间内仍将是量大面广、经济实用的制造技术,对其优化和革新具有重大技术经济效益。随着精度补偿、应用软件、自动控制、新材料和机电一体化等技术的发展,工艺装备在数控化的基础上进一步向生产自动化,作业柔性化、控制智能化方向发展。例如:多轴联动加工中心,装配作业集成机床、虚拟轴机床、快速成型等新型加工设备不断涌现。
2.1.2 向敏捷化方向发展
目前,世界经济表现为竞争全球化,需求多样化,产品生产朝多品种、小批量方向发展,对制造企业快速响应市场和产品一次制造成功的要求日益提高。现代的产品设计正由手工绘图方式向计算机绘图方式方向发展,由满足单个构件要求的设计向对整个制造系统功能的综合设计、将设计与制造及相关因素进行系统综合的并行设计、基于网络的远程设计方向发展。面向制造、装配、检测的设计将利用并行工程的原理和方法,从设计一开始就考虑到从产品概念设计到报废处理的全生命周期的有关问题;在计算机建模仿真基础上扩展的虚拟制造技术,在产品设计阶段就适时地、并行地、协同地“虚拟”出产品未来的制造全过程及其产品性能、可制造性等相关因素,从而更经济、更快捷、更柔性地组织生产和优化布局,以达到缩短产品开发周期,降低生产成本、提高生产效率、完善产品设计质量的目的。因此,面向并行工程、虚拟制造、全寿命周期的设计及CAD/CAM/CAPP一体化技术等敏捷设计制造技术与系统将在今后若干年内得到长足发展。
2.1.3 向清洁化方向发展
保护环境、节约能源已成为全球密切关注的焦点,发达国家积极倡导“绿色制造”及“清洁生产”。我国制定的《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》也明确了大力发展清洁绿色的精密成型与加工制造技术,实现少或无切削的塑性成型技术、“干净”成型技术等将成为21世纪优先发展的制造技术。
2.2 先进制造技术向精密化、多样化、复合化方向发展
2.2.1 向精密化方向发展
加工技术向高精度发展是制造技术的一个重要发展方向。精密加工和超精密加工、特种加工、微型机械的微细和超微细加工等精密工程是当今也是未来制造技术的基础,其中纳米级的超精密加工技术和微型机械技术被认为是21世纪的核心技术和关键技术。主要包括超精密切削加工、超精密磨削加工和研磨加工、超精密特种加工技术和超精密加工装备制造技术四个领域。
2.2.2 向多样化方向发展
为适应制造业对新型或特种材料以及精密、细小、大型、复杂零件的需要,发达国家正大力研究与开发各种原理不同、方法各异的加工与成型方法,如超塑性材料的等温锻造、复杂精密零件的电铸加工以及特殊环境和极限条件下的真空焊接、水下切割等。据统计,目前在机械制造中采用的成型工艺已达500种以上,特种成型工艺也是有百余种。
2.2.3 向复合化方向发展
由于材料的加工难度越来越大,工件形状越来越复杂,加工质量要求越来越高,国外正在研究多种能量的复合加工方法以及常规加工与特种加工的组合加工工艺。如在切削区引入声、光、电、磁等能量后,可形成超声振动切削、激光辅助切削、导电加热切削、磁性切削等复合加工工艺。
利用特种加工易于实现自动化、自适应控制的特点,特种加工技术和信息技术相结合,不断发展高精度、高效率的超大型、超微型、超精密特种加工机床和加工中心。如激光加工中心能将切割、打孔、焊接、表面处理等不同加工工序集成在一起,能加工多种材料和多种规格、形状的零件,并能实现多维度的智能化控制。
2.3 制造系统向柔性化、集成化、智能化、全球化方向发展
先进制造技术的特征范文6
关键词:先进制造业;技术创新;能力成熟度;评价
我国的制造业发展水平参次不齐,许多制造业企业还停留在传统的制造业水平。目前我国制造的机械产品大部分还是中、低端产品,缺乏具有较强国际竞争力的高端产品,而且产品大多是单机、单台产品,提供大型成套装备的能力还比较弱,难以满足国内对一些高端产品、重大关键产品和大型成套装备的需求。
目前世界上30%的产品都是中国制造,但在2002年美国《商业周刊》评选出的世界品牌前200位中却没有中国品牌的身影,造成这些差距的主要原因之一,是我国制造业技术基础薄弱,技术创新能力低。本文拟从先进制造业的角度对技术创新能力及其成熟度模型进行研究。
1 先进制造业的内涵及其特征
1.1 先进制造业的定义及其技术体系
先进制造业是指制造业吸收信息技术、新材料技术、自动化技术和现代管理技术等高技术,并以与现代服务业互动为特征的新型产业。在技术层面上,1994年初,美国联邦科学、工程和技术协调委员会下属的工业和技术委员会先进制造技术工作组(FCCSET)提出了有关制造技术的分类目录,这是对先进制造技术内涵的首次较系统的说明。根据这一定义,先进制造技术主要包括三个技术群:主体技术群、支撑技术群和制造基础设施(制造技术环境),如表1所示。
《上海优先发展先进制造业行动方案》指出,先进制造业是指能够不断吸收国内外高新技术成果,并将先进制造技术、制造模式及管理方式综合应用于研发、设计、制造、检测和服务等全过程的制造业,具有技术含量高、经济效益好、创新能力强、资源消耗低、环境污染少、服务功能全、就业比较多等特点。它不仅包括高新技术产业,也包括运用高新技术和先进适用技术改造的传统产业。
1.2 先进制造业的特征
1.2.1 传统制造业与先进制造业的区别
传统制造业与先进制造业的最大区别是:前者以机器资本为特征,而后者以信息和知识为特征。
1.2.2 先进制造业与工业化
①先进制造业是传统制造业的发展方向;
②发展先进制造业是走新型工业化道路、推进工业结构战略性调整和升级的必然选择;
③发展先进制造业顺应了世界产业转移趋势,对提高区域产业能级和城市国际竞争力具有重要的战略意义。
2 技术创新能力以及评价综述
2.1 技术创新能力评价研究综述
魏江,等(2000)认为应采用R&D能力、制造能力、市场营销能力、资金投入能力、组织能力五个指标度量企业的技术创新能力;黄鲁成,等(2005)采用投入能力、研发能力和产出能力作为一级指标对北京制造业的技术创新能力进行了研究;邵云飞、吴显英等从地域的角度,对区域技术创新能力进行了分析,并建立了区域技术创新能力的指标体系。
基于以上认识,制造业技术创新能力评价指标体系可包括以下三方面的基本内容。
①创新资源投入能力。可以用R&D投入强度、R&D人员比重、科技活动经费投入强度以及科技人员比重这四个指标来反映。
②研究开发能力。可以用科学家和工程师占全时R&D人员的比重和每千人发明专利拥有数这两个指标来反映。
③创新产出能力。可以用新产品销售收入占产品销售收入比重、新产品出口额占新产品销售收入比重和新产品劳动生产率这三个指标来反映,如黄鲁成,等从这几个方面来建立了北京制造业行业技术创新能力的指标体系,见表2。
而王凯、马庆国,等以黄鲁成,等(2005)评价北京制造业技术创新能力的指标体系为参照,建立了中国制造业技术创新能力评价指标体系。
2.2 先进制造业技术创新能力评价研究状况
目前,国内学术界对于装备制造业的研究,主要集中在装备制造业的现状分析、发展方式和政策建议方面,以定性研究为主,定量的研究较少,且只限于对区域竞争力的测度上。因为涉及技术创新能力的因素众多、结构复杂,只有从多个角度和层面来设计指标体系,才能准确反映产业的技术创新能力。
王章豹,等将评价指标体系分解为创新支撑保障能力、创新资源投入能力、技术创新转化能力、自主创新收益能力、技术创新环保能力五大模块(一级指标),并确定了18个二级指标。
①创新支撑保障能力,它是提高产业自主创新能力的基础和保障,主要体现为产业的经济实力、人才资源存量和劳动手段的先进性。
②创新资源投入能力,特别是R&D投入强度,是衡量行业和企业自主创新能力的一个重要指标。
③技术成果转化能力,是将一项发明创造和新工艺等技术成果转化为现实产品和产生经济效益的能力,是连接研究开发与市场需求的桥梁。可用“新产品开发项目数占科技活动项目数的比重”等2个指标来测度行业将科技成果转化为新产品的能力。
④技术创新产出能力,它包括在技术创新过程中的直接创新收益和将研发的新技术、新产品投入生产领域后所取得的经济效益。
⑤技术创新环保能力。技术创新产出不仅体现在经济效益上,也反映在社会效益特别是生态效益上。
2.3 技术创新能力的评价方法
目前,国内学术界关于企业技术创新能力的测度与评估,已经发展出各种评价指标体系。李廉水、周勇(2005)采用因子分析方法对长三角地区制造业的技术创新能力进行评价;胡恩华(2001)采用模糊数学的方法对企业技术创新能力进行综合评价;王建华、赖明勇(1999)采用DEA模型对中国工业制造业的技术创新情况进行评价;庞庆华采用灰色理论建立了企业技术创新能力综合评价模型。
综上所述,国内外对技术创新能力的评价做了大量的研究,不管是从定性的还是从定量的方面,都提出了比较详细的评价指标体系,有的还进行了实证研究。但是,国内从能力成熟度的角度来分析技术创新能力的还比较少,几乎是空白。本文就是基于能力成熟度理论来研究技术创新能力的成熟度,试从另一个视角来分析此问题。
3 先进制造业技术创新能力成熟度研究
3.1能力成熟度模型研究现状
最早提出能力成熟度模型的是美国卡内基梅隆大学(CMU)软件工程研究所(sEI)。1987年由CMU-SEI研究出一种用于评价软件承包商能力并帮助改善软件质量的方法,SW-CMM(CapabilityMaturity Model For Software软件生产能力成熟度模
型,简称CMM),其目的是帮助软件企业对软件工程过程进行管理和改进,增强开发与改进能力,从而能按时、不超预算地开发出高质量的软件,能力成熟度理论被广泛应用在IT管理和项目管理领域。
在国内能力成熟度理论也被广泛应用,孙锐,等把能力成熟度模型运用在组织知识管理中,并提出了知识管理流程成熟度框架(如图l所示),定义了知识管理成熟度等级及关键过程域。
于军提出了中关村自主创新能力成熟度模型,具有一定的新意,他把中关村自主创新能力分为五个级别,依次为初始创新、离散创新、整合创新、集群创新和优势创新;这个五个创新能力成熟度梯级可大致对应中关村发展阶段:中关村电子一条街、北京新技术产业开发试验区、中关村科技园区、创新型科技园区和世界一流科技园区。
3.2 先进制造业技术创新能力成熟度模型
国内外关于技术创新能力成熟度的概念还不多见,有关创新成熟度或技术创新能力的评价模型倒是层出不穷。
本文根据技术创新能力和能力成熟度的定义,对先进制造业技术创新能力成熟度模型进行了一定的诠释,从三个方面对该概念进行阐述,技术创新能力成熟度模型的要素包括:
①改进的内容和改进的步骤;
②使用该模型用户即先进制造企业需要知道自己现在所处的状态;
③实现改进的路线图。
因此,技术创新能力成熟度模型可由以下三个基本组成部分,如图2所示。
由此,我们可以作如下的定义。
先进制造业技术创新能力成熟度模型是指测定、评价和提升先进制造企业技术创新能力的一个标准体系,目的是为了使先进制造企业明确自身技术创新能力所处的位置,并通过一定的方式和顺序循序渐进地来提高其能力,从而通过不断的技术创新来实现其战略目标。
根据以上定义,可以将先进制造企业的技术创新能力划分为5个成熟度等级,分别为:
自发性的技术创新:企业内部的技术创新活动是自发的、零散的、无序的,企业对技术创新活动不重视,几乎没有投入,也没有专门的研发部门,完全依赖于基层技术人员个体层次上的渐进式改进。
目的性的技术创新:企业投入一定的人力、物力等资源,有目的的开展技术创新活动,设有专门开展技术创新活动的部门,但技术创新活动,只有研发部门的人员参与其它部门并不介入,协调难度大。
系统性的技术创新:企业对技术创新高度重视,有专门的研发机构,技术创新活动已成为制度化、流程化、系统化的活动,企业内部协同创新、创新共振现象普遍。
持续性的技术创新:企业可以根据战略、市场等外部环境的变化,及利益相关者的创新需求而开展技术创新活动,技术创新已经成为企业发展的源动力和市场竞争的主要武器。
变革性的技术创新:企业可以根据社会发展的需要进行变革性的技术创新,对以前保持领先的技术也能进行自我否定式的颠覆,企业技术创新已经突破自我的约束,技术创新活动已成为社会发展的推动力。