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抢占极端制造产业制高点(2)

时间:2021-05-07 14:03 点击:
随着在极端制造方面研发力量的加大、贸易规模的扩大,在该领域已经取得了不少重大突破,越来越多的极端制造产品在问世。在极大方面有30万吨的超级油轮、7000米的蛟龙号载人深潜器、全球最大的36000吨垂直金属挤压机
  随着在极端制造方面研发力量的加大、贸易规模的扩大,在该领域已经取得了不少重大突破,越来越多的极端制造产品在问世。在极“大”方面有30万吨的超级油轮、7000米的蛟龙号载人深潜器、全球最大的36000吨垂直金属挤压机等专业化装备;在极“小”方面有微纳芯片等。不仅如此,一些极端制造技术已经在公共安全、航天航空、石油化工等众多领域获得成熟应用,并且近年来这些领域的产业规模、产业结构、技术水平都大幅度提升,形成了若干具有国际竞争力的优势产业和骨干企业。
  极端制造呈现出新发展趋势
  未来的科学技术必将在各种高能量密度环境、物质的慎微尺度、各类复杂巨系统中不断出现新发现、新发明。新世纪科学与社会对制造的挑战将会产生全新极端制造,新一代极端制造也必然制造出更完美的产品。整体上极端制造将朝着极大、极小、极精等方向极速发展,极端制造业呈现新的发展趋势。
  极端制造产品将实现智能化、自动化、低成本化,产品性能高、功能多且环境相容性强。计算机技术、信息技术等新技术与制造业技术的完美融合,使极端制造产品呈现新的特点。制造技术的发展会提高产品智能化、自动化程度,极端制造技术不断地改善成熟,将大幅度降低制造成本。新技术的应用,一方面,在产品投入生产之前能够通过计算机技术进行仿真模拟,判断其最终效果,及时反馈信息,再根据这些信息不断调整设计,提高产品性能,实现产品多功能化;另一方面,通过对各种资料信息的收集处理,提高对极端环境、极端条件的把握度,使最终生产出来的产品最大限度地与环境相容。
  技术是极端制造业发展的关键,极端制造的技术研发力量将会集中化、专业化,研发投入会增加,极端制造技术将具备领先性、发展性。随着人类生存和发展环境日益复杂、人们对新极端领域的探索欲望增加,极端制造方面的研发力度也会进一步加大。为了降低研发成本、提高研发效率,极端制造产品及技术的研发将会呈现核心产品集中攻关,相关技术各展所长、联合开发的态势。极端制造技术将具备可推广性强、市场前景广阔、经济效益好的特点,并能够在多个领域广泛应用,渗入到社会的各个层面。
  极端制造的运行系统会复杂化,稳定性、精确度将有所提高,微系统成为突破重点。随着外部环境的日益复杂,为了减少复杂外部环境对系统内部运行结果的影响、满足更多的功能需求,极端制造的运行系统也将复杂化,系统稳定性、精确度会在市场的驱动下逐步提高。与巨系统相比,目前对微观条件下的机械系统运动规律、微小构件物理特性、载荷作用下的力学行为等认识不够充分,未能基于一定理论基础形成成熟的微系统设计理论,一切的行为尚处于摸索阶段,微系统的研究亟须突破,未来在该领域有望取得新进展。
  绿色制造模式是实现制造业可持续发展的制造模式,面对日趋严格的环境与资源约束,极端制造也必须走上“绿色化”道路。绿色极端制造要求在整个制造过程中,对环境产生的负面影响小,使废弃物和有害物质的排放量最小化、资源利用效率最大化;产品必须采用绿色原料、绿色资源、绿色技术进行生产,产品在生命周期内都符合环保、健康、耗能低、资源利用率高的要求;循环式制造技术将被采用,产品的回收率和循环再利用率得到提高。
  我国在极端制造领域存在较大差距
  极端制造的应用不足。目前我国在大型构件制造方面落后于世界先进水平,船舶、电力等大型工业装备制造难以摆脱对国外的依赖。尽管单项技术指标很高,但我国在超精密加工设备的研制和生产等方面存在着较大的差距,应用处于初级阶段。例如Precitech公司和Moore公司已商品化生产五轴超精密切削加工设备,而国内的金刚石切削设备目前只做到了两轴。极端制造在国外已广泛应用,并为产业发展提供了有力支撑。以大型金属构件塑性成形制造能力为例,美、俄、法等4.5万~7.5万吨的巨型水压机,大大提高了大型飞机的制造能力及洲际运载能力。产品价值链高端缺位,产品缺乏国际竞争力,行业内未能产生世界知名品牌。极端制造业产品档次不高,绝大多数处于价值链低端,为用户提供系统设计、工程承包、维修改造、回收再造等服务未能得到培育,生产性服务业发展滞后。极端制造现阶段普遍采用的模式为引进──模仿──改善,引进的产品、技术大多在进口国已经过时甚至遭到淘汰,后发劣势明显,产品在国际市场上缺乏竞争力,未能形成具有代表性的世界知名品牌。
  极端制造的制造能力不足。我国虽然在大型、超大型机床制造、精细制造等领域取得一定进展,但与发达国家相比,整体上仍存在较大差距。比如纳米制造领域,目前纳米技术在纳米电子器件、纳米生物医药等纳米科技领域研究能力薄弱。绝大多数的纳米加工、检测的仪器设备均采用欧美日等国家的产品,自主研发的设备占有的市场份额很少。虽然我国微电子产业已具备一定规模,但微制造的科学研究未形成对整个领域有影响的研究成果,几乎没有自主的核心技术,依靠引进技术与装备形成的制造能力滞后于国际先进水平1-2代。自主创新能力弱,缺乏核心技术,关键零部件发展落后,关键技术和高端装备进口依赖度高。在极端制造业中,拥有自主知识产权和自主品牌的技术和产品少,在许多高端装备领域未能掌握核心技术,高端主机和成套设备所需的关键零部件大量依靠进口,高端产品不能独立完成生产,大多由国外提供设计,采用进口的核心技术和关键零部件,在国内进行加工组装完成。以高档数控机床为例,我国90%高档数控机床、95%高档数控系统以及70%高档数控机床配套的高档功能部件需进口。

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