先進制造技術的特征范文
時間：2023-12-20 17:32:35
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篇1
【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.
【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization
1 先進制造技術的含義
先進制造技術AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企業綜合效益為目的，綜合利用信息、能源、環保等高新技術以及現代系統管理技術，對傳統制造過程中及產品的整個壽命周期中的使用、維護、回收、利用等有關環節進行研究并發行的所有適用技術的總稱[1-2]。
相對傳統制造技術，數字化制造技術是一項融合數字化技術和制造技術，且以制造工程科學為理論基礎的重大的制造技術革新，是先進制造技術的核心。數字化先進制造是在計算機和網絡技術與制造技術的不斷融合、發展和廣泛應用的基礎上誕生的。它是對制造過程進行數字化的描述，將制造信息采用數字化的表征、存儲、處理、傳遞和加工，從而在數字空間中完成產品的制造過程[3-6]。
2 數字化是先進制造技術的基礎
2.1 先進制造技術的基本特征
先進制造技術包括以下五個基本特征。
（1）先進性。制造工藝作為先進制造技術的基礎，必須是經過優化的先進工藝。先進制造技術的基礎必須是優質、高效、低耗、清潔工藝，它從傳統制造工藝發展起來，并與新技術實現了局部或系統集成。
（2）通用性。先進制造技術不是單獨分割在制造過程的某一環節，它覆蓋了產品設計、生產設備、加工制造、銷售使用、維修服務，甚至回收整個過程。
（3）系統性。隨著微電子、信息技術的引入，先進制造技術的駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調整的信息流動過程。先進制造技術是可以駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
（4）集成性。先進制造技術由于專業、學科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術趨于系統化、集成化，已發展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新興交叉學科。
（5）技術與管理的更緊密結合。對市場變化做出更敏捷的反應及對最佳技術經濟效益的追求，使先進制造技術十分重視生產過程組織管理體制的合理化和最佳化。
2.2 基于數字化的先進制造技術
數字化制造技術符合先進制造技術的上述五個基本特征。先進制造技術時代是數字化信息的時代，數字化技術是數字的生產、采集、存貯、變換、傳遞、處理及廣泛利用的新興科技領域。制造業從50年代數控機床的發明，標志著機械制造業向著數字化走出了第一步，隨后制造信息化沿著三個方面推進，一是現場生產方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是產品和工藝設計方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生產管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以說信息技術改變了當代制造業的面貌。
3 數字化是先進制造技術發展的核心
3.1 數字化先進制造的核心技術
數字化是先進制造技術的核心，它是在計算機和網絡技術與制造技術的不斷融合、發展和廣泛應用的基礎上誕生的。數字化先進制造主要包括以下幾個核心技術[4，6]：
（1）制造過程的建模與仿真。制造過程的建模與仿真是在一臺計算機上用解析或數值的方法表達或建模制造過程，建模通常基于制造工藝本身的物理和化學知識，并為實驗所驗證。
（2）網絡化敏捷設計與制造。利用快速發展的網絡技術，改善企業對市場的響應性。我國企業向國際接軌就必須在此領域開展研究，盡快掌握并趕上國外先進水平。
（3）虛擬產品開發。虛擬產品開發有四個核心要素：數字化產品和過程模型、產品信息管理、高性能計算與通訊和組織、管理的改變。
3.2 數字化對先進制造技術的實現
（1）數字制造的全球實現―網絡制造。隨著數字化技術、計算機網絡技術及交通運輸事業的迅速發展，這些企業可利用協同工作技術，在一定的時間、一定的空間內，利用計算機網絡，小組成員共享通過數字網絡在企業內部傳遞的知識與信息。
（2）數字制造的動態聯盟―敏捷制造。為實現高增值、高產品質量及優質服務，只有借助于高性能計算機和高速網絡，在數字化環境中，充分利用其他企業制造過程的信息流和數據庫等有用的數字化資源，才能對變化市場做出快速的響應。對于某些產品一個企業不可能快速、經濟地獨立開發和制造其全部，必須根據任務，由一個公司的某些部門或不同公司按資源、技術和人員的最優配置。于是，一種以數字制造為平臺的先進制造技術即數字制造的動態聯盟―敏捷制造嶄露頭角。
（3）數字制造的計算機實現―虛擬制造。數字化表征與傳遞、建模與仿真是數字制造的核心科學問題。這種能實現制造形狀與過程的數字化表征、非符號化制造知識的表征、制造信息的可靠獲取及其傳遞的、由整個制造信息形成的數字空間，為計算機和計算機網絡的應用提供了用武之地。
（4）數字制造的快速實現―快速原型制造。制造業面臨兩個重要的挑戰：一是要大大減少開發時間，二是產品的個性化。雖然計算機輔助設計和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了傳統的產品設計和制造方法，但在計算機輔助設計和計算機輔助制造集成實踐過程中仍有許多障礙。
虛擬制造技術在計算機上實現了產品實際的制造過程，對縮短產品開發的周期、減少開發費用、提高市場競爭能力做出了重大貢獻。通過長期的探索與實踐，催生了制造技術上的又一次新的變革―快速成型制造技術。
（5）數字制造的環保化實現―綠色設計與制造。制造業為人類的繁榮昌盛做出了巨大貢獻的同時，每年產生了近55億噸的無害廢品和7億噸的有害廢品。因此，為了有效地保護環境，一定要在制造的各個階段進行污染控制。有必要使用能在各個階段評估環境被影響的后果的工具和方法學來支持設計和制造，一種具有意識的先進制造技術―綠色設計與制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。
4 數字化是先進制造技術發展的未來
目前，計算機和網絡已成為制造業企業的基礎環境和重要手段，目前世界500強企業無一例外地建立了內部網。制造業在知識經濟到來時呈現明顯的信息化趨勢，可以說信息技術在促進當代制造業發展過程中的作用是第一位的，信息技術將在更深層次上滲透和改造傳統制造業。
當前，數字化制造正在深入發展，其主要趨勢呈以下四點：
（1）由二維向三維的轉變―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定義/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作業指導書）為核心的設計與制造。MBD是用集成的三維實體模型來完整的表達產品生命周期各階段的產品定義技術標準，為設計人員服務，解決的是要制造什么的問題；MBI是以三維模型表達的車間工作規范和方法，為加工、裝配、檢測人員服務，解決的是怎么制造的問題。MBD/MBI技術將使工程技術人員從繁瑣的二維圖紙和表格文化中解放出來，可將更多精力轉移到需求分析和產品創新研發上。
（2）真正并行和協同的實現-數字化制造中的直觀可視化工作環境以及建模和仿真技術，為并行和協同工作提供了友好的協同工作環境及有效的實驗驗證手段和評估優化工具。數字化制造是制造業信息化發展的新階段，也是目前制造業的重要發展方向，如精密化、智能化、網絡化、極端化等，無一不與數字化制造技術的發展密切相關。
（3）數字化裝配與維修的應用―裝配是產品生命周期中的重要環節。虛擬現實技術（VR， Virtual Reality）的發展為解決裝配序列規劃和裝配性能仿真提供新的思路和方法，虛擬裝配技術可在無物理樣機的情況下對產品可裝配性、可拆卸性、可維修性和裝配過程中的裝配精度、裝配性能等進行分析、預測和驗證，并支持面向生產現場的裝配工藝過程的動態仿真、規劃與優化。目前虛擬裝配技術已從簡單的幾何裝配正朝著考慮精度、物性、過程、環境等多方面因素的裝配技術方向發展，這是推進虛擬裝配技術實用化發展的重要一步。
（4）數字化車間與數字化工廠―數字化工廠是數字化制造技術在車間和和工廠集成應用和高效運營的全新生產模式。它在三維工藝過程、工藝裝備、生產線布局和生產管理綜合優化和集成的基礎上，實現產品在工廠、車間和生產線上由設計到制造的數字化執行、管理和控制問題，是實現企業挖潛和增效的最有效形式。目前，生產線建模仿真技術和車間布局規劃已日益受到重視，它為高效物流實施以及精益生產、可重構制造、單元化制造等先進制造模式提供科學分析工具，尤其對多品種、變批量和混線生產等復雜生產模式具有重要指導意義。
5 結束語
先進制造技術是改造傳統制造業的有效手段，為了有效地在我國利用先進制造技術改造傳統制造業，需要明確研究、開發和應用先進制造技術的重點。綜觀以上先進制造技術的現狀和發展，可以看出數字制造實為先進制造技術的核心技術，是實施其他先進制造技術的平臺。
數字化先進制造技術是席卷全球的數字化浪潮中的重要一環，其本質是支持數字化或信息化制造業的技術。充分運用當代數字化技術，大力發展數字化先進制造技術符合本世紀制造業的發展趨勢。
【參考文獻】
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篇2
【關鍵詞】先進制造技術；自動化技術；應用
在世界經濟多極化的今天，面對快速的市場變化和激烈的技術競爭，發達國家都將制造業作為了本國的經濟支柱，先進制造技術正是制造業為適應時代需求，提高競爭力推陳出新而形成的。先進制造技術是完成制造活動所需的一切手段的綜合，產品的整個制造過程包括了：市場調研、產品設計和產品零部件制造與裝配以及產品銷售與售后服務四個環節，實現制造過程的整個制造系統所涉及的技術就是先進制造技術。隨著我國高新技術和知識經濟的快速發展，生命科學、材料科學和信息技術等新興科學技術也隨之涌現，將傳統機械制造技術轉變成為了如今的集機械技術、計算機技術和信息技術以及自動化技術等為一體的科學技術。自動化技術具有提高產品質量、提高產品生產率、縮短產品的生產周期、降低產品生產成本、減輕工人勞動強度和提高企業經濟效益等諸多優點，將傳統制造技術結合現代自動化技術，不僅可以優化設計和制造過程，同時還可以將人們從體力勞動中解放出來，使機械設備能夠自動、精確、高效的完成整個制作過程，進而加快實現工業信息化。
一、概述先進制造技術的含義和特點
隨著社會需求個性化、多樣化的發展，生產規模由單件、小批量到多品種、變批量的方向發展，同時，隨著計算機技術和現代化管理技術的滲透和融化，不斷改變著傳統制造技術的內涵，進而形成了如今的先進制造技術。
（一）先進制造技術的含義
目前，對于先進制造技術還沒有一個明確和一致公認的定義，經過近年來對發展新型制造技術方面開展的工作和對其特征的分析研究，國內專家認為：先進制造技術是制造業不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術的成果，將其綜合的應用與產品設計和加工以及檢測等制造的全過程，逐漸實現優質、高效、靈活的生產，是提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。
（二）先進制造技術的特點
先進制造技術最重要的特點是，它首先是一項面向工業應用，具有較強的實用性的新技術，先進制造技術相比傳統的制造技術在應用范圍上的一個不同點在于，傳統制造技術一般是指各種將原材料變成成品的加工工藝，而先進制造技術雖然大量應用于加工和裝配過程，但是由于其組成結構中包括了設計技術和自動化技術以及系統管理技術等，因而則將其綜合應用于制造的全過程。同時，傳統制造技術的學科專業單一、獨立，互相之間的界限明顯，而先進制造技術因其專業和學科之間的不斷滲透、交叉、融合，界限漸漸的淡化甚至是消失，技術趨于系統化和集成化，逐漸發展成為了集機械和電子以及信息等技術為一體的新型交叉學科。
隨著微電子和信息技術的引入，使得先進制造技術成為了駕馭信息的生成和傳遞以及反饋的集成過程。為了能夠有效的確保生產和經濟效益持續穩定提高，同時能對市場變化做出更加快捷的反應，以及對最佳技術效益的追求，進而提高企業的競爭能力，先進制造技術比傳統的制造技術更加的重視技術和管理的結合，更加重視制造過程組織和管理體制的簡化與合理化，最終產生了一系列先進的制造模式。隨著世界自由貿易體制的逐步完善，全球交通運輸體系和通信網絡的建立，制造業將形成全球化與一體化的格局，新的先進制造技術也將成為全球化的模式。
二、先進制造技術發展中自動化技術的應用
（一）先進制造技術的發展趨勢
合理的體系結構不僅能夠更好的推動先進制造技術的發展，同時還能影響其發展趨勢。機械科學研究院提出先進制造技術由多層次的技術群構成，重點強調了先進制造技術從基礎制造技術到新型制造單元技術再到先進制造集成技術的一個發展過程，同時也表明了在新型產業和市場需求的帶動下，在各種高新技術的推動下先進制造技術的發展過程。
信息技術正向著制造技術注入和融合，以促進制造技術的快速發展，可以說先進制造技術的形成和發展，與信息技術的應用有著千絲萬縷的關聯。信息技術促進著設計技術的現代化、加工制造的精密化、快速化及自動化技術的柔性化和智能化等，這些都需要以信息技術的發展為支撐。
（二）先進制造技術發展中自動化技術的應用
近幾年以來，自動化技術得到了迅猛的發展，其應用范圍擴展到了人類活動的所有領域，從某種意義上來說，自動化已經成為了現代化的同義語。
先進制造技術與自動化技術的發展是相互依存的，是提高生產效率和競爭力的需要，同時也是促進經濟增長、提高國家綜合實力的需要。隨著電子技術和計算機技術以及智能技術等的快速發展，自動化技術得到了較大的提升和廣泛的應用，具有更深的意義。信息革命使得信息技術得到了較快的發展，其不僅與人們的日常生活有著密切的聯系，同時在工業制造業中也占據著重要的地位。市場信息使得企業能夠快速了解市場，根據市場實際情況而制造適應市場的產品，同時及時調整產品結構和生產模式等。此外，隨著計算機技術和電子技術的發展，以并行工程和虛擬制造為代表的信息技術的應用提高了創新產品的設計與制造水平。虛擬制造是指設計和制造過程的虛擬化，設計過程的虛擬化是指對產品結構和性能進行計算仿真，對產品的受力和形狀等進行分析計算，進而優化產品的性能和降低設計成本；而制造過程中的虛擬則指的是對生產過程、組織管理等活動的仿真，保證產品設計和制造以及裝配的可行性，降低制造的風險和成本。
三、結束語
制造技術不僅是衡量一個國家科學技術發展水平的重要標志，同時也是各國科技競爭的重點，我們國家正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節，只有跟上先進制造技術的發展潮流，將其放在戰略的優先地位，并以足夠的力度予以實施，才能有效的縮短與發達國家的差距，才能在激烈的市場競爭中占有一席之地。
參考文獻：
[1]魏慶濤、冀永鋼.自動化技術在先進制造技術發展中的影響分析研究[J].大連交通大學、大連科技學院.2014-02-05
篇3
關鍵詞：現代制造技術；特征；趨勢
摘要制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%～55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。
隨著高新技術和知識經濟的迅猛發展，生命科學、材料科學、信息技術、微電子技術、航空航天等新興的科學技術不斷涌現。以計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統制造技術相結合的先進制造技術應運而生，對傳統的制造業產生了巨大的影響和沖擊。目前，世界各國尤其是工業發達國家都非常重視制造技術的開發研究和應用，在這一領域的國際競爭日趨激烈，我們要想在新一輪的較量中立于不敗之地，就必須大力發展制造技術。
一、現代制造技術的主要特征
隨著通訊和網絡的發展，全球性的貿易壁壘正在逐步消失，制造技術已發展成為一個涵蓋整個生產過程、跨多個學科且高度復雜的集成技術。制造的概念和內涵得到大大擴展，它是一種涵蓋面很廣的廣義制造概念，是“大過程”、“大制造”，包括光、機、電產品的制造，工藝流程設計，通用產品和高精尖產品的制造以及材料制備；不僅包括機械加工方法，而且還包括高能束加工方法、硅微加工方法、電化學加工方法等；它不但包括從毛坯到成品的加工制造過程，而且還涉及產品的市場信息收集與分析、產品的選型決策、產品的設計制造過程、產品的銷售和售后服務、報廢產品的處理以及產品的疲勞強度和全壽命過程的預估等產品整個生命周期的全過程。
經濟的發展和社會的進步對制造科學提出了新的要求與期望，它與信息科學、生命科學、材料科學、管理科學等不同學科之間的交叉融合更為緊密，形成了多學科交叉、多方位立體發展的模式。一方面，制造技術為信息科學、生物科學和材料科學提供觀察、實驗、檢測、制造的裝備和技術支持；另一方面，信息科學、生物科學、材料科學的最新成果也會應用于制造業，進一步豐富制造科學的內容，同時，它們的發展也給制造業不斷提出新的使命和挑戰，從而促進制造科學的進一步提高。制造生產模式對制造過程、制造系統和產品的優質將起著關鍵的作用，而制造生產模式是管理科學、社會人文科學與制造科學的交叉、融匯和發展而成的結果，有著統率生產過程、加速高新技術的發展、決定產品質量和市場競爭能力的作用。
先進制造技術的發展與信息技術的發展密不可分。信息技術，特別是計算機技術，極大地改變著制造的面貌，是先進制造技術的發展與制造科學形成的客觀條件。信息這一要素已成為現代制造業中最重要的資源和最寶貴的競爭要素。制造技術不僅加工、處理信息，而且將制造信息錄制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之轉化為產品。現代制造業，尤其高科技、深加工企業，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知識；其所創造的社會財富實際上也是某種形式的信息，即產品信息和制造信息。未來的產品一般應是基于信息或知識的產品。未來的制造技術將向數字化、智能化、網絡化發展，信息技術將貫穿整個制造業。
二、制造技術的發展趨勢
21世紀，制造業日趨全球化，先進制造技術向著自動化、柔性化、集成化和智能化方向發展。總的來看，納米技術、超精密加工技術和可持續制造技術是今后發展的關鍵。
掃描隧道顯微鏡的發明與應用使人們對世界的認識進入納米尺度，從宏觀轉向微觀擴展。納米技術和納米制造技術是當前競相研究的最前沿領域，它將使人們在生產方式和生活方式上有更大的改觀。納米技術包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術、納米測量技術和納米機械學等。納米技術對制造業已經產生了很大的影響，對傳統制造方法、制造工藝與手段帶來了巨大沖擊；同時，納米技術的發展帶動了微型系統制造技術的發展。微型系統是機械技術和電子技術在微/納米尺度上相融合的產物，發展極其迅速，有可能對世界各國的科技、經濟發展和國防建設產生重大影響。其覆蓋領域十分廣泛，從1959年科學家提出微型機械的設想，到第一個硅微型壓力傳感器問世，以及微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯接件、硅微型靜電電機、微型加速度計，直至2000年重僅200多克的微衛星上天，微型系統受到了世界各國越來越多的青睞，其應用領域將不斷擴大。
制造技術的全球化和中國加入WTO給我國的制造業帶來了前所未有的發展機遇，同時也面臨著巨大的挑戰。當前，人類社會已進入信息時代和知識經濟時代，國際經濟合作與交往日益緊密，全球產業結構進入大調整的重要時期，世界正在形成一個統一的大市場。世界范圍內制造業的競爭變得越來越嚴酷，人們對于產品的個性化和服務的要求越來越強烈，產品的生命周期越來越短，只有采取積極的應對措施，才能逐步縮短我國在制造領域與工業發達國家的差距。
進入21世紀，用戶的消費觀念有了很大改變，對企業和產品提出了更新、更高的要求，產品的交貨時間、新產品的開發時間和上市時間，甚至產品的整個生命周期都顯著縮短 產品的開發周期縮短，對市場的響應已經成為企業競爭力的關鍵所在。誰能在最短的時間內交貨，開發出新產品并打入市場，并在產品整個生命周期之內提供最好的服務，誰就能夠占領市場。同時，原來對于產品質量、成本要求的內涵也有所改變，質量除了指對產品本身的性能、功能、外觀、可靠性和使用壽命等方面的要求外，更重要的是指如何在產品整個生命周期之內全面地滿足客戶的要求，包括各種服務，顧客對產品及其服務的滿意程度是衡量產品質量和企業競爭力的重要指標。成本也不是指單一的產品制造和銷售成本，而且是指包括產品的運行成本、維護成本及報廢后的處理成本在內的全部成本。為了降低成本，要求企業的產品和制造系統均具有高度的柔性，以響應快速變化的市場，增強企業競爭力。
篇4
【關鍵詞】模具 先進制造技術 發展 應用
改革開放以來，我國的計算機信息技術、自動化技術取得了前所未有的發展，傳統制造技術再次成為人們關注的一大焦點。當前我國的先進制造技術已經逐步向系統化、集成化發展，為現代先進制造技術的發展提供了必要的技術支持，對模具先進制造技術的發展和應用研究有著重要的實踐意義與應用價值。
1.模具CAD/CAE/CAM技術概述
在數字化技術以及三維造型技術的支持下，CAD/CAE/CAM一體化技術在我國各大行業中得到了廣泛地推廣。目前CAD/CAM技術已經普遍應用于汽車大型覆蓋件模具，不僅能夠進行模具設計、制造與沖壓，而且在數控編程技術的支持下能夠實現DNC。CAD/CAE/CAM技術在塑料模具方面也得到了進一步的應用，我國自主研發的軟件如北航華正CAXA軟件已經得以廣泛地推廣。新時期，我國的CAD/CAE/CAM技術得到了進一步發展。模具CAD不僅僅是對傳統設計與計算方法的單一模仿，而且采用先進的設計理論，根據以往的實踐經驗與專業的知識理論進行設計，結果更加合理、科學。其次在模具結構設計過程中采用了立體思維以及三維參數化特征，信息流組織以及管理、共享等技術貫穿了模具設計、裝配與檢測等的全過程。另外還能夠對模具的可制造性進行科學評價，其中主要涉及到模具制造與費用的大致估算、模具實用性的評估以及零件制作工藝的評估等。
2.模具先進制造技術的發展
2.1高速銑削技術
作為型腔模具加工的重要組成部分，銑削加工技術以其加工平穩、加工質量優良以及加工效率高等特點在模具加工中得到了廣泛地應用。首先該技術具有高效性，一般情況下，高速銑削的主軸轉速保持在15000～40000轉/min，其最高能夠達到100000轉，在進行鋼切削時，速度可以達到400m/min，其與傳統的銑削加工相比高出10倍左右，在加工效率方面也顯示出極大的優越性。以插座外殼壓鑄模加工為例，傳統的銑削、電火花成型加工所需的時間為60h左右，而采用先進的高速銑削加工14h便能夠完成。高速銑削技術精度較高，一般能夠10um，其工件溫升小，表面不會出現變質會微裂紋，質量較高，研究顯示其表面粗糙度Ra不高于1um。另外高速銑削技術能夠對高硬材料進行加工，最高硬度可達到60HRC，成為當前模具制造技術的重要發展方向。
2.2電火花加工技術與綠色產品技術
所謂電火花加工主要指的是在液體介質中，采用脈沖放電原理對導電材料出現的電蝕現象進行清除，進而使零件的尺寸、形狀等達到相應的技術要求。國外的電加工機床技術發展較快，其性能、工藝指標與自動化程度均處于領先水平。近年來，隨著電火花加工技術的不斷發展，人們對加工中的安全與防護技術給予了高度重視。當前電火花加工機床過程中的問題主要集中在輻射騷擾方面，其不僅會引發一系列安全事故的發生，而且對環境具有一定的破壞作用，因此，國際市場開始致力于對綠色產品的研究。以日本某公司為例，該公司采用直線電機伺服實施驅動，不僅反應速度快，而且具有較高的定位精度，且不容易變形，體現了鮮明的優越性。除此之外部分EDM采用混粉加工工藝、微精加工脈沖電源等技術，提升了工作效率。
2.3RPM下的快速經濟制模技術
快速原型制造技術最早起源于20世紀中后期的美國，是對制造領域的一次新的創新與突破，該技術將CAD技術、數控技術以及機械工程技術等融為一體，實現了由零件設計發展成為三維實體原型設計，是一項系統性的先進制造技術。截至目前，RPM技術已經實現了向快速模具技術的轉移，成為國內外RPM領域研究的一個熱點話題。
3.模具先進制造技術的應用
新時期，我國的科學技術水平得到了極大的提升，模具先進制造技術的應用范圍越來越廣，不僅有效改變了傳統加工難以實施的狀況，而且在航空航天、機床、汽車以及電器等領域的模具制造中得到了廣泛地應用。除此之外，其在電化學、超聲波以及激光等新能源中的應用不僅提升了能量的多元化、綜合化，而且擴大了傳統加工領域的范圍，提高了模具制造的質量。目前超聲波的加工精度能夠達到0.01～0.02mm之間，粗糙程度與傳統的模具制造技術相比明顯降低，僅為0.54um，對于充模、拉絲模以及拋光模等工藝中體現了較好的應用效果。再如激光加工，其不僅能夠對表面進行一系列的處理，而且能夠實施打孔、雕刻以及微細加工等工藝，其在聚晶金剛石拉絲模胚料中的加工直徑不足0.04mm，數十秒便能夠完成。當前我國的車輛與電機等產品呈現出輕量化的發展趨勢，這在一定程度上增加壓鑄模的比例，與此同時對壓鑄壽命與質量也提出了更高的要求。另外隨著現代成型工藝的進一步發展，氣輔模具的應用更加廣泛，其以優良的剛性與耐高壓特性在精密模具型腔應淬火中得到了廣泛地應用。除此之外在熱流道技術的支持下，制件的質量以及生產效率能夠得到極大的提升，降低對原材料的依賴性，節省了大量的生產成本，目前，熱流道模具在我國企業中的使用率已經達到了85%以上。
結束語：模具先進制造技術類型復雜多樣，且擁有良好的發展前景。新時期必須充分利用現代信息技術、管理技術以及自動化技術等，加強先進制造技術系統中人力、技術與組織構成的集成，不斷探索新的模具制造模式，提升先進制造技術在模具制造中的應用效果。
參考文獻：
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篇5
關鍵詞 先進制造技術 模式 生產
中圖分類號：F273.1 文獻標識碼：A
1先進制造技術概述
先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology，簡稱AMT）是指在制造過程和制造系統中融合電子、信息、材料、能源等現代科學技術，使材料轉換為產品的過程更為優質、高效、低耗、清潔、精益、敏捷、靈活，取得理想的技術經濟和社會效益的制造技術的總稱。
先進制造技術是一個多學科體系，包容了從市場需求、創新設計、工藝設計到生產過程組織與市場信息反饋在內的工程系統，主要以先進制造工藝、計算機應用技術為核心，輔以支撐技術和制造技術基礎設施（管理技術）。如支撐技術包含有信息技術、傳感器和控制技術等，管理技術著重在產品品質管理及人員組織培訓等。因此，先進制造技術就是人、技術、組織三者的協調融合統一。
2先進制造技術的發展模式
先進制造生產模式是從傳統的制造生產模式中發展、深化和逐步創新的過程而來。工業化時代的福特大批量生產模式是以提供廉價的產品為主要目的；信息化時代的柔性生產模式、精益生產模式、敏捷制造模式等是以快速滿足顧客的多樣化需求為主要目的；未來發展趨勢是知識化時代的綠色制造生產模式，它是以產品的整個生命周期中有利于環境保護減少能源消耗為主要目的。
2.1柔性生產
柔性生產模式由英國莫林斯公司首次提出的，在20世紀70年代末得到推廣應用。該模式主要依靠有高度柔性的以計算機數控機床為主的制造設備來實現多品種小批量的生產，以增強制造業的靈活性和應變能力，可縮短產品生產周期，提高設備使用效率和員工勞動生產率且改進產品質量。
2.2精益生產
精益生產模式是由1990年美國麻省理工學院在總結第二次世界大戰后以豐田汽車為代表的日本制造工業的經驗時提出的。這種模式以改革企業生產管理為特點，其基本要求是企業在生產過程中要同時獲得極高的生產率、最好的產品質量和極大的生產柔性，使所生產出的產品具有精益特點。
精益生產就是及時制造，消滅故障，消除一切浪費，向零缺陷、零庫存進軍。因此有些管理專家也稱精益生產方式為JIT生產方式、準時制生產方式、適時生產方式或看板生產方式。其核心思想包括：
（1）追求零庫存。精益生產是一種追求無庫存生產，或使庫存達到極小的生產系統，為此而開發了包括“看板”在內的一系列具體方式，并逐漸形成了一套獨具特色的生產經營體系。
（2）追求快速反應，即快速應對市場的變化。為了快速應對市場的變化，精益生產者開發出了細胞生產、固定變動生產等布局及生產編程方法。
（3）企業內外環境的和諧統一。精益生產方式成功的關鍵是把企業的內部活動和外部的市場（顧客）需求和諧地統一于企業的發展目標。
（4）人本位主義。精益生產強調人力資源的重要性，把員工的智慧和創造力視為企業的寶貴財富和未來發展的原動力，包含了充分尊重員工；重視培訓；共同協作等。
（5）庫存是“禍害”。高庫存是大量生產方式的特征之一。由于設備運行的不穩定、工序安排的不合理、較高的廢品率和生產的不均衡等原因，常常出現供貨不及時的現象，庫存被看作是必不可少的“緩沖劑”。但精益生產則認為庫存是企業的“禍害”，其主要理由是庫存提高了經營的成本以及庫存掩蓋了企業的問題這兩個方面。
2.3敏捷制造
敏捷制造模式產生于20世紀80年代后期，該模式是將柔性制造的先進技術、熟練掌握的生產技能、有素質的勞動力，以及促進企業內部和企業之間的靈活管理三者集成在一起，利用信息技術對千變萬化的市場機遇做出快速響應，最大限度地滿足顧客的要求。
2.4虛擬制造
虛擬制造生產模式是利用制造過程計算機模擬和仿真來實現產品的設計和研制的模式，即在計算機中實現的制造技術。在產品真正制造出來之前，首先在虛擬制造環境中完成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能進行了預測和評估，從而大大縮短產品設計與制造周期、降低產品開發成本，提高其快速響應市場變化的能力，以便更可靠地決策產品研制，更經濟地投入、更有效地組織生產，從而實現制造系統全面最優的制造生產模式。
2.5綠色制造
綠色制造模式是綜合運用生物技術、“綠色化學”、信息技術和環境科學等方面的成果，使制造過程中沒有或極少產生廢料和污染物的工藝或制造系統的綜合集成生態型制造技術。綠色制造模式是實現制造業可持續長遠發展的制造模式。
3結語
制造業是國家經濟和綜合國力的基礎，被稱為“立國之本”。先進制造技術是現代制造業的關鍵技術，已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志，為提高一個國家的國際地位起著舉足輕重的作用。未來的發展趨勢使制造技術成為一個以市場為導向，數據化控制和研發為依托，綠色技術為制造主體，系統化管理為輔助系統的更加靈活而高效的低污染技術模式，同時也直接帶動了國際間的信息交流和技術互動。
參考文獻
[1] 馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程，2002（3）.
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[關鍵詞]先進制造技術；應用型；人才培養；教學改革；實踐
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0134-02
隨著計算機、微電子、信息和自動化技術的迅速發展，傳統的機械制造技術正逐漸向先進制造技術方向轉變。[1]這對我們機械專業人才培養提出了更高的要求。在全國教育改革的大背景下，我們學校的定位是應用型本科院校。基于應用型人才培養模式需要，探討符合我校特色的先進制造技術教學模式刻不容緩。因此，我們對機械設計制造及自動化專業先進制造技術課程進行了初步改革探索。
一、教學內容整合及優化
我們的人才培養目標是培養能在現代制造企業生產第一線從事產品制造、技術應用、技術革新、生產管理等技術工作，適應區域經濟社會發展，富有社會責任感和創新創業精神的復合型應用型人才。我們的教學要服從于人才培養目標，所以我們對課程內容進行了整合優化，以便更有利于提高學生工程素養，培養高素質應用型人才，服務于區域經濟和社會發展。
先進制造技術課程內容覆蓋面廣，先進制造理念深奧，作為一門專業選修課程其教學課時較少，難以全面講述先進制造技術的全部相關內容。[2][3]由于缺乏適合我們校情的應用型本科院校的教材，我們結合本校辦學模式和本專業學生深造、就業情況，對課程內容進行了優化整合，重點講述現代制造工藝技術和自動化加工技術兩大類，縮講現代設計和先進制造生產管理模式。現代制造工藝包括特種加工、快速成型技術、精密與超精密加工技術、超高速加工技術、微納技術；自動化加工技術包括計算機輔助制造、數控技術、工業機器人技術、柔性制造技術。其中數控技術前期專門開設課程講述，這里就不再講述。另外，先進制造技術課程是一門動態課程，其教學內容與重點會隨著相關支撐技術的進步而發展。[4]為保持教學內容的先進性，教師應密切關注先進制造技術的發展，根據實際情況增加最新研究成果、應用熱點，力求把最前沿的信息傳達給學生，彌補教材的滯后性。
二、改進教學方法和手段
課程教學不是簡單的傳授知識點，而是要培養學生興趣，提升學生素質和應用能力。板書和多媒體教學不能完全滿足教學需要。為達到教學目標，調動學生積極性，在講授本門課程時應融合多種教學方法手段。
（一）討論式教學
例如在講授快速成型技術時，預先布置下題目，讓學生分組準備，在課下查閱資料，收集關于快速成型發展的最新信息，并做成PPT的形式。在課堂上讓學生做主，分組講授發言，自由討論補充，最后教師總結。這極大地發揮了學生的主動性，開闊了學生的視野，改變了過去那種被動的單向填鴨式的教學模式。
（二）充分利用多媒體和現代教育技術手段
由于先進制造技術在生產中應用得還不是那么普遍，許多新工藝新方法學生都沒有接觸過，也沒有條件都去實訓。為了增加學生的感性認識，我們制作了豐富的課件，收集了很多加工視頻影像資料。在教學過程中，我們適量插入視頻播放，深入淺出地講清了枯燥的原理。比如在學生喜愛的成龍電影《十二生肖》里有一段獸首從掃描到打印成型的過程，整個過程十分生動，學生對此興趣濃厚，視頻直觀地展示出了快速成型原理。
可以引導學生更好地瀏覽制造技術的網站、網絡課程等，網絡課程上有豐富的課件、視頻、習題、往屆學生的大作業等資源；也可以利用微信引導學生更多地去關注像先進制造技術、材料+、軍工圈之類的微信公眾平臺，讓學生能第一時間了解先進制造技術的發展和實際應用。
（三）現場教學
用課堂板書加課件的方式講授制造原理學生會覺得枯燥乏味，把課堂搬到制造現場，讓學生邊聽邊做，邊做邊學，這能大大提高教學效果。例如在講述柔性制造技術時，我們采用現場教學，將課堂搬到柔性制造實驗室，讓學生現場觀察柔性系統的各部分組成，通過介紹各部分特點與結構分析，讓學生了解現代機械的特點及發展趨向，從而掌握相關工作原理。通過演示，學生對于柔性系統工作過程有了初步認識。這樣的現場教學改變了傳統的課堂教學通過圖片灌輸式講原理的教學模式。
（四）實踐教學
實踐教學對培養應用型人才起著不可或缺的作用。教師在課堂上灌輸的先進制造技術原理會讓學生感覺很高深、很遙遠，而學生通過實訓親自動手操作后，會感覺到原理很直觀，記憶深刻。楸Vな笛堤跫，近幾年學校花費大量資金建立了柔性制造實驗室、機器視覺實驗室，工業現場過程控制實驗室，并擁有按工業4.0標準建設的智能加工車間，數控加工中心，擁有數字掃描3D打印、電火花切割等特種加工設備，為學生建設了實際的工程環境。我們充分利用校內實訓基地資源開設實訓項目，設計了一系列實驗項目，以提高學生工程能力和實踐應用能力。
1.學生將典型零件通過三維實體造型零件，選擇性地用快速成型光固化法（SLA）和數控加工機床編程加工出來。這個過程能讓學生學會自己分析、解決問題，動手操作，體會增材制造和去除加工兩種成型方法。電火花線切割實驗不僅能讓學生認識設備結構、加工原理、操作方法，更能讓學生通過實訓體會在加工精度的控制上，出現誤差后怎樣進行誤差分析及優化工藝，而不是單純的根據設計圖形，加工出來就完了。通過實訓操作來提高學生實際分析、解決問題的能力，培養他們的工程素養，以便更好地培養應用型人才。
2.根據實驗室設備情況，我們還設計了綜合實驗，比如創新作品的設計與制作。學生分小組設計機械作品，選出優秀方案，教師指導，學生動手加工出來產品。這個過程涉及計算機輔助設計、輔助工藝規程編制、數控程序編制加工仿真、實際數控加工、裝配性能檢測。這樣的綜合創新實驗，可以讓學生熟悉產品的設計制造過程，使得學生能夠面向制造過程，考慮實際工程問題。
3.我們注重培養學生的創新能力與實踐能力，通過開放實驗室、實訓中心，鼓勵學生利用資源參加創新能力與實踐能力較強的科技大賽。在2015年舉辦的第四屆山東省大學生工程訓練綜合能力競賽中，我校獲得三等獎三項，并在全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽中多次獲獎。我們引導學生參與到教師的科研項目中來，讓畢業生具有項目開發背景。學生能運用計算機輔助設計CAD、計算機輔助工藝規程設計CAPP、仿真與虛擬設計等現代設計技術開展畢業設計，這個過程鍛煉了學生的實際動手能力。
4.組織學生到企業了解當前先進制造企業的現狀，要求他們寫出相關企業的重要產品特征。這能讓學生建立現代工業制造思維模式和先進制造工程意識，熟悉不同企業的社會地位、歷史、產品分類，并且熟悉本專業在這些企業中的應用，同時，這也能為他們畢業后應聘做好準備。組織部分學生到機床展覽會、工業博覽會參觀，近距離感觸當前先進制造技術發展的最新成果、技術應用情況、研究熱點，拓寬學生視野，并要求學生選取先進制造技術的某一方面撰寫文獻綜述。
三、師資隊伍建設
為了保證教學效果，提升教學能力，必須配備理論知識豐富、實踐應用能力強的“雙師型”師資隊伍。為適應高校對應用型人才培養的需求，加快“雙師型”師資隊伍建設，學校制定了《關于選派中青年教師到企業培訓暫行辦法》，通過校企合作，建立了穩定的培訓基地。教師不定期地去生產企業培訓，學習企業的先進技術，能提升自身的專業實踐技能，促進自身實踐教學水平的提高，保障應用型人才培養質量。學校鼓勵教師積極參加各類專業職業證書的培訓考試，制定了繼續教育暫行管理辦法；實施雙語教學培訓，鼓勵教師申報科研項目，提高教師的研究能力，同時還從企業聘用實踐技能豐富的工程師參與實踐性強的課程教學。我們通過一系列措施加快了教隊伍建設，建立了一支素質優良的師資隊伍。
上述各項措施雖然取得了一定的教學效果，但還有不足之處。目前，實驗室時間和空間都足夠開放，但實驗內容開放還不夠；先進制造設備相對較昂貴，成本投入較大，需要發展虛擬實驗等教學手段。基于應用型人才培養的先進制造技術課程建設是一個長期的過程，需要不斷優化課程內容，在教學模式和教學方法上要持續探索和改進，這樣才能提高教學效果，為培養高素質應用型人才服務。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 陳明.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2012：206.
[2] 葛英飛.面向應用型本科的先進制造技術課程建設與教學改革實踐與探討[J].科技信息，2008（26）：393-395.
篇7
關鍵詞：制造強國；強勢制造企業；制造集聚區
一、研究背景
進入新世紀后，全球產業競爭格局不斷發生重大變化。特別是近年來，為應對國際金融危機引致的經濟衰退，各國紛紛加快謀劃和布局，努力尋找擺脫困境的出路。一些發達國家則實施“再工業化”戰略，強力發展先進制造業，重塑制造業優勢，通過產業轉移和資本轉移促使全球產業再分工。2013年4月，德國了《確保德國制造業的未來：對實施“工業4.0”戰略計劃的建議》，旨在依靠德國制造業的領先優勢，在全球制造領域實行一場制造模式和制造技術的革命性突破；日本的經濟再生總部在2013年1月制定了經濟增長戰略，提出要重振戰略制造業，2015年1月日本又了《機器人新戰略》，提出要通過物聯網和信息物理系統，實現全行業的智能化生產，創立制造業的標準化生產模式；英國于2013年10月推出了《制造業的未來：英國的機遇與挑戰新時代》；韓國于2014年6月推出了《制造業創新3.0戰略》；法國于2013年9月推出了《新工業法國》；俄羅斯于2015年10月推出了“國家技術計劃”；印度于2014年9月推出了“印度制造”計劃；而美國一直強調制造業的發展，先后提出過發展先進制造業的系列戰略或規劃，有代表性的如2009年的《重振美國制造業框架》、2010年的《制造業促進法案》、201 1年的《美國制造業創新網絡計劃》和《先進制造伙伴計劃》、2012年的《先進制造業國家戰略計劃》、2013年的《國家先進制造創新網絡：初步設計》、2015年的《美國創新戰略》、2016年的《國家制造創新網絡計劃年度報告》和《國家制造創新網絡戰略計劃》等。顯然，制造業的激烈競爭，互聯網、物聯網與制造業的深度融合，正使全球制造業格局發生重大調整，引發意義重大、影響深遠的新工業革命，誕生新的生產模式、新業態、新商業模式和新的經濟增長點。在這一大背景下，中國政府于2015年5月推出了首個發展制造業的十年規劃《中國制造2025》，明確提出要發展先進制造業，通過創新驅動提高質量，搶占制造業新一輪競爭制高點，將中國建設成制造強國。
為實現《中國制造2025》的目標，中國全面展開了制造強國的建設行動和理論研究。行動上，中國實施了五大工程，即建設制造業創新中心工程、工業強基工程、綠色制造工程、智能制造工程、高端裝備制造創新工程等。重大工程的實施，旨在實現中國制造業在重點領域前沿技術和關鍵共性技術的突破；解決核心基礎零部件、關鍵基礎材料、先進基礎工藝等的瓶頸問題，加強制造業的基礎服務；普及數字化制造，進行智能化制造示范，推動制造業的智能轉型，使制造業邁向中高端；提高制造業資源能源利用效率和清潔生產水平，推動制造業各個行業、各個環節的綠色改造升級，構建中國的綠色制造體系；在一批重大裝備制造的應用方面實現突破，為國民經濟各行業的升級提供先進的生產工具。在學術上，一些學者展開了建設制造強國的理論研究。“制造強國的主要指標研究”課題組詳細分析了中國制造業規模和結構狀況，分析了制造強國的內涵和應有特征，并設計了一個制造強國的測度評價指標體系對國際上公認的制造強國進行了典型研究，對中國制造強國的建設進程進行了預測，提出了推進的戰略路徑。江飛濤認為，建設制造強國應調整現階段中國產業政策模式，深化體制改革，讓市場居主導地位，強化制造業技術創新體系，構筑實施中國制造強國戰略的政策體系。李偉認為，現階段中國制造業面臨的最突出問題是生產處于世界制造業產業鏈的中低端，許多制造產品技術含量低、價格低、附加值低，在國際貿易利益分配中不占優勢，因而在未來較長時期內，中國需要加快實現制造業轉型升級，進行重大戰略調整和政策安排，提高中國制造業競爭力和在全球范圍內的競爭優勢。而中國工程院的《2015年度中國制造強國發展指數報告》顯示，中國制造強國的規模發展指數占綜合指數的比重較高，為51.08%，而質量效益、結構優化和持續發展這三項指數占比均偏低，僅為15%左右，這表明中國制造強國進程正在穩步推進，但制造業轉型才剛剛開始，相較于美國、德國和日本等制造強國，中國仍有巨大的提升空間。
查閱當下學術界的研究成果可以發現，關于中國制造強國建設的研究焦點主要集中于建設工程、政策體系、制造業文化和技術研究等方面，與既有成果有別的是，本文主要依托中國制造企業500強的數據，從整體和分行業兩個維度研究這些代表中國制造競爭實力的強勢制造企業的規模、競爭實力和布局狀況。并據此提出建設制造強國的對策建議。這些強勢制造企業是中國建設制造強國的重要基礎，其發展狀況對制造強國的建設有著重要影響，故而此項研究的理論意義和現實意義重大。
二、整體實力布局的測度與分析
2016年8月29日，2016中國制造企業500強，這一年的入圍門檻是年利潤總額65.37億元，營業收人總額26.52萬億元，本文所研究的主體，其定義完全等同于中國制造企業500強的定義。上榜的這些企業也就是中國的強勢制造企業，這些企業的實力基本決定了中國制造的競爭力。
企業的競爭力就是在市場經濟條件下，企業通過培育自身資源、創造產品、提升質量和控制成本，在為顧客提品和服務的基礎上，實現自身價值的綜合性能力。Porter認為，企業獲取競爭優勢的來源是成本領先、差異化和目標集聚。Marshall認為，產業專業化分工的不斷加劇會導致企業內部出現新的協調問題，這需要新的內部專門職能來進行各種要素的協調與整合，企業內部條件而不是外部條件對于企業占據市場競爭優勢具有決定性作用，企業只有不斷積累生產知識、能力和資源才能保持競爭優勢。RahMad和Amel認為，企業的競爭力源自于一個企業在生產經營環節中擁有的獨有技術或生產技能，且這種技術或生產技能具有明顯優勢，如果企業擁有一種特殊的智力資本，且這種資本能夠確保企業以自己特有的方式更有效地從事生產經營活動，則企業就將具有持續競爭力。比照企業競爭力理論，判定強勢制造企業的主要指標為營業收入、資產總額、利潤總額、所有者權益、研發投入和從業人數等，這也是中國制造企業500強的遴選測度指標。依據研究目標，筆者整理出反映中國制造企業500強競爭力的相關指標，如表1所示。
依據表1的指標數據，可測度中國強勢制造企業在區域上的分布狀況，多元統計中的對應分析法提供了這種研究的方法論。多元統計中的因子分析分為R型和Q型，對變量進行因子分析稱為R型因子分析，對樣品進行因子分析稱為Q型因子分析。實際中，有些社會經濟現象十分復雜，單的變量因子分析或樣品因子分析均無法滿足研究的需要，需將兩者結合起來進行對應關系分析。這種將把R型和Q型因子分析結合起來，把變量和樣品同時反映到同一因子平面上，并由此來揭示所研究的變量與樣品之間的對應關系便是對應分析（Correspondence Aanalysis）。對應分析法也稱R-Q型因子分析，由法國統計學家Benzecri提出，其基本思想是通過對應變換后的標準化矩陣z將R型和Q型因子分析結合起來，在同一平面上，對變量（分析指標）和樣品同時進行分類，以此反映所研究的變量和樣品之間的內在聯系。設有n個樣品，每個樣品有p個變量，則原始數據矩陣可描述為：
表1中的變量有企業數、營業收入、利潤總額、資產總額、納稅總額和從業人數，樣本點為29個省級行政區域，本文運用SPSS 11.0軟件運算，得到對應分析的4個特征值，分別為0.137、0.114、0.061和0.008，其對應的方差貢獻率分別為0.526、0.368、0.104和0.002。由于前兩個特征值的累計方差貢獻率達到89.40%，這表明前兩個特征值即能解釋原始矩陣中89.40%的信息。因此，可根據前兩個特征值計算變量的因子坐標，而不需要其他特征值信息。據此，R型因子分析的處理結果如表2所示。
表2給出了R型因子分析表的維度描述結果，其中的分析指標為6個，即企業數、營業收入、利潤總額、資產總額、納稅總額和從業人數等，維度為兩個。這里，企業數、從業人數反映500強制造企業的規模或總量，營業收入、利潤總額、資產總額以及納稅總額一定程度說明企業的生產經營效益和競爭實力，特別是營業收入和資產總額，更是國際上通行的反映企業競爭力的重要分析指標。幾個指標綜合，基本上能全面地表現出500強制造企業在中國省級行政區域內的實力布局，這成為科學研究中國500強制造企業地域分布，思考發展先進制造業，培育領軍企業，建設制造強國路徑政策的重要基礎。據此，Q型因子分析的處理結果如表3所示。由表2和表3繪制的2016年中國強勢制造企業對應分析圖，如圖l所示。
根據圖1，本文將中國現階段強勢制造企業分為四類集聚區：第一類，安徽、河北、江蘇、山東、廣東、浙江，其強勢制造企業的營業收入、利潤總額、資產總額有相似之處，且集中于中國制造業較為發達的東中部地區。第二類。北京、遼寧、重慶、四川，其強勢制造企業的資產總額、從業人數有相似之處，可歸為一類。第三類，云南和貴州，其強勢制造企業的納稅總額、利潤總額有相似之處，可歸為一類。第四類，青海、內蒙、山西、寧夏、新疆、湖南，其強勢制造企業的企業數、營業收人、利潤總額、資產總額、納稅總額和從業人數有相似之處，可歸為一類。
進一步的計算分析顯示.2016年東北地區集聚的強勢制造企業有22家，其中，黑龍江3家、吉林兩家、遼寧17家；東北部地區集聚的強勢制造企業的營業收入10 583億元、利潤總額35億元、資產總額13 555億元、納稅總額1 023億元.從業人數67萬人。東部地區集聚的強勢制造企業有346家，其中，北京34家、上海14家、天津16家、河北39家、山東75家、江蘇43家、浙江93家、福建7家、廣東25家；東部地區集聚的強勢制造企業的營業收入202 375億元、利潤總額5 050億元、資產總額221 327億元、納稅總額172 579億元，從業人數974萬人。中部地區集聚的強勢制造企業有69家，其中，山西3家、河南12家、湖北17家、湖南9家、江西13家、安徽15家；中部地區集聚的強勢制造企業的營業收入27 975億元、利潤總額251億元、資產總額26 788億元、納稅總額1 722億元、從業人數140萬人。西部地區集聚的強勢制造企業63家，其中，重慶13家、四川14家、廣西9家、貴州兩家、云南8家、甘肅3家、青海兩家、寧夏兩家、新疆4家、陜西4家、內蒙古兩家；西部地區集聚的強勢制造企業的營業收入24 256億元、利潤總額355億元、資產總額29 682億元、納稅總額2 448億元、從業人數130萬人。
三、行業分布和企業效益的測度分析
在考察了中國強勢制造企業的布局后，可進一步測度其行業分布格局和經濟效益情況，2016年中國強勢制造企業行業分布狀況如表4所示。
從表4中可以看出，中國具有較強競爭力的制造企業主要集中在黑色冶金及壓延加工，化學原料及化學制品制造，一般有色冶金及壓延加工，電力、電氣、機械、元器件及光伏、線纜制造，汽車及零配件制造，石化產品、煉焦及其他燃料生產加工，綜合制造業，醫藥、醫療設備制造，農副食品及農產品加工，金屬制品、加工工具、工業輔助產品加工制造，建筑材料及玻璃等制造，家用電器及零配件制造等行業。但根據國家統計局2012年6月的《戰略性新興產業分類（2012）》（試行），戰略性新興產業和先進制造業主要集中于工業機械、設備及零配件制造，電子元器件與儀器儀表、自動化控制設備制造，通訊器材及設備、元器件制造，動力、電力等裝備、設備制造，辦公、影像等電子元器件制造，航空航天及國防軍工，計算機及零部件制造，船舶工業，軌道交通設備及零部件制造等行業。而表4中的數據顯示，這些先進且具戰略性的行業，其集聚的強勢制造企業較少，這從一個側面反映出中國制造企業競爭力存在短板。
中國制造企業500強中，民營企業317家，國有企業183家，數量上民營企業居多。2016年，國有強勢制造企業的營業收入158 437億元、利潤總額2 207億元、資產總額201 781億元、納稅總額1 450億元，從業人數864萬人；而民營強勢制造企業的營業收入10 675億元、利潤總額3 484億元、資產總額89 572億元、納稅總額3 266億元，從業人數447萬人。可見，國有強勢制造企業在營業收入、資產總額、從業人數方面占優勢，但在利潤總額、納稅總額方面處于劣勢。經濟效益指數方面，國有強勢制造企業的資產利潤率、人均利潤、資產周轉率、人均營業收入、收人利潤率分別為1.09%、3萬元、79.52%、185.70萬元和1.61%；而民營強勢制造企業則分別為3.87%、8萬元、119.19%、242.39萬元和3.30%，顯然民營強勢制造企業經濟效益整體高于國有經濟效益企業。
根據《2016年中國500強企業發展報告》，2016年中國制造企業500強中，共有14家企業的海外營業收入占總收人的比重超過50%，其中，總排名第320位的藍思科技股份有限公司海外營業收入占總收入比重高達93.32%，之后依次是排第34位的浙江吉利控股集團（79.38%），排第378位的東凌控股（75.65%），排第352位的山東科瑞控股集團（73.50%），排第468位的寧波均勝電子股份有限公司（68.85%），排第113位的杭州汽輪動力集團（68.81%），排第1l位的聯想控股股份有限公司（68.39%），排第321位的深圳中金嶺南有色金屬股份有限公司（60.84%），排第133位的京東方科技集團（58.84%），排第5位的華為技術有限公司（58%），排第110位的中國國際海運集裝箱集團（57.94%），排第14位的中國化工集團（56.76%），排第337位的寧波申洲針織有限公司（52.81%）和排第27位的中國電子信息產業集團有限公司（52.74%）。可見，制造企業500強中只有2.80%的企業海外營業收入超過50%，絕大多數企業的海外營業收人較低，且海外營業收入占比的排位與綜合排位沒有關聯，總排位靠前的企業其海外營業收入并不一定高。
在絕對量方面，強勢制造企業海外營業收入由高到低的排序卻依次為華為技術有限公司（2 291億元）、聯想控股股份有限公司（2 119億元）、中國化工集團（1 477億元）、浙江吉利控股集團（1 312億元）、中國電子信息產業集團有限公司（1 045億元）、杭州汽輪動力集團（392億元）、中國國際海運集裝箱集團（340億元）、京東方科技集團（286億元）、藍思科技股份有限公司（160億元）、山東科瑞控股集團（108億元）、深圳中金嶺南有色金屬股份有限公司（103億元）、東凌控股（95億元）、寧波申洲針織有限公司（67億元）、寧波均勝電子股份有限公司（56億元）。這表明，有些強勢制造企業海外營業收入雖占比較高但絕對量卻不大，反映出其在國際競爭力方面的弱項。
在研發投入方面，2016年中國制造企業500強中，研發投入沒有增長或為負增長的企業177家，占比達37.03%，比2015年增加33家；研發投入增長率在10%以下的企業125家，占比達26.15%，比2015年減少1家；研發投入增長率在10%-30%的企業107家，占比達22.38%，比2015年減少7家；研發投入增長率在30%-50%的企業37家，占比7.74%，比2015年減少9家；研發投入增長率在50%-100%的企業16家，占比3.35%，比2015年減少11家；研發投人增長率超過100%的企業14家，占比2.93%，比2015年增加1家。顯然，在表現企業創新競爭力投入的重要指標研發投入方面，中國強勢制造企業正呈退減之勢。2017年1月11日，前身為湯森路透知識產權與科技事業部的科睿唯安依據企業研發投入、專利申請量、專利授予率和全球創新影響率等指標遴選出了備受關注的“2016年全球百強創新機構”，入榜企業多數為美國和日本企業，中國強勢制造企業中僅華為技術有限公司一家上榜，可見，中國制造企業與全球百強創新企業或機構相比存在一定的差距。
四、政策啟示
1.有序進行制造業產業布局，加快建設先進制造集聚區
產業布局是多種因素交互影響共同作用的結果，包括生產要素成本、地理位置、資源環境、產業政策、經濟發展水平、基礎設施、市場潛力、內外部交易成本以及經濟活動人口等。其中，勞動力供給是關鍵性因素，其與自然資源一樣，是制造業進行產業轉移的重要牽引力，勞動力供給越充足，勞動力的成本就越低，對制造業轉移拉力就越大。現在，由于先進技術的不斷面世，加之交通、通訊和物流環境的改善，全球低成本制造地區的格局正在改變，東南亞、南亞和非洲地區正成為低制造成本洼地，制造業正形成產業轉移流。現代先進制造業對技術、人才和生產組織模式都比傳統制造業有更高的要求，而中國西部地區由于自然資源、生態環境和地理位置等多方面因素的影響，人才、教育、醫療、通訊、交通、電力等公共服務和基礎設施較之東中部地區相對落后，嚴重影響了先進制造生產要素的集聚，造成了中國制造業空間布局的兩極分化，這不利于制造業和中國區域經濟的協調發展。
因此，必須進行頂層設計，統籌兼顧，有序進行制造產業轉移，加快建設先進制造業集聚區.促進中國制造業的合理布局。依據各地區現有的優勢制造業布局狀況，可以武漢、長沙、南昌等市為中心建設長江先進制造工業區，重點發展以光電子、新能源汽車、工程機械、化工新材料等為特色的先進制造業；以深圳、廣州為中心建設深廣先進制造工業區，重點發展以計算機、生物醫藥、電子通信、新材料、光電顯示、移動智能終端、海洋工程裝備等為特色的先進制造業；以沈陽、大連為中心建設沈大先進制造工業區，重點發展以汽車、電子信息、軟件、臨海裝備制造、智能裝備制造、軸承裝備制造、有色金屬、鋼材精深加工等為特色的先進制造業；以西安、鄭州為中心建設西鄭先進制造工業區，重點發展以航空航天器、計算機通信、電氣機械器材、專用設備、電子信息、軟件、汽車、鐵路、制冷設備、起重和振動等為特色的先進制造業；以天津、濟南、青島為中心建設環渤海先進制造工業區，重點發展以新材料、新醫藥、輪胎、機器人、新一代信息技術、高檔數控機床、軌道交通裝備等為特色的先進制造業；以成都、重慶、貴陽為中心建設西南先進制造工業區，重點發展以C器人、計算機、重型機械、電子、高新技術制造、移動通信、物聯網、車聯網科技、新能源汽車、制冷設備制造等為特色的先進制造業。要統籌規劃，加強欠發達地區、先進制造工業區在基礎設施、高速交通網絡、信息通信網絡方面的建設，加大對環境、通訊、教育、文化、住房、醫療等建設的投入.改善先進制造工業區的生活環境，創造吸引一流技術人才、管理人才的條件，提高西部地區、欠發達地區先進制造業的承接能力，促進其制造產業的轉型升級。搭建先進制造業區際產業聯動合作機制，打破以行政區域為單元的產業發展格局，構建大區域、大單元、大空間、大產業的發展模式，形成不同地域間的產業鏈，優化產業資源配置，充分提高產業資源的利用效率。
2.重點培育先進制造領域領軍企業。加快建設先進制造業創新中心
中國的強勢制造企業多集中在傳統制造領域，而機器人、裝備制造、先進計算機、新一代信息技術、生物醫藥等先進制造領域的強勢制造企業則顯薄弱，這嚴重制約了中國制造業的國際競爭力。因此，必須加快信息技術、智能制造技術在先進制造領域和傳統制造領域的應用，不斷吸收新材料、機器人、電子信息以及現代管理技術的創新型成果，加快培育先進制造領域的領軍企業。要制定點對點、一對一的領軍企業培育計劃，支持優秀領軍企業的產品研發計劃、產品開發專項、技術改造和技術研發項目；支持領軍企業建設重點實驗室、工程實驗室、技術研發中心、技術合作聯盟、科技創新平臺；支持其不斷拓展市場，特別是海外市場，創新適應領軍企業的商業運營模式和管理模式。要建立適應領軍企業發展的金融、稅收服務政策體系，保護領軍企業的知識產權、專利技術、專有技術和注冊商標；建立領軍企業知識產權智庫，提供服務領軍企業的知識產權管理診斷、綜合解決方案：建立領軍企業品牌資源庫，對不同層級品牌進行分類管理，比照國際先進技術標準、先進質量標準、先進服務標準，支持領軍企業創造國際頂級品牌。要加強對領軍企業優秀人才的引進和培養，對優秀人才在職稱評定、社會保險、醫療衛生、子女上學、基本公共服務、養老福利、社會保障、人職、選購政府福利房、政府補貼周轉房等方面提供特殊優惠政策，通過開放靈活的移民政策，廣泛吸納全球優秀人才、特別是世界500強企業的技術人才和管理人才；加大對優秀人才的獎勵激勵，對引進人才的工資實現全開放管理，因人而異地采取協議工資、年薪制、股權、期權分配制等薪酬形式，或采取技術入股、技術轉讓收入提成、成果轉化利潤分成等作為勞動報償形式。
要對接國家“十三五”規劃、“中國制造2025”、長江經濟帶、“一帶一路”建設等重大發展戰略，建設一批支撐先進制造業發展的創新中心，重點解決先進制造業轉型升級問題，解決3D打印、新材料、新一代信息技術、生物醫藥、重大裝備制造等領域創新發展的重大共性需求。同時，在具備條件、綜合實力較強的地區或行業，建成一批省市級制造業創新中心，以此作為國家制造業創新中心的補充和輔助，在全國形成不同層級的先進制造業創新中心網絡和體系。要建立和完善先進制造企業的協調聯動機制，建成先進制造業創新中心的合作聯盟，開展重大技術、重大項目、重大工程的聯合攻關；要建立政、產、學、研、用協同創新通道，促進技術、人才、產業、金融等全球創新資源的整合。鼓勵先進制造企業加入國家重點實驗室等協同創新平臺，支持先進制造民營企業參與軍工項目，推動多領域軍民深度融合發展，實現先進制造企業的創新發展。要匯聚先進制造創新資源，建立共享機制。發揮溢出效應，構筑技術開發、轉移、商業化應用的創新鏈條，完善以制造企業為主體、市場為導向、產學研相結合的先進制造業創新體系，形成大中小先進制造企業協同發展的新格局，切實提高先進制造業的創新能力，提高先進制造業的國際競爭力。
3.鼓勵領軍企業加大研發投入，支持先進制造企業高效拓展海外市場空間
篇8
關鍵詞：先進制造業 市場結構調整 產業結構升級
同志在黨的十報告《堅定不移沿著中國特色社會主義道路前進 為全面建成小康社會而奮斗》中指出，要“推進經濟結構戰略性調整”，關鍵就是要“推動戰略性新興產業、先進制造業健康發展，加快傳統產業轉型升級”。一國產業體系進而經濟結構的高級程度是由與本國產業梯度演進階段相適應的先進制造業所占的比重決定的。先進制造業的形成可以依靠國際產業轉移和先進技術引進，但要真正轉化為具有國別特色的優勢產業，必須依靠持續不斷的產業擴容和技術創新。因此，探索先進制造業產業擴容、技術創新以及結構升級的影響和制約因素，并由此明確我國產業調控政策的有效著力點，對推動我國經濟結構戰略性調整具有重大的政策指導意義。
基于我國產業梯度演進的先進制造業涵界
先進制造業作為一種與時俱進的產業形態，具有較鮮明的梯度演進特征：從最初級的輕紡制造業到重化制造業，再到高技術含量的裝備制造業以及信息化、智能化制造業。立足于當前國際經濟技術發展前沿和我國制造產業體系演進路徑，可以大致確定，與我國產業梯度演進階段相適應且與傳統制造業相對應的先進制造業是通過不斷吸收電子信息、計算機、機械、材料以及現代工藝流程等方面的高新技術成果，并將這些先進技術綜合應用于產品研發、生產制造、過程控制、營銷服務等的全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，實現更高市場效率和更好經濟社會效益的制造業的總稱。
基于上述基本判斷，依據國家統計局的產業分類標準，大致可以將先進制造業大致涵界在醫藥制造業（含化學藥品制造業、中成藥制造業、生物/生化制品的制造業）、電子及通信設備制造業（含通信設備制造業、雷達及配套設備制造業、廣播電視設備制造業、電子器件制造業、電子元件制造業、家用視聽設備制造業、其他電子設備制造業）、電子計算機及辦公設備制造業（含電子計算機整機制造業、電子計算機外部設備制造業、辦公設備制造業）、醫療設備及儀器儀表制造業（含醫療設備及器械制造業、儀器儀表制造業）以及航空航天器制造業（含飛機制造及修理、航天器制造）五大類十七小類子產業范圍內。這些產業構成了我國當前促進先進制造業發展，推進產業自主創新和結構升級的產業主體。
產業升級視角下先進制造業發展現狀考察
作為一國引導制造業技術進步和結構升級的主要動力，先進制造業應該在發展速度、投資強度、競爭能力、研發力度、經濟效率等方面表現出顯著的先導性特征。只有自身形成了良性正向的發展態勢，才可能有效承擔產業發展的導向職能和推動作用。然而，從我國先進制造業近年來的實際發展情況看，盡管產值規模連年提升、從業人員不斷擴大，作為國家重點建設的領域，在產業投資和研發投入方面都有所側重，但產業發展態勢仍不容樂觀。具體而言：
（一）增長速度低于制造業總體，結構升級效應尚未體現
2008-2011年，我國先進制造業產業規模逐年上漲，2011年產值規模達到88434億元，年均增幅達到15.71%；但與同期制造業總產值高達18.48%的平均增速相比，先進制造業反而處于劣勢，在制造業總產值中的比重也從2008年的12.93%降至12.05%，不僅未奠定先導產業的地位并帶動產業結構的升級，反而呈現出不及傳統制造業的增長態勢。
（二）經濟效率缺乏優勢，投資吸納和流量調整能力不足
2008-2011年，我國先進制造業利潤總額逐年提升并突破5000億元大關，且利潤總額年均增幅達到24.39%，顯著高于同期產值增幅，推動行業總體利潤水平由2008年的5.40%提升到7.02%。但與此同時，也應看到，7%的利潤率與先進制造業本身的產業屬性和產業定位是不相符的。偏低的產業效率進一步制約了先進制造業對經濟資源的吸納力和整合力。一方面，先進制造業固定資產投資額占制造業固定資產投資額的比重長期處于9.5%左右的水平，低于先進制造業占制造業的產值比重；另一方面，2008-2011年，先進制造業固定資產投資額年均增長27%，增速超過了先進制造業的產值增幅和利潤增幅，對所吸納產業投資的利用效率明顯偏低。
（三）研發經費投入力度偏低，自主創新意識和效果薄弱
我國先進制造業偏低的運行效率和產出能力是與其相對薄弱的技術水平相聯系的。首先，美國（16.89%）、英國（11.04%）、日本（10.64%）等國先進制造業研發經費占行業總產值的比重都超過10%，而我國先進制造業該比重僅1.5%左右，研發經費投入力度明顯偏低。其次，從投入力度偏低的研發經費的內部結構看，用于從國內外引進、吸收技術的經費和用于技術改造經費分別占11%和28%，只有近六成用于自主研發，自主創新意識仍顯薄弱。最后，由于研發投入力度不足、自主創新意識薄弱，在我國先進制造業內部，多數子行業（或企業）并未將科學技術確立為本行業（或企業）的核心競爭力來源，仍高度依賴我國相對豐裕的勞動力資源和自然資源，由此導致科學技術對產業先進性和高效率的支撐效果微乎其微。
（四）企業規模化趨勢有所顯現，但產業資源仍有待整合
從人員規模和產值規模看，我國先進制造業企業都有所提升，分別從2008年的366人和2.21億元提高到529人和408億元。這一走勢盡管一定程度上展現了我國先進制造業內部并購整合的舉措，但也說明我國先進制造業中的產業資源仍高度分散在諸多企業當中，尚未真正實現規模經濟效益。
（五）內資企業競爭力不足，外資主導型產業格局待扭轉
由于自主創新能力有限，產業資源整合不充分，我國先進制造業中內資企業呈現數量眾多、市場份額不高、企業規模偏小，競爭力嚴重不足的發展態勢，外資企業（含港澳臺資）仍是產業發展格局的主導力量。在先進制造業的所有企業中，內資企業數量超過了60%，但產值總規模僅占行業總產值的31%；外資企業平均規模達到8.52億元，港澳臺企業平均規模為5.62億元，而內資企業平均規模僅2.32億元。顯然，外資企業不僅在市場份額上占據主流，而且基于規模經濟形成了更強的市場勢力和競爭優勢，將在未來較長時間內主導行業發展。
先進制造業市場結構的產業升級影響研究
我國先進制造業代表著產業體系發展的方向，承載著國家經濟結構調整升級的戰略，卻呈現成長性、創新性、規模性、投資強度、經濟效率乃至綜合競爭力的“六低”發展態勢，亟需從各層面挖掘阻礙其發展的影響因素，進行政策引導和調控。
在上述“六低”產業特征中，制約我國先進制造業發展的最突出的問題在于產業經營效率偏低，而產業經營效率又取決于行業中企業的技術研發水平。根據產業組織理論“結構-行為-績效”研究范式，產業經營效率和產業中企業的研發行為又決定于行業所處的市場結構。所以，要從技術創新、結構升級、效率提升的角度推進先進制造業的發展，需要在市場結構層面尋找問題的根源。
（一）我國先進制造業的絕對集中度考察
我國先進制造業的平均市場集中度CR4（行業中最大的4家企業所占的產值份額）為23.35%（2010年，按17個子行業加權平均），依據貝恩市場結構分類標準屬于競爭性行業。在各子行業中，飛機、航天器、雷達設備制造等行業由于涉及國家安全，具有一定的行政壟斷性，集中度高于行業總體水平；除此以外集中度高于行業平均水平的行業要么由外資企業占據主導（日資主導的辦公設備制造業為41.05%），要么由港澳臺資企業占據主導（臺資主導的電子計算機整機制造業為51.48%）；由內資企業主導的子行業則普遍集中度偏低。分散的市場結構必然導致行業內部競爭烈度的提升和行業盈利水平的降低，并進而對行業效率提升和規模擴容帶來負面影響。
（二）引入規模差異性的相對集中度考察
絕對集中度指標不能反映市場中企業之間的規模差異程度，因此還須引入“規模差異系數”來度量先進制造業的相對集中度。所謂規模差異系數，就是行業集中度與行業平均份額的比值，系數越大，表明行業中主要企業規模相對越大。
我國先進制造業的平均規模差異系數GC4為49.92（2010年，按17個子行業加權平均），總體上，行業中企業規模的差異性較大；從子行業看，醫藥制造業（53.92）、醫療設備及儀器儀表制造業（60.88）、電子及通信設備（65.00）的市場差異系數高于平均水平，行業中大企業的主導地位更突出；電子計算機及辦公設備制造業（31.77）和航空航天器制造業（8.64） 的市場差異系數低于平均水平，行業中的主導權相對渙散。
進一步考察五大子行業下的細分行業，可以利用絕對集中度和相對集中度指標把17個先進制造業細分行業劃分為I、II、III、IV四種類型，如表1所示。除了I型的三個細分行業初步確立了行業主導權之外，其他多數細分行業要么集中度偏低，要么企業規模差異偏低，不利于產業資源的整合和運行效率的提升。
（三）面向差異化和進出壁壘的延伸考察
一般認為，先進制造業的核心競爭優勢在于先進技術和專利技術，所以成熟的先進制造業往往向高度標準化和高度專業化兩個方向發展。我國先進制造業由于市場結構高度分散，中小企業為數眾多，應該面向“長尾市場”開展專業化和個性化經營。但現實中，我國先進制造業中的企業卻多集中于主流市場，針對通用性需求開展生產和研發，一方面缺乏“菜單式”的個性化，另一方面缺乏“專業性”的集約化，導致附加值偏低，運行效率降低，產業缺乏吸引力。
類似地，一般認為先進制造業兼具高研發風險和高投資收益的特性，其沉淀成本較高和資產專用性較強，因此進入和退出存在技術。但在我國，由于國家對先進制造業發展給予了大量的政策支持，使個別子產業趨向于公共產業，行政性壁壘較高但技術性壁壘不足，投資收益不高，行業吸引力不強；在如此政策依賴環境下，得不到政策支持的子產業，往往不愿承擔高研發風險，所以停滯于低技術水平，不得不開展價格競爭，同樣導致利潤率趨低，行業吸引力下降。
可見，我國先進制造業雖然初具雛形，卻沒有真正導入先進制造業應有的發展路徑，如果不進行必要的補償性政策調整，極易陷入低度均衡，失去發展機遇，逐步淪為傳統制造業，復歸國際分工體系的中下層。
（四） 市場結構對研發行為的影響考察
為了能對先進制造業企業的技術研發形成更清晰的認識，可以再將技術研發劃分為產品創新型研發和過程創新型研發兩個層次，其中：產品創新型研發強度主要用新產品銷售收入占主營業務收入的比重來衡量，過程創新型研發強度主要用微電子控制設備占固定資產的比重來衡量。通過對17個細分行業研發強度的計量統計和合并計算，可以得到表2。
從理論上講，松散型的寡頭壟斷是最有利于技術研發的市場結構。從表2可以發現：I型細分行業中產品創新和過程創新的研發強度都高于全行業平均水平；IV型細分行業中產品創新和過程創新的研發強度均低于全行業平均水平；II型細分行業中產品創新的研發強度要高于全行業平均水平，而過程創新的研發強度則低于全行業平均水平；III型細分行業中產品創新的研發強度要低于全行業平均水平，而過程創新的研發強度則高于全行業平均水平。
由此，可以進一步推論：寡占型市場結構對于先進制造業的技術研發行為具有最好的激勵效果，企業研發行為最活躍，新技術和新產品和新工藝都將得到引進、消化和吸收；行業集中度低、企業規模差異小是制約先進制造業技術研發行為的重要因素。由于行業利潤水平低，技術外溢效應強，技術研發的風險巨大但收益較小，所以技術研發不構成最有效的競爭手段，低成本滲透策略會被多數企業使用；高行業集中度能夠幫助企業保持較高的盈利能力，進而獲得較強的風險抵御能力，因而有助于激勵企業開展產品創新型研發；企業規模差異讓大型企業獲得了規模經濟效益，而中小型企業不得不引入差異化戰略，于是面向成本降低和工藝改進的過程創新成為該類細分行業的主要研發行為。
（五） 市場結構對產業效率的影響考察
從我國先進制造業17個細分子行業的主營業務利潤率看，行業差異仍是盈利能力的主要決定因素。醫藥制造（11.65%）、醫療設備和儀器儀表（9.82%）行業利潤率保持在10%左右的較高水平，而航空航天器制造（5.11%）、電子及通信設備（6.21%）以及電子計算機及辦公設備（3.46%）行業利潤率則處在5%左右的較低水平。
進一步考察市場結構對行業經濟效率的影響。通過對17個細分行業盈利能力的計量統計和合并計算，可以得到表3。行業內企業的規模差異性也對行業盈利能力和經濟效率起著重要的影響作用。規模差異性的存在一方面有助于弱化過度競爭，提升行業經濟績效；另一方面有助于激發行業內的兼并重組，提高資源的配置效率。同時，較高的盈利能力還會形成更強的行業吸引力，吸引更多的產業投資并推動更快的產業擴容，由此實現先進制造業的結構升級效應。
另外需要特別指出的是，對于II型細分行業，盡管處于較高集中度的市場結構中，但由于一方面該市場結構主要是由行政力量構造的，公共產品屬性突出；另一方面企業規模差異較小，無法形成行業整合的主導力量，所以行業經濟績效和資源配置效率都較低。
面向市場結構的先進制造業政策調控方略
承載著我國制造業轉型提升和經濟結構調整升級重要戰略使命的先進制造業呈現自主創新不足，綜合效率偏低，產業資源配置不合理，內資的行業主導力不強的發展態勢。這一態勢不僅在短期內影響著先進制造業的擴容和升級，更會對我國的產業安全、經濟轉型、國際分工等造成長期影響。同時，也應該看到，市場結構構成了我國先進制造業低速度、低效益、低水平發展的根源性影響因素，因此，政府在制定相關產業政策和財稅政策的過程中，應高度重視市場結構的調整和優化。
總體而言，政府對先進制造業市場結構的監控、分析和調控是一項較為系統的工作：從靜態、動態、絕對、相對等多個視角監測先進制造業的市場結構特征；從產業整體和細分行業兩個層面考察先進制造業的市場結構特征；從經濟績效、技術研發和資源配置三個層面認識先進制造業市場結構的影響；從企業行為引導和企業績效調節兩個方向開展先進制造業的市場結構調控。如此才能更好地創造有利于先進制造業發展的長效環境和機制。
具體而言，政府針對先進制造業的市場結構、技術研發以及運營效率的政策調控可以重點著力于如下三個方面。
（一）政策引導
通過政策引導推動先進制造業向大型企業主導、大中小企業協同合作的低集中寡占型市場結構演化。對我國先進制造業而言，市場集中度高、企業規模差異大的市場結構更有利于技術創新的開展和產業運營效率的提升。因此，政府在市場結構調控過程中，重點推進如下工作：
在充分發揮大型企業技術創新和市場開拓主導作用的同時，保持中小企業在產品改進、工藝完善、業務細分化、服務專業化等漸進性創新和長尾市場需求滿足方面的優勢，利用好二者之間的互補性，提升產業運營效率。
選擇企業規模小，市場組織散的細分行業，推動企業間兼并重組，特別是技術研發型企業與生產制造型企業的橫向聯合，推動行業市場結構向低集中寡占型演化。
通過必要的專項支持，如園區建設、人才工程等，推動行業內的資源共享、設施配套、產業集聚以及人才培養。
推動細分行業內的縱向一體化整合，通過信貸支持協調供應鏈矛盾、通過供應鏈協同實現強強聯合、促優逐劣，通過打通從技術研發到商業化應用的價值鏈強化產業自主創新能力和綜合競爭優勢。
針對中小企業，拓寬融資渠道，建立風險基金，協調自主創新體系中各創新承擔者之間的權利義務關系，確保知識產權得以有效保護。
（二）政府組織協調
基于政府的組織協調能力，集成企業資源，整合研發力量，推動先進制造業技術進步和自主創新。政府要為企業提供技術創新的制度環境和政策環境，在技術創新中發揮引導和支撐作用。
對產業自主創新和技術研發的資金支持要采取事前補貼和事后獎勵相結合的方式，避免事前補貼監督不力，事后補貼激勵不足的缺陷。
對于對產業全局具有深遠影響的基礎性研究，特別是重大科技專項，應通過國家專項、研究基金、產業聯合攻關等方式進行，政府科技資金應以直接方式介入并給予支持。
對于產業后技術，特別是部分引進消化、模仿改進技術，政府資金應當間接介入，做好產業創新環境創建工作，在信息服務、產學研一體化、知識產權保護等方面為企業提供良好的發展環境。
（三）利用好財稅政策手段
利用財稅政策手段，將先進制造業作為幼稚產業加以保護和鞭策，加速產業規模擴容和競爭力提升。
要采取必要的成本補貼、研發資助甚至行政保護等方式，彌補產業競爭力不足，給予先進制造業相對寬松的市場環境。
篇9
關鍵詞：先進制造技術，統計過程質量控制，模式識別，質量保證
一、引言八十年代以來，顧客對產品的需求從單一型向多樣型轉變，國際市場的競爭日趨激烈。據國外的調查表明，企業之間的競爭焦點已從價格因素向柔性、質量、對市場變化的快速響應等非價格因素轉移[1]。隨著世界工業市場競爭的不斷加劇，為了生存和發展，越來越多的企業認識到實施先進制造技術的重要性，并已經開始引進和實施AMT[2]。在AMT的研究和應用不斷取得成功的同時，也有許多企業發現AMT帶來的效益并不如所期望的那么大，甚至還有許多失敗的例子擺在人們面前。影響先進制造技術成功應用的因素有很多，其中一個重要的因素是產品的質量。
傳統的統計過程質量控制基于休哈特控制圖，監測控制同一產品的同一質量特征的變化規律，使之滿足精度并保持穩定，在剛性自動化大生產中得到了廣泛的應用，并取得了巨大的經濟效益[3]。但是，在小批量生產方式占主導地位的AMT生產環境下，傳統的統計模型無法得到足夠的數據來建立統計控制關系。因此，傳統的SPQC卻不能直接被應用在AMT生產環境下，SPQC需要一種新的指導思想。對此，國內外均做了一些研究[4-8]，提出一些解決方案，但均沒能在根本上解決數據不足的問題。
此外，在先進制造系統中還存在對控制圖的識別問題。傳統的生產環境下控制圖是否處于統計控制狀態下，是由人對控制圖進行統計狀態的識別。在AMT生產環境下如果繼續沿用這種方法，一方面影響信息反饋的及時性，另一方面工人一直監視控制圖會提高工作強度，降低他們的工作效率。利用模式識別算法對控制圖自動識別，就可以很好地解決這兩方面的問題。有一些工序的失控狀態很容易用普通算法識別，例如控制變量超出控制界限以及連續的上升和下降的趨勢。然而對于小波動的持續上升或下降或者是循環變化趨勢，則難以用普通方法進行判斷。由于神經計算技術的發展，許多以前計算量很大并耗時較長的問題得到了解決，模式識別就是其中的一項。考慮到在AMT生產模式中計算機化是基本條件之一，而且生產環境中的計算機只是利用已經訓練好的程序運行識別算法，不需要太大的計算量。因此，利用神經網絡對控制圖的異常模式進行識別是非常合適的。
基于以上討論，本文提出了基于等效工序能力的統計過程控制方法，并給出了統計變量的計算方法。而且，以這種統計方法所得到的控制圖的變化趨勢為研究對象，采用人工神經網絡理論設計了控制圖異常狀態的自動識別軟件。
二、基于等效工序能力的統計過程質量控制方法
1.等效工序能力控制的理論基礎現代統計過程質量控制的出發點是在事前控制加工過程，使其處于正常狀態；而不是在事后通過檢驗的方法控制次品的擴散。進行的是“過程控制”而不是“產品控制”。總的來說，只要是無顯著差異的5M1E[9]環境下生產出來的產品的質量特征值（不一定為同類產品）偏離期望值的正常波動服從的分布。等效工
序能力控制圖通過對的標準化變換，使得等效工序能力控制圖的控制界限不隨質量特征的不同
而變化，使統計變量成為服從標準正態分布的無量綱量的隨機變量，達到利用歷史數據的目的。不同的統計變量的轉換方法不同，但其基本理論可以由下式表達：
(1)
式(1)是對的標準化，新得到的統計變量T為服從標準正態分布的無量綱量隨機變量，控制界限
在給定第一類統計錯判的容許概率的情況下固定不變。這樣在等效工序能力下，不同產品的質量特征以及同一產品的不同質量特征就能夠通過標準化變換利用同一種統計方法分析，實現不同但相關的統計特征之間的統計關系，達到充分利用一臺機床的歷史數據和部分相關數據的目的，實現在中小批量生產中對加工工序的統計過程質量控制。
2.x-Rs控制方法統計變量的計算基于以上思想，本文改進了傳統的單值-移動極差控制圖，利用這種控制圖實現了對多品種、小批量生產過程的統計過程質量控制。
傳統的單值－移動極差控制圖是用所有數據的均值作為的估計值，故只有在數據全部收集后才
能進行控制圖的繪制和分析，而在實際生產中，數據是一批一批或一個一個獲得的。因此改進的單值－移動極差控制圖在獲得第i個數據后，為充分利用已知信息，用過去i-1個數據來計算控制界限和統計變量。并通過統計變換，消去統計變量中的平均值和整體方差，實現對質量信息的充分利用。
(1)單值控制變量的計算
改進的單值變量在每個控制點，利用進行判別。
因為，由正態過程平均值的抽樣分布性質可知：
由正態過程的可加性和正態過程的標準化變換得到：
因為總體標準差未知，故必須消去表達式中的。由標準差的抽樣分布的性質可知：
根據student-t分布的定義得到：
化簡后得到：
(2)
上式表明，服從自由度為i－2的student-t分布，對于給定的顯著性水平，由student-t分布找出滿足下式的控制界限值使得：
但由于在給定下，隨著n的變化而變化，因此首先作自由度為i－2的student-t分布概率密度積分得（p(t)為t分布概率密度函數），然后對積分值進行反標準正態變換得到單值控制圖的統計變量。
(3)
此時統計變量根據給定的第一類統計錯判的容許概率，由標準正態分布找出滿足下式的控制界限：
如果把某次檢測的數據代入上式中，使或一段時間內值的排列出現異常趨勢則意味著工
序已發生了變化，反之則工序處于統計控制狀態。
(2)移動極差控制變量的計算
因為：且
則可知在生產過程沒有顯著變異的情況下的特征分布規律服從于的正態分布規律。
所以，由正態過程的基本性質可得
且由特征分布的定義可以得到：
由特征分布的概念可以得到：
(4)
由于在給定第一類統計錯判的容許概率的情況下，隨著i的變化而變化，為此特做以下變換。自由
度為的F分布的概率密度積分為，其值為0到1之間，對進行反標準正態變換得到移動極
差控制圖的統計變量：
(5)
用T2作為統計變量，新的控制圖的中心線為0，如采用3原則時，其上下控制界限就是+3和-3。至此，以T1和T2為統計控制變量，就可畫出改進的單值－移動極差控制圖了。控制圖的中心線為0，上下控制界限根據給定的第一類統計錯判的容許概率計算，不再隨樣本大小和物理特征的變化而變化。
三、異常模式自動識別本研究將前饋型的反向傳播神經網絡算法用于AMT質量控制中的異常模式自動識別，采用離線訓練與在線識別相結合的方法，建立了一個三層的神經網絡。該網絡的輸入是經過預處理的二進制數，輸出是一種特定的控制圖表現趨勢。網絡由輸入層、隱層和輸出層組成。輸入層有i個結點，每個結點代表控制圖上按順序排列的一個質量特征，數值為特征點在控制圖上的位置。輸出層有o個結點，結點輸出值為1或0，代表了o種不同的控制圖異常趨勢。隱層結點數為h，本文采用實驗分析的方法確定隱層結點數。整個網絡的結點數為i+h+o。
人工神經網絡的學習算法為有教師的δ學習律，其輸入與輸出關系滿足非線性單調上升的函數：
(6)
在實際研究中，訓練數據是利用VisualC++中的隨機數函數產生(0,1)上均勻分布的隨機數Ri。利用所產生的隨機數，并根據中心極限定理，由式(7)生成標準正態分布的樣本。變換標準正態分布的總體生成80組不同作用趨勢的數據，其中20組數據為普通的，60組為三種復雜趨勢，分別是小波動的持續上升、小波動的持續下降和循環趨勢。
(7)
利用這80組數據，對所建立的神經網絡進行訓練取得了良好的效果。在對不同加工過程中所得到的20組實際數據的測試中，全部正確。對各種其它方法不易判斷的復雜趨勢具有良好的判斷能力。
四、結論本文在研究SPQC技術應用于先進制造環境下所存在的問題的基礎上，提出了解決AMT生產環境下質量數據不足的問題的方法，給出了基于等效工序能力的統計過程控制圖的控制變量的計算方法；分析表明這種質量控制方法能夠有效地控制先進制造生產環境下生產過程的穩定，算法易于編程計算機化，是一種適用于AMT環境的統計過程質量控制技術。同時，利用以前饋型的反向傳播神經網絡算法為基礎的模式識別技術，開發了加工過程異常模式的自動識別軟件，應用表明具有良好的效果。
參考文獻：
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[9]郎志正，《質量控制方法與管理》，國防工業出版社，1989.5。
篇10
關鍵詞：CIMS；并行工程；敏捷制造；虛擬制造
0 前言
計算機輔助設計(CAD)技術是近幾十年來迅速發展起來的一門新興的綜合計算機應用技術,它的應用和發展已經成為衡量一個企業工業現代化水平的重要標志。特別是在當今市場競爭日趨激烈的條件下，要想贏得競爭，企業必須以最快的上市速度、最好的質量、最低的成本、最優的服務、最利于環境的產品滿足用戶的不同需求。在各種先進的制造模式中，CAD技術得到了廣泛的應用。無論是并行設計、協同設計、虛擬設計，還是環保設計都離不開現代CAD技術的應用。應用現代CAD技術能使設計工作實現網絡化、集成化和智能化，以求達到產品設計周期短、成本低和高質量的目標。
1 CAD技術在并行工程中的應用
并行工程和協同工作是一種新型的設計模式，通過把先進的企業管理和先進的自動化技術結合在一起，采用并行化的產品設計理念及其相關過程，在產品的設計早期全面考慮產品的制造過程和生命周期。并行工程的設計方法強調功能和過程的集成。在對產品設計過程進行集成的前提下，優化和重組產品的開發過程，實現多學科專家群體協同工作的工作方式。
（1）將企業實施的各種串行過程轉變為并行工程，要求在進行上游工作環節設計的同時，盡可能多的考慮下游工作環節的工作。在產品設計的初始階段，應全面考慮后續制造的相關問題，對產品的可靠性、可制造性、可測試性、規范性和成本可計算性進行設計，盡早考慮產品整個生命周期中的所有設計因素，以求達到各項設計工作的協調一致，力爭設計工作一次完成。
（2）并行工程的實施需要建立多學科協作的組織形式，運用可制造性設計DFM方法開發新產品。當采用這種設計方法時，由于需要集體合作，所以個體的設計結果應該信息共享，設計規范統一，應用集體的智慧和經驗，產生高質量、低成本的產品。
（3）在進行產品的并行設計時，要選擇合適的軟件工具和方法，選定的軟件能對產品的設計、制造周期進行全程服務。在設計、制造周期中的數據交換應符合STEP標準，便于實現產品數據管理PDM。通過這些CAD技術的應用使產品的開發集體所有成員都組合在同一個信息環境中，保證所有成員得到最新、最準確的產品信息，協同一致的完成設計任務。在產品的設計早期全面地考慮產品的制造周期。
2 CAD技術在敏捷制造中的應用
精良（Lean Production,LP）生產是一種新的生產模式，這種生產方式在日本企業中得到了推廣應用，并且取得了成功，促進了日本經濟的快速發展。在精良生產方式中，從生產操作、組織管理、經營方式等各方面，找出一切不能為產品增值的活動和人員，加以改革，進而杜絕浪費，提高經濟效益。精良生產方式實現了精良管理、精良設計、協同配套、用戶至上、高素質人員的集成。在此基礎上，美國的制造業界提出了敏捷制造（Agile Manufacturing, AM）的先進制造模式，為了實現企業生產制造的敏捷性，采取現代通訊手段，通過快速配置各種資源，以有效和協調的方式響應用戶需求的一種新的企業發展戰略。這種生產模式正在發展之中，其基本思想是將靈活的動態聯盟組織、先進的柔性生產技術和高素質的人員全面集成，使企業能夠應付迅速變化和不可預測的市場需求，以求得長期穩定的經濟效益。CAD技術在產品設計、生產全過程的動態聯盟組織中的應用有如下特點：
（1）實現產品的敏捷設計和管理。
應用CAD技術可實現設計資源共享、信息服務、合作建模、數據管理和設計過程管理，達到敏捷設計的目的。在敏捷設計中，產品的開發是利用數字方式確定工作任務，用數字方式在各部門、各地點的合作者之間進行聯絡。產品開發環境中的產品實際上是一種數字模型，在同一個數字模型上工作，通過PDM系統管理和集成，PDM是管理產品信息的重要技術措施。
（2）實現網上協同設計。
在網絡環境下，從事CAD技術工作的人員組成跨專業學科的設計團隊，分散在不同的企業中，實現企業間的動態集成。隨著產品結構的日益復雜化以及新技術更替的加快，對某些產品一個企業已不可能快速、經濟的獨立開發和制造，必須尋求企業的動態聯盟形式，把具有各種特點和優勢的企業以產品為紐帶聯合在一起，共享一個產品數據庫和統一的產品數據管理系統，最大限度的保證設計者和制造者以優化的形式在網上進行新產品的協同設計和制造。
3 CAD技術在CIMS集成系統中的應用
早期的CAD系統是致力于提高繪圖的工作效率，數控機床的出現，發展成了計算機輔助制造CAM，進而促進了CAD技術的發展。在CIMS系統中，要求產品的信息實現CAD、CAPP和CAM的集成，實現產品設計到制造各環節中資源共享和信息傳遞，提高設計效率。CAD技術在CIMS系統中的應用有如下特點：
（1）CAD建模技術的應用。
特征建模技術是CIMS的關鍵技術之一。它是在CAD/CAPP/CAM范圍內建立相對統一的、基于特征的產品定義模型，包括了從產品設計到制造各階段所需要的產品定義信息，通過產品的幾何形狀信息和工程信息的描述，體現設計意圖，并將產品的設計意圖反映到各個后續環節。特征建模技術是CAD/CAPP/CAM集成的重要前提。
（2）數據交換技術的應用。
對于以單元自動化為目標的CAD/CAPP/CAM應用系統，各子系統數據的邏輯和物理結構差異很大，這給各子系統間的數據傳遞帶來了一定的困難。因此，需要設計專用的數據格式文件交換產品信息。為了提高產品數據格式的標準化程度，可通過標準數據格式文件交換產品信息，這需要在各個子系統中設計前/后置數據處理程序，實現系統數據格式與標準格式的轉換，常用IGES圖形數據交換格式作為各子系統數據轉換的標準格式。也可以通過統一的產品模型交換設計信息，使各子系統間直接進行信息交換，采用STEP標準以通用的數據格式描述一個產品在生產周期內完整的產品模型。這樣做可以大大提高系統的集成性。
（3）產品數據管理（PDM）技術的應用。
為了提高數據傳輸效率和系統的集成化程度，保證各子系統間設計數據的一致性、可靠性和數據共享。可采用產品數據管理系統（PDM）統一管理與生產有關的全部信息。CAD/CAPP/CAM之間不需要傳遞信息。各子系統從PDM系統中提取和存放各自需要的信息，從而真正實現CAD/CAPP/CAM的集成。通過PDM實現產品設計、分析、制造、工藝規劃和質量管理等方面的信息集成，確保CAD/CAPP/CAM設計出最新、最好、性能最優的產品。
