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探究制造业的发展

【摘要】:表1-1制造业发展历程随着计算机的问世,机械制造业大体沿着两条路线发展:一是传统制造技术的发展,二是借助计算机和数字控制科学的智能制造技术与系统的发展。如今,人类社会的制造业已从机械化全面迈向智能化、个性化,“私人定制”式工业生产将成为最新一次技术革命的主要标志。综上所述,中国制造业急需一场革命性的转型升级。

1.制造业的发展历程

制造业是国民经济的基础工业,是影响国家发展水平的决定因素之一。自瓦特发明蒸汽机以来,制造业已经历了机械化、电气化、自动化三次技术革命,每一次技术革命都有着显著的特点。其发展历程如表1-1所示。

表1-1 制造业发展历程

随着计算机的问世,机械制造业大体沿着两条路线发展:一是传统制造技术的发展,二是借助计算机和数字控制科学的智能制造技术与系统的发展。20世纪以来,自动化制造的发展大体是每十年上一个台阶:20世纪50~60年代的“明星”是硬件数控(Hard NC),70年代以后则是计算机数据控制(CNC)蓬勃发展,80年代世界范围的柔性自动化热潮兴起,同时计算机集成制造开始出现,但由于技术局限等原因,并未大规模应用于当时的实际工业生产

如今,人类社会的制造业已从机械化全面迈向智能化、个性化,“私人定制”式工业生产将成为最新一次技术革命的主要标志。

2.智能制造的产生

20世纪80年代以来,传统制造技术得到了不同程度的发展,但日益先进的计算机控制技术和制造技术,使得传统的设计和管理方法已无法有效解决现代制造系统中存在的很多问题。这促使研究人员、设计人员和管理人员需要不断学习、掌握并研究全新的产品、工艺和系统,然后利用各学科最新研究成果,借助现代的工具和方法,在传统制造技术、计算机技术与科学、人工智能等技术进一步融合的基础上,开发出了一种新型的制造技术与系统,即智能制造技术(Intelligent Manufacturing Technology,IMT)与智能制造系统(Intelligent Manufacturing System,IMS)。

20世纪90年代以后,世界各国竞相大力发展IMT和IMS的深层次原因有以下几个:

(1)集成化离不开智能化,制造系统是一个复杂的大系统,系统中多年积累的生产经验,生产过程中的人机交互,都必须使用智能装备(如智能机器人等)才能实现。而脱离了智能化,集成化也就不能完美实现。

(2)智能化机器较为灵活。智能化既可应用于系统,也可应用于单机。单机可发展一种智能,也可发展多种智能。无论在系统中或单机上,智能化均可工作,不像集成制造系统那样,必须全系统集成才可工作。

(3)智能化的经济效益较高。相比之下,现有的计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)少则投资数千万元,多则投资数亿元乃至数十亿元,很少有企业能承担得起。而且,CIMS维护费用高昂,投入运行还得废弃原有的设备,自然难以推广。

(4)人员减少。雇员白领化使得经验丰富的机械工人和技术人员日益缺乏,但产品制造技术却越来越复杂,因而必须使用人工智能和知识工程技术解决现代化企业的产品加工问题。

(5)依靠生产管理和生产自动化提高生产率。人工智能与计算机管理的结合,使之前不懂计算机的人也能通过视觉、对话等智能交互方式进行科学化的生产管理,有效提高生产率。

3.我国制造业的困局

过去,我国制造业利用低廉的劳动力成本、丰富的原材料供应等优势,成了“世界工厂”。经过30多年的发展,我国制造业的产能得到了空前提升,我国也成为制造大国。但是近年来,由于工人工资水平上涨、人民币升值等因素的影响,我国制造的成本优势在不断丧失。

与此同时,随着我国经济的发展,我国进入物质富足的时代,人们开始关注商品的质量、性能或品牌,而非价格。商品的定价不再取决于成本,而取决于消费者心理上对其价值的认同。以降低产品质量、用户体验和服务水准来换取价格优势的做法,越来越没有生存空间。不仅如此,在高端产品方面,我国制造仍以代工、加工为主,真正拥有核心技术与自主知识产权的产品不多,处于价值链的底端,利润率较低。

综上所述,中国制造业急需一场革命性的转型升级。