国际先进制造技术发展现状

  简要介绍了先进制造技术的特点，并从现代制造业市场、制造业企业和装备制造业的变化等三个方面阐述了新世纪的产品研究开发过程特征。同时，还详细论述了现代制造系统的模式和哲理，并以美国、日本和德国为例分别介绍和比较了各发达国家中先进制造技术的地位以及在21世纪的发展战略。

  制造业不是“夕阳产业”，但是，制造技术中确有“夕阳技术”，这是同信息化格格不入、同高科技发展不相适应的技术，是缺乏市场竞争力的技术，甚至还可能是危害可持续发展的技术。所谓的“先进制造技术”，其实就是：“制造技术”加“信息技术”和“管理科学”，再加上有关的科学技术交融而形成的制造技术。

  先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提升产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。它不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。

  先进制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化和革新，它是硬件、软件、脑件(人)与组织的系统集成。

  新世纪的产品研究开发过程的特征是与制造业市场、制造业企业自身的特征和机械制造业，特别是装备制造业的巨大变化习习相关的。

  现代制造业市场大致有如下5大特征：第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展的必然结果，“卖方市场”已成为过去；第二是多变性市场。由于科技发展快，技术更新快，产品换代快，如微电子产品半年到两年就得更新，从而产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强，市场慢慢的变大，竞争日趋激烈，不确定因素猛增，市场变化很快；第三是国际化市场。市场打破国界，走向区域化、国际化，WTO与各种区域经济组织应运而生而兴；第四是新兴商品市场。这不仅涉及对传统产品用高新技术加以改造与发展而成的产品，而且更涉及前所未有的新类型的“产品”，因此导致如技术、软件、环保等产业的出现，特别在第三产业中更是如此；第五是虚拟市场。信息化的进一步是网络化，网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户关系、代理制等等均属于虚拟市场。

  制造业企业大致有如下6大特征：第一是满足“客户化”要求，这是最根本的，这是“买方市场”必然导致的结果，“顾客就是上帝”，企业为了客户；第二是对市场的快速响应，对生产的快速重组，从而要求生产模式必需有高度柔性，有足够敏捷性，这是“客户化”必然导致的结果，而信息技术与管理科学为此提供了主要的保证；第三是既竞争、又合作地参与市场，走向“双赢”、“多赢”，这是“纳什方程”给出的结果，而并不全是或“鱼死”，或“网破”，或“两败俱伤”。网络化为此提供了更有利的条件；第四是本土化与国际化交互，走向全球化，既竞争，又合作，白然导致朝这一方向发展；第五是应用虚拟技术，以加快企业有关活动的节奏，提升产品质量，节省本金，及时适应客观变化，这是实现以上各点之所需；第六，“以人为本”，加强企业人文文化建设，应该说，这是现代企业成败要害之所在。在科技高度发达与加快速度进行发展的今天，如果只见“物”不见“人”，只见“技术”，不见“文化”，不见“精神”，必将导致企业走入“误区”，遭至严重挫折乃至失败。

  对于机械制造业，特别是装备制造业，除了上述6大特征外，还有4大变化：第一是产品本身的变化，“质”与“量”均如此。机械产品在性质上不仅取代、加强或延伸人的体力劳动，而且首先由于信息化，还有了一定“智能”，即信息感知功能、信息处理功能、信息存储与显示功能和功能整体的整合。机械产品在数量上、种类与品种上日益繁多，能够说是“无所不包，无孔不入”。第二是增产方式的变化。过去以加大资产金额的投入，加大资源消费，加大人力使用的“粗放”方式增产，现在主要以开发“知识”资源这种“集约”方式作为主要增产方式增产。第三是对产品要求的变化。开始是“物美”、“价廉”，后来加上了“交货期短”、“服务好”，现在还要加上“文化含量高”，产品不仅是一个工业产品，还应是一个艺术产品，经得起“看”与“想”。第四是学科基础的变化。过去的基础，在理论上是靠力学，在实践上是凭经验，而现在是以多学科、新成就作为基础，而且正努力将制造技术发展上升为制造科学，以利于制造技术进一步高质、高速、高效地发展。

  成功企业的重要的条件在以往是比较单纯的上市时间，或者质量，或者成本。今天，在中国已经进人世界贸易组织(wTo)的情况下，一个企业想在国内外激烈的市场之间的竞争中获胜，则需要从以下多个角度努力，才能达到目的，即上市时间T，质量Q、产品成本c、服务s、环境E、灵活性F，缺一不可。

  由此，现代制造系统的模式和哲理有了根本性的转变，需要应用成组技术来回答相似性设计/制造的问题；通过CIM ( Computer Integration System)来实现系统的集成；开展并行工程更好解决同步或者协同设计/制造的问题；实现准确(JIT)、智能、灵活、精益生产；进而通过业务过程重组、大批量定制生产、电子商务、虚拟设计/虚拟制造和网络化制造，来完成现代制造系统的彻底变革，更高水平地回答市场所要求的T，Q，C，S，E，F等问题。

  强大的制造基础对国家的经济和军事力量是至关重要的。一个国家只有生产得好，才能生活得好。如美国2100万就业者(占总劳动力的17%)从事20%～30%高报酬的工作；雇佣了75%的科学家和工程师进行90%的非军事性的R&D(Research and Development—研制与开发)；每100份工作支持着60个以上的非制造业职位；GNP的1/5(超过1兆美元)为其它经济部门提供基本产品。

  工业发达国家都把先进制造技术作为国家级关键技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种，但制造业的基础地位不可以忽视。20世纪90年代以来，各发达国家，如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划，旨在提高本国制造业的国际竞争能力。如网络化制造作为未来的重要的制造模式，已经引起各国政府、研究机构和企业界的广泛重视。20世纪90年代初，美国政府提出“先进制造技术”计划，将基于信息高速公路的敏捷制造作为美国21世纪的制造战略。1991年美国里海大学(Lehigh Univemity)提出“美国企业网”(FAN , Factory American Net)计划，该计划的目的是研究怎么样利用信息高速公路，把美国的制造企业联系在一起。随后，美国相继开展了“敏捷制造使能技术”(Technologies Enabling Agile Manufacturing，TEAM)的研究(1994一1999 )，以敏捷制造和虚拟企业为核心内容的“下一代的制造”模式的研究(1995年)、计算机辅助制造网(CAM Net)的研究(1996年)、俄罗斯一美国虚拟企业网(Rus-sign一American Virtual Enterprise Network，RA-VEN)的研究(1997年)等。为了支持中小企业技术创新、提高中小企业技术创造新兴事物的能力和效率，美国政府还帮助中小企业建立了信息网络，为中小企业免费提供广泛的信息服务。

  日本政府出台了《信息化社会基本法》，计划在21世纪前5年建成全国超高速信息通信网，大型限度地普及因特网，争取变成全球上最先进的信息化国家之一。

  1998年12月，欧洲联盟公布了“第五框架计划(1998-2002 )”，将虚拟网络企业列入研究主题。2002年，欧盟提出了“第六框架计划”，选定了需要重点攻关的7大领域，这中间还包括信息和网络技术。欧盟第六框架计划的目的是，通过种种方法刺激信息技术的加快速度进行发展，加强信息的产业化，使所有欧洲公民从以信息和网络为主体的知识社会和发展中获益。

  2000年，美国洛克希德一马丁公司提出了F-22飞机研制的虚拟工厂概念，打通了从设计、生产到管理的全数字化信息流。2001年，该公司采用产品全生命周期管理(PLM)技术，为完成美国联合攻击战斗机(JSF)研制和采购项目，构建了全球虚拟企业，在整个飞机的生命周期内很好地保证了跨地区、跨企业的协同设计、协同制造和维护过程。

  总之，工业化国家大都把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点；发展中国家也十分重视制造业信息化，都把信息技术作为改造传统企业和产业体系调整的主要战略；新兴工业化国家希望能够通过加快制造业信息化，跻身世界先进行列，众多发展中国家也希望以信息化推进工业化，以缩小与先进国家的差距。