未來機械項目工程發(fā)展趨勢精

1、-. z未來機械工程的開展趨勢21世紀(jì)以前，科學(xué)與技術(shù)著重于認(rèn)識自然世界，不斷提高人類生存能力；21世紀(jì)科技將更多地著眼于認(rèn)識人類自身，不斷提高人的生命質(zhì)量。在21世紀(jì)里，就制造業(yè)來講，創(chuàng)造和開展了汽車、機床、機器人、飛機、火箭 、芯片、計算機、電視機等成千上萬的機電產(chǎn)品，極改變了人類的生產(chǎn)方式和生活方式展望未來，21世紀(jì)將更加偉大、更加輝煌。制造業(yè)將出現(xiàn)更多意想不到的奇跡。生產(chǎn) 的汽車不僅會跑，可能還會飛；制造的飛機將更快、更平安；高速列車和磁懸浮列車將* 在祖國的原野；智能儀器裝備和智能機器人將按照人們的要求高效率、高質(zhì)量地 制造產(chǎn)品；微型機器人將能進(jìn)入血管清理垃圾、修補心臟；人們可用分子

2、組裝技術(shù)組裝 出 理想性能的微器件；掌上工具可能是計算機、可視、電視、音響和網(wǎng)絡(luò)的集成，等等。未來機械工程科學(xué)開展的總趨勢將是穿插、綜合化；柔性、集成化；智能、數(shù)字化；精細(xì)、 微型化；高效、清潔化。智能機器人及儀器設(shè)備、微型機電系統(tǒng)、高效柔性、智能自動化制 造技術(shù)將日趨成熟，并被市場所承受；可重構(gòu)制造系統(tǒng)的理論與技術(shù)和適合我國的制造模式 將得到完善和開展；在機構(gòu)學(xué)、摩擦學(xué)、仿生機械和仿生制造等領(lǐng)域我國將進(jìn)入世界先 進(jìn)展列；我國科學(xué)家問鼎諾貝爾獎將不是天方 夜譚。制造業(yè)在制造科學(xué)技術(shù)的武裝下將全面現(xiàn)代化，國家由于制造業(yè)創(chuàng)造的財富而更加昌 盛繁榮。人民的生活將更加富裕瀟灑。信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命

3、科學(xué)、納米科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主 流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界。與以上領(lǐng)域穿插開展的制造系統(tǒng)和制 造信息學(xué)、納米機械和納米制造科學(xué)、仿生機械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造 系統(tǒng)等是21世紀(jì)機械工程科學(xué)的重要前沿。半個世紀(jì)以來, 我國的機械工程科學(xué)得到了很大的開展，我們已經(jīng)建立了較完善的學(xué)科體系 ，在學(xué)科前沿、技術(shù)創(chuàng)新和工程應(yīng)用諸方面取得了突出成就。新技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，使得被人們稱作夕陽產(chǎn)業(yè)的機械制造業(yè)不斷涌現(xiàn)新的希望，喚發(fā)新的活力。從起初規(guī)模型、本錢型到質(zhì)量型，再到現(xiàn)在的快速響應(yīng)型無不展示其適應(yīng)市場競爭，求生存、求開展的勃勃生機。圍繞著以滿足個

4、性需求為宗旨的新產(chǎn)品開發(fā)與竟?fàn)?，一場以大制造、全過程、多學(xué)科為特征的新的制造業(yè)革命正波瀾壯闊地展開。這是二十一世紀(jì)知識經(jīng)濟(jì)新時代下制造業(yè)的趨勢，同時也預(yù)示著其未來的可持續(xù)開展方向全球化、信息化、智能化。高技術(shù)改變制造業(yè)當(dāng)今日新月異的科學(xué)技術(shù)開展，展現(xiàn)出了更多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)造前景。信息科技、生命科學(xué)和生物技術(shù)、納米科技的突飛猛進(jìn)與相互交織影響，成為新一輪科技革命的重要標(biāo)志。高技術(shù)的迅猛開展，同樣對制造業(yè)的開展起到了推動、提升和改造的作用。高技術(shù)對制造業(yè)的改變是全面的和連續(xù)不斷的，包括影響制造業(yè)未來的開展方向、重心領(lǐng)域、科技前沿、核心要素等，這里就幾個重大方向問題做些說明。一、高技術(shù)改變制造業(yè)

5、尺度向下延伸尺度向下延伸促使制造業(yè)的重點前沿轉(zhuǎn)移。在人類文明的幾千年歷史中，人們在認(rèn)知周圍世界的根底上，制造行為的圍大體上是在公尺上下三個數(shù)量級即由千米到毫米之間，這也大致相當(dāng)于幾千年人類作到的從必然王國走向自然王國的圍，同時也是人類制造活動的圍。20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的開展使人類對客觀世界的認(rèn)識和掌握進(jìn)一步向下延伸，逐步進(jìn)入了微米、納米和原子分子級疇，相應(yīng)開展的高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的需求推動和拉動了精細(xì)、微細(xì)制造技術(shù)的開展。微電子技術(shù)的開展使制造業(yè)的領(lǐng)域迅速向微米、亞微米領(lǐng)域進(jìn)展，正在推向納米級制造。高技術(shù)，首先是信息技術(shù)和生物技術(shù)對制造技術(shù)向下延伸的推動力是十分巨大和迅猛的，世界裝備制造業(yè)前沿積極轉(zhuǎn)

6、向微納制造的趨勢十清楚顯。制造業(yè)重心尺度向下延伸，將研發(fā)前沿轉(zhuǎn)向微納制造的意義還在于小對大的深化作用。認(rèn)識小，是認(rèn)識物質(zhì)自然規(guī)律、解釋物理化學(xué)現(xiàn)象、掌握物質(zhì)行為機理、創(chuàng)立新產(chǎn)品全新原理的必由之路。制造業(yè)未來的核心技術(shù)、難點、高增值潛力越來越多地寓于微小之中。由于大型設(shè)備的技術(shù)競爭往往最終歸結(jié)到核心器件的競爭，表達(dá)在專用芯片、控制器件、微傳感器、智能控制、新型材料等，有遠(yuǎn)見的企業(yè)在生產(chǎn)制造中尺度和大尺度機械產(chǎn)品的同時，把改良生產(chǎn)方式和不斷提高產(chǎn)品水平的未來越來越寄托在微納技術(shù)上。用微小技術(shù)開展重大產(chǎn)品，充分表達(dá)了高技術(shù)開展對機械制造業(yè)開展重大和深遠(yuǎn)的影響。二、高技術(shù)改變制造業(yè)產(chǎn)品智能化 功能仿生

7、、擬人化智能化預(yù)示著全新一代機械產(chǎn)品的誕生。高技術(shù)為機電一體化注入了新的含義和活力，使最初意義上的機電一體化實現(xiàn)向高技術(shù)升級，機電一體化的概念在不斷擴展中成為多元技術(shù)的集成，或如有的專家描繪的機電光聲熱化生一體化綜合集成技術(shù)。而機電一體化產(chǎn)品五要素構(gòu)造、運動、檢測、控制、驅(qū)動在信息技術(shù)的催化下，實現(xiàn)充分的融合和集成，機械產(chǎn)品自此真正成為智能化產(chǎn)品。生物工程正在成為制造技術(shù)的重要組成局部。生物加工和為生物技術(shù)提供儀器設(shè)備成為制造業(yè)的重要組成局部，對生物體、柔性體的處置加工成為與加工金屬體和剛性體同樣普遍的制造方式。而生物領(lǐng)域的巨大發(fā)現(xiàn)和生物工程的應(yīng)用大大加快了制造產(chǎn)品領(lǐng)域仿生技術(shù)、擬人化技術(shù)的開

8、發(fā)應(yīng)用。例如蛛絲這樣的自然材料在納米技術(shù)的配合下將成為在制造領(lǐng)域有影響的重要仿生產(chǎn)品。生長型制造的比重正在迅速提高。高技術(shù)在分子生長領(lǐng)域的成就將在微制造領(lǐng)域推動從下而上制造方式的開發(fā)掌握和合理應(yīng)用，使傳統(tǒng)的制造模式發(fā)生難以預(yù)測的變化。納米技術(shù)與仿生學(xué)的結(jié)合可以使生物物理學(xué)家仿照生命過程的各個環(huán)節(jié)制造出用于各種各樣目的的納米機器人。國外有一項先進(jìn)平安車ASV Advanced Safety Vehicle方案，目的是利用電子技術(shù)等高技術(shù)進(jìn)一步提高汽車平安性能，實現(xiàn)汽車的高度智能化。這里主要包括兩大局部：平安預(yù)防技術(shù)和事故防止技術(shù)。其中如防困警報系統(tǒng)，打算利用高技術(shù)來到達(dá)：當(dāng)車輛偏離車道上標(biāo)記的行

9、駛路線時發(fā)出警報儀表板上的攝像機監(jiān)視駕駛員面部表情、眼睛睜開程度、眼皮眨動頻率，在打瞌睡早期予以識別，發(fā)出警報或釋放薄荷醇?xì)馕逗涂照{(diào)冷氣，進(jìn)一步則自動啟動制動系統(tǒng)。此外還有輪胎氣壓過低警報系統(tǒng)、夜間目標(biāo)檢測與警報系統(tǒng)、汽車導(dǎo)行系統(tǒng)、車距警報系統(tǒng)、沖擊吸能系統(tǒng)、行人保護(hù)系統(tǒng)、碰撞識別通報系統(tǒng)自動呼叫救援調(diào)度中心并發(fā)出數(shù)據(jù)等，這些都將建立在應(yīng)用高技術(shù)的根底上。高技術(shù)正在使機器人技術(shù)發(fā)生重大變化，由于信息技術(shù)的全面應(yīng)用，機器人的遙控和全自控操作已經(jīng)成為現(xiàn)實，機器人的使用面正在日新月異地擴大。三、高技術(shù)改變制造業(yè)擴展跨度 效勞高級化開展了幾百年的以產(chǎn)品為中心的制造業(yè)正在向效勞方向擴展延伸。純物質(zhì)形態(tài)的

10、制造業(yè)產(chǎn)品正在向越來越非物質(zhì)形態(tài)的效勞方向開展。這是歷史的巨大進(jìn)步，也是制造業(yè)的巨大開展和進(jìn)步。從世界制造業(yè)開展規(guī)律看，效勞比重的提高是制造業(yè)走向高級化的主要標(biāo)志，而高技術(shù)的應(yīng)用為制造業(yè)效勞容的擴展和水平的提高開拓了廣闊的天地。一個有啟示性的例子是美國通用電氣公司的新商業(yè)模式賣推進(jìn)效勞而不是賣噴氣發(fā)動機。亦即用一筆綜合性收費，通用電氣公司向航空公司出售在一定合同期限得到保障的發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時間，其中包括零件、維修、備用發(fā)動機、融資等保障飛機飛行的一切效勞。此項效勞幾年前就已到達(dá)累計200億美元營業(yè)額。同樣，IBM 公司則從賣計算機向賣計算能力方向開展。從賣機器賣零件轉(zhuǎn)向賣功能賣效勞，與此相應(yīng)的

11、制造業(yè)構(gòu)造從以產(chǎn)品為中心邁向以效勞為中心，制造業(yè)主體增值局部由設(shè)備、工程、成套、交鑰匙擴展到規(guī)劃設(shè)計、管理維護(hù)、咨詢效勞、戰(zhàn)略分析、概念創(chuàng)意等非物質(zhì)型的高層次效勞、知識型效勞，正在使制造業(yè)構(gòu)造和涵發(fā)生徹底的帶根本性的變化。制造業(yè)擴展效勞容，既表現(xiàn)為行業(yè)構(gòu)造的改變，也表達(dá)在產(chǎn)品方向的擴大。以機器人為例，生產(chǎn)型機器人是未來制造業(yè)很重要的組成局部，而效勞型機器人注定將有更為廣闊的開展?jié)摿Α募夹g(shù)層面分析，工業(yè)機器人多數(shù)是執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)為主的固定式機器人如生產(chǎn)線上的焊接機器人，而效勞機器人則更多地是移動式機器人，向效勞型機器人擴展，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，將使機器人行業(yè)開展到和全球汽車工業(yè)一樣龐大，而日本預(yù)計

12、到2025年機器人產(chǎn)值將到達(dá)8億日元。但是，這一突破必須要建立在高技術(shù)開展的根底上，因為移動式機器人多數(shù)工作于非定規(guī)Unstructured 條件下，也就是它們工作的條件往往不是事先設(shè)計中預(yù)料得到的，典型的例子是病人護(hù)理，由于病人的一次突發(fā)咳嗽，就能使通常的機器人措手不及，作出錯誤反響，這里需要機器人具有全身感知whole-body sensing能力。為此，科學(xué)家們正在運用微傳感方面的高技術(shù)成就來實現(xiàn)全外表感知，如美國科學(xué)家研究的Senskin，就是在數(shù)據(jù)處理技術(shù)、新材料技術(shù)和微傳感技術(shù)的根底上，集成產(chǎn)生的所謂敏感皮膚，覆蓋機器人全身的敏感皮膚將使各種效勞型智能機器人真正成為可能。高技術(shù)應(yīng)用

13、帶來的效勞高級化將為制造業(yè)開拓巨大的新領(lǐng)域。現(xiàn)代物流系統(tǒng)的普遍采用、射頻識別技術(shù)的推廣應(yīng)用、高速網(wǎng)絡(luò)與裝備系統(tǒng)的結(jié)合、通信技術(shù)與工程工程的結(jié)合，都將使裝備制造業(yè)邁向更廣闊的天地。四、高技術(shù)改變制造業(yè)材料根底多樣化材料領(lǐng)域的新技術(shù)將給制造業(yè)帶來翻天覆地的巨變。由于高技術(shù)的應(yīng)用，人們生活和生產(chǎn)中一些多年的夢想將有可能得到實現(xiàn)：從玻璃不臟、皮鞋不擦到超強度、超韌性、刀槍不入、永不磨損，相應(yīng)地可以實現(xiàn)機器轉(zhuǎn)速更高、重量更輕、體積更小；今天在賽車、火箭、高爾夫球桿上應(yīng)用的新材料將逐漸在更多的產(chǎn)品上得到應(yīng)用。傳統(tǒng)機械設(shè)計采用的數(shù)據(jù)、公式、常數(shù)、系數(shù)也不得不經(jīng)歷根本性的改變。新型瓷材料正在成為越來越重要的工

14、業(yè)制造材料?，F(xiàn)代航空發(fā)動機用熱障瓷涂層TBC 容許發(fā)動機進(jìn)氣溫度到達(dá)1700，使5倍音速的超音速飛機成為可能。生物鋼( B i o- S t e e l是根據(jù)蜘蛛絲蛋白仿制的生物材料，這種人造基因蜘蛛絲的硬度是鋼的45倍，既堅硬又柔韌，因而首先在軍事上具有廣泛的用途。在未來也將使工業(yè)設(shè)計制造產(chǎn)生重大的改變?；谟袡C電子學(xué)的新型有機材料將徹底改變電子線路和顯示技術(shù)，將出現(xiàn)可到處懸掛的、輕便的、可卷疊的OLED 顯示屏，取代笨重的陰極射線管，使多種機械產(chǎn)品的控制顯示和輸出方式發(fā)生巨大的改觀。納米材料的應(yīng)用對制造業(yè)的革命性影響估計得再大也不會過分。由于物質(zhì)粒徑在10納米以下，將迅速增加外表原子的比例

15、。當(dāng)粒徑降到1納米時，外表原子數(shù)比例到達(dá)90%以上，晶界數(shù)量的大幅度增加使材料的強度、韌性和超塑性大大提高，同時對光、電和機械應(yīng)力的反響完全不同于微米或毫米級的構(gòu)造顆粒，這些都使得納米材料在宏觀上顯示出許多奇妙的特性。例如晶粒尺寸在50納米以下的納米瓷，具有高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等傳統(tǒng)瓷不具備的優(yōu)點，使其在切削刀具、軸承、汽車發(fā)動機部件等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用。納米材料改變制造業(yè)的另一個不可無視的方面是高質(zhì)量碳納米材料成為新型儲氫材料的前景。在傳統(tǒng)機械制造設(shè)計和工藝領(lǐng)域，新材料的應(yīng)用同樣意味著巨大的創(chuàng)新。例如最根本的機械傳動和摩擦磨損，由于納米材料、智能材料、梯度材料、新型瓷材料、

16、新型高分子聚合物、外表涂層及自修復(fù)材料等的應(yīng)用，對機械傳動和摩擦副的性能、功能，以及設(shè)計方法、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)等，都產(chǎn)生了巨大的影響。如果在大型高速旋轉(zhuǎn)機械和傳動系統(tǒng)中采用電流變、磁流變等智能材料來控制系統(tǒng)的剛性，可實現(xiàn)減振降噪和降低頂峰應(yīng)力。而采用新型外表工程的納米涂層技術(shù)和仿生以及智能外表自診斷、自修復(fù)技術(shù)，將可能實現(xiàn)各類摩擦副外表性能的主動控制和壽命的大幅度延長。如果把眼光放得更長遠(yuǎn)一點，把立足點轉(zhuǎn)移到自下而上的自組裝，對于制造業(yè)的影響更是翻天覆地的。自裝配技術(shù)源于分子間有選擇的自發(fā)性組合，在胚胎學(xué)、形體起源學(xué)和超分子化學(xué)等領(lǐng)域都已有廣泛的應(yīng)用。高技術(shù)的前沿之一，正是在微機電系統(tǒng)MEMS 技術(shù)

17、中多種材料如蛋白質(zhì)、乳膠、金屬分子的自組裝技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。在這里，自組裝所依賴的驅(qū)動力有毛細(xì)作用、德瓦爾斯力、親水疏水作用以及重力等，目前已能實現(xiàn)毫米量級的小組件在液固界面和液液界面的自組裝。五、高技術(shù)改變制造業(yè)應(yīng)用新能源 改變動力配置能源領(lǐng)域的高技術(shù)是影響機械設(shè)計制造的重大因素之一，新能源與新裝備密不可分。高技術(shù)提高太陽能轉(zhuǎn)換效率。光伏轉(zhuǎn)換效率的提高使太陽能取熱系統(tǒng)、太陽能發(fā)電裝置、太陽能汽車越來越走向?qū)嵱没?。除了太陽能在空間技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢外，太陽能飛機的設(shè)想也在積極推進(jìn)中。未來氫能的應(yīng)用將革新所有現(xiàn)在應(yīng)用的機械產(chǎn)品。采用氫能源將對許多機械設(shè)備的設(shè)計制造產(chǎn)生巨大影響，而氫能的平安生產(chǎn)、

18、運輸、存儲、轉(zhuǎn)化和使用，也將需要大量全新的裝備儀器和元器件，包括燃料電池、氫燃料發(fā)動機、渦輪機等。使用燃料電池對于未來機械裝備的改變將是巨大的。從儀表供電、汽車動力到熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，都將由此產(chǎn)生難以預(yù)見的變化。美國近期出臺了美國向氫經(jīng)濟(jì)過渡的2023年遠(yuǎn)景展望報告，認(rèn)為氫能是美國未來能源的開展方向，要走以氫能為能源根底的經(jīng)濟(jì)開展道路。光子技術(shù)將改變制造業(yè)的未來。光加工、光化學(xué)加工、光電加工正在變得如此重要，而制造技術(shù)變得如此離不開光科學(xué)。專家們認(rèn)為：如果說電子技術(shù)引起發(fā)生于20世紀(jì)的第一次信息革命，則光子技術(shù)必將在21世紀(jì)初葉掀起第二次信息革命。作為光子產(chǎn)業(yè)第一階段的光電子產(chǎn)業(yè)，包括了基于光子技

19、術(shù)的光信息產(chǎn)業(yè)和基于光力技術(shù)的光能量產(chǎn)業(yè)。光子產(chǎn)業(yè)的第二階段將產(chǎn)生新的全光產(chǎn)業(yè)。光子時代并不遙遠(yuǎn)，而且已經(jīng)在可以不計工本的領(lǐng)域開場研究和應(yīng)用，例如美國研究以激光為動力推進(jìn)航天飛行器，已經(jīng)取得卓有成效的結(jié)果，而各國在光子計算機方面的研究開發(fā)也已取得重大進(jìn)展。大功率激光發(fā)生器將首先在軍事上取得突破，并逐步擴展到民用工業(yè)上。我國2003年9月召開的以激光制造與未來技術(shù)產(chǎn)業(yè)的開展為主題的第210次香山科學(xué)會議，中心議題是激光制造尋求大開展。專家們認(rèn)為，激光制造時代正在降臨，激光制造以激光光子作為能量的載體，在焊接、切割、打孔、刻槽、標(biāo)記等十幾種應(yīng)用上迅速取代傳統(tǒng)加工方法。1998年美國國家研究理事會發(fā)

20、布的哈里森方案指出除了成功應(yīng)用在信息領(lǐng)域外，激光技術(shù)對經(jīng)濟(jì)最重要的奉獻(xiàn)是在制造業(yè)和加工業(yè)。從激光加工市場比擬來看，2002年的國際產(chǎn)值為30億美元，而國僅為10億元人民幣，開發(fā)潛力十分巨大。六、高技術(shù)改變制造業(yè)層出不窮的高新技術(shù)催生多姿多彩的機械產(chǎn)品 制造業(yè)走向高技術(shù)新時期世界科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)開展一個新的特點和規(guī)律是學(xué)科間的穿插融合和產(chǎn)業(yè)技術(shù)間的結(jié)合互動。制造業(yè)和高技術(shù)相輔相成，新工藝和新裝備集成創(chuàng)新，成為必然的潮流。制造業(yè)走向高技術(shù)，表達(dá)在：制造業(yè)應(yīng)用高技術(shù)成就、制造業(yè)為開展高技術(shù)提供條件、制造業(yè)與高技術(shù)結(jié)為一體融合創(chuàng)新。一、制造業(yè)走向高技術(shù)在機械制造中廣泛應(yīng)用高技術(shù)要不要在機械制造業(yè)廣泛應(yīng)用

21、高技術(shù)，早已不存在爭議，問題是在重點選擇和實施方針上。當(dāng)前有幾個問題值得注意。1. 制造企業(yè)信息化。制造企業(yè)信息化包括市場開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、制造過程、生產(chǎn)管理、工具裝備、商務(wù)營銷等各環(huán)節(jié)。這是制造業(yè)得益于信息技術(shù)最明顯和最普遍有效的領(lǐng)域。從目前的情況來看，中國企業(yè)信息化的道路還很長。一項調(diào)查說明：2003年中國大型企業(yè)信息化的現(xiàn)狀按建立階段分析，根本上仍然處于起步階段，到達(dá)成熟程度的僅占3.7%，這同時反過來說明，中國企業(yè)能夠受益于信息化的潛力還很大。制造企業(yè)信息化當(dāng)前的問題主要不是在技術(shù)上，甚至也不在資金上，而是在管理理念和實施方針上。為擺設(shè)、為爭名、為立項而推行的信息化和盲目引進(jìn)、照抄照搬、

22、脫離實際的信息化同樣很難成功。成功的企業(yè)信息化必須作到務(wù)實應(yīng)用，統(tǒng)一的模式是不存在的。像海爾集團(tuán)實行的是以定單信息流為中心的信息化，采用SAP 公司的ERP 系統(tǒng)和BBP 系統(tǒng)原材料網(wǎng)上采購系統(tǒng)，建立現(xiàn)代物流系統(tǒng)，并將電子商務(wù)平臺擴展到整個供給鏈管理。而通用汽車結(jié)合急需采用的是報表整體解決方案，建立獨立于各業(yè)務(wù)系統(tǒng)、面向整個公司和部門的報表中心，滿足各部門不斷增長的報表需求，并提供相應(yīng)的決策數(shù)據(jù)支持。從制造企業(yè)信息化的實踐中可以得出的經(jīng)歷是，制造業(yè)應(yīng)用高技術(shù)并不能簡單從事，必須堅持按需務(wù)實、積極推進(jìn)；同時要注意的是應(yīng)用高技術(shù)不只是一個技術(shù)問題，往往管理、機制、組織方面的問題比技術(shù)更關(guān)鍵。2.

23、在精細(xì)制造的根底上開展微納制造。微納制造是機械精細(xì)制造技術(shù)合理的延伸，也是機械制造應(yīng)用高技術(shù)必經(jīng)之路。早在10年前，諾貝爾物理獎獲得者羅雷爾有一段精辟論述：150年前，微米成為新的精度標(biāo)準(zhǔn)，并成為工業(yè)革命的技術(shù)根底，最早和最好學(xué)會并使用微米技術(shù)的國家都在工業(yè)開展中占據(jù)了巨大的優(yōu)勢。同樣，未來的技術(shù)將屬于那些明智地承受納米作為新標(biāo)準(zhǔn)、并首先學(xué)習(xí)和使用它的國家。我們應(yīng)當(dāng)記住，微米技術(shù)曾同樣被認(rèn)為對用牛耕地的農(nóng)民無關(guān)緊要。確實，微米與牛和耕犁毫無關(guān)系，但它卻改變了耕作方式，帶來了拖拉機。今天，微米級制造已經(jīng)廣泛進(jìn)入現(xiàn)代裝備和儀器的生產(chǎn)領(lǐng)域，明智的企業(yè)已經(jīng)占得先機。就拿噴墨打印機的墨頭生產(chǎn)來說，通過在

24、精細(xì)制造技術(shù)根底上靈活運用高技術(shù)、掌握微米制造技術(shù)生產(chǎn)墨頭的少數(shù)幾個跨國公司牢牢占有著技術(shù)和市場優(yōu)勢，獲取最大份額的利益一個噴墨頭和一臺打印機大體上售價相當(dāng)，而市場容量前者是后者的12倍！。除此之外，在應(yīng)用高技術(shù)問題上，似乎也存在著類似馬太效應(yīng)的規(guī)律，在一個產(chǎn)品上成功應(yīng)用高技術(shù)的企業(yè)，最容易在其它產(chǎn)品上同樣取得高技術(shù)應(yīng)用的成功，例如做成了噴墨頭，掌握了微納級精細(xì)制造技術(shù)、照相平板印刷技術(shù)、光敏材料蝕刻技術(shù)、精細(xì)電路瞬時加熱技術(shù)，很快就能在制作DNA 芯片上得到嫁接應(yīng)用，而制作其它的MEMS 器件也將變得得心應(yīng)手。事實證明，最早意識到高技術(shù)的市場潛力并開發(fā)應(yīng)用高技術(shù)的企業(yè)，大多成為競爭中的優(yōu)勝者

25、。此外，當(dāng)今的開展前沿已從微米制造轉(zhuǎn)向亞微米和納米制造，高技術(shù)對制造企業(yè)的篩選淘汰作用正在變得越來越無情。不進(jìn)則退，及時向微小技術(shù)Small Tech挺進(jìn)，成為多數(shù)制造企業(yè)必然的選擇。關(guān)于噴墨頭的故事，必將在越來越多的微米、亞微米以及納米級的元器件制造中得到再現(xiàn)。像大多數(shù)最新技術(shù)的光通信元器件、納米級的集成電路芯片、正在嶄露頭角的生物工程和基因芯片，對制造業(yè)和企業(yè)的挑戰(zhàn)和機遇都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出以往任何一次的力度。對于我國一大批制造企業(yè)來說，特別現(xiàn)實的一個選擇是加快掌握超精細(xì)加工技術(shù)和微傳感器的開發(fā)應(yīng)用。轎車上加速度微傳感器開發(fā)應(yīng)用的歷史已經(jīng)提供了很好的例證，而像精度要求到達(dá)10納米的聚焦離子束銑削Fo

26、cused Ion-Beam millingFIB 這樣的新技術(shù)必將在不遠(yuǎn)的未來成為機械制造企業(yè)不再陌生的精細(xì)加工手段。3. 跟蹤IT 技術(shù)進(jìn)展 提升制造產(chǎn)品技術(shù)含量。制造業(yè)能夠從IT 技術(shù)獲取的益處遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有開發(fā)窮盡。跟蹤IT 技術(shù)的進(jìn)展，及時吸納IT 技術(shù)成就，消化應(yīng)用于制造業(yè)的產(chǎn)品，在可預(yù)見的時期，始終將是一個取之不絕的源泉。注視和觀察IT 產(chǎn)業(yè)的動態(tài)，并思考對制造業(yè)的影響和可以被制造業(yè)吸取的技術(shù)成果，這是一條有效的捷徑。例如最近IT 業(yè)界評出了未來23年的十大IT 技術(shù)。在評選過程中獲得提名的總共53項重大IT 技術(shù)中，可以發(fā)現(xiàn)有一批技術(shù)將對制造業(yè)、制造技術(shù)產(chǎn)生十分巨大的影響：90/65

27、/45納米半導(dǎo)體工藝技術(shù)。對制造業(yè)的影響將十分深遠(yuǎn)，其挑戰(zhàn)十分嚴(yán)峻。RFID (Radio Frequency Identification ,射頻身份識別，是條形碼識別的換代技術(shù)。在美國，沃爾瑪公司已要求其主要供貨商在2005年之前采用RFID ，美國國防部也要求供貨商采用RFID 技術(shù)；剃須刀生產(chǎn)大廠Gilette 近期就訂購了5億件RFID 標(biāo)簽，而諾基亞也正準(zhǔn)備將這種標(biāo)簽芯片植入其產(chǎn)品中。M2M 機器到機器machine-to-machine 通信技術(shù)，重點在無線通信，包括機器對機器、機器對移動、移動對機器三種方式。將用于用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)距離收集信息、設(shè)置參數(shù)和發(fā)送指令、貨物跟蹤等。在

28、制造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)、大型產(chǎn)品的運行監(jiān)控和成套裝置的檢測、報警等，都是十分理想的用途?？梢赃@樣設(shè)想：昨天，計算機技術(shù)用于數(shù)控系統(tǒng)，歷史性地改變了整個機床工業(yè)的面貌和地位；今天，無線通信技術(shù)用于各類機器裝備，將又一次革命性地提升機械產(chǎn)品的操作方式和在用戶生產(chǎn)流程中的作用和地位。生物識別技術(shù)、燃料電池技術(shù)、遠(yuǎn)紫外線光刻技術(shù)、網(wǎng)格計算技術(shù)等，都將改變未來制造產(chǎn)品的面貌。4. 吸納上游部門研究成就，應(yīng)用新材料、新工藝、新能源、新元件。任何企業(yè)不可能擁有自己需要的所有技術(shù)來源，和上游部門，主要是學(xué)、研部門的聯(lián)系和合作往往是企業(yè)成功的關(guān)鍵之一。而高等學(xué)校和研究院所的研發(fā)動態(tài)、新技術(shù)苗頭、可為本企業(yè)

29、應(yīng)用的接入點，成為企業(yè)技術(shù)和決策部門最應(yīng)關(guān)心的信息源和戰(zhàn)略決策依據(jù)。在納米技術(shù)領(lǐng)域有一批主要從事應(yīng)用性研究開發(fā)的組織，他們的研究成果最接近企業(yè)的應(yīng)用。例如在外表工程方面，應(yīng)用納米硬膜、納米熱噴涂、納米潤滑、納米粘結(jié)等已經(jīng)對機械設(shè)計和制造工藝產(chǎn)生了很大的影響，而更具前景的納米復(fù)合外表工藝、納米自修復(fù)、納米再制造技術(shù)等也將在不遠(yuǎn)的將來給機械設(shè)計和制造帶來革命性的變化。在能源領(lǐng)域，核能、風(fēng)能、潮汐能已經(jīng)對裝備制造帶來了不小的機遇和挑戰(zhàn)，而隨著高技術(shù)的進(jìn)展，太陽能利用的地位正在越來越重要，由于能量轉(zhuǎn)換率的不斷提高，太陽能汽車、太陽能供電站、太陽能飛機等正在變得接近實際應(yīng)用。有越來越多的研究開發(fā)部門在國

30、民經(jīng)濟(jì)各部門的綠色化方面進(jìn)展工作，包括環(huán)境保護(hù)新技術(shù)、節(jié)約能源資源新技術(shù)、回收利用和再制造新技術(shù)等，敏感的制造企業(yè)正在注視和聯(lián)合這些單位，做好技術(shù)接納的準(zhǔn)備，開辟未來制造產(chǎn)品新領(lǐng)域。我國機械傳動領(lǐng)域從事開發(fā)制造新型諧波減速機的一個小型高技術(shù)企業(yè)，應(yīng)用科研單位在固體潤滑和特種新材料方面的最新研究成果，長期嚴(yán)密合作，開發(fā)成功能夠適用于極高真空、極端上下溫差，又需要極高可靠性的衛(wèi)星和飛船用太陽能板傳動機構(gòu)，為包括神州五號在的成功運行作出了制造業(yè)應(yīng)有的奉獻(xiàn)。二、制造業(yè)走向高技術(shù)機械制造為高技術(shù)開展效勞在制造業(yè)界，廣泛流傳著世界第一CEO美國通用電氣公司杰克韋爾奇的經(jīng)營理念和管理天才。其實，在制造業(yè)響應(yīng)

31、高技術(shù)開展并取得輝煌成就的另一個傳奇人物應(yīng)該是美國應(yīng)用材料公司Applied Materials 的杰姆斯摩根James Morgan。當(dāng)他在1977年成為AM 公司CEO 時，公司沒有什么特色產(chǎn)品，由于盲目投資，產(chǎn)品線過于分散，公司瀕臨破產(chǎn)邊緣，摩根接手后立即砍掉了公司舊業(yè)務(wù)50%，確定主攻半導(dǎo)體生產(chǎn)裝備，當(dāng)時，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的開展還處于萌芽期，許多人認(rèn)為進(jìn)入這個市場就等于進(jìn)入了一個黑暗的時空隧道，要看到亮光是很遙遠(yuǎn)的事。公司執(zhí)行副總裁王寧國語。在這樣的背景下，摩根以其戰(zhàn)略眼光堅持為即將到來的信息革命做裝備，10年后，半導(dǎo)體裝備制造的業(yè)務(wù)由1700萬美元開展到了40億美元，1990年成為500強

32、之一，排名196位；1992年成為全球第一位半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商，至今仍是全球電子裝備制造最大的公司；1993年收入到達(dá)10億美元；2000年銷售總額 95.6億美元。值得提醒的是，摩根的學(xué)歷是1962年康奈爾大學(xué)機械工程學(xué)士，1963年工商管理碩士MBA 。從應(yīng)用材料公司和摩根本人，都提供了一個制造業(yè)和機械工程師面向高技術(shù)開展、迎接高技術(shù)開展、為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研發(fā)和制造裝備的成功例。需要進(jìn)一步說明的一個重要問題是：半導(dǎo)體制造裝備和傳統(tǒng)的機械裝備，特別是精細(xì)制造裝備之間并不存在鴻溝。各新興產(chǎn)業(yè)的多數(shù)復(fù)雜生產(chǎn)工藝，很多是由相應(yīng)的早已成熟的單項工藝技術(shù)經(jīng)過提升改良，集成組合而成。如離子植入和等離子摻雜技

33、術(shù)、薄膜沉積技術(shù)和激光熱處理技術(shù)，都是在機械工程師熟悉的摩擦學(xué)、外表工程、真空工藝、焊接技術(shù)、熱處理等傳統(tǒng)領(lǐng)域普遍應(yīng)用的工藝技術(shù)根底上，針對新需求做得更精細(xì)、更實用、更完善、更高一個檔次。又如依托照相機和印刷機技術(shù)開展光刻設(shè)備、依托精細(xì)加工技術(shù)開展線路板高速加工設(shè)備，也都說明了這樣的問題。再看半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中的主導(dǎo)裝備是原子層沉積(ALD 、化學(xué)氣相沉積(CVD、物理氣相沉積(PVD、外延及多晶硅沉積、等離子刻蝕、電化學(xué)鍍(ECP、離子植入、化學(xué)機械研磨 (CMP、測量、檢驗、清洗和掩模制造等，只要對這些設(shè)備作一些分析，就能發(fā)現(xiàn)：從有能力開發(fā)制造精細(xì)非標(biāo)設(shè)備、科學(xué)儀器以及具有面向用戶和使用工藝

34、傳統(tǒng)的機床、儀表、石化、通用、印刷、真空等設(shè)備制造業(yè)轉(zhuǎn)向開發(fā)生產(chǎn)半導(dǎo)體生產(chǎn)裝備，完全是順理成章的選擇。可以再看一個傳統(tǒng)制造企業(yè)的故事。荏原制作所(EBARA是日本風(fēng)機水泵制造業(yè)界的龍頭企業(yè)，從上世紀(jì)80年代開場，在傳統(tǒng)強項的流體機械部和環(huán)境工程部之外，成立了精細(xì)機械部和新能源事業(yè)部，精細(xì)機械部也就是電子設(shè)備部，其主攻的電子制造設(shè)備晶片化學(xué)機械拋光設(shè)備CMP ，已經(jīng)成為公司重要的利潤源，公司2003財年投資回報率到達(dá)23.1%，成為傳統(tǒng)老企業(yè)中的佼佼者，可以認(rèn)為：荏原取得新成就的成功要領(lǐng)正是：保持老優(yōu)勢, 開展新特色。三、制造業(yè)走向高技術(shù)機械技術(shù)與高技術(shù)融合創(chuàng)新 完畢語邁向制造強國路甬祥理事長在2002年12月中國機械工程學(xué)會年會上的講話中指出：我們?yōu)橹畩^斗的制造強國絕不是僅僅基于傳統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品的強國，而必須是適應(yīng)新時代、掌握新技術(shù)、滿足新需求的制造強國。中國不僅要擁有強大的以家電和電子元器件為代表的輕型的規(guī)模產(chǎn)品制造能力，還要擁有強大的以發(fā)電設(shè)備、冶 金石化設(shè)備和汽車生產(chǎn)裝備為代表的重型的重大裝備制造能力，更要擁有強大的以微電子、光電子制造設(shè) 備、微機電系統(tǒng)和生物工程為代表的新型的高技術(shù)裝備制造能力。 這段論述，清楚地指出建立制造強國必須著眼于全面形成強大的規(guī)模產(chǎn)品制造能力、雄厚的重大裝備制造 能力，以及高水平的高技術(shù)裝備制造能力。這三類制造能力的目標(biāo)