第8章-現(xiàn)代設(shè)計制造強國與創(chuàng)新人才

1、第8章-現(xiàn)代設(shè)計制造強國與創(chuàng)新人才第一頁，共43頁。一、機械行業(yè)的發(fā)展前景與應(yīng)用領(lǐng)域 1中國現(xiàn)代化的支柱：建設(shè)制造強國1.1制造業(yè)：國家的命脈制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)動機；制造業(yè)是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體和實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要基石；制造業(yè)是吸納勞動就業(yè)和擴大出口的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。 2001年我國制造業(yè)全部從業(yè)人員為8083萬人，約占全國工業(yè)從業(yè)人員總的90.13 第二頁，共43頁。2001年我國制造業(yè)出口創(chuàng)匯2398億美元，占全國外貿(mào)出口總額90制造業(yè)是國家安全的重要保障現(xiàn)代戰(zhàn)爭已進(jìn)入“高技術(shù)戰(zhàn)爭”的時代，武器裝備的較量在相當(dāng)意義上就是制造技術(shù)和高技術(shù)水平的較量。沒有精良的裝備，沒有強大的裝備

2、制造業(yè)，一個國家就沒有軍事和政治上的安全，經(jīng)濟(jì)和文化上的安全也將受到巨大威脅。第三頁，共43頁。1.2制造強國的主要標(biāo)志具備強大的產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力擁有一支具有國際競爭力的工程技術(shù)、經(jīng)營管理和技術(shù)工人隊伍形成具有國際先進(jìn)水平的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)體系形成若干在國際上知名、各具特色的制造業(yè)聚集或制造中心依托強大的裝備制造業(yè)為基礎(chǔ)，能夠及時提供各行業(yè)所必需的、保證技術(shù)要求具有國際競爭力的先進(jìn)裝 第四頁，共43頁。1.3實現(xiàn)制造強國的核心：裝備制造能力1.4制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的根本動力市場需求拉動制造技術(shù)創(chuàng)新科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明推動制造技術(shù)創(chuàng)新 第五頁，共43頁。2高科技產(chǎn)品的制造技術(shù)高科技產(chǎn)品

3、作為當(dāng)代世界高技術(shù)的突出代表，它的生產(chǎn)必將是新工藝和傳統(tǒng)工藝、先進(jìn)的制造技術(shù)和科學(xué)的管理方法的高度統(tǒng)一。主要涉及如下： 2.1新材料構(gòu)件工藝碳碳復(fù)合材料構(gòu)件成形工藝陶基復(fù)合材料構(gòu)件成形工藝金屬間化合物制件加工和成形工藝金屬基復(fù)合材料構(gòu)件加工和成形工藝熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件成形工藝 第六頁，共43頁。2.2新結(jié)構(gòu)工藝熱防護(hù)系統(tǒng)的制造技術(shù)，包括絕熱結(jié)構(gòu)、發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu)等；機敏結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)，如：機敏結(jié)構(gòu)指在疊層結(jié)構(gòu)中嵌有傳感器和致動器，內(nèi)埋信號處理和自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。智能蒙皮埋有光導(dǎo)纖維傳感器的蒙皮結(jié)構(gòu)。它是發(fā)展真正機敏結(jié)構(gòu)集成系統(tǒng)的關(guān)鍵。第七頁，共43頁。2.3新技術(shù)工藝先進(jìn)的焊接技術(shù)，如等離子弧

4、焊、電子束焊、真空高溫釬焊、摩擦焊、固態(tài)擴散焊和熱塑性復(fù)合的熔融連接技術(shù)以及智能化和自動化技術(shù)特種加工技術(shù)，如 激光加工技術(shù)，包括激光打孔、切割、表面強化、涂層后處理等；電子束加工技術(shù)，包括電子束打孔、蝕刻等；等離子束加工技術(shù)，包括等離子切割、等離子噴涂等； 電化學(xué)和電熱加工技術(shù)，包括電解成型、電火花線切割、放電型面加工等；特種力學(xué)加工技術(shù)，包括超聲波加工、高壓水切割、磨粒流加工等； 第八頁，共43頁。 2.4超塑成形擴散連接組合工藝 2.5涂覆技術(shù)，包括化學(xué)氣相沉積、低壓等離子噴涂和物理氣相沉積 2.6精密和超精密加工技術(shù)，包括高能速加工和超精復(fù)合加工； 2.7系統(tǒng)和智能制造技術(shù)第九頁，共4

5、3頁。3高科技產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展總趨勢3.1新材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)不斷發(fā)展和完善功能材料在高科技產(chǎn)品上將得到更廣泛的應(yīng)用，將促進(jìn)新材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)不斷發(fā)展和完善。 第十頁，共43頁。 3.2不斷探索與開發(fā)低成本高效率新結(jié)構(gòu)制造技術(shù)下一代高性能高科技裝備將大量采用新型隱身結(jié)構(gòu)、智能靈敏結(jié)構(gòu)、多孔層板結(jié)構(gòu)、精密微細(xì)結(jié)構(gòu)以及微型電子元器件等。這些新型結(jié)構(gòu)的采用定將加速低成本、高效率制造技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，并不斷探索新的加工方法。 第十一頁，共43頁。3.3不斷提高制造系統(tǒng)敏捷性和柔性增強競爭和應(yīng)變能力 制造工業(yè)將加強敏捷和柔性制造技術(shù)及裝配軟件的開發(fā)和應(yīng)用，提高應(yīng)變能力以滿足國防部對快速轉(zhuǎn)向和降低產(chǎn)品全壽命

6、期費用的要求。柔性化生產(chǎn)可使民用產(chǎn)品生產(chǎn)能力迅速轉(zhuǎn)向國防生產(chǎn)，可以滿足國家防御對反應(yīng)速度、靈敏性與武器裝備快速發(fā)展的需求。 第十二頁，共43頁。3.4制造過程實現(xiàn)高度計算機化、信息化和集成化隨著先進(jìn)的信息采集、信息轉(zhuǎn)化、信息傳輸和計算機信息處理技術(shù)的發(fā)展，航空產(chǎn)品的生產(chǎn)過程將實現(xiàn)高度計算機化和集成化。制造過程實現(xiàn)“五化”，即無紙化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化和集成化。 第十三頁，共43頁。3.5新工藝新技術(shù)將得到發(fā)展和廣泛應(yīng)用 金屬結(jié)構(gòu)制造技術(shù)向減少加工余量、連接件數(shù)量、提高材料利用率和能源效率，以及多種方法組合的制造技術(shù)方向發(fā)展。 裝備制造過程中廣泛采用電子計算機技術(shù)；聲、光、電、化等多能源復(fù)合

7、加工技術(shù)；以激光束、電子束、離子束等高能束為代表的特種加工技術(shù)；超塑成形、擴散連接技術(shù)以及根據(jù)構(gòu)件各部位性能要求，由多種工藝、多種合金組合的剪裁技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)群。 第十四頁，共43頁。4 制造技術(shù)重大發(fā)展隨著高性能新材料的發(fā)展，不斷探索新結(jié)構(gòu)制造技術(shù)。開發(fā)出以高性能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、新型隱身結(jié)構(gòu)和靈巧智能結(jié)構(gòu)為代表的飛行器結(jié)構(gòu)制造技術(shù)。4.1碳碳復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)碳碳復(fù)合材料將成為飛行器機體高溫部位的結(jié)構(gòu)材料，其制造技術(shù)的研究取得重大進(jìn)展。第十五頁，共43頁。4.2隱身吸波結(jié)構(gòu)制造技術(shù)軍用飛行器都要有隱身特性。美國、俄羅斯、日本、西歐都在研制隱身飛行器和隱身導(dǎo)彈。在技術(shù)上將采用外形隱身、材料隱身

8、、紅外隱身技術(shù)相結(jié)構(gòu)的綜合隱身技術(shù)，與其相應(yīng)的融合體結(jié)構(gòu)、吸波材料與涂層制造技術(shù)將成為軍用飛行器的關(guān)鍵制造技術(shù)而得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。 第十六頁，共43頁。4.3智能結(jié)構(gòu)制造技術(shù)智能結(jié)構(gòu)是飛行器繼隱身結(jié)構(gòu)之后又一新型結(jié)構(gòu)，它將使飛行器成為具有智能特性“靈巧飛行器”。智能蒙皮技術(shù)已引起航空航天界的廣泛重視，被列為急需開發(fā)的項目，將航空電子裝置綜合在飛行器蒙皮和結(jié)構(gòu)中制造靈巧蒙皮和靈巧結(jié)構(gòu)，通過埋入其中的大量微型傳感器和作動器，使駕駛員在戰(zhàn)斗中及時掌握飛行器各部位受損情況和飛行狀態(tài)，以便正確判斷和隨機處理。將雷達(dá)、電子對抗系統(tǒng)和雷達(dá)告警接收機從飛行器的心臟部位移到智能蒙皮和結(jié)構(gòu)中。21世紀(jì)智能結(jié)

9、構(gòu)制造技術(shù)將是繼隱身結(jié)構(gòu)制造技術(shù)之后成為未來“靈巧飛行器”的關(guān)鍵制造技術(shù)。 第十七頁，共43頁。5企業(yè)實施先進(jìn)制造模式（AMM）20世紀(jì)80年代以來，面臨經(jīng)濟(jì)全球化、消費需求日益多樣化和個性化，產(chǎn)品生命周期日益縮短，信息技術(shù)飛速發(fā)展并得到廣泛運用的經(jīng)營環(huán)境。 第十八頁，共43頁。5.1先進(jìn)制造模式具有以下特點：并行性集成性柔性能夠針對多變的市場需求，快速轉(zhuǎn)產(chǎn)并實現(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)后的多品種變批量，高效優(yōu)質(zhì)、低成本的快速制造。智能性快速反應(yīng)性動態(tài)適應(yīng)性人機一體性先進(jìn)制造模式的成功應(yīng)用，強化了企業(yè)市場競爭中的T（時間）、Q（質(zhì)量）、C（成本）、S（服務(wù)）等優(yōu)勢 第十九頁，共43頁。5.2先進(jìn)制造模式包括：計算

10、機集成制造系統(tǒng)（CIMS）敏捷制造（AM）精益生產(chǎn)（LP）快速響應(yīng)制造系統(tǒng)（RMS）等并在航空航天工業(yè)中得到了成功運用。 第二十頁，共43頁。5.3企業(yè)實施先進(jìn)制造模式要有技術(shù)支撐和環(huán)境需求技術(shù)支撐就是所需要的技術(shù)基礎(chǔ)：并行工程工業(yè)工程計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)CAX（計算機輔助制造、裝配、監(jiān)測、管理等）技術(shù)計算機集成技術(shù) 環(huán)境需求包括技術(shù)環(huán)境需求和運行環(huán)境需求，運行環(huán)境需求就是企業(yè)是否建立了激勵機制，是否注重發(fā)揮人的作用。 第二十一頁，共43頁。6實施先進(jìn)制造模式的途徑6.1技術(shù)途徑設(shè)計制造的并行工程（CE）并行工程是實現(xiàn)先進(jìn)制造模式的必要手段，要求產(chǎn)品研發(fā)人員一開始就考慮產(chǎn)品在整個生命周期中從概念形成

11、到產(chǎn)品報廢處理的所有因素。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）通過實施全面的PDM管理，實現(xiàn)以下目標(biāo)：產(chǎn)品從設(shè)計到制造、銷售，一直到服務(wù)整個生命周期的數(shù)據(jù)都用計算機管理，實現(xiàn)無紙設(shè)計和無紙制造。計算機集成制造技術(shù)計算機技術(shù)必須貫穿整個飛行器的設(shè)計、制造過程。 第二十二頁，共43頁。6.2管理途徑變基于單個企業(yè)的管理模式為基于擴展企業(yè)的管理模式企業(yè)必須變依靠自身資源參與競爭為依靠整個供應(yīng)鏈的整合競爭力參與國際競爭。具體的運作是從建立企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)型組織入手尋求與外部企業(yè)建立網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)。建立學(xué)習(xí)型組織培養(yǎng)以人為本的多功能學(xué)習(xí)團(tuán)隊，變員工與管理者之間的從屬關(guān)系為伙伴關(guān)系，推動組織的發(fā)展。實施業(yè)務(wù)流程再造（BPR）使

12、各子系統(tǒng)既分工又合作，互相協(xié)調(diào)，信息共享，以降低成本，消除非增值的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，提高企業(yè)的應(yīng)變能力和用戶的滿意程度。建立激勵機制，充分發(fā)揮人的作用 第二十三頁，共43頁。721世紀(jì)實施的工業(yè)工程進(jìn)入90年代后，通過對傳統(tǒng)制造技術(shù)與生產(chǎn)管理模式的質(zhì)疑、反思、揚棄和更新，形成了一種潮流，即先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代化生產(chǎn)管理相結(jié)合的制造模式。美國著名生產(chǎn)管理學(xué)家R施恩伯提出了“世界級制造”模式，其基本思想包括：零缺陷的全面質(zhì)量管理準(zhǔn)時制（JIT）生產(chǎn)方式充分授權(quán)自主管理滿足用戶要求的高度制造系統(tǒng)柔性 第二十四頁，共43頁。新理念主要有：小批量多品種生產(chǎn)以用戶滿意度為基調(diào)不生產(chǎn)不合格產(chǎn)品不制造過剩的生產(chǎn)推進(jìn)“七

13、零”生產(chǎn)，即生產(chǎn)轉(zhuǎn)換時間、庫存、浪費、不合格品、故障損失、延誤和傷害7項指標(biāo)為零可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 現(xiàn)代制造模式的特點是：以市場需求為導(dǎo)向，以系統(tǒng)觀念和IE為指導(dǎo)，以計算機技術(shù)為依托，精心組織，科學(xué)管理，以達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、縮短交貨周期、減少環(huán)境污染的目的 第二十五頁，共43頁。二、創(chuàng)新在現(xiàn)代社會中的重要地位 創(chuàng)新是從有到優(yōu)，“新”是與“舊”相對應(yīng)的。創(chuàng)新強調(diào)在已有很多東西的基礎(chǔ)上求新求優(yōu)。創(chuàng)新在現(xiàn)代社會的重要地位還在于：1科技創(chuàng)新重要性與緊迫性科技創(chuàng)新來自于中華民族掘起的需要科技創(chuàng)新來自于國家安全形勢的需要科技創(chuàng)新來自于參與國際競爭的需要 第二十六頁，共43頁。2科技創(chuàng)新是國民經(jīng)濟(jì)

14、與社會發(fā)展的主要動力2.1科技創(chuàng)新帶來勞動工具的革命 現(xiàn)代科技創(chuàng)新重大成果微型計算機的發(fā)明，標(biāo)志著一種劃時代的勞動工具的產(chǎn)生；微機的廣泛應(yīng)用，帶來了又一次勞動工具的革命。2.2科技創(chuàng)新導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的巨大變革 信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)高級化，第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)所占比重越來越小，第二產(chǎn)業(yè)工業(yè)比重也在下降，而第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)業(yè)，尤其是信息服務(wù)業(yè)比重最大。發(fā)達(dá)國家信息產(chǎn)業(yè)（包括信息服務(wù)業(yè)）的總產(chǎn)值占國民生產(chǎn)總值的比例和其就業(yè)人口占勞動力總量的比例，都已超過50，居各產(chǎn)業(yè)之道。 第二十七頁，共43頁。2.3科技創(chuàng)新成為經(jīng)濟(jì)增長的主要源泉技術(shù)創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力重大技術(shù)發(fā)明激活新一輪經(jīng)濟(jì)增長技術(shù)進(jìn)步成為經(jīng)濟(jì)

15、增長的主要源泉知識在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)增長中具有革命性作用第二十八頁，共43頁。2.4科技創(chuàng)新催生了知識經(jīng)濟(jì)的來臨從經(jīng)濟(jì)增長的主要因素來看，近百年來，發(fā)達(dá)國家技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率從20世紀(jì)初的20，20世紀(jì)中期的50，到世紀(jì)末達(dá)到80。 知識經(jīng)濟(jì)是以知識、智力等無形資產(chǎn)的投入起決定性作用。美國目前許多高技術(shù)企業(yè)的無形資產(chǎn)已超過了總資產(chǎn)的60，無形資產(chǎn)的升值，也會帶來具有高知識水平的人的報酬增加，從而使社會價值觀念發(fā)生變化。 第二十九頁，共43頁。3當(dāng)前不為人注目的重大研究瞬間轉(zhuǎn)移將來有沒有一種方法不用乘坐任何交通工具就能使你從家里直接達(dá)到月球。瞬間轉(zhuǎn)移（是科學(xué)大師愛因斯坦提出的理論）大家回答肯定是

16、不可能的。1993年3月，美國物理學(xué)家查爾斯貝尼特和IBM研究小組證實，瞬間轉(zhuǎn)移是可能的。瞬間轉(zhuǎn)移也就是把物體化解為能量，傳送到遠(yuǎn)地，然后再把能量還原為物體，實現(xiàn)瞬間轉(zhuǎn)移。隱身衣電子紙可折疊的顯示屏第三十頁，共43頁。三、大學(xué)生如何在大學(xué)里進(jìn)行創(chuàng)新活動 1. 要清醒認(rèn)識束縛創(chuàng)新的因素 1.1先天不足成長錯位矮了中國學(xué)子“寶貝”綜合癥，缺乏自制力和獨立生活能力急功近利累了中國學(xué)子千軍萬馬齊奔高考獨木橋重洋情結(jié)害了中國學(xué)子全方位（小、中、大）出國熱從眾心理苦了中國學(xué)子崇拜與迷信文明缺失毀了中國學(xué)子誠信不足 第三十一頁，共43頁。1.2環(huán)境受限實權(quán)派樂于政績工程，難于接納風(fēng)險大的原創(chuàng)性項目創(chuàng)新不易被

17、人接受，邁步難創(chuàng)新者思考是未來的事，而市場只關(guān)注眼前的事，難于合拍創(chuàng)新產(chǎn)品一開始并非完美，往往被短視者拒之門外許多創(chuàng)新者不善于公關(guān)，對科學(xué)之外的問題顯得力不從心許多“學(xué)富五車”的學(xué)者，卻對“創(chuàng)新”十分陌生，往往不自覺陷為絆腳石人們常以一時一事成敗論英雄，令創(chuàng)新者望而生畏 第三十二頁，共43頁。 2要培養(yǎng)“九商”人生之根：心商健康心理德商人格（道德）魅力志商人生志向和目標(biāo)的能力 第三十三頁，共43頁。人生之干（樹干）：智商智力發(fā)展水平（觀察力、記憶力、思維力、想像力、創(chuàng)造力）情商心情開闊，社交能力強逆商適應(yīng)性強，抗逆能力高悟商悟性，頓悟能力 第三十四頁，共43頁。人生之果（果實）：財商理財能力健

18、商健全體魂，健康心理 第三十五頁，共43頁。3要樹立學(xué)習(xí)決定生存觀（LC ） D其中：L表示學(xué)習(xí)（Learing） C表示變化（Change） D表示消亡（Die） 落后就要滅亡 第三十六頁，共43頁。4要在既定環(huán)境中成才三個面向：面向信息化、面向全球化、面向未來在現(xiàn)實中成才在協(xié)同中成才在集體中成才第三十七頁，共43頁。5形成創(chuàng)新意識要理性思考，敢于質(zhì)疑，敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)要堅韌不拔，全力以赴，樹十年磨一劍精神。不被挫折所擊垮，在勢盛之時，頭腦越要清醒與人為善，切忌驕橫，戒驕?zhǔn)遣粩∪松ㄕ\信待人，一諾千金要博采眾家之長，善交難交之人，把對手變成朋友著眼大局，多讓少爭，“有過先由己當(dāng)，有功先由人享”借人之才為己才，用人之力為己力 第三十八頁，共43頁。6要養(yǎng)成團(tuán)隊精神 全球化是當(dāng)代科學(xué)研究的顯著特征之一?？绲貐^(qū)，全球性科學(xué)問題，如環(huán)境、資源以及我國西部大開發(fā)中南水北調(diào)，青藏鐵路，三峽水壩，西氣東輸?shù)龋蔀榭茖W(xué)研究熱點，出現(xiàn)了許多規(guī)模巨大的大科學(xué)研究和大科學(xué)工程。以往那種單靠科學(xué)家個人探索和“小作坊”式的工作方式，已不能適應(yīng)當(dāng)代大科學(xué)研究的需要，必須由不同學(xué)科，不同專業(yè)和不同文化背景的科學(xué)家廣泛合作與交流，才能保持持久的創(chuàng)新活力和取得科學(xué)前沿的突