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装备制造业发展现状趋势及韶关发展对策广东工业大学机电工程学院阎秋生教授、博士生导师说明：本讲课资料来源于有关报告、网络不能一一注明出处，数据未经全部核实，仅供参考。其中的有些观点是我个人的思考，不当之处请批评指正。提纲一．国际国内先进制造技术发展现状及趋势二．从全球化视角看广东先进制造业发展三．下一步广东先进制造业发展的战略重点四．广东加快发展先进制造业对策之我见五．韶关装备制造业发展路线图1.1制造业在国民经济中的地位①制造业就是为国民经济建设和人民生活生产各种必须的生产资料和消费品产业的总称。②制造业是人类文明的支柱之一：人类文明起源是从制作工具开始的，属于“日不落”产业。没有金属农具的制造就没有农业革命，没有蒸汽机的制造就没有第1次工业革命，没有电机制造就没有第2次工业革命，没有芯片和计算机制造就没有信息化革命，因此，可以说人类进步的历史就是制造业发展史。1.1制造业在国民经济中的地位③制造业是人类创造财富的基本手段：从全世界整体来看，GDP的1/3、工业生产总值4/5、国家财政1/3、出口90%是制造业提供的。经济活动部门中64%以上属于制造业，工业就业人数中90%属于制造业，整个社会50%的就业由制造业提供，工业税收80%由制造业提供。④制造业是高新技术产业的基础和载体：无论信息技术、微电子技术、核技术等，都是靠制造技术支撑的。⑤制造业是社会经济发展的基础、是创造社会财富的源头，制造技术水平是国家综合国力的体现。人大常委会副委员长宋健曾指出：“制造业是实现现代化工业的水之源、木之本，是实现工业化的保障和原动力，是国家实力的脊梁，是支持共和国大厦的基石。没有强大制造能力的国家永远成不了经济强国。”制造业的社会功能制造业建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机器制造农业机械化工设备家用电器通讯设备出版印刷网络媒体文化娱乐冶金机械动力机械纺织服装整个制造业及其技术的发展时期工具制造特征对象制造模式农业社会石器铜器铁器自然界地表层的天然物质资源手工制造工业社会机器地下的石油、矿产资源、生活生产用品机器制造、机械化流水线制造、自动化制造信息社会计算机新技术有形资源：分子、原子、纳米级；无形资源：信息、知识现代制造、柔性制造、集成制造、敏捷制造、智能制造、纳米制造、生物制造从生产灵活性看制造模式的变迁生产灵活性年份手工生产英式系统美式系统大批量制造泰勒制造统计过程控制数控柔性制造计算机辅助制造未来制造系统1800183119001950197019871991先进科学技术对制造业的推动1.2先进制造技术提出的背景①现代工业体系是在18世纪发生的产业革命后建立起来的，从18世纪蒸汽机、19世纪电气技术、20世纪内燃机、二战后计算机、微电子、数控机床，21世纪互联网、通讯技术，贯穿其中的主要是2大因素：技术推动和市场需求牵引。②美国制造业在创新和调整中发展，提出先进制造业的概念。自工业化以来，制造业一直是美国经济的支柱产业。二战后，美国制造业在与日、德等国的竞争中，经历了一个“绝对强大——渐次衰落——重塑优势”的过程。1.2先进制造技术提出的背景③战后的美国制造业曾一度在全球市场中拥有绝对优势，占到全球制造业份额的40%左右。到20世纪80年代，随着日本、德国在汽车、半导体等产业领域的赶超，美国制造业的霸主地位受到了日本的严重挑战。④历经制造业的兴衰之后，美国各界认识到那种认为信息革命的来临意味着制造业衰退的看法是不全面的。从20世纪80年代后期开始，美国政府对产业技术的发展给予实质性的支持，先后出台了一整套政策措施以促进制造业的发展。美国政府从战略高度重视制造业的发展：①制定一系列先进制造计划(AMT)。美国政府于1990年、93年和97年分别实施了“先进制造技术计划”和“下一代制造——行动框架”。②为了强调制造业的重要性并在国家层面上协调各个制造计划，在商务部设主管制造业的部长助理。③美国于1998年进一步制订“集成制造技术路线图计划”，提出了未来制造业面临的六大时代特征，即全球化市场竞争、环境保护和资源有限等。④出台了一系列行政法令，旨在解决制造业遇到的困难。如，2004年2月，布什总统发布“鼓励制造业创新”总统行政令；2004年5月，美国会通过“2004年制造技术竞争能力法”。⑤2010年1月27日奥巴马总统在国情咨文中提出“重整制造业”理念。美国政府支持先进制造技术发展的措施：①制定实施重大专项计划，推动产学研对关键技术的联合攻关。②积极研究和应用面向21世纪的现代制造模式。③政府扶持建立工程技术中心，推动以信息技术为代表的高新技术在制造业中的应用。④大力扶持中小制造企业对先进制造技术的开发和应用。中小制造企业占美国制造企业总数的99%，创造的产值超过美国制造业总产值的一半，吸纳的就业人数达到制造业总人数的2/3。⑤实施制造业劳动力优化计划（MWEP），保证先进制造业对高水平劳动力的需求。1.3先进制造技术的体系结构按照美国联邦科学、工程和技术协调委员会下属工业和技术委员会将先进制造技术分为三个技术群：主体技术群：有面向制造的设计技术群和制造工艺技术群组成，包括产品和工艺设计、快速成型技术、并行工程、材料生产工艺等；支撑技术群：包括信息技术、标准和框架、机床和工具技术、传感器和控制技术；制造技术环境：包括质量管理、用户/供应商交互作用、培训教育等。先进设计技术群先进制造工艺技术信息技术接口技术集成技术人工智能数据库软件工程决策支持标准和框架数据标准工艺标准接口框架产品定义和标准检验标准机床和工具技术传感器和控制技术质量管理用户/供应商交互作用工作人员培训和教育全国监督和基准评测技术获取和利用主体技术群支撑技术群制造基础设施环境制造自动化技术先进制造系统与管理技术设计工艺装备管理先进制造技术及其体系随着美国根据政府促进先进制造业发展政策的实施，世界各国相继跟进制订了相关政策。日本的智能制造技术计划日本产业技术政策：从重视应用研究转向加强基础研究，以便摆脱“美国出创新概念，日本出创新产品”的局面。目标：要全面展望21世纪制造技术的发展趋势，致力于全球制造信息、制造技术的体系化、标准化。1.4世界各国支持先进制造技术发展的政策措施欧盟提出研究开发计划欧盟的ESPRIT和BRITE-EURAM计划，将很大一部分资金投入到设计、制造以及有关对其有支撑作用的信息技术和基础技术研究中。韩国提出“高级先进技术国家计划”，即统称为G-7计划，包括7项先进技术及7项基础技术。我国对先进制造技术的发展给予充分重视在国家中长期发展规划中明确提出大力发展先进制造技术。国家各类科技攻关（863、973等）计划中重点支持先进制造技术的研究。国家发改委重点新产品计划重点支持数控系统及装备研究等。“十一五”规划中，先进制造技术是国家重点发展的第4关键领域。1、先进性先进制造技术的核心和基础是经过优化的先进工艺（优质、高效、低耗、清洁工艺），它从传统制造工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成。2、广泛性先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，而是将其综合运用于制造的全过程，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务，甚至回收再生的整个过程。3、实用性先进制造技术的发展针对某一具体制造目标（如汽车制造、电子工业）的需求，而发展起来的先进、适用技术，有明确的需求导向；不以追求技术高新度为目的，注重最好的实践效果，提高企业竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。1.5先进制造技术的6大特征4、集成性先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科，因此可以称其为“制造工程”。5、系统性随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。6、动态性它不断地吸收各种高新技术成果，将其渗透到企业生产的所有领域和产品寿命循环的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。1.6先进制造技术发展趋势随着经济全球化进程的加快，先进制造技术呈现出新的发展趋势，可以归纳为以下4个方面：①绿色制造：绿色制造是包括资源、环境和就业三个方面的可持续发展战略。面对日益严峻的资源和环境约束，世界各国都在制定可持续发展规划，推行绿色制造技术，如德国制定了《产品回收法规》，日本等国提出3R(Reduce,Reuse,Recycle)战略，美国提出再制造(Remanufacturing)及无废弃物制造(Waste-freeProcess)的新理念。1.6先进制造技术发展趋势②高技术化：制造已经从传统技艺、技巧、经验走向科学，从追求生产率和优化产品的可制造性走向可预测性的高品质、高技术含量产品的研究开发。科学技术特别是生物、纳米、新能源和新材料等高新技术的迅猛发展，给先进制造技术带来了深刻变化。制造业是高技术的重要载体，而高技术又为制造业前瞻性发展提供了技术支撑。机电一体化的境界…1.6先进制造技术发展趋势③信息化：信息技术与制造技术的融合将进一步给制造技术带来巨大的、革命性的变化。将传感技术、计算机技术、软件技术“嵌入”制造业，实现产品信息化和数字化，不仅能提高其性能而且使之具有智能。在经济全球化的格局下，基于网络的制造技术将得到广泛应用，制造装备和制造系统的柔性和可重组将成为21世纪先进制造技术的显著特点。经济全球化及激烈的市场竞争，彻底改变了制造业的传统观念和生产组织方式，基于全球网络化制造的虚拟企业生产方式促进了现代管理理论的发展和创新，全球正在兴起“管理信息化”浪潮。1.6先进制造技术发展趋势④极端制造：极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺寸或极高功能的器件和功能系统。极端制造集中表现在微细制造、超精密加工，巨系统制造和强场制造等。微纳制造方面，纳米技术、微机电系统(MEMS)等是21世纪高技术的制高点。微纳产品将越来越多影响到我们的生活，如进入人体的医学检查器械、安防系统等。巨系统方面，如超大型发电设备、冶金、石化设备等，以大型金属构件塑性成形为例，美、饿、法等国建造了4.5-7.5万吨巨型水压机，迅速提高了大型飞机制造能力和洲际运载能力。我国在大飞机计划下也在发展10万吨水压机项目。1.7未来推动我国产业发展的14类核心技术①高档数控机床及基础制造装备关键技术：高档数控机床与基础制造装备是工业现代化的基石，也是保证国防工业和高技术产业发展的战略物资。“东芝事件”…②数字化、智能化设计制造与管理技术：21世纪的制造业正从以机器为特征的传统技术时代，向数字化、智能化和系统化技术时代迈进。实现经济—社会—环境相互协调和可持续发展的绿色制造阶段。③小于45nm极大规模集成电路专用设备关键技术：我国制造的集成电路专用设备总体上与国外相差5个技术档次。1.7未来推动我国产业发展的14类核心技术④微米/纳米制造技术。⑤百万千瓦级核电机组设计制造技术。⑥流程工业绿色制造与自动化技术。⑦节能轿车和新能源汽车技术：安全环保节能、电动与代用燃料、汽车电子、轻量化等。⑧高速铁路成套装备设计制造技术。⑨网络家电技术：开发模糊控制技术、变频技术、数字技术和网络技术，形成智能、可遥控的家电网络。⑩网络制造技术：是一种基于信息高速传递、超越空间约束的先进生产模式。1.7未来推动我国产业发展的14类核心技术11超临界和重型燃气轮机发电设备设计制造技术。12绿色制造技术：人类大量生产—消费—丢弃的方式是不可持续的，20世纪90年代国际上提出绿色制造，产品全寿命周期设计，21世纪的制造业谁掌握了绿色生产技术、谁的产品符合“绿色产品”标准、谁就掌握了主动权就会在竞争中取胜。13深海资源开发装备设计制造技术：据测算2010年全球海洋经济超过3万亿美元，随着海洋资源的开发，海洋经济将成为一个新的增长点。14关键基础件设计制造技术。现状是大家都热衷于集成，都想整合别人…1.8国际制造产业的发展趋势制造业发展水平