国内机械制造自动化核心技术发展的机遇与挑战.docx

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1、国内机械创造自动化技术发展机遇与挑战陶波08机制2班1国内创造自动化技术面临挑战世纪之交，世界政治、经济和技术发生了前所未有巨大变化，经济全球化正在形成。信息技术对创造业产生了极其深刻和全面影响，使创造业发展打上了明显信息化烙印。经济全球化和信息化使创造业竞争环境、发展模式及运营效率与活动空间等发生了深刻变化，这些变化对国内创造业提出了严峻挑战，同步也为实现国内创造业跨越式发展提供了有利条件和机遇。1.1 创造业竞争环境变化随着经济全球化进程加快，浮现了新国际分工格局：发达国家重要发展知识密集型高新技术产业和服务业，而把劳动和资源密集型产业向发展中华人民共和国家转移。经济全球化浪潮和国内加入W

2、TO,使国内正在逐渐成为世界重要创造基地。跨国公司纷纷在国内投资建立公司和技术中心，国外产品大举进入中华人民共和国。这使产品市场竞争更加激烈，也使得国内创造公司必要直接同跨国公司在技术、资源、人材等方面进行正面竞争。面对如此严峻挑战，国内创造业只能背水一战，加快技术升级步伐，提高公司综合竞争能力。1.2 创造业发展模式变化信息化提高了生产要素信息属性，促使公司竞争模式从自然资源和人力竞争转向创新能力和创造高附加值产品竞争；信息化使得知识重要性凸显，人材成为竞争优势重要因素；信息化促使公司管理由金字塔型构造向扁平型构造转变。经营思想由粗放型向集约型转变，浮现了各种先进创造模式，如并行工程、敏捷创

3、造、网络化创造和虚拟创造等，为国内公司向先进创造模式转变、提高国内创造公司水平和能力提供了可以借鉴模式。1.3 创造公司运营效率与活动空间变化信息化增进了国际金融市场迅速发展，非但保障了跨国经济活动正常运营，并且提高了资金在全球流动速度；信息化可以大大缩短产品上市时间，提高产品质量，减少生产消耗和交易成本，提高资源运用率，从而大幅度提高创造公司效率；信息化使公司在规模、经济实力和创新能力等方面得到了空前发展，跨国公司力量进一步加强；信息化和经济全球化打破了国界阻隔，跨国经营日益普遍，国际贸易高速增长，国际投资日益活跃，为公司发展创造了辽阔空间。国内创造业在国民经济中占有重要地位，在工业化进程中

4、又同步面；临着信息化艰巨任务。中共中央提出“用信息化带动创造业当代化，用高新技术改造创造业，以实现创造业跨越发展”战略，为国内发展先进创造与自动化技术指明了方向。2国内创造业存在重要差距由于国内工业化进程起步较晚，与国际先进水平相比，国内创造业和创造技术还存在着阶段性差距。为了迎接经济全球化和信息化挑战，迫切需要解决如下几方面问题。a.产品创新能力较差，开辟周期较长。国内机械创造业新产品贡献率约为18.09%（2000年），而美国己经达到52%摆布（1995年）。国内大中型公司生产2000各种主导产品平均生命周期为10.5年，是美国同类产品生命周期3.5倍。国内有80%以上公司生产能力运用局限

5、性或者严重局限性，但同步每年还要进口数以千亿美元国内短缺产品。b.创造工艺装备落后，成套能力不强。国内大多数公司当前还采用较落后创造工艺与技术装备进行生产，优质高效低耗工艺普及率局限性10%,数控机床、精密设备局限性5%,配有国产数控系统中档数控机床不超过25%,高档数控机床90%以上依赖进口；国内在大型成套装备技术方面严重落后，100%光纤创造装备、85%集成电路（IC）创造装备、80%石化装备、70%轿车工业装备都依赖进口。C.生产自动化和优化水平不高，资源综合运用率低。国内平均劳动生产率为0.263万美元，而美国、日本和印度分别为9.37万美元、10.47万美元和0.34万美元；国内能源

6、综合运用率仅为32%摆布，比国外先进水平低IO各种百分点；国内每万元国民生产总值能耗比发达国家高4倍多，重要产品单位能耗比发达国家高30%90%,工业排放污染物超过发达国家10倍以上。d.公司管理粗放，协作能力较差，国际市场开辟能力弱。国内多数公司缺少当代化管理概念、办法和手段，众多公司尚处在经验管理阶段，公司机构臃肿，富裕人员普通多达30%40%。国内机械工业专业化水平仅为15%30%,而美国、西欧诸国、日本公司专业化水平已经达到75%95%,小而全、大而全“庄园式公司”缺少迅速响应市场需求能力。通过20近年努力，国内出口商品占世界市场份额从0.5%提高到当前3.5%,但是依照近3年记录数据

7、分析，高附加值和高技术含量出口商品仅占国内出口商品总量10%摆布。e.战略必争装备和竞争前核心技术开辟相对薄弱。战略必争装备涉及国家安全和经济命脉，对国民经济有重大影响。竞争前核心技术在将来国际竞争中有也许开辟新辽阔市场或者成为新重大核心技术。例如I：用于海洋资源开辟水下作业装备，用于高精尖设备创造超精密加工装备，面向IT等产业集成电路创造核心装备，对将来许多行业将产生重大影响微机电系统（MEMS）以及集高技术于一身仿人形机器人等。由于国外技术封锁，这些装备和技术是花钱也很难买到，必要靠自己力量加以解决。综上所述，国内创造业和创造技术还不能较好满足国民经济发展和参加国际竞争需要。不解决上述问题

8、，中华人民共和国创造业就不能在激烈竞争中生存和发展。为了使国内制造业在国内、国际市场竞争中立于不败之地，为了尽快形成国内自主创新和跨越发展先进创造技术体系，积极发展和应用先进创造与自动化技术刻不容缓，势在必行。3先进创造与自动化技术发呈现状世界各国十分注重发展先进创造与自动化技术，许多跨国公司应用先进创造与自动化技术实现了设计、创造后理和经营一体化，加强了在国际市场垄断地位。例如，美国波音公司在波音777客机研制中，由于使用了先进产品开辟设计技术，使开辟周期从过去8、9年缩短到4.5年，缩短了40%以上。成本减少25%,出错返工率减少75%,顾客满意度也大幅度提高。美国通用汽车公司应用当代集成

9、创造系统技术，将轿车开辟周期由本来48个月缩短到了24个月，碰撞实验次数由本来几百次降到几十次，应用电子商务技术减少销售成本10%；美国Exxon-MObil石油公司应用先进综合自动化技术后，使公司效益提高5%8%,劳动生产率提高例15%；机器人技术与自动化工艺装备核心技术始终受到世界各国注重，面向将来服务水下机器人、微机器人。医用机器人、仿人形机器人等特种机器人，面向国防、航空、航天等方面超精密加工装备，面向基本设施建设智能化大型工程机械，面向创造业高精度、高效率、低成本和高柔性基本创造装备等已成为当前研究开发重点。先进创造与自动化技术已经成为带动创造业发展重要推动力。为了占领先进创造与自动

10、化技术制高点，许多国家提出了跨世纪研究筹画。例如，美国政府提出了美国国家核心技术、先进创造技术筹画、敏捷创造与创造技术筹划和下一代创造（NGM）等筹画；在欧共体尤里卡筹画（EURE-KA）、信息技术研究发展战略筹画（ESPRr0和第五届框架研究筹画中，与先进创造技术关于项目占有相称大比重；德国政府提出了创造筹画、微系记录划和面向将来生产等筹画；日本智能创造系记录划、极限作业机器人研究筹画、微机器研究筹画和仿人形机器人研究筹画；英国国家纳米技术筹画（Nle）N）：韩国高档先进技术国家筹画（G7筹画）等。这些国家均将先进创造与自动化技术列为重要研究内容。通过政府、公司、大学和科研院所合伙实行，这些

11、筹画大大增进了先进创造与自动化技术发展。近10近年来，国内关于部门有筹画地布置了一系列国家级重点科技项目，有效地增进了国内先进创造与自动化技术研究与应用推广，如。科技部组织实行863筹画ClMS主题、智能机器人主题，“九五”国家科技攻关筹画CAD应用工程、精密创造技术开辟与应用、数控技术与装备、现场总线控制技术开辟与应用、工业机器人应用、激光技术应用等重点项目；总装备部（原国防科工委）在“九五”期间，组织实行了国内武器装备先进制造技术发展项目；航空。航天、刀兵和机械等许多行业和部门在“九五”期间组织实行了行业先进创造技术项目；国家计委、经贸委等部委在用高技术改造老式产业方面也履行了一系列筹画。

12、上述筹画和项目极大地推动了国内先进制造与自动化技术发展。综观各国先进创造与自动化技术筹画制定和实行状况可以看到，先进创造和自动化技术发展有其深刻国际经济竞争背景。这些先进创造与自动化技术筹画提出时，即以提高本国创造业国际竞争能力、增进经济增长和提高国家综合实力为目的，既注重技术超前性，更注重来自产业界实际需求；在核心技术选取上注重系统集成技术与工艺装备研究开辟并重，通过系统技术、信息技术和自动化技术引入，提高创造公司竞争能力；同步也可以看至I，各国在发展先进创造与自动化技术过程中，政府通过若干筹画实行起到了核心引导和调控作用，并形成为了一套有效研究开辟及推广应用管理机制和创新机制。4先进创造与

13、自动化技术重大发展方向当前创造业正在从以机器为特性老式技术时代向着以信息为特性系统技术时代迈进，进入了一种可以增强公司在不可预见多变环境中生存能力全球化敏捷创造阶段。合理开辟运用资源、保护生态环境、实现经济一社会互相协调可持续发展战略和绿色制导致为全社会共识。此后创造技术发展将超过以往75年。当前先进创造与自动化技术发展重要特点是产品设计创造和公司管理信息化、生产过程控制智能化、生产装备数字化和机器人与人和谐化。4.1产品设计创造和公司管理信息化信息技术在创造业中广泛应用，增进了产品设计创造和公司管理信息化限度提高，变化了当代创造公司产品设计、产品创造和管理模式。以并行工程、虚拟创造为代表信息

14、技术应用提高了创新产品设计创造水平，以敏捷创造、动态联盟、公司电子商务为代表公司管理技术应用增进了新型创造公司迅速发展，形成为了新型跨国公司和基于供应链战略公司联盟。4.2生产过程控制智能化生产过程控制是典型复杂大系统问题，提高生产过程控制水平和生产效率是工业界急待解决具备挑战性问题，采用智能化办法进行生产过程控制是一种有前程发展方向。采用智能化技术可以解决生产过程控制中存在强耦合、非线性和不拟定性问题，从而明显提高生产效率和产品质量。研制开辟智能化生产过程控制设备也是发展高新技术产业重要基本。4.3生产装备数字化信息技术广泛采用，提高了生产装备数字化限度，从而明显提高了产品高技术附加值。生产

15、装备数字化非但增强了产品功能和集成能力，提高了产品市场竞争力和经济效益，还明显提高了产品可操作性、可维护性，减少了产品运营和维护成本。发展高度数字化生产装备是创造公司赢得市场竞争重要手段之一。4. 4机器人与人和谐化机器人集当代众多高技术于一身，特殊强调人机和谐共存。人机和谐共存是机器人进入人类将来工作和生活基本，已经成为公认21世纪前沿高技术。当前重点研究特种机器人有仿人形机器人、水下机器人、医用机器人、服务机器人、网络机器人、军用机器人、农林与农副产品加工机器人等等，在航空、航天、能源、交通、海洋、生物、医疗、服务、农业、军事和娱乐等领域具备非常辽阔应用前景。5先进创造与自动化技术领域拟解

16、决问题“十五”863筹画先进创造与自动化技术领域针对国内国民经济建设主战场重大需求，瞄准国际先进创造与自动化技术前沿，拟有重点地选取可以主导21|世纪初期国内创造业发展和升级核心技术和装备，增进形成国内先进创造与自动化技术产业群体优势，提高国内创造业综合竞争能力，实现创造业跨跃式发展；拟有重点地选取若干涉及国家安全战略必争装备和竞争前核心技术，实现局部领域突破和跨越式发展，打破国外技术封锁，在国际有关高技术领域占有一席之地。4.1 创造业信息化工程核心技术研究开辟和集成应用面对经济全球化和信息化对国内创造业挑战和机遇，为了增强国内创造业综合竞争能力，“十五”期间，本领域拟在科技部开展“创造业信

17、息化工程”专项行动中发挥核心作用。重点解决创造业信息化急需核心技术及支撑系统平台，重要涉及：基于三维产品模型CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM系统，流程工业MES/PCS系统，基于中华人民共和国先进管理模式ERP和电子商务系统，支持整体解决方案PLM系统，支持创造协同、资源共享与集成服务区域创造网络系统等。通过支持技术产品开辟和典型示范应用，增进有关软件产品产业化，为创造业信息化工程提供技术支撑。4.2 战略必争装备和竞争前核心技术研究开辟“十五”期间，本领域拟选取若干迫切需要解决战略必争技术与装备和竞争前核心技术进行重点开辟，重要涉及：开辟拥有自主知识产权7OOOm深海载人潜器，提供深

18、海勘察作业技术装备，为使国内赢得“蓝色圈地运动”积极权做出贡献；突破数据库管理系统(DBM)核心技术，形成自主产权、能与主流产品相抗衡DBM核心系统与应用套件，为国内信息化工程和信息安全提供支撑；掌握一批微机电系统(MEM)核心技术，获得自主知识产权，并开辟出若干MEMS器件及微系统，为MEMS在将来形成产业打下良好基本；突破伤人形机器人系统中核心技术，研制具备自主知识产权国际先进水平仿人形机器人，奠定仿人形机器人应用基本，增进人工智能、传感等技术发展。4.3 基本创造装备与成套装备研究开辟“十五”期间，本领域拟重点选取若干基本创造装备和成套装备进行开辟，实现产业化，重要涉及：以中档精切类数控

19、机床装备产业化作为切入点，掌握数控装备核心技术，塑造中华人民共和国数控机床品牌，提高市场占有率；依照国防工业详细需求，设计创造高精尖精密加工装备，打破国外封锁；通过整机带动有关机床设计技术，系统与伺服、高附加值核心部件以及配套工具技术创新，全面提高国家基本创造装备核心竞争力；支持典型成套工程机械产品信息化、智能化研究开辟和示范应用，增进国内工程机械产品升级换代，提高国际竞争力；研制适应国内典型土层63m全断面隧道掘进机，进行实际应用，掌握自主知识产权全断面隧道掘进机核心技术，制定有关原则和规范体系，提高国产全断面隧道掘进机市场占有率。4.4 先进创造与自动化前沿创新技术研究“十五”期间，本领域

20、拟支持一批以原始创新和获得具备自主知识产权为当前沿创新技术课题研究。拟在数字化设计与创造、过程自动化、公司管理与电子商务、当代集成创造系统平台、创造工艺与装备、特种机器人、基本部件与系统等7个方面推动前沿创新技术研究，为先进创造与自动化技术可持续发展与创新跨越奠定技术基本。6先进创造与自动化技术领域总体战略目的与布6.1 总体战略目的总体战略目的涉及：（1）面向国民经济建设主战场和先进创造与自动化技术发展前沿，结合重大工程和产品，积极推动具备椰沿性。前瞻性和战啥性高技术研究，形成有原始创新理论办法、有知识产权成果和技术储备，获得创造专利、专利受理和软件著作权登记500项以上；（2）力求在创造业

21、信息化、深海载人潜器微机电系统（MEMS）、数据库管理系统（EBMS）。仿人形特种机器人、智能化工程机械和全断面隧道掘进机（盾构）等对提高国内创造业竞争力有重大影响共性技术与装备以及战略必争装备和竞争前核心技术方面研发出一批具备自主知识产权创新产品：（3）在重点行业、典型区域、试点省市和骨干公司进行集成示范应用，产生明显经济效益，提高国内创造业竞争力；（4）仿委立先进创造与自动化技术战略研究体系、征询服务体系和研究开辟基地，培养一批高水平拔尖人材，全面实行人材战略、专利战略与原则战略。6.2 战略布局a.先进创造与自动化技术领域由当代集成创造系统技术和机器人技术2个主题构成。当代集成创造系统技

22、术主题重要任务是：突破一批战略性、前沿性和前瞻性当代集成创造技术，开辟一批具备自主知识产权应用软件系统，以若干重大行业和典型区域集成应用为突破口，推动创造业信息化工程。机器人技术主题重要任务是：研究开辟具备战略性、前沿性和前瞻性机器人和自动化工艺装备中核心技术，在深海载人潜器、微机电系统和特种机器人等方面获得突破，为国内可持续发展做出贡献，增进中高档数控装备和大型工程机械等核心基本装备产业化，提高创造公司生产能力和市场竞争力。b.先进创造与自动化技术领域研究发展工作在内容上可提成前沿创新技术研究、产品研发与产业化、集成应用示范Xi程3个层次。前沿创新技术研究以摸索技术前沿为重要目的，鼓励原始创

23、新，获得具备自主知识产权技术成果；产品研发与产业化以核心产品研发与产业化为重要目的，开辟一批对提高国内公司竞争力有重大作用技术和装备，以及战略必争装备和竞争前核心技术；集成应用示范工程面向国内重点行业和典型区域，运用先进创造与自动化技术领域研发核心技术和产品，实行重大集成应用，获得明显经济效益和社会效益。C.先进创造与自动化技术领域发展战略目的充分体现了“创新跨越，精简聚焦”精神。在208月第一次战略目的论证会后，先进创造与自动化技术领域先后召开了2次有地方、部门。行业及领域、主题专家参加战略目的研讨会，逐渐明确了先进创造与自动化技术领域以信息化带动工业化，推动创造业信息化工作主线，并将先进创

24、造与自动化技术领域重要工作内容整合到科技部“创造业信息化核心技术研究及应用示范工程”（简称“制造业信息化工程”）重大专项中。创造业信息化工程将通过信息技术、自动化技术、当代管理技术等与创造技术相结合，带动产品设计创造办法和工具创新、公司管理模式创新、公司间协作关系创新，实现产品设计创造和公司管理信息化、生产过程控制智能化、生产装备数字化、社会服务和征询网络化，实现用信息技术改造国内老式产业和以信息化带动工业化，增进提高国内创造业综合竞争能力。d.先进创造与自动化技术领域将依照国际先进创造与自动化技术最新发展动向和国家实际需求，动态地调节领域布局和研究内容。为此先进创造与自动化技术领域将发展战略研究作为一项长期任务来抓，组织专门战略研究小组，不断调节先进创造与自动化技术领域规划，本领域布局和课题设立更切合实际。