现代制造发展前景及带给我们机遇与挑战

现代制造发展前景及带给我们机遇与挑战 机械工程系:王德山

内容提要 • 一、现代制造的现状及发展前景 • 二、装备制造行业分析汽车制造业机床制造业工程机械行业船舶制造行业 • 三、我们如何应对机遇与挑战

一、现代制造业现状与发展前景 制造业与制造技术一、现代制造的现状及发展前景制造行业产品举例现代制造业的现状现代制造业发展前景

制造业与制造技术 机构:各组成部件间具有一定的相对运动的装置,能传递、转换运动或实现某种特定的运动。机器:用来转换或利用机械能的机构。原动机机器变换机工作机

原动机Prime mover——将自然界的能或其他非 机械能变为机械能，如内燃机、电动机等。变换机Transformer——将机械能变为非机械能，如发电机、空气压缩机等。工作机Working machine——接受机械能以完成生产过程，如各种机床、起重机、纺织机等。机械 Machinery——机构、机器等的泛称。机械制造技术—----研究用于制造上述机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术。。

机械制造技术 机械制造热加工技术机械制造冷加工技术机器装配技术

制造行业产品举例 汽车工业

生活用品

数控加工设备

军工用品

制造业产品举例

“神舟”一号发射成功 “神舟”一号飞船 “神舟二号”飞船运往发射工位 “神舟”二号发射成功中国的航天事业-“神舟”号飞船

现代制造业现状与发展前景 计算机集成制造Computer Integrated Manufacturing—CIM 人工智能Artificial Intelligence—AI 自动化 Automation 技艺型必然趋势最优化 Optimization 传统制造技术柔性化 Flexibility 工人和技术人员经验集成化 Integration 智能化 Intelligence 精密化 Precision

加工技术向高精度方向发展，使“精密工程” 和“纳米技术”逐步走向实用化和生产化。精密和超精密加工超精密切削超精密磨削和磨料加工精密和超精密特种加工

制造业是所有与制造有关的行业的总体 • 机械制造业是制造业的最主要的组成部分 • 我国的机械制造业我国的机械制造业机械制造业是制造业的最主要的组成部分，它是为用户创造和提供机械产品的行业，包括了机械产品的开发、设计、制造生产、流通和售后服务全过程。机械制造业肩负着双重任务：一是直接为最终用户提供消费品；二是为国民经济各行业提供生产技术装备。机械制造技术水平的提高与进步将对整个国经济的发展和科技、国防实力产生直接的作用和影响，是衡量一个国家科技水平的重要标志之一，在综合国力竞争中具有重要的地位。

机床已由皮带传动、齿轮传动发展到电磁直接驱动，其主轴转速已达每分钟数千转、数万转；机床已由皮带传动、齿轮传动发展到电磁直接驱动，其主轴转速已达每分钟数千转、数万转； • 加工精度由当年瓦特蒸汽机汽缸的1毫米提高到现代制造技术的0.01微米甚至达到原子尺度（0.1nm）的加工水平。 • 在自动化加工技术方面，数控机床、加工中心、柔性加工系统等高效、高精度、高自动化的现代制造技术等得到了飞速的发展和应用。我国的机械制造业我国的机械制造业已具有相当规模和一定的技术基础，成为我国工业体系中最大的产业之一。随着科技、经济、社会的日益进步和快速发展，日趋激烈的国际竞争及不断提高的人民生活水平对机械产品在性能、价格、质量、服务、环保及多样性、可靠性、准时性等方面提出的要求越来越高，对先进的生产技术装备、科技与国防装备的需求越来越大，机械制造业面临着新的发展机遇和挑战。

中华人民共和国成立之前，我国的机械工业处在以修配为主 • 的水平。 • 新中国建立之后，我国的机械制造工业和制造技术得到了迅 • 速的发展。经过50年的努力，已形成了具有相当规模、较 • 高的技术水平和较完整的机械工业体系。 • 与发达工业国家相比，我们在人均生产率，利材料用率，机 • 电产品交货期，机电产品的出口规模，及出口商品结构等 • 诸多方面仍存在着较大差距。 • 随着经济的全球化，尤其在我国加人WTO以后，国际经济竞争将进人短兵相接的阶段。在新的形势下，我国的机械制造业要有强烈的危机感、紧迫感，以只争朝夕的精神，全力提高机械制造技术水平、降低生产成本，发展先进制造技术，促进产品升级换代，提高整体竞争能力，迎接新世纪的机遇和挑战。我国机械制造的发展在机械制造业综合考虑社会、环境、资源等可持续发展因素的绿色制造（无浪费制造）技术，将朝着能源与原材料消耗最小，所产生的废弃物最小并尽可能回收利用，在产品的整个生命周期中对环境无害等等方面发展。

各种精密、超精密加工技术，细微与纳米加工技术在微电子芯片、光子芯片制造，超精密微型机器及仪器，微机电系统（MEMS）等尖端技术及国防尖端装备领域中将大显身手。精密加工可以稳定地达到亚微米级精度，而扫描隧道显微（STM）加工和原子力显微（AFM）加工甚至可实现原子级的加工。微机电系统技术将应用于生物医学、航空航天、信息科学、军事国防以至于工业、农业、家庭等广泛的领域。各种精密、超精密加工技术，细微与纳米加工技术在微电子芯片、光子芯片制造，超精密微型机器及仪器，微机电系统（MEMS）等尖端技术及国防尖端装备领域中将大显身手。精密加工可以稳定地达到亚微米级精度，而扫描隧道显微（STM）加工和原子力显微（AFM）加工甚至可实现原子级的加工。微机电系统技术将应用于生物医学、航空航天、信息科学、军事国防以至于工业、农业、家庭等广泛的领域。我国机械制造的发展自动化制造技术将进一步向柔性化、智能化、集成化、网络化发展。计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助装配工艺设计（CAAP）、快速成形（RP）等技术将在新产品设计方面得到更全面的应用和完善。高性能的计算机数控（CNC）机床、加工中心（MC）、柔性制造单元（FMC）等将更好地适应多品种、小批量产品的高质、高效加工制造。精益生产（LP）、准时生产（JIT）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等先进制造生产管理模式将主导新世纪的制造业。

快速成型 快速成型机床按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（或固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成一个个薄层，并逐步迭加成三维实体快速成型件(采用“加”制造零件)

数控设备在先进制造技术中的应用 CAD/CAM与数控加工

先进制造业生产时代沿革 机器生产时代约在17世纪末至19世纪初叶电气生产时代约在19世纪至20世纪中叶化学工业时代大致在20世纪20年代至60年代 20世纪50年代至90年代自动化生产时代网络生产时代 20世纪80年代以后

当代工程师的任务 国情观念工程师应该树立四个观念政策观念市场观念成本观念

我国制造业面临的市场特点 1.面临经济全球化的国际宏观环境 • 无国界化企业经营的趋势愈来愈明显，整个市场竞争呈现出明显的国际化和一体化。 • 经济全球化的背景下，一个国家的经济受到其他许多国家经济的影响日加大。世界上许多大牌公司的销售额主要都来自所在国之外。 • 世界各国产业的全球化和国际化都极大地依赖于物流管理水平和成本，物流成本中运输成本所占的比例越来越大，物流在企业里起着的作用也越来越重要。

2. 面临用户需求呈现多样化、个性化发展的趋势 • 对产品的需求呈现多样化、个性化要求。 • 对产品的功能、质量和可靠性的要求日益提高。 • 企业必须具有 “一对一”的定制化服务能力。 • 产品品种数的成倍增长使制造商和销售商背上了沉重的负担。

二、装备制造行业分析 汽车制造业二、装备制造行业分析机床制造业船舶制造行业工程机械行业

汽车制造行业之一

影响制造商和供应商 • 企业内部的压力趋势 • 降低成本 • 不断增加的转包生产 • OEM对EDI能力的要求 • 减少库存 • 提高零部件的质量 • 可回收的料箱、料架和集装箱管理 • 零部件的要货顺序 • 准时制交付环境

影响制造商和供应商 • 企业外部的压力趋势 • 精益制造的倡导 • 寄货销售和寄货供应的库存管理 • 客户对轿车配置的要求 • 客户要求的交付周期越来越短 • 随着客户对新款产品的期望，产品生命周期变短 • 全球性竞争 • 政府和环境保护的压力

汽车行业的全球 化趋势 OEM 面临客户需求的压力模块化制造的导入挑战汽车行业 OEM对EDI 支持的要求对售后服务的支持提高质量的要求不断增加的转包生产供应商的作用不断增强

看板管理 制造流程排程重复生产制造管理加工单管理产品管理可视化条形码质量管理批次跟踪汽车行业的制造系统混合制造模式精益制造技术看板可视化外包生产

行业之二:机床行业 “数控机床进口替代空间巨大”

1、中国是世界第一大机床消费国 机床业发展水平与一个国家的制造业、工业发展水平高度相关，中国正由制造大国向制造强国迈进，对机床尤其是数控机床的需求量仍将保持高速增长。数据来源：机经网、招商证券研发中心

2、发展机床行业成为振兴装备制造业的战略要求2、发展机床行业成为振兴装备制造业的战略要求 • 振兴装备制造业，必需要振兴机床工业。 • 我国机床工业发展相对落后于汽车、工程机械等制造业。 • 大型精密高速数控装备、数控系统及功能部件将是我国“十一五”期间及今后装备制造业重点发展的产业。 2001-2005年机床行业销售收入数据来源：中国机床工具工业协会

3、制造业投资是机床需求增长的驱动力 2003年至2009年机械行业固定资产投资保持高增长。未来五年，汽车及零部件、国防军工、航空航天、船舶及电力设备五大行业固定资产投资是拉动机床行业增长的驱动力。数据来源：中经网、招商证券研发中心

4、数控机床进口替代是机床行业的增长点 • 大型精密高速数控装备、数控系统及功能部件将是我国“十一五”期间装备制造业重点发展的产业。 • “十一五”期间，国产数控机床占国内需求市场的比重从30%上升至50%以上。 • 预计未来五年，机床行业有望保持15%左右的稳定增长率，其中，普通机床需求增长放缓,由于国产机床的数控化比率和国内市场份额的提高，数控机床将保持30%左右的增长率；中档数控机床的进口替效应将逐年显现。

行业之三:工程机械行业 “在投资与调控的合力作用下波动”

1、工程机械行业与固定资产投资增长相关 2006年开始固定资产投资增长明显加快，工程机械行业销售反弹。

2、今年上半年工程机械行业销售和盈利大幅反弹2、今年上半年工程机械行业销售和盈利大幅反弹 • 前四个月工程机械行业销售火爆，装载机、挖掘机销量分别同比增长了12%、76%，四月份增长略有放缓。 • 混凝土机械订单排到了七月份。 • 前四个月叉车产量增长了37%，安徽合力增长21%。 • 前四个月行业利润增长明显快于收入增长。

3、固定资产投资变化对行业需求的影响 • 房地产行业固定资产投资占全社会总投资的25%左右，年投资2.3万亿。 • “十一五”期间铁路建设年均投资额2000亿，新增的需求是旋挖钻机。 • 对房地产行业进行调控，影响了工程机械行业的需求。主要受影响的产品：混凝土机械、液压挖掘机。

4、宏观调控对行业的影响回顾 2004-2006装载机单月销量 2004-2006液压挖掘机销量

5、工程机械行业预测 • “十一五” 固定资产投资保持了较高增长。 • 工程机械行业与固定资产投资增速及银行信贷的支持相关。随着国家对房地产行业的调控和信贷政策，工程机械销售增长将还是较为可观。 • 今年工程机械行业增长的格局已确立，预计未来及几年工程机械行业将保持平稳的增长，年增长速度在15%-20%。

行业之四:船舶制造行业 “三年高价订单在手宏观调控何惧？”

1、未来三年我国船舶制造业完工量保持增长 • 2005年中国的造船完工量占世界市场份额的13.4%,排在第四位。 • 2005年中国的接单量首次超过日本，排在世界第三位，占世界份额的18%。 • 今年一季度，全国新承接新船订单增长168%，世界市场份额由去年的18%上升到27.4%，增长明显加速。 • 可以预计我国船舶工业的景气度将继续提升，2010年达到高峰。 1990-2009年我国造船完工量趋势 • 。数据来源：船舶网、招商证券研发中心

2、未来三年销售收入和盈利将大幅增长 • 2006-2009年订单饱和、订价明显上涨。 • 钢材价格较2008年仍然较低。 • 两家上市公司的订单已排到2011年。 • 新产能释放使公司收入大幅增长。

3、世界船舶工业向中国转移趋势已确立 • 国家“十一五”发展规划中也提到要“壮大船舶工业实力”，船舶工业首次被明确单独列入国家五年发展规划纲要。按规划，到2010年我国的造船能力将由现在的1250万载重吨提高到4000万载重吨，我国将成为世界第一大造船国。 • 占国内造船量42%的中船集团正在兴建长兴岛和南沙龙穴造船基地，两家上市公司沪东重机（增发）和广船国际都可能通过再融资投资新基地的建设。 • 我国一季度船舶接单量快速增长，建设中的新基地已开始接单，转移的趋势已确立。

现代制造发展前景及带给我们 机遇与挑战