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【關(guān)鍵詞】機械制造與自動化;職業(yè)崗位
一、行業(yè)現(xiàn)狀與前景分析
機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),國民經(jīng)濟中的任何行業(yè)的發(fā)展,必須依靠機械制造業(yè)的支持并提供裝備;在國民經(jīng)濟生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用占60%以上。當前三大機械子行業(yè)工程機械、船舶、機床行業(yè)都正在經(jīng)歷高速發(fā)展過程,各子行業(yè)發(fā)展具備不同的推動力。在全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、我國正處于重化工業(yè)階段、國家的政策支持以及企業(yè)自身水平的不斷提高等因素的綜合作用下,我國機械行業(yè)正處于最好的發(fā)展時期。機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年,積累了不少理論和實踐經(jīng)驗,但隨著社會的發(fā)展,人們的生活水平日益提高,各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。先進制造技術(shù)這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前公認的認識是:先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。
二、人才需求預測分析
國家近幾年加大力度強化裝備制造業(yè),鑒于機械行業(yè)的重要性和龐大規(guī)模需要一支龐大的專業(yè)人才隊伍,今后一段時間內(nèi),社會對機械類人才仍會有較大需求。具有開發(fā)能力的數(shù)控人才將成為各企業(yè)爭奪的目標,高職機械制造與自動化專業(yè)人才近年也供不應求。從機械行業(yè)發(fā)展來看,印刷機械、數(shù)控機床、發(fā)電設備、工程機械等重頭產(chǎn)品前景仍看好。除了這些傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域,該行業(yè)將進一步向機光電一體化發(fā)展,向光加工、環(huán)保這樣的新興領(lǐng)域拓展。經(jīng)過企業(yè)的改革、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與人力資源的配置優(yōu)化,機械類行業(yè)緊跟市場經(jīng)濟和信息時代的步伐,顯示出強大的生命力,對人才需求也將進一步加大。
三、就業(yè)范圍與崗位分析
黃石職業(yè)技術(shù)學院所在的黃石市位于湖北省東部,處在武漢、九江、鄂州等大城市形成的金三角中心地帶。近年來,正在大力發(fā)展汽車零配件、新能源裝備制造、起重運輸、礦山機械等產(chǎn)業(yè)群,構(gòu)筑標志性工業(yè)板塊。自2008年開設機械制造與自動化專業(yè)專業(yè)以來,組織了一批專業(yè)教師深入機械行業(yè)的工廠企業(yè)進行社會調(diào)查,了解專業(yè)人才需求情況,獲悉很多黃石及周邊制造行業(yè)企業(yè)迫切需要應用型的機械制造與自動化工程技術(shù)人員,人才需求旺盛。高職機械制造與自動化專業(yè)學生畢業(yè)后主要到工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的機械設備操作與維護、機械產(chǎn)品工藝編制、機械產(chǎn)品設計、機械生產(chǎn)管理,數(shù)控機床操作、計算機繪圖及輔助設計、質(zhì)量管理、質(zhì)量認證、質(zhì)量統(tǒng)計等多種工作。部分學生經(jīng)過兩至三年的錘煉,可以成為各類機械生產(chǎn)企業(yè)的機械設計人員、高科技企業(yè)的產(chǎn)品造型設計人員、機械制造企業(yè)的工藝員、數(shù)控加工單位的編程操作人員、中小型機械企業(yè)的管理人員。
黃石職業(yè)技術(shù)學院機械制造與自動化專業(yè)的發(fā)展和建設具有良好的行業(yè)背景和人才需求優(yōu)勢,加大本專業(yè)高技能人才的培養(yǎng)力度是當前刻不容緩的任務。
參考文獻
一、機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢
自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學技術(shù),實現(xiàn)光學技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發(fā)事件,被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務,同時具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定,但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥?,機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步;二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中,有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設備、工業(yè)窯爐、風機電泵、生產(chǎn)過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術(shù)進行改造;在已改造的近6500臺機床設備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造;且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應用還有較大差距。目前,北京工業(yè)品設計,CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%);CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領(lǐng)導小組指出,“八五”期間大中型企業(yè)要達到35%,中小型骨干企業(yè)要達到15%—20%;到“九五”時,按國務委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務,占總?cè)蝿樟康?9.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市,1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此,北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務非常重,而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種,每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種,更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。
1993年,北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種,在當年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中:機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種,機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種,機電一體化產(chǎn)品210種,機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%;輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種,機電一體化、智能化產(chǎn)品15種,機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%;汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠;與國內(nèi)先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責任重,有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當大的比重,且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導部門的政出多門問題,有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題,但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機電一體化,開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時,可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來,實現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長,差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品,促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代??偟哪康氖谴龠M機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點
(1)大力采用模糊技術(shù),工業(yè)爐窯改造應上新臺階
國內(nèi)外成功的范例表明,應用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和PID技術(shù)好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應用模糊技術(shù),到2000年,對應該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢,其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù),機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應用上。根據(jù)需要和可能,到1995年,北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上,到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù),風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應用作為重點來抓。到1995年,應該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風機、電泵要改造完60%;到本世紀末,北京的風機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍;采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應用CAD/CAM技術(shù),工業(yè)設計水平提高要有新目標
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應分別達到20%和15%,本世紀末,要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標
(1)總體目標:到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應不少于800種,2000年,應不少于2000種,機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標:
·機床數(shù)控化率:1995年,產(chǎn)量數(shù)控化率達5%,產(chǎn)值數(shù)控化率達16%;2000年,分別達12%和40%。
·汽車電子化程度:1995年,平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元,在整車成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%。
·PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”期間,開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位;“九五”北京要成為全國主要的PLC生產(chǎn)基地之一。
·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?!熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應用方面,“八五”期間,開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品;交流變頻調(diào)速裝置要達到批量生產(chǎn)程度;高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯;“九五”,北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地,開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造,壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來;交逐步將模糊技術(shù)應用于家用電器中。1995年,空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末,北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力:微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一;電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破,“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先;在“八五”期間,以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設備要形成綜合配套能力,打出規(guī)模效益來;數(shù)字化、智能化儀器儀表,自動化裝置要上品種、上批量……
總之,機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標,那么,到本世紀末,北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中,數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元;“電力電子”的銷售額可超過20億元;PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元;汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍,也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策
(一)加強統(tǒng)籌安排,協(xié)調(diào)發(fā)展計劃
目前,北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時,市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此,建議市政府責成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學分析的基礎上,制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃,避免開發(fā)上重復,生產(chǎn)上撞車!
(二)強化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu),根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神,以及機電一體化行業(yè)特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設,賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導機構(gòu)——理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體,組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導行業(yè)布點布局的調(diào)整,進行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標、招標工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度,在技術(shù)政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展,對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造,對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持,對在技術(shù)開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領(lǐng)導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經(jīng)濟政策上,要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發(fā)設貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?;ㄔO項目上傾斜;成立“機電一體化”發(fā)展基金,支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產(chǎn)業(yè)復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,在傳統(tǒng)的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作,即在新產(chǎn)品設計之初,就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結(jié)合,生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。
我們認為,北京“機電一體化”發(fā)展,當務之急,重中之重是:
抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等,用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造;
抓緊推廣應用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng),改造機床設備;開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng);
【關(guān)鍵詞】 機電一體化 電子技術(shù)
Abstract:This paper focuses on the development trend of mechanical system.
1.機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢
自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,“機電一體化”技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。
1.1“機電一體化”的發(fā)展歷程。
1.1.1數(shù)控機床的問世,寫下了“機電一體化”歷史的第一頁。
1.1.2微電子技術(shù)為“機電一體化”帶來勃勃生機。
1.1.3可編程序控制器、“電力電子”等的發(fā)展為“機電一體化”提供了堅強基礎。
1.1.4激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使“機電一體化”躍上新臺階。
1.2“機電一體化”發(fā)展趨勢。
1.2.1光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此,引進光學技術(shù),實現(xiàn)光學技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。
1.2.2自律分配系統(tǒng)化――柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發(fā)事件,被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務,同時具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
1.2.3全息系統(tǒng)化――智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
1.2.4“生物一軟件”化-仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定,但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物--軟件”或“生物系統(tǒng)”,而生物的特點是硬 件(肌體)--軟件(大腦)一體,不可分割??磥?機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長的道路要走。
1.2.5微型機電化--微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。
2.典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
3.發(fā)展“機電一體化”的對策
3.1加強統(tǒng)籌安排,協(xié)調(diào)發(fā)展計劃
目前,從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此,建議市政府責成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學分析的基礎上,制定出統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃,避免開發(fā)上重復,生產(chǎn)上撞車!
3.2強化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前,“機電一體化”較熱,而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu),根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神,以及機電一體化行業(yè)特點,我們建議,盡快加強機電一體化協(xié)會的建設,賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導機構(gòu)--理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體,組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導行業(yè)布點布局的調(diào)整,進行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標、招標工作……
3.3優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度,在技術(shù)政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展,對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造,對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持,對在技術(shù)開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領(lǐng)導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經(jīng)濟政策上,要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發(fā)設貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?;ㄔO項目上傾斜;成立“機電一體化”發(fā)展基金,支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
3.4突出發(fā)展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產(chǎn)業(yè)復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍 ,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,在傳統(tǒng)的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作,即在新產(chǎn)品設計之初,就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結(jié)合,生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。
我們認為,“機電一體化”發(fā)展,當務之急,重中之重是:
抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置--交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等,用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造。
抓緊推廣應用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng),改造機床設備;開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)。
抓緊開發(fā)、生產(chǎn)中小型PLC,用PLC進行生產(chǎn)過程控制。
1.利用專利信息服務政府決策
1.1為經(jīng)濟區(qū)建設服務例如,充分發(fā)揮“中國海洋專利信息中心”的作用,不斷完善海洋數(shù)據(jù)庫的資源,積極、主動地為有關(guān)部門提供專利技術(shù)分析報告和行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告,為半島藍色經(jīng)濟區(qū)總體規(guī)劃綱要和有關(guān)專項規(guī)劃的編制完成提供了堅實的專利信息支撐。設立了《海洋新能源專利分析研究》和《海洋新能源專題專利數(shù)據(jù)庫建設》課題,該數(shù)據(jù)庫建成后,可提供相關(guān)專利分析報告,向企事業(yè)單位提供專利數(shù)據(jù)庫服務,支撐藍色經(jīng)濟主導產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1.2服務于重大經(jīng)濟活動為政府決策、資金投入提供參考。例如,我中心在進行大量專利信息匯總、分析的基礎上,呈報了具有較高質(zhì)量的《食品與酒業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》以及《山東省軟件行業(yè)發(fā)展分析報告》,為政府科學制定經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃提供了重要的參考依據(jù)。在政府進行重大項目立項前,對該重大項目國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展動向進行分析,提供了《有色輕金屬鋁專利技術(shù)分析報告》,為聊城市對鋁業(yè)的發(fā)展進行正確決策提供了技術(shù)支撐。積極為各級政府部門提供專利論證、分析。在政府舉行重大活動前,對其涉及的徽標、圖案等進行外觀檢索,避免因外觀產(chǎn)生的侵權(quán)行為,如應德州太陽城辦公室的要求對在德州舉辦的世界太陽能大會徽標進行外觀檢索。應省農(nóng)業(yè)廳、省衛(wèi)生廳、國家海洋科學研究中心的要求,先后對農(nóng)業(yè)、中醫(yī)藥及涉海領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)進行分析,提供了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的參考性意見;定期對我省專利申請、授權(quán)狀況進行統(tǒng)計分析,為我省重點領(lǐng)域的創(chuàng)新、發(fā)展,提供了基礎性、導向性的服務。
1.3服務于政府戰(zhàn)略部署圍繞政府中心工作,按照省委、省政府的戰(zhàn)略部署,積極為地區(qū)發(fā)展提供專利信息服務支撐。例如,2007年我局出臺了《山東省專利信息服務平臺建設方案》,方案提出了依托國家專利信息局提供的數(shù)據(jù)資源,運用現(xiàn)代信息技術(shù),開發(fā)建設方便、快捷、高效的專利信息服務系統(tǒng)的規(guī)劃,經(jīng)過四年多的建設,我們目前已經(jīng)建成了省、市、縣三級信息服務平臺,為我省專利信息利用提供了堅實的技術(shù)保障。依托國家局配置的“全領(lǐng)域代碼化數(shù)據(jù)庫及分析系統(tǒng)”,完成與全省市局以及部分區(qū)、縣局的專用通道連接和設備安裝及調(diào)試工作,使各地方局在沒有任何投入的情況下實現(xiàn)全省檢索平臺和分析系統(tǒng)資源共享,避免重復建設和浪費。
2.支撐科技創(chuàng)新
科技創(chuàng)新是原創(chuàng)性科學研究和技術(shù)創(chuàng)新的總稱,是指創(chuàng)造和應用新知識和新技術(shù)、新工藝,采用新的生產(chǎn)方式和經(jīng)營管理模式,開發(fā)新產(chǎn)品,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提供新服務的過程??萍紕?chuàng)新具有如下主要特征:一是創(chuàng)造性。創(chuàng)造出新資源及對生產(chǎn)要素的重新組合,必然伴隨著改進與提高的創(chuàng)造性活動。二是高投入。科技開發(fā)需要較大的資金投入,否則難以取得預期效果。三是高風險??萍奸_發(fā)是一種試驗、創(chuàng)造的過程,不確定因素多。一般創(chuàng)新項目的成功率不高于30%。高新技術(shù),如新藥品的創(chuàng)新的成功率不到10%。四是高收益??萍奸_發(fā)一旦成功,將帶來很大收益。據(jù)研究結(jié)果,在發(fā)達國家,有29%的科技開發(fā)企業(yè)的銷售增長超過50%,47%的科技開發(fā)企業(yè)的出口增加了50%以上。從2003年開始,我省就在科技計劃管理體制改革過程中,明確了科技計劃立項的專利信息導向,要求科技計劃立項前必須進行專利信息查新檢索,研發(fā)過程中必須進行專利信息跟蹤服務,計劃完成后必須形成自主專利信息。在這個背景下,就要利用好我們所掌握的專利信息資源,緊緊圍繞科技工作的中心內(nèi)容,積極參與到科技創(chuàng)新的全過程去,努力促進科技與經(jīng)濟的結(jié)合,因此不僅是我們,各地市專利信息局也同樣可以開展這項服務,例如,我們中心參與并承擔了國家863項目、973項目、?。ú浚┘壐黝惪萍加媱澚㈨椙暗牟樾聶z索和成果鑒定過程中的專利信息服務工作,為科技計劃立項和成果鑒定等科技活動的新穎性評價提供可靠的科學依據(jù),累計完成檢索報告2500余項;其次支撐重大科技專項。從2008年起,我們承擔了山東省自主創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化重大專項立項前的專利確權(quán)、創(chuàng)新點檢索、技術(shù)分析及項目完成后能否形成自主專利信息前景分析的整體論證工作,已經(jīng)分別對申報的百余件項目進行了完整的檢索分析論證報告,為重大專項的評審提供了重要參考。再者支撐高新技術(shù)企業(yè)認定,科技部等部門出臺的《高新技術(shù)企業(yè)認定管理辦法》,將擁有自主專利信息作為高新技術(shù)企業(yè)認定的必要條件之一。為此,我們中心充分利用專利數(shù)據(jù)庫,對我省擬申報高新技術(shù)企業(yè)的單位所擁有的專利進行檢索、確權(quán),保證了認定工作的順利進行。
3.企業(yè)自主創(chuàng)新企業(yè)自主創(chuàng)新主要有三種模式:自主創(chuàng)新模式、模仿創(chuàng)新模式、合作創(chuàng)新模式。針對以上企業(yè)的三種創(chuàng)新模式,我們可以積極的向企業(yè)提供如下服務:
3.1幫助企業(yè)建立專利專題數(shù)據(jù)庫,促進專利信息在企業(yè)的推廣應用最近數(shù)年來,企業(yè)對專利信息高度重視,專利申報量逐年上升,對國內(nèi)外專利信息利用的需求日益增長,專利信息受到了企業(yè)的高度重視,通過專利來保護本企業(yè)的專利信息,通過專利來提高企業(yè)的核心競爭力,已得到絕大多數(shù)企業(yè)的共識。企事業(yè)單位是創(chuàng)新的重要主體和基礎力量,是專利信息服務的主要對象。我們中心利用國家局配置的“外觀圖形與檢索系統(tǒng)”,為企事業(yè)單位提供公益,并在專利信息司法鑒定過程中提供相應的支撐。建立國內(nèi)失效專利數(shù)據(jù)庫,幫助省內(nèi)企業(yè)合理利用失效專利,在一定程度上節(jié)約了研發(fā)時間和經(jīng)費。面向各市局、企業(yè)各舉辦多次專利信息應用知識的培訓,請國家局文獻部、出版社專家從專利文獻信息的開發(fā)、利用、管理、服務的角度出發(fā),著重對專利文獻信息檢索基本知識和操作實務、專利專題數(shù)據(jù)庫制作和分析系統(tǒng)的使用等內(nèi)容進行了詳細的講解,有較強的實用性和指導性。除常規(guī)性培訓外,中心還到企業(yè)進行培訓和實際操作指導,幫助解決存在的問題。利用專利信息資源在各地舉辦的各類展覽會上進行有關(guān)專利產(chǎn)品的法律狀態(tài)檢索,開展專利信息執(zhí)法活動,切實保護了參展商的合法權(quán)益。以信息助力企業(yè)發(fā)展。例如我們根據(jù)山東某企業(yè)的產(chǎn)品組成、工藝技術(shù)狀況及其工程技術(shù)研發(fā)的需要,篩選了國內(nèi)外近200萬件專利的數(shù)據(jù)信息,建立了由專利專題數(shù)據(jù)庫和專利分析系統(tǒng)組成的某材料專利數(shù)據(jù)平臺。并為東岳集團、萊鋼集團、博特絲杠等企業(yè)提供國內(nèi)外專利分析預警報告,幫助企業(yè)自主創(chuàng)新、技術(shù)改造、實現(xiàn)長遠發(fā)展。不僅如此,企業(yè)自己建立起來的專題數(shù)據(jù)庫,例如萊鋼、泉林的自身專題數(shù)據(jù)庫不僅幫助其開發(fā)新產(chǎn)品,增加了專利申請和授權(quán)專利的擁有量,而且企業(yè)內(nèi)部的每個人通過所建立的專題數(shù)據(jù)庫來進行檢索,也更有針對性、安全性以及節(jié)約檢索時間等方面的優(yōu)勢;最重要的是專題數(shù)據(jù)庫和專利分析系統(tǒng)可以一直貫穿于企業(yè)內(nèi)部的立項、科研創(chuàng)新、成果鑒定,而這些工作的成果最終還會有利于技術(shù)人員的職稱評審。總之,無論是企業(yè)還是企業(yè)的工作人員都會從信息工作中獲益。
3.2積極開展司法協(xié)助與維權(quán)服務工作開展專利信息司法鑒定,范圍包括:專利、商標、作品、計算機軟件、商業(yè)秘密所涉及的技術(shù)信息、經(jīng)營信息以及其他有關(guān)專利信息的內(nèi)容。目前已累計司法鑒定近200項,采信率為100%,除此之外還提供維權(quán)服務咨詢報告30余項,最大限度的保護權(quán)利人自身合法權(quán)益。中心利用專利信息分析、技術(shù)法律狀態(tài)跟蹤以及專利技術(shù)對比等方式,為我省多家企業(yè)進出口產(chǎn)品提供保護和參考;利用專利信息資源在各地舉辦的各類展覽會上進行有關(guān)專利產(chǎn)品的法律狀態(tài)檢索,開展專利信息執(zhí)法活動,切實保護了參展企業(yè)的合法權(quán)益。從專利信息角度來說,涉及企業(yè)進出口產(chǎn)品業(yè)務關(guān)鍵在于查新檢索工作,一方面由于當時的專利數(shù)據(jù)庫中涉及到國內(nèi)外廠家的專利申請,使得確定進出口產(chǎn)品的技術(shù)特征以及專利權(quán)利歸屬顯得尤為重要,在具體操作時,不僅要檢索專利數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)記載,而且要查詢科技情報中的相關(guān)內(nèi)容,并且在有必要的情況下,還要組織相關(guān)領(lǐng)域的專家以及借助國家局的專利信息中心進行論證,經(jīng)分析論證對企業(yè)的下一步舉措提出真實可靠的建議。