自動化技術(shù)是本世紀(jì)以來發(fā)展極迅速和影響極大的科學(xué)技術(shù)之一。現(xiàn)代自動化技術(shù)是一種完全新型的生產(chǎn)力,是直接創(chuàng)造社會財(cái)富的主要手段之一,對人類的生產(chǎn)活動和物質(zhì)文明起著極大的推動作用。因此,自動化技術(shù)受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應(yīng)用。
機(jī)械自動化,主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù),實(shí)現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程,加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。
機(jī)械自動化的技術(shù)水準(zhǔn),不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。因此,發(fā)展我國的機(jī)械制造業(yè)自動化技術(shù),符合我國社會主義的基本原則,符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。
如何發(fā)展我國的機(jī)械自動化技術(shù),這里有個(gè)技術(shù)政策問題,應(yīng)實(shí)事求是,一切從我國的具體國情出發(fā),做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作,走中國的機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展之路。
1、結(jié)合我國國情,發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)
國內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們,實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化是一個(gè)由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機(jī)器的操作采用自動控制器后,生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制(傳統(tǒng))自動化、數(shù)字控制自動化、計(jì)算機(jī)控制自動化。只有建立了自動化工廠后,生產(chǎn)過程才能全盤自動化,才能使生產(chǎn)率全面提高,達(dá)到自動化的高級理想階段。
機(jī)械自動化技術(shù)從本世紀(jì)20年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用,60年代后為適應(yīng)市場的需求和變化,為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對市場靈活快速反應(yīng)的能力,開始建立可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動化。
它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下,機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程,并能夠自動地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會實(shí)踐證明,這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當(dāng)代大多數(shù)企業(yè)的實(shí)際不相容。當(dāng)代社會還沒有在科學(xué)技術(shù)、物質(zhì)和人員方面準(zhǔn)備好實(shí)現(xiàn)這一自動化的條件,硬要這么做只會事倍功半。這種情況對于離散生產(chǎn)方式的機(jī)械制造業(yè)也不例外,難度會更大些。
70~80年代國際上出現(xiàn)了開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegratedManufacturing),柔性自動化生產(chǎn)模式也有這種情況。初期犆犐犕犛以信息集成為重點(diǎn),以較高的自動化程度為特征,但在實(shí)現(xiàn)過程中遇到了困難。鑒于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的全盤自動化所需的巨額投入(一個(gè)全盤自動化工廠耗資數(shù)百億美元,柔性制造系統(tǒng)一般價(jià)格為600~2500萬美元),所承擔(dān)的巨大風(fēng)險(xiǎn),加之技術(shù)上的難度與可靠性等問題。
世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家已開始“碰壁轉(zhuǎn)產(chǎn)”,轉(zhuǎn)而注重信息集成的效果,追求低成本自動化LCA(LowCostAutomation)的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式。目前,世界各國的機(jī)械自動化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外,大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外,需要循序漸進(jìn),不斷努力,創(chuàng)造條件,向自動化的高級理想階段邁進(jìn)。
實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械自動化技術(shù)是一個(gè)長期的過程,不可能一蹴而就。當(dāng)前,我國還處在社會主義初級階段,經(jīng)濟(jì)、財(cái)力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)等,與世界主要國家的差距是很大的;我國有豐富的勞動力資源,每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬,且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會增加。機(jī)械自動化最大限度地提高勞動生產(chǎn)率,勞動力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機(jī)械制造業(yè)目前有11.4萬個(gè)企業(yè),發(fā)展很不平衡,有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè),大部分企業(yè)還比較落后,手工勞動占有相當(dāng)?shù)谋戎?,我國能?dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有;
我國機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準(zhǔn)低,不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國家有較大差距,而且在品種上、質(zhì)量上、使用上,同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。在我國這種國情下,要把龐大的勞動力大軍從機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)崗位上撤下來,投入巨額資金改造現(xiàn)有的大量落后設(shè)備和研制大量的現(xiàn)代自動化裝備及控制裝置,在科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)和人員素質(zhì)不太高的情況下采用先進(jìn)的技術(shù)裝備,都是不現(xiàn)實(shí)的。
普遍發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的“全盤自動化”或“高度自動化”,我國并不具備必要的基礎(chǔ)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和投資能力。因此,要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化CIMS技術(shù),一定要慎重行事。而且全盤自動化或高度自動化的CIMS技術(shù)也并非我國機(jī)械制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急,只能列為機(jī)械制造自動化技術(shù)的主要發(fā)展方向。當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)決不是追求全盤自動化或高度自動化的時(shí)候,不是大搞自動化,形成自動化熱的時(shí)候。
柔性制造單元FMC(FlexibleManufacturingCell),可取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。
在適用前提下的先進(jìn)。我國作為一個(gè)發(fā)展中國家,考慮一切生產(chǎn)技術(shù)問題時(shí)的前提必須是適用。我國消化吸收國外柔性制造系統(tǒng)(Pseudo-FMS),是要在確保必要的生產(chǎn)柔性的前提下,優(yōu)化人機(jī)界面,不過分追求自動化,盡可能建立較為完善的信息系統(tǒng),充分發(fā)展計(jì)算機(jī)管理的效益。系統(tǒng)中先進(jìn)的自動化裝備和普通設(shè)備并存,系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預(yù)。這是一個(gè)典型的結(jié)合國情、實(shí)施適用先進(jìn)方針的自動化技術(shù)解決方案。
跟蹤國外先進(jìn)技術(shù)發(fā)展,結(jié)合實(shí)際地研制、推廣和發(fā)展適合我國國情的CIMS技術(shù)是必要的。我國目前應(yīng)在消化吸收、融匯貫通國際上有用的自動化技術(shù)理論的基礎(chǔ)上,努力做到從我國機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際情況出發(fā),發(fā)展創(chuàng)新,形成有國情特征的發(fā)展自動化技術(shù)理論和學(xué)說,進(jìn)行圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動化技術(shù)開發(fā)研究,以適用為前提,急需什么就解決什么的企業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目,取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)再推廣應(yīng)用。國外(如歐洲中等發(fā)達(dá)國家)目前發(fā)展的也是局部集成,如CAD/CAPP/CAM的集成,CAD與MIS的集成,MIS與MHS的集成等。實(shí)行效益驅(qū)動的政策,投資上有能力支持,待將來?xiàng)l件成熟時(shí)實(shí)現(xiàn)適合我國國情及企業(yè)特點(diǎn)的適度集成。
2、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,注重實(shí)用發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù),應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要及具體條件為導(dǎo)向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進(jìn)行生產(chǎn),才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會經(jīng)濟(jì)效益。我國發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù),應(yīng)結(jié)合實(shí)際,注重實(shí)用,即對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益。
那種盲目搞自動化、搞自動線的做法,全年生產(chǎn)任務(wù)只需1~2個(gè)月就完成的低負(fù)荷率生產(chǎn)也要搞的傾向應(yīng)當(dāng)糾正,對國民經(jīng)濟(jì)不產(chǎn)生顯著促進(jìn)、效率低下的要緩搞。我們要的是效益,而不單純是速度。
僅以數(shù)控機(jī)床為例,1958年我國開始研究數(shù)控機(jī)床NC技術(shù)。70~80年代初期,我國發(fā)展數(shù)控機(jī)床缺乏明確的戰(zhàn)略思想,究竟解決我國制造技術(shù)中哪些主要技術(shù)問題,似乎并不十分明確,帶有濃厚的就技術(shù)論技術(shù)色彩,偏重速度,忽視效益,造成了不少數(shù)控機(jī)床只出樣品、展品,不能提供商品,用于生產(chǎn)實(shí)際。70年代中期研制成功的數(shù)控機(jī)床,除數(shù)控非圓插齒機(jī)、數(shù)控劈錐銑床等能提供商品用于生產(chǎn)外,相當(dāng)多的數(shù)控機(jī)床未能正常提供商品,甚至有的數(shù)控機(jī)床最終還是報(bào)廢。
80年代后期乃至“八五”計(jì)劃期間,我國數(shù)控機(jī)床自動化技術(shù)發(fā)展是快速的,但卻是在曲折中前進(jìn)。造成這種狀況的原因是多方面的,但主要是在發(fā)展策略上有失誤:主機(jī)攻關(guān)有背當(dāng)時(shí)國內(nèi)的主要市場,沒有適應(yīng)生產(chǎn)需要發(fā)展數(shù)控機(jī)床自動化技術(shù),結(jié)果是數(shù)控機(jī)床品種雖不少,而結(jié)構(gòu)性能重復(fù)的較多,影響了自動化數(shù)控機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用;
數(shù)控系統(tǒng)攻關(guān)進(jìn)展不快,主機(jī)及配套件質(zhì)量不過關(guān),而且隨著國產(chǎn)化率的提高,使機(jī)床的可靠性降低,質(zhì)量問題層出不窮,用戶反映“四面楚歌”。在已有的數(shù)控機(jī)床中,能正常使用、不能正常使用和不能使用的各占三分之一。而正常和穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床的利用率也很低。上述情況,無疑影響了我國機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。