发布时间:2023-10-09 15:04:18
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中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0152-02
20世纪80年代末,美国为了应对其制造业所遭遇的挑战,达到促进经济持续健康发展和增加就业的目的,提出了发展先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,AMT)以增强其制造业在国际上的竞争力,由国家科学工程技术委员会(FCCSET)主持开始实施先进制造技术计划。随后,欧美日等国家纷纷跟进。
先进制造技术是现代制造技术的总称,涵盖了制造的各方面,包括工程设计、制造工艺、管理技术、物流技术和相关学科的支撑技术和支撑环境。
国际生产工程学会(International Institution for Production Engineering Researeh,CIRP)统计表明,当前先进制造系统和先进制造模式多达30余种[1]。特别是我国近十年来制造业迅猛发展,越来越多的先进制造技术应用到生产中。
汽车制造是先进制造技术最主要的应用领域之一。近年来,我国汽车制造业发展迅速。根据国家工业和信息化部的汽车工业数据显示,2014年我国汽车总产量为2372.29万辆,同比增长了7.3%,同时汽车销量为2349.19万辆,同比增长了6.9%,产销量均位列世界第一。其中,前六强为上汽、东风、一汽、长安、北汽和广汽,其销量分别为558.37万辆、380.25万辆、308.61万辆、254.78万辆、240.09万辆和117.23万,占2014年全国汽车销售总量的79.2%。然而,我国自主品牌轿车的销量为277.44万辆,仅占轿车销售市场的22.4%,同比反而下降了17.4%。因此,国产汽车的自主知识产权的设计制造技术亟待提高和加强。相应地,作为培养创新人才的高校这方面的课程需要加强。
2 先进制造技术课程现状
为了让学生能够了解和掌握相关的技术,从20世纪90年代起,许多高校就开始面向本科教学相继开设了《先进制造技术》课程,来满足工业企业生产的要求。
一直以来,先进制造技术教材的特点是内容全面,但是重点不突出。大多数教材都是把先进制造技术分为几个主题技术群,即现代设计技术、先进制造工艺和制造自动化技术。该分类方法是1994年由美国工业技术委员会提出的[2]。然而,时至今日,先进制造技术发展了20年,许多新涌现出的技术尚未吸纳进现行的教材中。
先进制造技术之所以谓之先进,是因为它指的是动态的技术,是在不断吸收其它学科新技术的基础上体现其先进性,所以先进制造技术课程内容也应该是动态的,其教学内容应该随着相关技术的发展而不断更新[3]。
另一方面,现有先进制造技术的教材内容广泛,但没有考虑到行业特点,缺乏对应的案例,因此就成了泛泛而谈的一些基本概念介绍,造成学生感觉枯燥乏味的状况。
3 课程改革
3.1 教学内容改革
针对目前的课程现状与本校的行业特点,重庆交通大学机电学院着重强调交通装备行业特色,对先进制造技术课程内容进行改革,以车辆制造(汽车、摩托车和轨道车辆)为导向,引入近年来车辆制造企业逐渐采用的新技术。
机械产品的制造分为三种方式:去除成形,整体成形和添加成形,对应的典型工艺分别为切削加工,材料成形(铸造、冲压等)和快速成形。当前几乎所有的先进制造技术教材都包含了去除成形和添加成形的内容,例如高速加工、精密加工和快速成形,但是现有教材却始终忽略了材料成形技术。然而,汽车、轨道车辆等制造企业已经在开始使用这些新技术。因此,非常有必要对学生增加这方面的知识。
近年来,出现了许多先进材料成形技术,如渐进成形技术、多点成形技术、热冲压成形等[4]。因此,在教学内容中增加先进板料成形技术内容。
另外,近年来,随着节能环保日益受到重视,汽车轻量化成为当前的热点,研究内容之一就是轻量化材料的使用。而铝合金等轻量化材料的焊接完全不同于传统的钢质车身,因此例如搅拌摩擦焊等一些新的材料连接技术被应用于车身的焊装生产[5]。因此,在教学内容中增加先进连接技术内容。
3.2 流程教学法
现行教材内容组织在章节上基本上分为先进设计技术、先进制造工艺、制造自动化、先进生产管理技术和制造模式几部分[6],然而企业生产实践中,各种技术的应用并没有明确的界限。为了让学生对这些技术的使用有一个完整的了解,在课堂教学中,打乱教材的组织顺序,以生产实际中制造流程来讲授相关技术。实践表明,流程教学法类似于案例教学法,更能激发学生的兴趣和学习主动性。
(1)产品开发阶段。从汽车概念设计开始,在车身造型阶段引入逆向工程技术和CAD建模技术,在车身结构设计时引入CAE技术,在样车制造阶段引入快速成型技术。
(2)生产准备阶段。针对工装夹具设计讲解成组技术和计算机辅助工艺设计CAPP,针对模具设计制造讲解CAM编程和数控技术。
(3)批量生产阶段。针对汽车三大部件:发动机、车身和底盘,以发动机为对象,讲解高速加工技术、超精密加工技术和特种加工技术。以车身冲压为例,讲解先进板料成形技术;以白车身焊接为例,讲解搅拌摩擦焊等先进焊接技术;结合焊接机器人讲解机器人技术。结合冲压生产线和总装生产线,讲解先进生产管理技术和先进制造模式。
通过上述教学内容和教学模式的改革,极大地调动了学生的兴趣,激发了学生的学习主动性,收到了很好的效果。
参考文献
[1] 刘喜双,姚健.先进制造系统课程教学改革的研究与实践[J].教育探索,2010,8(230):62-63.
[2] 卢晨光,范久臣.改革先进制造技术课程教学体系学生实践创新能力[J].长春教育学院学报,2009,3:124-125.
[3] 黄中华,谢雅.先进制造技术课程教学改革[J].湖南工程学院学报,2011,12:112-115.
中图分类号:TM20 文献标识码:A
在工业发达国家都把先进制造技术作为国家级技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种,但制造业的基础地位不能忽视。20世纪90年代以来,各个发达国家都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划,旨在提高本国制造业的国际竞争能力。我国虽已成了制造大国,但不是制造强国,这表现在许多现代制造基础技术尚未掌握,许多重大装备不能自主制造,缺乏自主创新能力。所以,为了缩短与先进国家的差距,迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,使我国的产品上质量,上效率,上品种和水平,以增强市场竞争力。
1 先进制造技术的内涵、特点
1.1 先进制造技术的内涵
先进制造技术是集多种技术为一体的总称,它在制造业中不断吸收信息技术和现代管理技术,从而产生新技术、新设备和新系统,并综合应用于算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等各个产品开发与设计、制造、检测管理及售后服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造,并取得较理想的技术经济效果。所以,它是不断冲击传统制造技术的新型系统。
1.2 先进制造技术的制造特点
1.2.1 面向新世纪的技术方法。先进制造技术是由传统制造技术发展起来的,是制造技术的最新发展阶段。
它既保留了传统制造技术的有效要素,又吸取了各种高新技术成果,并将其渗透到产品生产的全部过程中,并在产品生产领域中不断产生新的完整的技术群 ,形成具有明确范畴的新技术领域。所以,它是制造业中的新一轮技术革新。
1.2.2 是面向工业应用的技术方法。先进制造技术是一个有机的综合体,又有很高的制度,它并不限于制造工艺,同时也覆盖了市场调研分析,产品设计,外包,加工和装配,销售,维修,服务等产品寿命周期的全过程。
1.2.3 是驾驭生产过程的系统工程最有效方法。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。
1.2.4 是面向全球竞争的技术之一。制造业是综合国力的支柱之一,也是现代国民经济的体现。而制造技术的作用对制造业起着关键作用。随着科学技术的发展和市场竞争日益激烈,制造企业对先进的制造技术进行了大力的研究和实施。从而先进的制造技术应运而生。
2 先进制造技术的新发展
2.1 柔性自动化
柔性自动化是集柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生成线为一体,并在计算机支持下,能适应加工对象的自动化机械制造系统。它最显著的特点就是可以有效改善设计工作和制造系统两方面的柔性,并能够根据实际情况迅速实现制造系统的重组。
2.2 知识智能化
知识智能化是将微电子学、计算机和系统工程等学科技术有机地结合起来,并在制造过程中,可以完整和理想地解决机械制造高自动化时的交叉问题。从而形成稳定的生产能力。
2.3 集成系统化
集成系统化是种高端技术行为,它强调技术和工程,并以解决方案为中心,将企业全部生产活动中的信息流和物质流有机结合,并实现最优化。所以,集成系统化有很强的复杂性,综合性和专业性。它的实施,在一定程度上比集成化的产品更为重要。在制造业运用过程中,不但运行灵活,产品应变能力大,而且产品质量高,市场经济效果显著。
3 先进制造技术在国内外发展现状
决定一个国家的综合竞争力是多方面的,其影响的因素很多。制造业就是其中的组成部分,它的基础地位十分重要,而先进制造技术既是制造业的基础,又是它的升华。所以,各个工业发达的国家都把先进制造技术作为国家重量级的关键技术,引为优先发展领域。从二十世纪九十年代以来,美国,德国,日本等工业发达的国家,都在着力对现代先进制造技术进行跟踪研究与探索,他们运用新兴信息技术,网络技术在工业制造过程中,从管理体制、经营理念、实际方法、制造手段等方面总结经验,寻求新思路,并在原有基础上,提出各种具有战略意义和现实意义的先进制造技术,其目的都是为了提高本国制造业的国际竞争力。
而我国,虽然自建国以来,尤其是改革开放以来,国内制造业发展迅速,国家有计划地推出一系列的重点科技项目,相应建立了比较完整的制造产业体系,有力地促进了先进制造技术的运用于推广,为国民经济和国防建设提供了许多重要装备,但是与发达工业国家还存在明显差距。这表现在技术创新能力较差,产品开发周期长,制造工艺设备相对落后,自动化生产程度低,高精尖技术开发薄弱。各个中小型企业及部分大型企业走的好似是低成本工艺控制自动化的道路。据统计,我国机床,汽车和重要发电设备等产品的产量虽居世界前列,但能跻身装备制造业世界五百强的却没有一家。究其原因在于起步晚,创新能力低,体系不完善,突出比例相对较少。我国自改革开放以来,大力发展生产力,追求科技创新,不断吸取国外先进技术,所以,才有了“十五”、“十一五”等长期的规划目标,为发展先进制造大国而奋斗。
4 先进制造技术的未来发展
为适应新技术革命浪潮的冲击,迎接新世纪的信息全球化、贸易自由化、制造全球化,新消费观念的挑战,先进制造技术正朝着全球化、集成化、智能化、精密化等方向发展。
其发展趋势,先进制造技术越来越表现在于它的综合运用,及管理方面的技术革新。在企业资源分散化、产品个性化的要求下,在信息管理技术的推动下,先进的制造技术综合有效的利用将是制造企业提高竞争力的重要保障。
结语
世界经济已经步入全球化经济,国内外市场竞争日趋激烈,国内外企业合作密度日益加强。这种既合作又竞争的局面,不断推动着制造业的发展,催动制造技术不断更新。这正是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。所以,先进制造技术是一个不断发展,更新的新技术体系,研究和探索它的内涵,特点以及未来发展趋势就显得尤为重要。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(a)-0037-02
先进制造技术是制造业为了适应现代生产环境以及市场动态变化,在传统制造技术基础上通过不断吸收科学技术最新成果而逐渐发展起来的一个新兴技术群,包括现代设计技术、先进制造工艺技术、制造系统综合自动化技术和现代管理技术。机械类本科专业开设先进制造技术课程,可以大大拓宽学生专业视野,掌握制造技术最新发展,以适应现代制造企业对人才的需求,其重要性日趋显著。然而,由于全球高新技术的高速发展以及先进技术的庞大信息量,决定了本课程教学实施的难度。传统的以教师为主、学生为客的教学模式,教师要全面了解先进制造技术的最新动态,往往心有余而力不足,学生被动接受教学内容,学习积极性往往不高。而且,先进制造技术发展日新月异,培养学生获取制造技术最新发展的能力显得更为重要。自主学习是与传统的接受性学习相对应的一种现代学习模式,通过课程网站学习先进制造技术课程的教学基本内容,通过自主讲座,培养学生获取制造技术最新发展的能力,为日后推广先进制造技术,提高我国机械制造技术水平奠定基础。
1 先进制造技术课程的特点
(1)内容综合性。先进制造技术是一门交叉学科,涉及众多学科的知识内容,授课教师不可能对所有领域都进行过深入研究,采用多位教师授课的教学模式效果会好一点,但一般普通本科院校均不具备这样的条件。对于不是自己研究方向的内容,往往通过资料查阅和整理再灌输给学生,这样教学效果很难提高。
(2)教材滞后性。先进制造技术是一门前沿科学,教材内容与技术最新进展相比存在一定滞后性。因此,授课教师必须及时检索、查阅相关技术最新研究成果并补充到教学内容中,使学生能够掌握制造技术的最新知识。
(3)理论基础性。先进制造技术涉及众多学科的理论知识,如管理科学、电子科学、材料科学、信息科学等,这些课程机械类本科专业学生大多都未开设,先进制造技术课程教学学时有限,无法在规定时间内让学生掌握各种新技术的内涵与应用。
(4)技术先进性。先进制造技术作为制造领域的新兴技术群,在实际生产中应用往往还不广泛,作为应用性人才的普通本科院校学生,认为这些技术自己今后工作中大多都不会涉及,影响了学习的兴趣。
2 先进制造技术课程开展自主学习的必要性
自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代学习方式。以学生作为学习的主体,通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标[1]。以自主学习作为先进制造技术课程主要教学模式的必要性是由课程的特点及教学目的决定的。
(1)先进制造技术覆盖面广,王隆太主编的《先进制造技术》教材涵盖了计算机辅助设计、优化设计、反求工程等6项现代设计技术;材料受迫成形工艺技术、超精密加工技术、高速加工技术等6项先进制造工艺技术,其中的材料受迫成形工艺技术又有10余项;制造系统综合自动化技术包括了机床数控技术、工业机器人和柔性制造技术:现代管理技术包括了物料需求计划、制造资源计划等6项技术。这些技术的基本原理各不相同,许多技术哲理深奥,理解和掌握都比较困难,往往需要单独开设一门课程才能讲清楚。以课堂教学方式,在一门少学时课程中要将众多技术的基本原理、关键技术、发展趋势等内容都讲清楚,是不现实的。
(2)机械类本科专业开设先进制造技术课程的主要目的在于拓宽学生专业视野,建立推广先进制造技术的意识。因此,让学生意识到先进制造技术对制造业的巨大推动作用以及知道如何获取制造技术最新发展比让学生了解单项技术的内涵与现状更加重要。由此可见,先进制造技术课程改革的方向不是“怎样使学生在有限的时间内学到更多知识?”而是“怎样使学生感受到先进制造技术的巨大威力,了解获取制造技术最新发展的途径”。
自主学习,学生可以按照自己的实际需要选择学习内容,突破了时间和空间的限制,通过自主讲座,培养学生获取制造技术最新发展的能力。因此,开展自主学习是先进制造技术课程的改革方向。
3 基于课程网站的自主学习
通过课程网站学习先进制造技术课程的教学基本内容。课程网站主要包括以下三部分内容:
(1)将先进制造技术课程的体系结构,各项技术的基本原理、关键技术、发展趋势等内容制成多媒体课件,供学生通过校园网教学平台浏览学习。课程网站应包括大量图片、动画、电影等多媒体资料,这些资料除了上网查询外,还可以通过参加相关学术会议、邀请专家讲学等方式获取。
(2)结合科研、生产实际,建立应用先进制造技术的典型案例库。教师结合本人承担的科研项目、为企业解决的生产难题,进行理论剖析,使学生感到直观具体,生动形象,印象深刻。
(3)建立国内外有关先进制造技术主要网站的链接。重点包括先进制造技术教学、论坛、期刊、公司网站等,方便学生全面了解和学习先进制造技术内容。
4 面向自主讲座的自主学习
给学生布置课外论文作业,让学生在给定范围内自由选题,通过作业对有关课题进行分析研究,发现问题并提出解决方案,能充分发挥学生的创新性思维。但课外论文是在下课后完成的,学生撰写论文时大多都不太认真,甚至抄袭他人,从而达不到教学目的。互主教学法[2]让学生参与课程的准备与讲授,调动了学生学习的主动性。因此,我们在布置课外论文作业后,安排了学生自主讲座教学环节。
面向自主讲座自主学习的具体方案为:根据先进制造技术的体系结构,把同学按照学号分为现代设计技术、先进制造工艺技术、制造系统综合自动化技术和现代管理技术四组。每位学生围绕专题收集资料,撰写论文,并做成PPT上台讲课,时间10~15分钟,讲完后老师点评,其他学生提问。每组学生讲课时另安排一组学生给他们实名打分,分A、B、C、D四级,规定各级打分比例原则上各占25%,根据打分结果确定论文作业成绩。
增加自主讲座教学环节,学生普遍加强了论文撰写的投入,取得良好的教学效果。考虑到大多数学生没有讲课经历,我们预先给出了讲课提纲,让学生针对某项先进制造技术的基本原理、关键技术、技术特点、应用条件等展开讨论,并选出学生优秀PPT课件作为样例,供下一届学生参考。
5 结语
先进制造技术覆盖面广,普通本科院校教学和实验资源又比较匮乏,以传统课堂讲授为主的教学模式,学生注意力难以持久。为此,我们只选取若干制造技术进行课堂讲授,其余教学内容均采用自主学习的教学模式。这样不但保证了课堂教学的效果,也培养了学生自主学习的能力,充分调动学生的能动性,达到较好的教学效果。
中图分类号:TD406 文献标识码:A
1 先进制造技术的特点
1.1 是新世纪的技术
机械制造是蒸汽时代就已经开始,到了21世纪,它已经成为了任何一个国家发展的必要条件。先进制造技术是在制造技术基础上的发展和升华,在这之后既保留了传统制造技术的精华,又吸收利用了这种高科技,将这两方面的优势杂糅在一起,形成了更加先进的技术,快速的参与到了各项产品生产及其他环节,大大提高了产品在生产、销售、售后等方面的效率。先进制造技术具有极其明确的范畴,是21世纪最需要、最渴求的技术。
1.2 是面向工业应用的技术
先进制造技术涉及的范围不仅仅局限于生产过程,它还包含了产品的设计和研发、施工工艺的设计、产品在生产、加工制造、售后维护维修等。它主要是应对于一些具有寿命周期的产品。先进制造技术的使用,其直接的就会体现在生产效率的提高和产品质量的提高。应用先进制造技术对于我国的国家经济发展有着明显的实际效果,它不仅仅提高了企业的综合实力,还促进了我国综合国力的增长。
1.3 是驾驭生产过程的系统工程
目前的先进制造技术主要应用了以下的先进技术:计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务。先进制造技术是在吸收各种高新科技的基础上不断发展的,它是与时俱进的技术,驾驭了生产过程的物质流、能量流和信息流,是一个先进系统工程。
1.4 是面向全球竞争的技术
“地球村”概念的出现,使得全世界的经济有了多重的一体化,全球化市场的发展,以前相对封闭的经济活动变得多种多样,不再局限于一域的经济市场,使得各个国家在争夺市场方面有着空前的激烈性,发达国家不断向外输出资本和工厂,世界市场呈现出寸土必争的盛况,而先进制造技术的产生正是顺应这一时代的需求而产生。国家自身先进制造技术的水平,在一定程度上表现出了该国在国际市场竞争中的地位。
1.5 是市场竞争三要素的统一
在以前产品制造技术不发的时期,往往一种热销产品的上市,都会引来很多相似产品的出现,而这时的竞争主要指向生产率的提高上。而在先进制造技术出现后,制造业不仅仅是简单的生产过程,这之中的竞争已经从提高生产率水平转化到产品生产的成本、质量和时间上。先进制造技术正是利用这三方面的合理统一,从而达到了提高市场竞争力的目的。
2 先进机械制造技术的发展现状
改革开放30年已经过去,在这30年里,我国已经成为了世界上最大的制造业国家,中国制造在各个我家都拥有相当大的份额。这一成果是我国的先进制造技术不断发展的结果。我国制造业的发展可以用腾飞来形容,可是与发达国家相比,差距已然是巨大的。
2.1 管理方面。发达国家的制造业普遍采用了办公自动化管理,计算机的应用早已应用到了管理体制和生产过程的各个环节。而准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术应用,又在思想形态上占据了先进性。而我国计算机辅助管理也仅仅应用到少数企业的个别部分,大多数的企业仍然是采用的经验管理模式。
2.2 设计方面。在工业发达的国家,制造业的设计数据和工作准则都在不断的更新中,在很多大型企业中都已经使用了无图纸设计和生产模式,而在我国普遍的CAD/CAM技术利用率较低。
2.3 制造工艺方面。制造工艺需要有高精的制造工艺,发达国家在这方面都已经采取了高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。这些技术在我国的使用率很低,还有一些技术是在开发中,还没有及时掌握,因此,我国的制造工艺和发达工业国家还有很大的差距。
3 我国先进机械制造技术的发展趋势
3.1 全球化。第一,是国内的制造业已经受到了国际制造业的猛烈冲击,他们不仅仅是争夺国际市场,还进一步的进驻国内市场,这对我国的制造业是一个严峻的挑战。这一现实情况逼迫的我国制造业要适应生存法则--优胜劣汰。国内的很多中小企业都在这一场没有硝烟的战争中纷纷落败,也有一些优秀的企业在这之中凸显出来。第二,今网络通讯技术已经深入到了企业的各个方面,这一技术给企业带来了合作的同时,又进一步计划了国际市场的竞争。这两个因素已经大力的带动了制造业的全球化。
3.2 网络化。这个社会的网络化已经深入到了人们的日常生活,迅速的网络化水平,给企业带来的是更加活性化的发展。企业的产品设计、生产资料、市场拓展和产品销售都可以跨区域和跨国界的进行。而网络通讯技术的发展,使得企业间的信息交流、技术交流更加的便利,这不仅仅方面的企业的进一步发展,又为企业的发展提供了发展的推动作用。
3.3 虚拟化。虚拟技术是指模拟生产过程和生产产品的技术,这可以检验生产过程的合理性和制造过程的效率。虚拟化主要都是运用计算机的仿真软件来模拟现实的生产,用这一技术可以在进行产品生产之前来检验产品的质量,保证产品制造的准确性,及时避免不必要的错误。
3.4 自动化。自动化的发展是顺应时代的必然,制造业自动化发展的未来趋势是在制造业环节中高度智能化、自动化、网络化、虚拟化、绿色化。
3.5 绿色化。绿色化是针对近年来兴起的可持续发展观衍生的发展趋势,对生产模式进行总结,就是在设计、生产、材料、工艺、包装以及管理等各个环节都实现绿色工艺,在循环环节也能够积极回收再次使用。绿色制造是工业生产对环境伤害最小的生产模式,也使资源的有效利用率臻至最大。
结语
先进制造技术在一个国家的发展过程中占据这非常重要的位置,是衡量一个国家现代化的重要标志,也是在国际竞争中能否占据有利位置的重要因素。我国在走过30多年的改革开放后,我们的制造业已经到了一个需要质变的阶段,先进制造技术的运用已经成为了我国制造业的软肋,只有紧跟国际先进制造技术,努力学习,积极的应用到实处,才能引起制造业的质变,才能缩短和发达国家的差距,才能在时下激烈的市场竞争中占据一席之地,才能使我国的现代化更上一层楼。综上所述,发展先进制造技术刻不容缓,需要我们必须有紧迫意识,加快发展先进制造技术的脚步。
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.063
0前言
国内消耗的主要能源之一就是煤炭资源,作为有限资源,煤炭资源受到国家重视,并成为实施可持续发展战略的重要内容。目前状态下的煤炭资源呈现出了市场需求不足的情况,而煤炭产品本身的结构不合理导致国内的煤炭加工产业存在发展方面的矛盾。现在,很多煤炭加工企业都存在产品单一并且竞争实力不足的问题,该种问题导致了其产品在销售的过程中销量不断下降,严重限制了企业的发展。为了更好的实行可持续发展战略,国家大力研究并推广先进制造技术,将其运用到煤炭加工当中,致力于提升煤炭产品质量。
1先进制造技术分类
先进制造技术建成AMT,其由微电子技术以及自动化技术等多种技术组成,在经过多种变化以后,形成机械集成的技术形式。虚拟现实技术以及绿色制造技术都属于AMT的范畴,该两种技术通常被运用到煤炭加工工程当中,让煤炭加工的错做更加方便快捷,产品加工的流程也更加优化。AMT主要面对的是制造行业,其属于工具群以及技术群方面,在计算机辅助下,煤炭加工工程能够在生产的过程中将生产所產生的废物减少到最低,并且实现保护环境的目的[1]。
2先进制造技术在煤炭加工工程中的应用实践
(1)虚拟现实技术应用。虚拟现实技术在煤炭加工当中的应用首先体现在设计方面,煤炭加工当中采用该种技术能够使技术人员明确的了解产品的生产过程以及设备的运行状态,而在三维动态的仿真状态下,技术人员能够更加熟练的操作生产,适应各种操作条件,将自身的生产状态调节到最佳,实现煤炭加工流程的优化。例如,煤炭资源加工当中利用了虚拟现实技术以后,其能够通过该种技术的模仿明确设备的运作过程、各个部件的运动状态、煤炭矿浆的运动轨迹。其次,该种技术的应用还体现在控制方面。现在的煤炭加工当中都会以自动化的控制作为核心技术,而自动控制也成为煤炭加工的核心环节。但直接的自动控制并没有办法得到校验,要想实现对自动控制的检验,需要花费大量的人力和无力,甚至在校验的过程中对机械设备造成损伤。但在虚拟现实技术的支持下,该技术能以虚拟的形式对自动控制程序进行检验,并且评价该自动控制是否符合生产的要求。最后,虚拟现实技术在煤炭加工的应用还体现在教学和培训方面[2]。现代化的技术具有较为高深的核心理念,很多煤炭加工的技术人员无法学些和理解这些高新技术。而对于一些技术不熟练的人员,其在生产的时候因为操作的不熟练以及对于事故判断能力较低,导致生产出来的产品质量存在偏差。将虚拟现实技术运用到教学方面,主要是通过虚拟模拟的形式来为员工呈现出生产系统当中可能会出现的事故,并且让员工在这种较为真实的场景当中模拟判断事故并解决事故。员工则能够在该种模拟操作当中得到实践能力的锻炼,了解书面当中都无法理解的知识内容,将自身所学习到的专业知识与实践操作结合在一起,避免造成实际工作当中的失误。
(2)敏捷生产技术应用。敏捷生产技术也是先进制造技术的一种形式,而该种技术也是煤炭加工当中比较常用的技术。现代煤炭加工行业的发展过程中,其最主要的问题就是市场需求不足的问题,不少煤炭加工企业所拥有的产品都属于结构不合理而产品的种类也相对单一。在该种产品状态下,企业的发展必然会陷入到困境当中,其缺乏在市场上的竞争力,也无法让自身的产品销量提升,整个企业的发展将会受到严重的限制。而敏捷生产的技术能够帮助煤炭企业进行产品结构的优化并且调整生产的流程,让煤炭企业重新制定自身的发展目标,利用先进制造技术来天黑时呢过产品的质量,促使自身的产品更加符合市场需求。
(3)绿色制造技术应用。煤炭企业存在的一个重要问题就是煤炭资源当中存在非常多的硫,该种物质对环境的污染危害非常大。在煤炭燃烧的时候,其会释放出浓度非常高的有害气体并且会伴有大量的尘埃,该种物质会对动植物产生一定的损伤,更加会对人体的健康造成影响。二氧化硫会对金属物质产生腐蚀作用,并且且抑制动植物的生长。而绿色制造技术能够让煤炭产品的加工建立在绿色化学的基础上。例如,企业选择绿色选煤技术,通过对生物体内的生物酶应用来抑制煤炭当中所产生的有害物质,也可以选择微生物的技术来直接抑制矿物质当中产生的有害物质。可以说,该种绿色制造技术能够在煤炭的洗选过程中产生作用,利用绿色的煤炭生物技术来对煤炭进行脱硫,从而使被加工出来的煤炭产品属于绿色状态,能够为生态环境的维护做出贡献[3]。绿色制造技术也可以被综合的运用到煤炭的伴生资源当中,其在生产煤炭的过程中对煤炭进行技术加工,从而使煤炭呈现出清洁燃烧的状态。而绿色化的加工技术能够对煤层气以及矿井水等方面的物质进行回收利用。该种利用形式减少了煤炭加工对于环境的污染,也提高了资源的利用效率,更加提升了煤炭企业的生产水平。
3结论
国家需要重视煤炭加工当中所采用的技术,积极支持先进制造技术的应用和推广。在煤炭加工企业当中需要发展清洁技术以及产品的深加工技术,利用该种高新技术来降低煤炭产品对于环境的污染,促使煤炭产业的发展更加符合国家可持续发展的原则,让煤炭资源的利用率不断提升,降低煤炭生产的成本。先进制造技术要求技术人员具有较高的专业知识,而管理人员也需要对煤炭加工进行集中化的管理。煤炭企业将会利用该种技术来提升自身的生产力和竞争力,让其在市场竞争当中占据主动地位。
参考文献:
[1]赵建辉,马永航.先进制造技术在煤炭加工工程中的应用研究[J]. 化工设计通讯,2017(05):86+129.