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如何应对新一轮技术革命

发布时间:2022-09-03 05:02:28

1. 大学生怎样适应与迎接新一轮科技革命

1、科研训练:在导师帮助下进行科研训练可以充分利用大学的实验室和科研资源,引导自身对于科学前沿的认识,提高实验动手能力。

2、学科竞赛:主动参加学校或者教育部门组织的学科相关竞赛(软件设计竞赛、智能车设计比赛等)能极大的提高快速学习能力,并检验自身时间管理和项目安排的能力。

3、素质教育:多参加读书会,借阅专业以外的书籍拓展自己的知识面;积极参加文艺体育活动,参加辩论队或演讲比赛,锻炼口才;培养一个人文的兴趣爱好,例如绘画、摄影、徒步等。

4、实习培养:积极参加校外兼职活动,锻炼职业技能,了解盈利链的整个运作;参与产业基地或者公司实习,在拓展社会资源的同时摸清公司的基本运营流程。

(1)如何应对新一轮技术革命扩展阅读:

必须坚持思维的相对独立性。思维的相对独立性是创造性思维的必备前提。应当把发展独立思考和独立判断的一般能力放在学习的首位。

遇到问题要注意从多方面考虑,而且要持之以恒,更要养成思考的习惯。只有这样,创新才能在不知不觉中出现,单纯的为创新而创新,出现的可能性也不会很大。只有从多方面考虑和解决问题,才能出现解决问题的灵感,才能创新。

2. 如何应对第四次工业革命

首先,新一轮工业革命的本质是主导未来世界的工业标准之争。美国互联网和软件业发达,因此提出工业互联网标准,试图从软件出发打通硬件;德国拥有强大的机械制造业,希望从硬件出发打通软件。中国是制造业和互联网大国,同时拥有推行工业标准所需的庞大市场,应从早期介入,凭借自身优势积极参与游戏规则的制定,并在对外经贸合作中推介“中国标准”。
其次,“工业4.0”是具备基础条件的企业转型升级的方式之一,但不是竞争力的唯一来源。根据世界银行和通用电气公司的一项统计预测,“工业4.0”将影响46%的全球经济。中国人多地广,产业发展极不平衡,有的还停留在工业2.0时代。条件成熟的企业可以引进先进解决方案或寻求弯道超车;条件不成熟的则要立足现实,寻找更符合自身需求、更经济的转型升级方案。
第三,掌握核心技术的才是王者。中国政府大力倡导“大众创业、万众创新”,归根结底就是要有我们自己的核心技术。如何集中力量在诸如芯片、精益模具等一些尖端制造领域实现技术突破,如何更好地保护知识产权鼓励创新,如何珍惜和更好地充分利用本土创新,都是未来努力的重要方向。
第四,始终把安全放在重要位置。智能化时代数据高度互联,如何确保数据或信息安全被认为是实现“工业4.0”的主要挑战之一。这不仅在企业层次,在国家层次更是如此。
浪潮已经汹涌而起,失之交臂者将会被时代远远抛在后面。这的确是一个需要和呼唤弄潮儿的时代。

3. 2.请结合自身,谈谈大学生怎样适应与迎接新一轮科技革命和产业革命的到来

在当前这样严峻的就业形势下,大学生应转变就业观念,一定要增强就业危机感,趁着大学四年多学点知识,用知识武装自己的头脑,用智慧增加就业成功率的砝码,在学习掌握专业知识的同时,还要增强社会实践的能力。同时,作为还是在校大学生的我们应怎样抓住新工业革命时代的机遇呢?      说到机遇,推动文化产业成为国民经济支柱性产业,将为很多大学生带来成才与就业的机遇。但针对文化产业作为支柱性产业的人才需求,在大学教育,人才培养模式和个人能力储备上都需要创新和提升。从学校角度来说,现有的教育部门和大学不但要根据文化产业的新特点设置一些相关的专业,还必须确立明确的方向,设立较高水平能力的培养目标。就目前来看,很多院校都开设了与文化产业相关的专业,多数分为两类:一类是比较宽泛的文化产业方向,一类是比较专业的动漫专业。笼统的文化产业方向,教授的知识面往往太过宽泛。诸如中国文化导论、影视美学,会展产业概论,国际文化贸易概论,偏重于理论知识却缺乏实践能力。所以,目前文化产业有关专业的设置、课程要进行改革,要讲理论与实践相结合,在技术培养的基础上,加入一些文化产业经济管理类的课程,并对学生能力的培养做一些调整,根据未来的就业需要提出相关的考核标准等等。从大学生自身来说,文化产业作为一个新兴产业,仅仅为大学生提供了一个就业的新契机,但能否如愿就业,还应该满足以下的要求。第一,要深刻理解和把握文化产业的特点。目前,虽然大多数人都知道其中一些内容,但是并不知道文化产业当中的文化到底是指那些东西?创业过程中应该有怎么样的运动方式?所以必须先要理解什么是文化产业,有什么本质要求?也就是说要知道文化产业产品的特点,以及文化企业经营管理的特点,再通过这些特点来看具体的技术怎么表现,产品怎么开发,市场怎么营销。第二,要面向未来成为行家。在文化产业发展的过程中,需要的是一种新型的复合人才。大学生可能很难做到在某一个领域里面专业性特别强,但是可以从两个角度来提升自己的能力。一是如果你的目标是做企业里的技术类人才,就要想办法增加一些管理类的知识来弥补这方面素质的缺失。因为如果不懂管理类和经营类要素的话,技术的提升可能就不知道应该往哪里走。比如有的企业看到动漫产业链中的艺术授权的价值,但他不先去做认真的动漫
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形象设计及其产品的经营,而是仅仅设计了个简单的虚拟形象之后就 开始进行艺术授权的推广和衍生产品的销售,结果注定是失败的。二是尽可能在某个未来你想就业的专业领域里面做到比较专业化。例如你想做的是动漫,影视或者是主题公园,就不仅要让自己懂得动漫制作,还要让自己对这个领域的整个商业模式、运作流程,经营特点都十分熟悉。从这个角度来说就需要给自己安排很多的机会去接触这个门类里面相关的企业、机构,甚至参加各种各样有关专题的活动,或者是去企业做一段时间的实习,来弥补自己专业性不够的问题。  总之,大学生们要想抓住即将到来的新工业革命4.0时代机遇,就必须:  一、在学习知识过程要做很多准备,特别是要学习怎样把专业知识跟实际应用结合起来,要拥有对产业发展的独立判断能力,以及对其中某个领域的专业操作能力。二、工作之后,也一定还要有通过学习等继续提升自己的意识,要持续提升自己在某方面的能力和素质。三、在未来的工作当中,可能有人对你进行指导,也可能完全靠自己摸索,你必须能够完成自我提升,进而才能成为这个领域里的优秀人才。四、面对工业4.0的冲击与挑战,我们不应盲目跟从、一拥而上,而应该结合自己的具体情况,做好切合实际的规划,特别是要做好“两化深度融合”这一篇大文章,既不能畏缩不前,更不能迷失方向。尤其是新工业革命时代的到来,对大学生能力方面提出了一系列新的要求,即当代大学生应培养和具备竞争协作能力、获取知识和信息能力、外语和计算机运用能力、创新能力及政治辨别能力等,才能适应工业
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4.0的时代社会发展对人才方面的客观要求。并且对于我们大学生来说,新工业革命时代意味机遇与挑战并存,关键在于我们能否利用新工业革命时代机遇发展自己。  因此作为当代大学生的我们要肩负起实现中华民族的伟大复兴的“中国梦”这一历史和时代赋予当代大学生的神圣使命,把握住即将来袭的第四次工业革命所带来的机遇,经得起即将来袭的第四次工业革命所带来的挑战。一同描绘中国向制造业强国转型的路线图,助力中国从“工业大国”向“工业强国”转型。     

4. 如何应对2016年中国工业机器人行业的变化和挑战

展望2016年,我国机器人产业发展机遇与挑战并存,既有新一轮技术革命与产业变革深入影响、工业经济转型升级步伐加快,经济发展内生动力逐渐增强,多种利好政策不断落实等有利因素,也有国际不稳定因素增加、国内经济下行压力较大、对外贸易形势较为严峻、企业融资环境较差等不利因素。

前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》指出:2015年,面对复杂的国内外形势,我国机器人产业实现健康、快速发展,市场规模进一步扩大,应用领域和区域进一步扩展,自主品牌不断发展壮大。展望2016年,我国机器人产业发展机遇与挑战并存,既有新一轮技术革命与产业变革深入影响、工业经济转型升级步伐加快,经济发展内生动力逐渐增强,多种利好政策不断落实等有利因素,也有国际不稳定因素增加、国内经济下行压力较大、对外贸易形势较为严峻、企业融资环境较差等不利因素。

一、对2016年形势的基本判断

(一)全球机器人需求继续保持增长

2015年以来,国际经济形势不容乐观,全球经济复苏缓慢,地缘政治及突发事件风险上升。但随着新一轮科技革命和产业变革的孕育兴起,以信息技术与制造技术融合为核心的智能制造、数字制造、网络制造等新型制造模式正在加快发展,发达工业国家和地区均高度重视机器人产业发展,将机器人产业上升为国家战略,以上因素使得全球机器人产业保持快速发展,其中亚洲市场反应尤为活跃。据国际机器人联合会统计,2014年全球工业机器人销量为22.5万台,比2013年增长27%,其中亚洲销量约占2/3,中国、韩国、日本、美国和德国五大市场的销量占全球工业机器人总销量的75%左右。2005-2014近10年间,全球新装工业机器人年均增速约为14%。

预计2016年,发达国家经济复苏动力将增强,新兴经济体发展前景有望改善,全球机器人需求有望继续保持较快增长。其中工业机器人同比增长预计约为15%,美洲和欧洲增长约6%,亚洲/澳大利亚增长约16%。专用服务机器人销量前两位预计依然是国防机器人和挤牛奶机器人,这两种机器人约占服务机器人销量的一半。用于个人/家用的服务机器人预计会售出800万台,且以吸尘、割草、擦窗等家政机器人以及娱乐休闲机器人为主。

(二)我国工业机器人市场规模快速扩大

2015年以来,我国经济下行压力进一步加大,企业面临超出预期的困难和挑战。受国内外经济的综合影响,同时随着我国劳动力成本的快速上涨,人口红利逐渐消失,工业企业对包括工业机器人在内的自动化、智能化装备需求快速上升。我国机器人产业实现健康、快速发展,2014年我国工业机器人新安装量达到5.7万台,约占全球销量的1/4,同比增长55%,保有量增长至19万台。

预计2016年,我国机器人产业仍将面临较为复杂的发展形势,但随着国内“稳增长”政策效果的进一步显现,工业经济转型升级步伐加快,经济发展内生动力逐渐增强,多地亟需进行产业结构调整和改善生态环境,我国工业机器人新安装量有望继续保持较快速度增长,同比增长率预计为30%。

(三)自主品牌机器人不断发展壮大

2015年以来,随着《中国制造2025》及其重点领域技术路线图的发布和国家发改会等三部委《智能制造装备创新发展工程实施方案》的出台,以及工业和信息化部《智能制造试点示范专项行动》等政策的实施,自主品牌机器人发展壮大步伐加快。一是工业机器人发展迅速。以新松机器人公司为例,2015年1-7月,公司已实现生产、销售机器人1800余台套,实现产值约28亿元。预计2015年将销售机器人3500余台套,可实现销售收入50亿元以上。二是自主品牌服务机器人开始发力。一是清洁机器人销量猛增,2015年“双十一”科沃斯销量达到3.15亿,扫地机器人地宝朵朵单品销量达到1亿,是家庭服务机器人行业的一个重大突破;二是自平衡车发展加速,2014年国内平衡车市场销售额约10亿元。目前国内平衡车市场已经有Ninebot、i-ROBOT、风行者、易步科技、乐行等品牌。三是机器人零部件国产化加速。广州数控开发出一系列驱动器和伺服电机产品,打破了工业机器人驱动器和伺服电机被国外垄断的局面。武汉奋进机器人公司实现了运动控制器和精密减速机等关键零部件自主化生产。

预计2016年,随着《战略性新兴产业“十三五”发展规划》、《机器人产业“十三五”发展规划》、新的促进产业结构调整和的智能制造政策的酝酿出台,制造业、家政、医疗健康、娱乐教育、公共安全事件处理等方面对机器人的需求量会不断增长,机器人产业将迎来新的巨大的发展空间,自主品牌机器人将进一步发展壮大。

(四)应用领域继续不断延伸

2015年以来,一方面国家层面出台的《工业和信息化部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》、《原材料工业两化深度融合推进计划(2015-2018)》、《民爆安全生产少(无)人化专项工程实施方案》等相关政策不断推进落实,另一方面地方政府也出台相关推进举措。例如广东提出以智能制造为抓手推动信息化与工业化融合,积极实施“设备换人”和“生产线与生产系统”改造工程,并在全省培育十大智能制造示范基地,大力发展机器人产业。佛山推动工业机器人在汽车制造、陶瓷家电、机械装备以及金属材料加工等行业领域的应用。安徽省推广工业机器人在汽车、家电、工程机械、船舶制造等行业的应用。工业机器人的应用领域从目前的汽车、电子、金属制品、橡胶塑料等行业,逐渐延伸到纺织、物流、国防军工、民爆、制药、半导体、食品、原材料等行业。

预计2016年,随着关键岗位机器人替代工程、安全生产(无)人化专项工程和新的应用示范政策的不断落实,工业机器人的应用领域将有望延伸到劳动强度大的纺织、物流行业,危险程度高的国防军工、民爆行业,对产品生产环境洁净度要求高的制药、半导体、食品等行业,和危害人类健康的陶瓷、制砖等行业。

(五)应用区域继续不断扩展

2015年以来,由于工业基础、企业意愿等因素,工业机器人应用区域主要集中在广东、江苏、上海、北京等地,其工业机器人的拥有量占全国的一半以上。

预计2016年,随着我国西部开发、东北振兴、中部崛起、东部率先的区域发展总体战略的加快落实,中、西部工业机器人使用量也将不断增长,长三角、珠三角等高端制造业集中区域也将会更多地使用工业机器人。

二、需要关注的几个问题

(一)产品以低端为主

进入2016年,我国机器人产业仍然存在总体技术与国外先进水平差距较大的问题。国产工业机器人以低端产品为主的局面仍然难以扭转,主要生产搬运和上下料机器人,大多为三轴和四轴机器人,应用于汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据,国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。

(二)自主创新能力弱

进入2016年,缺乏核心及关键技术的原创性成果和创新理念,缺乏面向企业及市场需求的问题依然突出。工业机器人的高可靠性基础功能部件、产品设计、材料与工艺、主机批量生产、系统集成水平等方面技术都与发达国家存在较大差距。精密减速器、伺服电机、伺服驱动器、控制器等高可靠性基础功能部件方面的技术差距尤为突出,长期依赖进口。服务机器人的精确控制、多传感器信息融合及智能控制、精密减速器和伺服驱动器等核心部件、加工装配工艺等方面技术与国外先进产品存在较大差距。

(三)企业成本压力大

进入2016年,核心部件长期依赖进口的局面依然难以改变,企业成本压力大。2015年,约75%的精密减速器由日本进口,主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等;伺服电机和驱动超过80%依赖进口,主要来自日本、欧美和中国台湾地区。关键零部件大量依赖进口,导致国内企业生产成本压力大,比之于外企,国内企业要以高出近4倍的价格购买减速器,以近2倍的价格购买伺服驱动器。

(四)自主品牌认可度不高

进入2016年,我国机器人市场由外企主导的局面仍将继续,自主品牌亟需发展壮大。由于用户企业已经习惯使用国外品牌,特别是使用量最大、对设备品质要求最高的汽车和电子工业,导致自主品牌的本体和零部件产品不能尽快投入市场,甚至有成功应用经验的产品也难以实现推广应用。其次,我国工业机器人生产企业规模普遍偏小。其中,九成企业规模在1亿元以下,即使龙头企业沈阳新松2014年销售收入达到了15.2亿元,但与安川、发那科、库卡等销售收入均超过百亿元人民币的外企来比,仍然偏小。再次,来自国外产品的竞争激烈。2014年国产工业机器人在我国销量为1.7万台,在市场总额中占比不到30%。外资企业积极扩产,并且从整机组装深入到关键部件生产。比如,abb、安川等均已在我国建立了生产基地;2015年日本纳博特斯克株式会社与上海机电联合投资,落户武进高新区,计划2016年底投产,年产20万台精密减速机。

(五)行业标准有待进一步规范

2015年,国家发展和改革委员会为提升我国自主品牌工业机器人技术水平和核心竞争力,进一步推动我国机器人产业行业标准和规范认证工作,在产业振兴和技术改造专项项目中设立了“工业机器人第三方检验检测能力建设——国家级机器人检测与评定中心(简称国评中心)”专项,把中心总部设在上海,并在广州、重庆、沈阳、芜湖和北京设立分中心。

进入2016年,随着国评中心和其他部门在标准规范制定、检测认证实施等方面工作的不断推进,我国在机器人方面缺乏行业标准和认证规范的局面有望得到改善,企业在设计产品时的物理安全、功能安全、信息安全等规范指标有望得到统一,有望促进国产机器人产品质量的提升。

三、应采取的对策建议

(一)完善政策扶持体系

一是在资金、税收、产品销售补贴等方面出台相应的扶持政策,提高国产工业机器人使用率。落实生产企业税收优惠政策;扩充《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,以促进自主品牌工业机器人的研发和应用。二是研究制定行业应用指导政策。例如,对于一些有毒、有害、存在危险的工作岗位,必须以机器人代替人工;对于高温、高噪声等环境恶劣的工作岗位,鼓励以机器人代替人工。允许成立租赁公司促进小企业对于机器人的使用。三是鼓励金融资本、风险投资及民间资本参与机器人产业,支持符合条件的企业在海外资本市场直接融资。

(二)加大技术研发力度

一是加快技术研发,突破产业技术瓶颈。二是针对应用需求,开展工业机器人全生命周期可靠性和制造工艺技术研究,攻克关键零部件技术并实现产业化。三是充分利用和整合现有资源,继续推进研发平台、应用验证平台和整机及关键部件检测中心的建设工作。四是建设人工智能、感知、识别、驱动和控制等下一代技术研发平台,同时关注没有被现有机器人技术体系所纳入的如能源、大数据、安全和材料等领域的技术创新。

(三)深入开展示范应用

一是围绕加快发展我国智能制造的需求,推动典型应用示范工程,在汽车、电子、纺织、物流、国防军工、民爆、制药、半导体、食品等行业开展自主品牌工业机器人的应用示范。二是推进减速器、控制器、伺服电机及驱动器、传感器等关键零部件的产业化示范应用。

(四)集中突破重点产品

一是以市场需求为导向,集中主要的技术力量和资金,重点突破面向汽车、电子等高端应用领域的2-3种工业机器人,掌握总体技术,并形成规模应用,进而带动我国工业机器人相关零部件生产企业的发展。二是根据客户多样化的需求特点,选择细分市场推出一些性价比高的产品,逐步抢占国内中小企业用户市场。

(五)加快制定行业发展规划和标准

一是加快制定行业发展规划,明确发展重点,规划产业布局和发展步骤,指导全国机器人产业健康有序地发展,形成以主机企业、系统集成企业和零部件及产业服务企业协同发展的全产业链体系。二是加强顶层设计,制定行业标准和关键技术标准,以及产品标准和相关应用标准。

(六)加强人才队伍建设

一是切实推进产学研一体化人才培养模式,建立校企联合培养人才的新机制。依托中科院等知名研究机构,通过实施大型合作项目,联合企业培养出从研发、生产、维护到系统集成的多层次技术人才。二是运用职业培训、职业资格制度,通过实际项目锻炼来培育人才。三是加强高层次人才引进,吸引海外留学人员回国创新创业。

5. 新一轮的科技革命蓄势待发,它将具有怎样的特点

看过中国科学院院长白春礼的讲话之后,我了解到新一轮的科技革命蓄势待发,它将具有的特点如下:
一,这次科技革命并不是单一技术主导,而是呈现多点突破、群发性突破的态势。
二,随着科学研究的日益深入和研究技术手段的革新,正在引发科研范式转变。
三,本次科技革命与产业联系更加密切,技术变革正加速转变为现实生产力。
四,以“互联网+”“智能+”为代表的数字经济蓬勃发展,驱动经济社会加速向数字化转型。
五,深化国际合作,成为应对全球性挑战的必然选择

6. 什么是第四次工业革命应该如何应对

所谓第四次工业革命,大致可以划分第一次是蒸汽技术革命,第二次是电力技术革命,第三次是信息技术革命,第四次工业革命,用现在的词叫做“物理信息融合”,其实就是“物联网+”,主要是以互联网产业化,工业智能化,工业一体化为代表,以人工智能,清洁能源,无人控制技术,量子信息技术,虚拟现实以及生物技术为主的全新技术革命。


第四次工业革命,将是一个高度开放与共享的时代,将是一个世界各国在创新领域百花齐放、争奇斗艳的时代,如果把第四次工业革比喻为快速行驶的火车,命希望中国能驾驭得了这列火车的火车头。

7. 在科技创新方面,我们重点要解决哪些问题

首先,迎接新的科技革命和产业变革、应对国际金融危机深层次影响对加快科技改革发展提出了迫切要求。当前全球知识创造和技术创新的速度明显加快,科研体制与组织模式加速变革,新科技革命的巨大能量正在不断蓄积。以新技术突破为基础的产业变革呈现加速态势,科技创新与产业变革的深度融合成为当代世界最为突出的特征之一,正在深刻改变着世界科技和经济社会发展形态。2008年以来的国际金融危机,加快催生了新一轮科技革命和产业变革。这次危机,不仅具有传统意义上周期性危机的特征,更多地表现出结构性危机的特点。各国不约而同地认识到,必须塑造更加均衡协调、具有强劲增长和可持续发展能力的经济结构。许多国家都将创新提升到国家发展的战略核心层面。我国在依靠科技应对危机中见事早、行动快。国际金融危机爆发伊始,中央就敏锐把握先机,把科技创新作为治本之策,在全球起到了先行作用。当前,国际金融危机的深层次影响仍在持续,国际科技经济竞争更加激烈,我们必须加快科技改革发展步伐。
其次,加快转变经济发展方式、推动我国经济结构的战略性调整对加快科技改革发展提出了迫切要求。经过30多年的改革开放,我国经济社会发展取得巨大成就,但发展中不平衡、不协调、不可持续的问题仍然突出,我国以较少的人均资源和脆弱的生态环境承载着巨大的人口规模和日益增长的市场需求,支撑着快速工业化城镇化进程,面临着资源紧缺、环境保护、人口健康、气候变化等严峻挑战。长期以来形成的粗放增长方式难以为继,经济结构问题已经成为我国一个带有根本性、全局性的问题。没有创新能力的大幅提升,难以真正完成经济结构的调整和发展方式的转变。
此外,解决制约科技创新的突出问题、切实回应各方面期待,也迫切要求加快科技改革发展。与新形势新要求相比,还有一些因素制约着科技创新。科技与经济结合的问题还没有完全解决。一方面,我国科技创新的支撑引领能力还需要进一步提高;另一方面,经济发展对科技创新的需求牵引不足。原创性科技成果还不多,企业技术创新主体地位还未真正确立,产学研用结合不够紧密,创新体系整体效能亟待提升。科研管理需要进一步完善,科技资源配置分散重复封闭等问题突出,科技项目及经费管理不尽合理,研发和成果转移转化效率不高。科研评价导向不够合理,科研诚信和创新文化建设薄弱,科技人员的积极性创造性还没有得到充分发挥。这些都必须通过改革发展的办法来解决。

8. 21世纪对制造技术提出了哪些挑战,如何应对

随着科技的进步和经济的发展,人类对物质的需求不断提高,而受地球有限资源和人口不断膨胀的影响,社会发展对其经济支撑行业—制造业及其技术体系提出了更高的需求,促使对传统制造不断优化发展的先进制造技术迅速发展起来。

所谓先进制造技术,是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。也就是说,它不再是传统意义上的机械加工,而是以计算机技术为平台,集机械、电子、光学、信息、材料、能源、环境、现代管理等于一体,贯穿于产品全寿命周期,并以取得理想的经济效益为目标的有机整体。

自20世纪80年代末,国际上提出先进制造技术(AMT)的概念以来,以CAD/CAM技术、快速原型制造技术、柔性制造系统技术、计算机集成制造系统技术、虚拟制造、绿色制造、敏捷制造等为代表的一系列AMT在诸多国家和地区得到迅速的发展和广泛的应用,逐步实现了:

(1)柔性化。以同样的设备与人员生产出不同产品或实现不同的制造目标。

(2)自动化。减轻、强化、延伸或取代人的有关劳动,实现制造系统中人一机一系统的协调、控制、管理和优化,提高了工作效率,保证了产品质量。

(3)敏捷化。企业能实现快速重组重构,迅速而有效地综合应用新技术,对用户、贸易伙伴和供应商的需求变化及特殊要求能迅速做出反应。

(4)虚拟化。通过计算机仿真软件来模拟真实系统,检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真,从而发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误,保证产品制造的成功和生产周期。

进人21世纪后,以计算机技术、网络技术和通信技术等为代表的信息技术、生物技术及新材料技术,被应用于制造业的各个领域,使制造技术发生质的飞跃,制造生产模式发生了重大的改变。2004年,日本启动了“新产业创造战略”,为制造业寻找未来战略产业。这已引起美国、欧洲、日本在机械制造技术上新一轮的竞争。

2 AMT新发展

目前,国际上对AMT的研究主要有网络化制造、微电子机械系统、快速原型制造、生物制造等。

2.1 网络化制造

所谓网络化制造(Networked Manufacturing,NM)是指按照敏捷制造的思想,采用Internet技术,建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟,实现研究、设计、生产和销售各种资源的重组,从而提高企业的市场快速响应和竞争能力的新模式。

Internet技术的高速发展带来了网络基础架构的不断完善,同时也催生出一种新的服务方式application service provider,即“应用服务提供商”,简称ASP,ASP作为一种业务模式,是指在共同签署的外包协议或合同的基础上,企业客户将其部分或全部与业务流程的相关应用委托给服务提供商,由服务商通过网络管理和交付服务并保证质量的商业运作模式。SP产业协会把ASP定义为“一个通过广域网(WAN)管理和传递给多种实体许多应用能力的组织”。另外,对ASP现在有一种比较新的说法是“On Demand”,或“Software as a Service( SAAS) ”,是一种软件的使用模式,也应该是一个比较有前途的商业模式。

网络化制造应用服务(MASP,Manufacturing Application Service Provider)可为产品设计和制造过程提供服务和优化,并且可以进行虚拟的工艺仿真作为产品设计和工艺制定的参考。通过网络化应用服务中进行产品及其制造工艺的模拟仿真与优化设计和协同制造,能够大大节省企业的投资并提高生产效率。另外企业的技术人员也可以由客户端直接在远程服务器上进行产品与工艺的优化设计或模拟仿真。

网络环境下的制造是新时代发展的需要,该系统能充分利用网络优势,利用各种人力物力资源,将知识工程和仿真技术融入系统,来为制造行业服务:

(1)运用在模具制造行业。例如,我国深圳市模具网络化制造示范系统,通过将CAD/CAM技术、虚拟设计与制造技术、计算机网络技术、快速成型及后处理等有机结合在一起,形成了异地人员、技术、设备优势的模具的设计与制造网络系统,能够大幅度提高制造能力和提高劳动效率,克服以往模具制造中的周期长、成本高、反应速度慢等缺点。

(2)应用于企业的动态联盟。比如,法国宇航公司、英国宇航公司、德国DASA公司和西班牙形成了Airbus集团,Airbus的ACE (Airbus Concurrent Engineering)采用了相当于波音公司的异地无纸设计技术并实施并行工程,以求在空中客车系列飞机的研制中与波音公司相竞争。

(3)应用于汽车制造行业。一个典型的例子就是2000年,三大汽车公司—通用汽车公司、福特汽车公司以及戴姆勒一克莱斯勒终止各自的零部件采购计划转向共同建立零部件采购的电子商务市场,使每笔交易的平均成本从100一150美元降低到不到5美元,每辆汽车的制造成本至少降低了1200美元。

2.2 微系统

随着人们对许多工业产品的功能集成化和外形小型化的需求,使零部件的尺寸日趋微小化。此外,进入人体的医疗机械和管道自动检测装置等都需要微型的齿轮、电动机、传感器和控制电路。而微机械的应用也取得显着的经济效益,比如汽车的安全气囊的传感器采用微细加工技术,把传感器和电路蚀刻在一起,使成本从每套 25美元降至10美元,这些需求导致了微纳制造技术的出现,也促使了微机器向系统化方向发展,并形成了有广阔发展前景的微系统(Micro- Systems)。

微系统作为一个独立的智能系统,主要由微驱动器、微传感器、微执行器、微处理器和微能源等基础要素组成。它可分成几个独立的功能单元:输入物理信号,通过传感器转换为电信号,经过信号处理(模拟的或数字的),通过执行器与外界作用,每一个微系统就可采用数字或模拟信号(电、光、磁等物理量)与其他微系统进行通信。由于它体积小、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短;集约高科技成果,附加值高,其应用领域相当广泛:

(1)在生物医疗中,其应用具体有以下几方面:定向药物投放系统、低损伤手术用微型机器人、手术用内窥镜及钳子和微小分散型人工脏器。例如:进行视网膜开刀时,大夫可将遥控机器人放入眼球内,在眼球运动条件下进行高难度手术。另外,临床分析化验和基因分析遗传诊断所需要的各种微泵、微阀、微摄子、微沟槽、微器皿和微流量计都可用MEMS技术制造。

(2)在宇航中,已可用全集成气相色谱微系统散布在广漠的太空中,进行星际物质和生命起源的探测。将特制微机器人送到某星球上,在星球上飞行,所载摄像系统即能协助轨道器画出星球的地形地貌图。

(3)在工业领域,可用微机器人去清除锈蚀,检查和维修高压容器的焊缝。现在日本Seiko公司已经研制出的“Yamakoski Ichro”行走机器人,外形微小,只有8.6mm x 9.3mm x 7.2mm,但却可在狭小的空间内,细小的管道内行走、作业和维修,用途广泛。

(4)在环境科学方面,利用MEMS制造的由化学传感器、生物传感器和数据处理系统组成的微型测量和分析设备,用来检测气体和液体的化学成分,检测核生物、化学物质及有毒物品,有体积小、价格低、功耗小、便于携带等优点。微机电系统电子鼻的形状类似人和动物的鼻子,能探测和识别各种气味。

2.3 低温快速原型制造技术

快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,RPM)技术是20世纪80年代末发展起来的一种集CAD/CAM、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术及激光技术等于一体的先进制造技术,实现了从零件设计到三维实体原型制造的一体化。

在RP技术中,传统的几种成形工艺大多以激光作为能源,而激光系统(包括激光器、冷却器、电源和外光路)的价格及维护费用昂贵,致使成型件的成本较高。另外,在成形过程中,这些工艺有一定的粉尘、有毒化学气体甚至是激光或液态聚合物的泄露等而不符合绿色制造发展趋势。如果对RP技术采用低温,即低温快速成形(LT-RP, Low Temperature-Rapid Prototyping)技术,则可以解决这些问题。随着对更低制作成本的追求,低温冰型快速成形工艺发展非常快,同时发展出不同的低温转换工艺:

(1)由清华大学激光快速成形中心首先提出了低温冰型快速成形(IRP,Ice Rapid Prototyping)工艺。以水或溶液作为成形材料,在数字信号控制下,水或溶液的微滴通过按需喷射,在低温环境中迅速凝固,逐层粘结、堆积,最后获得冰型。这种新工艺基于喷射而非激光,并采用水作为原材料,整个成形过程及成品均实现了节能减耗、绿色无污染,应用前景广阔。例如,将IRP原型与低温熔模铸造或其它特种铸造工艺相结合制造金属件,是一种新的工艺路线。

(2)由于只有在低温下,生物材料和细胞才可能保持其生物活性,因此开发低温下多喷头复合数字喷射技术,将多种材料(不同物理、化学和生物学性能的材料) 和细胞通过微量喷头,定量、实时、无流涎地根据计算机指令所规划的路径精确堆积成形,对生物制造具有决定性的意义。

以生物材料和细胞作为成形材料,采用不同LT-RP工艺,可以获得骨组织工程支架,并且可以推广到具有复杂生物功能的组织工程支架的直接成形,甚至应用于细胞三维直接组装。这也是一种应用于医学领域的新颖的绿色制造。

2.4 生物制造

21世纪是生命科学的世纪,随着纳米制造技术、材料科学等新技术的不断发展,机械科学和生命科学正在深度融合,先进制造技术的一个重要方向—生物制造技术正在形成。

制造过程、制造系统和生命过程、生命系统在许多方面有相似之处,生命系统和现代制造系统都有自组织性、协调性、应变性和柔性等特点。在生命科学的基础研究成果中选取富含对工程技术有启发的内容,并将这些研究成果同制造科学结合起来,可以建立新的制造模式,开发出新的加工工艺。日本三重大学和冈山大学率先开展了生物技术用于工程材料加工的研究,并初步证实了微生物加工金属材料的可行性。例如,氧化亚铁硫杆菌T一9菌株可以去除纯铜、纯铁和铜镍合金等材料。由于氧化亚铁硫杆菌T-9菌株是中温、好氧、嗜酸、专性无机化能自养菌,可以将亚铁离子氧化成高铁离子以及将其它低价无机硫化物氧化成硫酸和硫酸盐,可掩膜控制去除区域,达到去除的目的。目前,这方面的进展还只限于实验室的原理探索,只采用了少数种类的微生物对少数金属进行了试验,对零部件的实际应用尚在探索之中。另外,还可以开发自生长成形工艺,即在制造过程中模仿生物外形结构的生长过程,使零件结构最外层各处开头随其应力值与理想状态的差距作自适应伸缩直到满意状态为止。

3 AMT发展趋势

随着全球经济竞争的不断激烈化,AMT的发展在柔性化、自动化、敏捷化、虚拟化等基础上,趋向以下几个发展方向:

(1)网络化

制造业随着经济的全球化也开始步入全球的一体化。从采购、设计到制造加工,再到销售,已不再局限于某个企业、某个集团或是某个国家。地域的分散性,必将给企业的经营和管理带来诸多不便,随之而来的是制造成本的增加。随着网络通讯技术的迅速发展和普及,企业可以通过制造的网络化,有效组织管理分散在各地的制造资源。另外,制造企业也可以基于网络实现世界范围内的动态联盟。这些都属于虚拟市场,基于信息化与虚拟化技术的进一步延伸。

(2)集成化

制造业已不再局限于先进的制造加工技术,而应是集机械、电子、光学、信息、材料、能源、环境、现代管理等最新成就为一体的新兴技术。各个专业、学科间应不断渗透、交叉、融合,使技术趋于系统化、集成化。同时,为了更大限度的实现信息资源共享与优化,企业内部及企业之间也应该实现集成化。

(3)绿色化

大批量的生产模式是以消耗资源为代价的,而由此造成的资源枯竭和环境污染等问题已向人们敲响了警钟。最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物,是当前全球环境问题的治本之道,也是制造业探索更清洁、更优良的制造模式的重要方向,即通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。

(4)极端化

“极”是前沿科技发展的焦点,即在高温、高压、高湿、强腐蚀等条件下工作的,或有高硬度、大弹性要求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄的制造技术或产品。

(5)智能化

智能化是先进制造技术自动化的深度延伸。随着计算机技术的不断发展,制造业不紧要实现物资流控制的传统体力劳动自动化,还应信息流控制的脑力劳动的自动化,从而实现在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。致力于设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化、绿色化。

4 结语

当今世界各国的竞争,主要是先进制造技术的竞争。美国现在正推行以微电子带动的第三次产业革命,重点就是发展先进制造技术。世界各国都在致力于设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化、绿色化。

9. 谈谈大学生怎样适应与迎接新一轮科技革命和产业革命的到来

围绕提高人力资本积累,以信息人才、数字人才、智能人才等为重点,突出“高精尖缺”导向,加快推进人才发展体制和政策创新,构建有国际竞争力的人才制度优势。一是加快技能型人才培养。前瞻性地把握新科技产业发展对劳动力的需求,完善职业教育和培训体系,深化产教融合、校企合作,促进职业教育和高等教育融合协调发展,培养出适应一线实践领域的技术人才。

强化高端创新人才培育。改革院校创新型人才培养模式、优化学科结构、推动科教融合、改革人才评价方式,引导推动人才培养链与产业链、创新链的有机衔接。组织实施一批重点人才工程、重大科技任务和攻关项目,在创新实践中着力发现、培养、集聚一批战略科学家、科技领军人才和企业家人才。

(9)如何应对新一轮技术革命扩展阅读:

注意事项:

承认新一轮科技革命包含众多技术和产业领域,但认为某个领域带有根本性和主导性,这个领域的技术突破与产业革命很大程度决定新一轮革命的整体进展。中国学者王志刚认为,新一代人工智能是新一轮科技革命和产业变革的核心力量,也是引领未来的战略性技术。

从理论到实践,当前新一轮科技革命正蓬勃兴起,以新一代信息技术、人工智能为引领,生物技术、新能源技术、新材料技术等多领域技术相互渗透融合,重大颠覆性创新不时出现。随着新一轮科技革命实现突破,世界经济面临的供给侧约束将得到根本缓解,有望进入工业革命以来第六轮长周期的上升阶段。

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