導(dǎo)語：如何才能寫好一篇汽車制造工藝的意義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：汽車制造；車身制造；工藝技術(shù)

汽車車身制造在汽車制造過程中占有主導(dǎo)地位，隨著人們對汽車質(zhì)量的要求的多樣化，無論是在能量節(jié)約、材料耗損，還是在外型美觀等方面，車身制造都有很大的潛力。在激烈的競爭中，只有汽車的車身質(zhì)量提高了，才能在市場中立于不敗之地，這就需要先進的制造技術(shù)的支撐。

一、汽車車身制造技術(shù)的特點

1.實用性

汽車車身制造技術(shù)首先要滿足人們的需求，依據(jù)汽車車身的自身需求而不斷發(fā)展的技術(shù)，具有很強的實用性。在這一方面來說，汽車車身制造不能盲目的只尋求技術(shù)的更新，更應(yīng)該注重實際效果。扎實穩(wěn)定的實際效果，能夠提高企業(yè)綜合效益，提升企業(yè)競爭力。

2.系統(tǒng)性

在汽車車身制造中，對信息的處理（生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整），以及在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)流和能量流的控制，都需要有先進的制造技術(shù)，這些技術(shù)是一項系統(tǒng)的工程，涉及了產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、生產(chǎn)設(shè)備、銷售、售后等多個方面。

3.集成性

隨著技術(shù)的不斷提高，先進技術(shù)的不斷應(yīng)用，學(xué)科界限已經(jīng)逐漸消失或者淡化，多種專業(yè)的融合，多學(xué)科的交叉，車身制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成一種融合了電子、機械、材料、信息、管理等多種技術(shù)的交叉技術(shù)，具備一定的集成性，也就是常說的現(xiàn)代制造工程。

二、汽車車身制造技術(shù)的組成內(nèi)容

1.沖壓

在汽車的整個車身，是由許多沖壓件通過焊接再進行涂裝而成的，沖壓工藝在其中所體現(xiàn)的重要性是不可或缺的，同時也是整個車身制造工序的第一步。而沖壓工藝裝備中最主要的有模具和沖壓機床。當(dāng)前，用于沖壓成形的大型沖壓機床，主要向柔性生產(chǎn)大型壓力機生產(chǎn)線和大型多工位壓力機兩個方向發(fā)展。模具是一種成形裝備，主要用在壓力加工過程中，金屬材料向成品、半成品變形。在沖壓工藝中，幾乎無論哪一個工序首先都是沖壓成形，之后是沖孔、切邊和翻邊等工序。而這過程中所用到工件，每一件都有一個模具，只有這些模具的質(zhì)量過硬，才能制造出高質(zhì)量的工件，才能為車身，乃至整車的質(zhì)量打下堅定的基礎(chǔ)。

2.焊接

在汽車車身制造過程中，所用到的焊接工藝主要包括電弧焊和電阻焊兩種焊接工藝。電弧焊工藝根據(jù)氣體保護的不同，分為金屬極惰性氣保護電弧焊、CO2氣體保護電弧焊、鎢極惰性氣保護電弧焊、金屬極活性氣體保護電弧焊等等。電阻焊工藝主要包括了電阻縫焊、電阻點焊、電阻閃光對焊和電阻凸焊。車身焊接工藝主要通過采用先進的焊接工藝，將各個部件、白車身總成等進行焊接或拼接。車身制造是汽車制造中高新技術(shù)應(yīng)用集中地，主要體現(xiàn)在汽車車身焊接生產(chǎn)線的構(gòu)成上，是由大量的焊接機器人和計算機控制的自動化焊接焊接設(shè)備組成。

3.涂裝

由于汽車車身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變，人們對裝飾性要求的提高，車身涂裝工藝相應(yīng)的也是非常的復(fù)雜。通過涂裝，提高汽車的防腐蝕功能，提高汽車的美觀度。隨著高質(zhì)量要求的不斷出現(xiàn)，環(huán)保意識的不斷深入，對排放的要求也越來越高，為了減少涂裝公害、降低涂裝成本的，整體改造了涂裝車間，推動涂裝工藝向二次電泳工藝和一體化涂裝工藝方向轉(zhuǎn)變。

4.總裝工藝

汽車總裝是汽車制造中的最后一個環(huán)節(jié)，也是汽車制造過程中的關(guān)鍵所在，裝配質(zhì)量直接影響著汽車的行駛可靠性和使用壽命。汽車在進行裝配之前，必須對所有要裝配的總成進行試驗，并進行嚴格的檢查，各項都符合使用要求，都沒有任何問題的情況下才可以進行總裝。在裝配生產(chǎn)中，只有應(yīng)用先進的生產(chǎn)方式，先進的管理體系，才能夠適應(yīng)不斷發(fā)展的市場，提高總裝質(zhì)量，保障企業(yè)在市場中的競爭地位。

三、車身制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著汽車市場需求的多樣化，人們對汽車功能的要求也越來越高，為了適應(yīng)市場需求，在市場中立于不敗之地，汽車車身制造技術(shù)也在向虛擬化、智能化、數(shù)字化和綠色化發(fā)展。

虛擬化，縮短了新技術(shù)的研發(fā)周期，促進了企業(yè)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，為敏捷制造奠定了基礎(chǔ)，促進了產(chǎn)品的更新?lián)Q代；智能化中的大量工業(yè)機器人的應(yīng)用，能夠進行更復(fù)雜的操作，對工作環(huán)境沒有要求，工藝過程穩(wěn)定，工藝質(zhì)量高；數(shù)字化已經(jīng)是汽車車身制造技術(shù)的核心，也是制造信息化的核心；綠色化使企業(yè)在生產(chǎn)過程中不忘環(huán)境保護，而且成為企業(yè)的長期發(fā)展，乃至生存具有戰(zhàn)略性意義。

總之，在日益激烈的世界市場中，我國從汽車制造大國向汽車制造強國發(fā)展，需要先進的制造技術(shù)進行支持，因此，我們要加強先進技術(shù)的研發(fā)，結(jié)合我國國情，建立產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟，團結(jié)一致，共同發(fā)奮。

參考文獻：

[1]許瑞麟，朱品朝，于成哉，熊萬里.汽車車身焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電焊機，2011，40（5）：1-18.

篇2

（1.煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司，山東 煙臺 265500；2.山東貝格建筑設(shè)計有限公司，山東 煙臺 264000）

摘要：通過對常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)和水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)在工藝生產(chǎn)中應(yīng)用的分析，指出水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)在工藝生產(chǎn)中應(yīng)用的優(yōu)勢，并介紹了水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運行策略，證明水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)在一些具有較大消防水池的企業(yè)中使用的可行性。

關(guān)鍵詞 ：螺桿式電制冷機組；運行策略；自動控制；節(jié)能

0 引言

水蓄冷既可降低夏季空調(diào)系統(tǒng)用電對電網(wǎng)高峰負荷的沖擊，又可降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用，且其初期投資較冰蓄冷系統(tǒng)低，所以在國外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在國內(nèi)南方和少數(shù)寒冷地區(qū)也在一些項目中得到了應(yīng)用，并取得了很好的經(jīng)濟效益。

1 項目介紹

1.1 項目所在地能源供應(yīng)情況

1.1.1 市政熱網(wǎng)

該地區(qū)市政熱網(wǎng)系統(tǒng)沒有完善，缺乏蒸汽和熱水。

1.1.2 電力供應(yīng)及非居民用電情況

該地區(qū)電力供應(yīng)基本充足，非居民用電實行峰谷電價政策，具體電價如表1所示。

1.2 項目負荷情況及特點

1.2.1 空調(diào)負荷

該生產(chǎn)線最大需冷量2 500 kW，常年（四季）常規(guī)需冷量250 kW，夏季常規(guī)需冷量1 850 kW，需冷量均為24 h需冷，晝夜無差異。

1.2.2 冷媒參數(shù)

空調(diào)冷凍水供回水溫度7～12 ℃，蓄冷水溫度5 ℃。

2 冷源方案可行性分析

2.1 可供選擇的冷源方案

2.1.1 電制冷+水蓄冷系統(tǒng)方案（方案A）

該方案在此項目中初投資方面比常規(guī)電制冷方案多，而運行費用遠低于常規(guī)制冷方案。

2.1.2 常規(guī)制冷供冷方案（方案B）

該方案空調(diào)系統(tǒng)簡單，設(shè)備維護方便，初投資少。

2.2 方案A與方案B的經(jīng)濟分析比較

2.2.1 設(shè)備選型及一次投資估算

2.2.1.1 方案A

（1）運行策略：

根據(jù)項目所在地區(qū)的氣候特點和汽車配件制造公司要求，4月—10月空調(diào)負荷為1850kW，余下月份空調(diào)負荷為250kW，生產(chǎn)工藝全天24 h運行，負荷無差異。運行策略滿足：

1）谷電時一臺668 kW螺桿式冷水機組滿載蓄冷，直至達到蓄冷總量要求，兩臺962 kW螺桿式冷水機組正常工作，滿足工藝生產(chǎn)需要；

2）尖峰時使用蓄冷設(shè)備供冷，使運行最經(jīng)濟，起到削峰填谷的作用；

3）峰電時使用兩臺962kW螺桿式冷水機組供冷，同時盡量讓制冷機連續(xù)且在高負載下運行，以達到較高的制冷性能系數(shù)，減少頻繁啟停及長期低載造成的制冷機和水泵等附屬設(shè)備的磨損。

（2）系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

（3）設(shè)備選型及主要設(shè)備一次投資概算如表2所示。

2.2.1.2 方案B

（1）運行策略：

選用一臺668 kW螺桿式冷水機組和兩臺962 kW螺桿式冷水機組持續(xù)為工藝生產(chǎn)供冷。

（2）系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

圖2 方案B系統(tǒng)原理圖

（3）設(shè)備選型及主要設(shè)備一次投資概算如表2所示。

2.2.2 運行能耗及費用估算

2.2.2.1 方案A

（1）4月—10月運行費用分析如表3所示。

4月—10月中該地區(qū)室外空調(diào)計算干球溫度為32.4 ℃，在實際運行過程中有50 780 h（4月—10月共計51 360 h）室外干球溫度低于32.4 ℃，特別是室外干球溫度低于25 ℃（含25 ℃）的小時數(shù)占到了4月—10月小時數(shù)的67.815%（共計34 830 h）。受室外氣溫和工廠生產(chǎn)影響，在整個空調(diào)運行過程中空調(diào)系統(tǒng)長時間處于中低負荷狀態(tài)，故在水泵受變頻器調(diào)節(jié)、冷卻塔變頻調(diào)節(jié)以及主機自控檢測水溫加減載等因素影響下，整個制冷站機房內(nèi)運行費用會在以上計算費用的基礎(chǔ)上減少20%左右，4月—10月的運行費用估算為：7 584.314元/天×214天（日歷日）×80%≈129.843 4萬元。

11月—次年3月運行費用分析如表4所示。

在11月—次年3月空調(diào)系統(tǒng)運行費用：1 322.06元/天×151天（日歷日）≈19.96萬元。

（2）運行費用總結(jié)：

根據(jù)汽車配件制造公司提供的運行數(shù)據(jù)，由于整個空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中有運行時間差和汽車配件制造公司無法提供系統(tǒng)運行時間表等問題，上述方案運行費用是按全年無休天數(shù)計算。同時，汽車配件制造公司未能提供空調(diào)負荷為2500kW時具體的運行時間和運行方案，故在上述估算中運行費用的基礎(chǔ)上乘以1.1的運行費用系數(shù)（該系數(shù)為估算系數(shù)，可能與實際運行有差別）。

水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)一年運行費用為：（129.84＋19.96）×1.1=164.78萬元。

2.2.2.2 方案B

（1）方案B中4月—10月運行費用分析如表5所示。

采用普通制冷方式一天的運行費用為7990.66元。在4月—10月空調(diào)系統(tǒng)的運行費用估算為7990.66元/天×214天（日歷日）≈171.00萬元。

方案B中11月—次年3月運行費用分析如表6所示。

采用普通制冷方式一天的運行費用為1 619.71元。在11月—次年3月空調(diào)系統(tǒng)的運行費用估算為1 619.71元/天×151≈24.45萬元。

（2）運行費用總結(jié)：

因與水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)相同的原因，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的年運行費用在上述估算中運行費用的基礎(chǔ)上乘以1.1的運行費用系數(shù)（該系數(shù)為估算系數(shù)，可能與實際運行有差別）。

常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)一年運行費用為：（171.00+24.45）×1.1≈214.99萬元。

3 綜合比較分析

由上述計算可得出一年水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省運行費用214.99-164.78=50.21萬元。則水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的投資回收期為：

投資回收期=水蓄冷多投入費用÷節(jié)省運行費用=64.00÷50.21≈1.27年

影響該項目投資回收期的主要原因是客戶需要在24h內(nèi)不間斷供冷且蓄冷溫度為5℃，同時受工藝生產(chǎn)影響沒有夜間停產(chǎn)蓄冷的情況，這就造成在設(shè)備裝機容量上需要額外增加機組以滿足蓄冷需求。普通寫字樓、辦公樓或商場由于使用功能的影響，在夜間可以使用制冷機組進行蓄冷，無形之中就相對減少了機組的裝機容量，這樣在節(jié)省運行費用和初投資上就有很大的空間，投資回收期會有較大的縮短，一般在0.5～1年。

4 結(jié)語

從以上分析中，雖然項目全天24h不間斷供冷，但根據(jù)數(shù)據(jù)比較可以明顯看出，采用水蓄冷系統(tǒng)的方案從運行費用及對國家電網(wǎng)削峰填谷的作用上看優(yōu)勢明顯。

當(dāng)然，蓄冷系統(tǒng)還存在著一些問題，比如蓄冷水池的維護、自控系統(tǒng)的具體運行是否適合工藝生產(chǎn)需求等都需要進一步的討論和研究，待業(yè)主工藝生產(chǎn)達到滿負荷情況下進一步檢測系統(tǒng)的合理性和穩(wěn)定性。綜合以上分析，總體來看，水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷方案在一些項目中還是有較大的適用性，例如實行峰谷電價地區(qū)具有較大消防水池的企業(yè)、辦公樓等。

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參考文獻]

[1] 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]吳燕，曹偉生，陳建新.長春一汽技術(shù)中心研發(fā)基地大型制冷站技術(shù)探討[C]//中國勘察設(shè)計協(xié)會建筑環(huán)境與設(shè)備分會第4屆全國建筑環(huán)境與設(shè)備技術(shù)交流大會文集，2011.

[3]中國氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系.中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

篇3

關(guān)鍵詞：汽車生產(chǎn)；焊接技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：O434文獻標(biāo)識碼： A

焊接技術(shù)作為生產(chǎn)汽車的必要技術(shù)，其存在很多的優(yōu)勢，同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面材料在新的時代已經(jīng)產(chǎn)生了一些變化，實現(xiàn)了從黑色金屬向有色金屬的過渡，實現(xiàn)了從金屬材料向非金屬材料的過渡，材料的結(jié)構(gòu)和功能也發(fā)生了一些變化，實現(xiàn)了從多維性材料向低維性材料的過渡。現(xiàn)在單一的材料已經(jīng)不常見了，復(fù)合材料的應(yīng)用在增多，新材料應(yīng)用于汽車制造業(yè)必然對焊接技術(shù)提出了更高的要求。本文對焊接新技術(shù)進行分析，闡述焊接技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用。

一、改革開放后引進的先進焊接技術(shù)

20 世紀80 年代末，一汽在CA141生產(chǎn)線上采用了兩臺點焊機器人，一臺為聯(lián)邦德國KUKA公司生產(chǎn)，一臺由廣州機床所生產(chǎn)，用于焊接駕駛室頂蓋和前后風(fēng)窗。通過這兩臺機器人的使用，人們看到了焊接機器人生產(chǎn)的優(yōu)點及應(yīng)用前景，但由于投資及產(chǎn)品本身的原因，還不能大規(guī)模的使用機器人代替人工生產(chǎn)。80 年代后期上海大眾率先與國外合資生產(chǎn)轎車，雖然其焊接工藝方法與國外當(dāng)時的汽車焊接技術(shù)水平相差甚遠，但其大工業(yè)化生產(chǎn)轎車的焊接裝配、物流的理念與技術(shù)給了我們很大的啟示，并且有了一個讓我們深入了解國外先進焊裝技術(shù)的“窗口”，使我們有了現(xiàn)代化轎車生產(chǎn)對總成尺寸精度、零件表面狀態(tài)、生產(chǎn)車間環(huán)境要求的全新概念。

20 世紀90年代初，一汽與德國大眾合資建設(shè)現(xiàn)代化的轎車生產(chǎn)基地，其焊裝線雖然是國外的二手設(shè)備，但其投入使用后的自動化程度、物流方式讓許多從事汽車焊接技術(shù)的人耳目一新，對現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線有了新的理解和認識。隨后，二汽在其載貨車、輕型車項目中都引進了國外的焊接機器人，其中還有一條無人焊接線，人們切實體會到了機器人焊接技術(shù)不僅僅是減少了操作者的數(shù)量和勞動強度，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求也是必不可少的?？梢哉f，20 世紀90年代以來的技術(shù)引進及生產(chǎn)設(shè)備、工藝裝備的引進使汽車行業(yè)實現(xiàn)了轎車生產(chǎn)的規(guī)?；鸩?，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)起到了重要作用。但這一結(jié)果對國內(nèi)的焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家造成了很大沖擊，國內(nèi)廠家主要在載貨車生產(chǎn)線及轎車配套裝備和單工位焊機方面做了一些工作。

二、焊接技術(shù)在轎車生產(chǎn)中的應(yīng)用

在汽車的生產(chǎn)過程中，人們運用電阻焊接的方法，這種方法運用電學(xué)、傳熱學(xué)和冶金學(xué)等多門學(xué)科，因此，要想使焊接質(zhì)量提高，就必須對電學(xué)的相關(guān)因素進行控制。電阻焊接工藝是在制定參數(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，現(xiàn)在隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，實現(xiàn)了數(shù)值模擬技術(shù)，計算機實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的篩選工作，人們在車間就不用再花費大量的時間來篩選數(shù)據(jù)，節(jié)約了大的人力、物力和財力，提高了汽車制造商的經(jīng)濟效益。尤其是在近幾年來汽車制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，在汽車車身的薄板結(jié)構(gòu)的裝配過程中，使用電阻焊接的方法，采用鋁合金等新的復(fù)合材料，增強了焊接的性能。

三、汽車焊接工藝的應(yīng)用領(lǐng)域分析

在汽車領(lǐng)域中，由于越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用，使得汽車生活更加豐富。對于我國而言，隨著汽車保有量的不斷增加，汽車后市場出現(xiàn)了井噴的狀態(tài)。在汽車后市場中，汽車的維修與保養(yǎng)占據(jù)著非常重要的地位，也讓汽車的服務(wù)產(chǎn)業(yè)有了較大的發(fā)展。對于汽車的焊接工藝而言，最早是應(yīng)用于汽車的車身焊接。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展以及車身制造工藝的發(fā)展，汽車車身開始使用模具制作，從而降低了因為焊接而造成的車身問題。那么，對于現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)而言，汽車的焊接工藝主要應(yīng)用于的領(lǐng)域。

第一，在汽車的維修領(lǐng)域中有非常廣泛的應(yīng)用；汽車維修屬于汽車后市場領(lǐng)域，由于汽車駕駛的過程中，難免會出現(xiàn)碰撞的現(xiàn)象，從而造成了汽車車身或者是相關(guān)配件的損壞。因此，在這種情況下，就可以使用汽車的焊接工藝，將損壞的部分采用焊接的方式，從而進行汽車的維修工藝。

第二，人們對于汽車的裝飾和改裝越來越感興趣。雖然在汽車檢測的過程中，對于擅自改裝會進行處罰，但是有車一族們?nèi)匀粺嶂杂趯τ谄嚨母难b和裝飾。其中，對于汽車尾翼的安裝非常常見。汽車安裝尾翼以后，就顯得非常運動動感，有一種非常霸氣的感覺。因此，為了讓汽車的外觀更加個性鮮明，需要對汽車的外觀進行相關(guān)的改裝，從而實現(xiàn)車主所需要的效果。而對于尾翼的加裝而言，就一定要采用焊接技術(shù)，從而使得汽車的尾翼牢固堅實。因為安裝尾翼還是存在一定的風(fēng)險的，當(dāng)車速達到一定程度的時候，就需要保證汽車的尾翼的穩(wěn)定性。

第三，對于汽車的車身配件的焊接工藝；汽車在使用的過程中，經(jīng)常需要在配件方面進行焊接，此外對于在配件之間的結(jié)合方面，也需要在適當(dāng)?shù)那闆r下使用汽車焊接技術(shù)。因此，對于汽車的焊接工藝而言，主要在車身焊接、汽車改裝以及汽車配件之間主要進行應(yīng)用。

四、自動焊接技術(shù)的特征

自動焊鉗是由鉗身、電極、加壓器和安裝板等組成。電極直接應(yīng)用于導(dǎo)電，形成焊接點，并可以發(fā)揮良好的散熱效果，根據(jù)焊接的位置和周圍工件形狀的差異，電極可以制作成彎形、直形和帽形，在進行焊接時，電極帽和電極桿要頻繁地與零件接觸，要承受焊接時帶來的壓力，因此，電極帽和電極桿容易發(fā)生變形和磨損，因此，需要經(jīng)常更換電極帽和電極桿。為了在焊接過程中節(jié)約材料，要將電極進行分離式設(shè)計，將電極的夾頭和電極帽分開設(shè)計，夾頭和電極帽用椎體進行連接，這樣容易被磨損的電極桿就可以設(shè)計成能互換的通用件，這樣就提高了焊鉗的使用效率。

自動焊鉗有氣壓和油壓兩種加壓動力源，氣壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特別簡易，且可靠性比較高，系統(tǒng)的反應(yīng)速度快，系統(tǒng)的使用效率高，因此，氣動加壓的方法被汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用。氣缸應(yīng)該確保焊接時有充足的焊接壓力，它的大小應(yīng)當(dāng)根據(jù)焊接部位的沖壓件沒有壓痕為標(biāo)準(zhǔn)，同時要確保焊接的牢固，在對薄板進行焊接時，壓力一般在3000-5000N，為了保障氣缸的外形尺寸比較合理，一般在焊接時采用活塞增壓氣缸。在電極臂內(nèi)應(yīng)該設(shè)置冷卻水管，是焊鉗在工作時可以行使冷卻水循環(huán)的通路，確保電極具有良好的冷卻設(shè)施。安裝板是自動焊接技術(shù)與運動機構(gòu)的結(jié)合體，整個焊接過程是通過安裝板的連接實現(xiàn)各點的連接的。安裝板與焊鉗之間的位置要根據(jù)焊接的要求來設(shè)定，在實際情況下，一定要保障

自動焊鉗與機械裝置之間是絕緣的，通過使用絕緣套和絕緣墊片來實現(xiàn)兩者的絕緣。

五、車身自動焊接技術(shù)分析

自動焊鉗通過安裝板與運動機構(gòu)連接，采用機械裝置的驅(qū)動力來完成“原位―到位―焊接―移位―再焊接―回位”的操作，完成每個位置的焊接后，可以將自動焊鉗看作三自由度的機器人，這樣可以高效地對工件進行定位，同時又能提高焊接的效率，減少人力耗損。

（一）運動形式。自動焊鉗在車身的焊接工作中可以確定焊接點，也可以采用自動焊鉗進行多個焊接點的連接，自動焊鉗按照基座的運動形式可以分為固定式焊接、旋轉(zhuǎn)式焊接和移動式焊接。

在焊接的過程中，自動焊鉗的電極的閉合位置的確定應(yīng)該根據(jù)工件數(shù)模的原理來確定，電極的方向必須與焊接處的工件面成垂直狀態(tài)，與焊接夾具的工作原理相同，自動焊鉗在不工作的時候，應(yīng)該將工件取出。進行焊接時，可以按照固定的支架將自動焊鉗與焊臺連接，在實際的操作中常常避開與工件的干涉，將自動焊鉗移動。自動焊鉗在氣缸的驅(qū)動中進旋轉(zhuǎn)，這種措施比較簡單、可靠，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于汽車制造中。

（二）自動焊接系統(tǒng)。自動焊接系統(tǒng)是由自動焊鉗、焊鉗變壓器、時間調(diào)節(jié)裝置和二次回路構(gòu)成的，焊接的變壓器與整流器可以為焊接工作提供電力資源，一臺焊接變壓器只能給一把焊鉗提供電源。時間調(diào)節(jié)器將焊接電流的頻率改變，起到調(diào)節(jié)焊接時間的作用。二次回路實現(xiàn)了焊接變壓器與自動焊鉗的鏈接，使之形成焊接的二次回路，二次回路是由銅電極和二次電纜組成，銅電極和焊鉗的運行狀態(tài)是由行程開關(guān)控制的，形成開關(guān)對銅電極的運行狀態(tài)檢測后將檢測信號發(fā)送到主控制系統(tǒng)，協(xié)調(diào)焊鉗的運行，整個焊鉗在主控制系統(tǒng)的控制下實現(xiàn)自動的焊接。驅(qū)動氣缸為焊鉗提供驅(qū)動力，速度的調(diào)整采用的是出口節(jié)流的方式，保證焊鉗具有較大的啟動速度，可以平穩(wěn)地運行，焊鉗具有較強的緩沖能力。加壓氣缸為自動焊鉗提供了加壓力。焊鉗的壓力與焊點處部件的厚度密切相關(guān)，因此，要對減壓閥進行控制，從而對進氣壓力進行調(diào)節(jié)。

六、現(xiàn)代科技在汽車焊接工藝中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，汽車焊接工藝中也不斷的引入了現(xiàn)代的科技技術(shù)。其中最為重要的就是計算機技術(shù)，計算機的單片機遠程通信技術(shù)以及3Dmax 等技術(shù)開始不斷應(yīng)用到汽車的焊接工藝中。由于人工焊接技術(shù)容易在焊接的過程中出現(xiàn)失誤，無法實現(xiàn)循跡操作，從而造成焊接的不完美。因此，采用計算機單片機技術(shù)，可以進行程序編譯，將需要焊接的部分利用3Dmax 進行仿真，從而保證在焊接的過程中，其能夠?qū)崿F(xiàn)完美的循跡焊接，降低了焊接過程中出現(xiàn)的失誤。此外，在焊接的工藝方面，又引入了一些工藝以及化工技術(shù)。傳統(tǒng)的高溫焊接技術(shù)，不僅僅容易造成傷害，更是對操作人員有一定的影響。因此，使用現(xiàn)在的氬弧焊焊接技術(shù)，雖然溫度更高，但是焊接的質(zhì)量有所提高。對于焊接的接口以及焊面的平整度，都有了顯著的提高。因此，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，促進了多個行業(yè)工藝的提升。對于汽車的焊接工藝而言，引入計算機技術(shù)并且實現(xiàn)真正的智能化以及自動化焊接，從而讓焊接工藝更加安全方便，有效的提升焊接的效率，保證在焊接的過程中，達到質(zhì)量的提升以及客戶的滿意提升?？傊?，要充分適應(yīng)時代的發(fā)展，讓更多的現(xiàn)代科技不斷的應(yīng)用到汽車的焊接工藝之中，從而保證其在不斷的發(fā)展過程中，符合現(xiàn)有時代的發(fā)展理念，滿足客戶不斷提升的硬性要求，實現(xiàn)現(xiàn)代化的汽車焊接工藝。

激光焊接過程檢測原理示意圖

七、焊接技術(shù)在汽車制造業(yè)中應(yīng)用的趨勢

現(xiàn)在，機器人焊接技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)，汽車的底盤、導(dǎo)軌和座椅的框架都需要焊接技術(shù)。自動化柔性生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使機器人焊接技術(shù)集靈活性和自動化于一體，實現(xiàn)了焊接生產(chǎn)線的自動化。機器人焊接技術(shù)安裝了焊鉗存儲庫，焊接工人可以根據(jù)焊接的不同位置從存儲庫中自行選擇合適的焊鉗，傳輸設(shè)施已經(jīng)實現(xiàn)了無人駕駛的柔性化更好的感應(yīng)型導(dǎo)向車。隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展，汽車車身的焊接技術(shù)也實現(xiàn)了自動化發(fā)展，現(xiàn)代化的管理方法與先進的焊接技術(shù)的統(tǒng)一，對汽車制造業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。

八、未來汽車工業(yè)發(fā)展對焊接技術(shù)的需求

汽車技術(shù)向著節(jié)能、安全、環(huán)保的方向發(fā)展，凡是對汽車的動力性、經(jīng)濟性、可靠性、耐久性、操縱穩(wěn)定性、安全性、低排放等方面有利的焊接技術(shù)都將有廣泛的應(yīng)用空間。如現(xiàn)在載貨車廠也要達到“2mm工程”的目標(biāo)，轎車車身的生產(chǎn)廠進一步提高了要求。據(jù)相關(guān)人員介紹，車身上600個激光焊點用一個激光頭只需12min就可以全部焊完。激光焊出的車身整體性好，對減振、安全都有利，但設(shè)備投資太大，對零件和維護人員的要求也很高，因此應(yīng)降低成本，提高普及率。原有的工藝技術(shù)水平也有待于進一步提高，如很多汽車零件中對摩擦焊都有相位要求，國內(nèi)相位摩擦焊技術(shù)不過關(guān)，引進國外設(shè)備價格又非常昂貴，并且擔(dān)心維護及改造問題，使得這一工藝的應(yīng)用受到限制。

目前，國內(nèi)的焊接裝備生產(chǎn)廠家綜合技術(shù)實力不足，不具備設(shè)計制造高水平的成套焊裝線的能力。面對汽車行業(yè)的激烈競爭又不允許國內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家用國產(chǎn)的裝備進行試驗，只好成套引進，使得國內(nèi)焊接裝備生產(chǎn)廠家近年來與國外水平的差距越來越大，一些較大的焊機廠連生存都遇到了問題。國內(nèi)汽車焊接生產(chǎn)水平與國外逐漸接近，而國內(nèi)焊接裝備制造水平與國外差距逐漸加大，這一矛盾目前應(yīng)當(dāng)予以考慮，僅靠國內(nèi)焊機廠自身的力量難以解決。總之，汽車制造技術(shù)的發(fā)展是相當(dāng)快的，為焊接工作者帶來了挑戰(zhàn)與機遇。

結(jié)束語

近年來，國內(nèi)外都比較重視焊接技術(shù)的發(fā)展和改善，焊接技術(shù)的發(fā)展對提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，提高制造業(yè)生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)過程中成本的消耗具有深遠的意義。焊劑技術(shù)作為汽車制造業(yè)不可或缺的加工技術(shù)，在迅猛發(fā)展的同時也受到了信息化巨浪的沖擊。我國為了促進汽車制造業(yè)的進一步發(fā)展，應(yīng)該將計算機技術(shù)與焊接技術(shù)統(tǒng)一，改進對焊接程序的編制，減少現(xiàn)場調(diào)試的時間，通過計算機技術(shù)高效而準(zhǔn)確地獲取焊接的信息，以此來提高我國汽車制造業(yè)的水平，使汽車制造業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益有所提高。

參考文獻

[1]王磊,張春暉,劉海松. 汽車生產(chǎn)中的焊接技術(shù)研究[J]. 硅谷,2014,（14）.

[2]袁綺聲, 苗振. 汽車制造中的焊接技術(shù)[J]. 電焊機,1994,（03）.

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關(guān)鍵詞：汽車；生產(chǎn)；制造管理；質(zhì)量管理

中圖分類號： F253 文獻標(biāo)識碼： A

引言：一個汽車產(chǎn)品的好與壞主要取決于其生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和波動性，汽車生產(chǎn)質(zhì)量控制好快直接體現(xiàn)著設(shè)計者的初衷，還影響著汽車在面市之后的銷量，是產(chǎn)品質(zhì)量形成的關(guān)鍵步驟。一個汽車在生產(chǎn)組裝完畢之后，其質(zhì)量就已固定，我們再進行抽檢的目的僅是界定次此批產(chǎn)品質(zhì)量水準(zhǔn)如何，但是其設(shè)計及工藝缺陷是不會變化的，會在儲存、運輸以及使用中不斷暴露出來，所以可以確切的說汽車的質(zhì)量主要是由制造過程質(zhì)量控制好壞決定的。本文將簡要介紹汽車制造質(zhì)量管理基礎(chǔ)及系統(tǒng)模式。

一、 汽車制造質(zhì)量管理基礎(chǔ)

1、 汽車制造過程工藝介紹

汽車在制造過程中主要有四大工藝，即沖壓工藝、焊接工藝、涂裝工藝以及總裝工藝。沖壓工藝，主要內(nèi)容是汽車車身的加工，如車頂、外包圍和車門等的加工，是汽車制造工藝的第一道工序；焊接工藝，主要進行門蓋以及車身的焊接加工，如頂蓋總成焊接、左右側(cè)總成焊接、門蓋總成焊接下車身總成焊接等工段；涂裝工藝，主要是對車身表面進行噴漆，包括前處理、打磨、底涂、上膠、噴涂等工段，它直接體現(xiàn)著汽車的外觀質(zhì)量；總裝工藝，主要是將汽車零部件裝配成整車，并對汽車的性能進行檢測，是汽車制造的最后一個工藝環(huán)節(jié)，也是汽車質(zhì)量形成的最后階段。

2、 汽車制造質(zhì)量控制特點

汽車的生產(chǎn)工藝特征決定了它有屬于自己的獨特的質(zhì)量控制特點，具體在以下幾個方面體現(xiàn)：（1）靈活性。汽車生產(chǎn)規(guī)模大，流程復(fù)雜，這也直接導(dǎo)致汽車質(zhì)量控制的繁瑣。所以，要想對汽車產(chǎn)品的質(zhì)量進行全面控制，就必須建立靈活的質(zhì)量控制模式，滿足不同生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理需要。（2）穩(wěn)定性。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，汽車生產(chǎn)線必須按照節(jié)奏連續(xù)進行，因此質(zhì)量控制系統(tǒng)對故障的反應(yīng)要快，對于某些情況必須做到可預(yù)測或者確定，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。（3）集成性。汽車在生產(chǎn)過程中工位分散，各種分析儀信息記錄儀等都分布在不同的網(wǎng)絡(luò)站點上，這就需要系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€站點信息進行集中控制[3]。（4）決策智能性。隨著IT技術(shù)的不斷發(fā)展，信息處理能力也愈發(fā)強大，可以利用生產(chǎn)過程中保留下來數(shù)據(jù)信息，再結(jié)合工作人員的經(jīng)驗，構(gòu)建汽車生產(chǎn)過程質(zhì)量控制決策哭，提高汽車質(zhì)量控制管理的決策水平。

二、制造業(yè)質(zhì)量控制理念的發(fā)展

我國制造企業(yè)的生產(chǎn)模式，是在20世紀50年代學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，基本與單一品種（少品種）大批量生產(chǎn)方式相適應(yīng)。近年來，我國制造企業(yè)開始面臨多樣化市場需求環(huán)境，面對新形勢，我國制造企業(yè)應(yīng)更新觀念，積極采用先進的生產(chǎn)方式。

1.促進制度化建設(shè)

文件化是質(zhì)量體系建立的一個重要特征，自主研發(fā)機構(gòu)依據(jù)ISO9001標(biāo)準(zhǔn)建立質(zhì)量體系文件，為企業(yè)制度化建設(shè)打下重要基礎(chǔ)，使得與汽車研發(fā)機構(gòu)相關(guān)的各項質(zhì)量工作更加程序化和規(guī)范化，最大可能地提高工作效率和節(jié)省資源。

2.提高產(chǎn)品質(zhì)量

建立ISO9001質(zhì)量管理體系可以在提高工作效率和降低浪費的情況下，逐步降低研發(fā)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，進而提升自主研發(fā)機構(gòu)的競爭能力。產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提高，對消費者利益是一種最有效的保護，也增加消費者（采購商）選購合格產(chǎn)品的可信程度。

3.提升企業(yè)形象和競爭力

通過質(zhì)量管理體系的認證，向外界表明了自主研發(fā)機構(gòu)的質(zhì)量態(tài)度和保證能力，能大大提高社會形象，提升競爭地位。同時，貫徹和有效實施質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)為國際經(jīng)濟技術(shù)合作提供了國際通用的共同語言和準(zhǔn)則，已成為參與國內(nèi)外貿(mào)易，增強競爭能力的有力武器。

4.提高人員質(zhì)量意識

在建立和運行質(zhì)量管理體系過程中，通過對員工開展各種類型的質(zhì)量理論和標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，有助于員工提高質(zhì)量意識、服務(wù)意識和顧客意識。

三、質(zhì)量工作和安全工作的共同點

第一，意識問題。要提高產(chǎn)品質(zhì)量，搞好安全生產(chǎn)，首要的任務(wù)就是提高職工特別是管理者的質(zhì)量意識和安全意識。

第二，都具有全員性的特點。全面質(zhì)量管理的一個基本要求就是全員性，也就是人人關(guān)心產(chǎn)品質(zhì)量，全員參與質(zhì)量管理。安全工作的全員性也是一樣。所謂安全，首先是人的安全，每個職工都存在安全問題，只有全員參與，安全才有保障。由于某個人的失誤引發(fā)一場事故的案例并不少見。

第三，都需要領(lǐng)導(dǎo)重視。ISO9000：2000規(guī)定的質(zhì)量管理八項原則第二項就是“領(lǐng)導(dǎo)作用”。安全也一樣，領(lǐng)導(dǎo)不重視，不抓落實，是最大的安全隱患。

第四，對組織都具有生死興衰的作用。質(zhì)量是組織的生命，對組織的作用和意義很明白。但相當(dāng)多的組織卻沒有將安全當(dāng)作組織的生命。為了趕進度，為了“節(jié)約”成本，違規(guī)生產(chǎn)，違規(guī)操作，往往是造成安全事故的根本原因。由于發(fā)生安全事故造成企業(yè)停產(chǎn)、破產(chǎn)和被政府強行關(guān)閉的并不少。

第五，都必須從技術(shù)和管理兩個方面下功夫。在一個技術(shù)落后、管理混亂的組織，質(zhì)量上不去，安全出問題，正如一臺年久失修的機器一樣，既不能保證質(zhì)量，也不能保證安全，可以說是必然的事。

第六，都強調(diào)按規(guī)章制度辦事。違反規(guī)章制度，違反操作規(guī)程，不僅可能引發(fā)質(zhì)量問題，而且可能引發(fā)安全事故。因此，質(zhì)量工作和安全工作都必須用規(guī)章制度來進行管理。質(zhì)量管理中的標(biāo)準(zhǔn)化與安全管理中的各種規(guī)章制度是一個道理。

第七，都面臨著事故處理問題。不管是質(zhì)量還是安全問題，都可能造成嚴重后果。處理質(zhì)量事故和安全事故，都必須堅持“四不放過”的原則。不管是質(zhì)量事故還是安全事故，嚴重的都可能觸犯刑律，都可能被追究刑事責(zé)任

四、研發(fā)質(zhì)量的策劃

研發(fā)質(zhì)量的策劃即PDCA環(huán)中的P部分（計劃部分）、包括質(zhì)量目標(biāo)及規(guī)劃和策略。研發(fā)質(zhì)量的目標(biāo)不是一成不變的，所以研發(fā)質(zhì)量管理也需要符合公司和部門的長遠發(fā)展。研發(fā)質(zhì)量的長期規(guī)劃，為研發(fā)質(zhì)量的遠景設(shè)定目標(biāo)和方向，并保證所有的業(yè)務(wù)部門都符合公司級別質(zhì)量管理要求。研發(fā)質(zhì)量的短期策略，就是將長期規(guī)劃變成每年的實施。

其具體具體做法，是經(jīng)由研發(fā)質(zhì)量管理部門與業(yè)務(wù)部門質(zhì)量管理角色討論，年度制訂未來幾年的研發(fā)質(zhì)量路線圖。需要考慮的主要包括如下五大部分：一是研發(fā)質(zhì)量組織。為了確保研發(fā)質(zhì)量信息的高效共享，并建立有針對性的質(zhì)量能力規(guī)劃。由研發(fā)質(zhì)量管理部門組織，建立并維護跨全業(yè)務(wù)部門的研發(fā)質(zhì)量組織結(jié)構(gòu)，并需要規(guī)劃質(zhì)量角色的能力矩陣、質(zhì)量保證團隊及一些質(zhì)量工具團隊等。二是研發(fā)流程。研發(fā)流程的規(guī)劃包括研發(fā)流程及其體系的規(guī)劃，根據(jù)市場需求，公司不斷有新產(chǎn)品的產(chǎn)生，何時采用怎樣的研發(fā)流程體系？是借用現(xiàn)有的流程還是建立符合自己業(yè)務(wù)模式的流程？由于法律法規(guī)不斷的推陳出新，所以研發(fā)流程也要做調(diào)整。三是研發(fā)技術(shù)。每個業(yè)務(wù)部門要考慮研發(fā)技術(shù)的提升規(guī)劃和策略，包括基于技術(shù)能力建設(shè)要求的新技術(shù)，以及針對售后投訴問題的技術(shù)升級等。四是研發(fā)質(zhì)量能力建設(shè)。流程、制度，最終需要人來操作，人的業(yè)務(wù)技能，職業(yè)素養(yǎng)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。所以 ，還需要考慮業(yè)務(wù)部門自身研發(fā)能力的建設(shè)，包括領(lǐng)導(dǎo)和員工的能力建設(shè)。五是質(zhì)量工具、質(zhì)量保證。

在產(chǎn)品開發(fā)過程中，員工會碰到這樣和那樣的質(zhì)量問題，需要借助有效的工具來進行系統(tǒng)化的分析，尋找問題的根本原因并解決問題。在解決問題的同時，為了預(yù)防問題的再次發(fā)生，會定義和實施長期預(yù)防措施；在質(zhì)量管理控制階段，針對由熱點矩陣發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)性的質(zhì)量薄弱點，就必須定義和實施長期的解決方案。

通過研究質(zhì)量工作和安全工作的共同點，一方面可以加強質(zhì)量管理部門和安全監(jiān)督部門的協(xié)同合作，另一方面又為雙方互相借鑒創(chuàng)造了前提條件。

結(jié)語：“質(zhì)量是設(shè)計出來的”，作為研發(fā)部門，質(zhì)量管理尤為重要。公司應(yīng)根據(jù)自身情況，培養(yǎng)既懂研發(fā)也懂質(zhì)量管理的人員，結(jié)合質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)如IS0/S16949及相關(guān)體系如CMMI制定適合研發(fā)部門的質(zhì)量管理體系，并保證有效的監(jiān)管執(zhí)行，這樣研發(fā)質(zhì)量才有保障。

參考文獻：

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創(chuàng)建本土研發(fā)新模式，初步實現(xiàn)中國汽車自主開發(fā)

1997年，通用汽車和上海汽車工業(yè)（集團）總公司合資成立了中國首家汽車技術(shù)研發(fā)中心――泛亞汽車技術(shù)中心。泛亞汽車技術(shù)中心注冊資本5000萬美元，通用汽車和上汽集團各占50％；2004年，雙方再次對泛亞汽車技術(shù)中心增資約21億元人民幣，進一步加快了它的發(fā)展。

泛亞汽車技術(shù)中心是中國實力最雄厚的汽車技術(shù)研發(fā)中心，也是中國首家中外合資的汽車研發(fā)中心，它開創(chuàng)了中國合資企業(yè)在引進技術(shù)的同時，引進技術(shù)研發(fā)中心的先河。泛亞汽車技術(shù)中心一舉打破了在華汽車合資企業(yè)連換螺絲釘都要得到外方批準(zhǔn)的尷尬局面，并對提升中國汽車工業(yè)核心競爭力、形成轎車整車自主開發(fā)能力和設(shè)計能力、初步實現(xiàn)中國汽車的自主開發(fā)等方面均起到了積極的推動作用，為中國汽車工業(yè)的大發(fā)展做出了卓越貢獻。

1999年，在成立了才兩年的泛亞汽車技術(shù)中心，第一輛由中國設(shè)計師設(shè)計的概念車――“麒麟”便誕生了，這是根據(jù)中國顧客需求，由中國人設(shè)計，在中國制造，面向中國市場的第一輛自主開發(fā)的概念車。中國人第一次試探著完成了從市場調(diào)查到自主設(shè)計出概念車的過程，在中國汽車設(shè)計史上樹立了一座重要的里程碑，從此，中國汽車工業(yè)初步具備了自主開發(fā)能力。接著，泛亞汽車技術(shù)中心又完成了別克電子商務(wù)概念車、“鳳凰”燃料電池概念車、“鯤鵬”微型概念車的設(shè)計開發(fā)工作，引起了業(yè)界的極大關(guān)注。

而上海通用汽車別克君威系列轎車的推出，正式宣告了中國汽車整車制造能力的初步形成。別克君威轎車是在通用汽車的Regal平臺上，以中方為主開發(fā)的新車型，充分利用了通用汽車系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)計信息和數(shù)據(jù)庫，充分行使了產(chǎn)品權(quán)，進行工藝設(shè)備技術(shù)的自主開發(fā)，使新產(chǎn)品的整車性能和質(zhì)量高于北美同類產(chǎn)品水平。新產(chǎn)品開發(fā)周期從造型凍結(jié)到投產(chǎn)18個月，達到了通用汽車全球整車開發(fā)的先進水平，初步形成了轎車整車自主開發(fā)能力。值得一提的是，由上海通用汽車和泛亞汽車技術(shù)中心完成開發(fā)的別克君威系列轎車獲得了2004年中國汽車工業(yè)科技進步一等獎的驕人榮譽。

除了泛亞汽車技術(shù)中心外，通用汽車在中國還積極探索和國內(nèi)高校之間的合作模式，并逐步建立了上海交通大學(xué)車身制造衛(wèi)星實驗室、上海交通大學(xué)動力總成技術(shù)研究所、上海交通大學(xué)PACE中心、清華大學(xué)技術(shù)研究院、通用汽車-中國研究機構(gòu)材料與摩擦學(xué)合作研究聯(lián)合體、上海同濟大學(xué)PACE中心等多家頗有知名度的汽車研究機構(gòu)。這些汽車研究機構(gòu)在某些相關(guān)技術(shù)的研究上，已經(jīng)取得了相當(dāng)多的成就，例如上海交通大學(xué)車身制造衛(wèi)星實驗室在2毫米工程、尺寸分析系統(tǒng)的建立和完善、沖壓及國產(chǎn)化技術(shù)、車身制造工藝及設(shè)計、車身制造技術(shù)創(chuàng)新性研究等課題的研究上均獲得了巨大的成果。

推進產(chǎn)學(xué)研合作步伐，共同研發(fā)汽車新技術(shù)

目前，通用汽車和包括26個高校以及7個國家重點實驗室在內(nèi)的48個合作伙伴開展了183個項目合作，項目投入總額高達6000多萬元人民幣，展開了深入而廣泛的技術(shù)合作，夯實了中國汽車技術(shù)研究基礎(chǔ)。引人注目的是，共有7個院士領(lǐng)導(dǎo)的45個教授、200多位科學(xué)家參與到了這些項目中來，大大提升了這些項目的實施效果。目前，共有17項國際專利、100多篇專業(yè)論文從中誕生，同時也產(chǎn)生了3項國家科技進步獎和10項省部級獎。

汽車材料鎂合金的研發(fā)達到世界先進水平。通過與上海交通大學(xué)4年合作、5個合作項目的實施、6個通用汽車專家的參與，研制成功的新型鎂合金，能夠滿足汽車鎂合金壓鑄生產(chǎn)工藝的要求，已經(jīng)達到了國際先進水平，形成了具有中國特色的鎂合金研制開發(fā)技術(shù)路線。因此，鎂合金及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)獲得2003年國家科技進步獎二等獎。

轎車車身制造質(zhì)量控制技術(shù)接近世界先進水平。2000年，通用汽車與上海交通大學(xué)合作成立了車身制造衛(wèi)星實驗室，并和上海通用、泛亞汽車技術(shù)中心等進行了10項合作項目，使別克轎車減少車身制造誤差35%，提高通過率10%；上海通用汽車制造的所有轎車，在尺寸偏差控制方面接近于2毫米的世界先進水平。因此，轎車車身制造質(zhì)量控制技術(shù)榮獲國家科技進步獎二等獎。

另外，在汽車新能源技術(shù)的研發(fā)中，通用汽車在中國也取得了令人矚目的重大成果。2001年，中國第一輛燃料電池概念車――“鳳凰”由泛亞汽車技術(shù)中心設(shè)計開發(fā)成功，這個項目獲得了中美兩國政府官員的高度稱贊。同時，通用汽車還攜手上汽集團，把當(dāng)時公司最先進的氫動三號電池燃料車引入到了中國，共同舉行了這款高科技概念車的前期示范運行 ；并投資數(shù)百萬美元，邀請來自北美、歐洲的技術(shù)專家參與，共同開展燃料電池前期商業(yè)化示范項目，推動新能源汽車在中國的發(fā)展。

引進開發(fā)新技術(shù)，促進汽車零部件產(chǎn)業(yè)升級

通用汽車為中國市場引進了比其他任何一家汽車生產(chǎn)廠商更為全面的產(chǎn)品組合，包括別克、雪佛蘭、凱迪拉克、薩博、歐寶、五菱六大品牌在內(nèi)，其產(chǎn)品系列涵蓋了中高檔轎車、多功能旅行車、緊湊型轎車、休閑旅行車、SUV和微型車等各個細分市場。

豐富的產(chǎn)品線和巨大的產(chǎn)銷量，使零部件供應(yīng)商的品質(zhì)顯得尤其重要，為此，通用汽車通過各種合作渠道，積極扶持零部件供應(yīng)商的發(fā)展。公司消化引進先進的汽車零部件制造技術(shù)，共涉及國內(nèi)數(shù)百家汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)，從而直接推動了中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)的升級以及中國汽車行業(yè)的技術(shù)進步，促進了中國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。這些先進的技術(shù)包括：轎車液力變矩器的研發(fā)并形成有自主知識產(chǎn)權(quán)的制造技術(shù)、汽缸蓋鑄造新工藝以及汽車鋁活塞鑄件模具CAD/CAE/CAM技術(shù)開發(fā)等。

上海離合器總廠在未引進技術(shù)情況下，和吉林大學(xué)、上海交通大學(xué)聯(lián)合，開發(fā)了別克轎車液力變矩器，屬于自主知識產(chǎn)權(quán)的高科技含量的制造技術(shù)，建成了國內(nèi)第一條年產(chǎn)10萬套的批量生產(chǎn)線，結(jié)束了中國不能批量生產(chǎn)轎車液力變矩器的歷史。2000年，通過了通用汽車的正式認證，批量用于上海通用汽車別克轎車，獲得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。別克轎車液力變矩器項目獲得2001年中國汽車工業(yè)科技進步一等獎，液力變矩器焊接關(guān)鍵裝備及其相關(guān)技術(shù)獲得2001年中國汽車工業(yè)科技進步二等獎和2001年上海市科技進步一等獎。

上海皮爾博格有色零部件有限公司為別克系列轎車及商務(wù)車的發(fā)動機國產(chǎn)化開發(fā)的新工藝，使得鑄件的綜合合格率達到96％以上，通用汽車對新工藝進行了認證并為上海通用汽車進行配套，應(yīng)用汽缸蓋鑄造新工藝效果良好。別克轎車V6汽缸蓋鑄造新工藝獲得了2004年中國汽車工業(yè)科技進步二等獎。

上海科爾本施密特活塞有限公司與上海交通大學(xué)使用國際先進的CAD/ CAE/CAM軟件，以上?？茽柋臼┟芴鼗钊邢薰旧a(chǎn)的活塞鑄件模具為對象開發(fā)的鑄件模具CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，使得中國活塞鑄件生產(chǎn)技術(shù)提高到一個新水平，成功地為上海通用汽車主機廠配套。汽車鋁活塞鑄件模具CAD/CAE/CAM技術(shù)開發(fā)獲得了2002年中國汽車工業(yè)科技進步二等獎。

培養(yǎng)本土力量，構(gòu)筑中國汽車人才高地

通用汽車通過支持人才培養(yǎng)機構(gòu)完善以及創(chuàng)立科技人才獎勵基金，為中國汽車工業(yè)營造了良好的人才培養(yǎng)基礎(chǔ)和氛圍。同時，也為公司在華業(yè)務(wù)的快速發(fā)展提供了充足的人才儲備支持。

在支持汽車人才培養(yǎng)機構(gòu)的完善過程中，通用汽車主導(dǎo)的教育推進伙伴計劃（PACE）在交通大學(xué)和同濟大學(xué)的先后實施，無疑將對中國汽車行業(yè)的人才培養(yǎng)產(chǎn)生最重大的深遠影響。教育推進伙伴計劃（PACE）由通用汽車于1999年主導(dǎo)發(fā)起，是一項旨在將汽車產(chǎn)品生命周期管理（PLM）融入全球具有戰(zhàn)略意義的高等院校的教學(xué)課程中，從而為未來工程師們提供必需的教育與實踐經(jīng)驗的教育推進計劃。

此計劃已經(jīng)在美國、加拿大、墨西哥與39所高校開展合作，總捐贈價值逾60億美元。此前，在2002年6月，通用汽車等企業(yè)已在上海交通大學(xué)設(shè)立了亞太地區(qū)第一所“教育推進伙伴計劃（PACE）”中心。該中心成立五年來，已經(jīng)為中國汽車產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)了超過5000名優(yōu)秀的汽車專業(yè)人才。

同濟大學(xué)是進入該計劃的全球第40所院校，也是迄今為止在整個亞太地區(qū)捐贈額度最大的一所院校。通用汽車今年5月份向同濟大學(xué)提供的教育軟硬件和培訓(xùn)總價值超過4.7億美元，包括超過700套UGS產(chǎn)品生命周期管理軟件和50臺工作站等硬件設(shè)備，以及通用汽車提供的先進技術(shù)培訓(xùn)。通過該計劃提供的軟硬件及相關(guān)培訓(xùn)，學(xué)生們可以在學(xué)校里與在試驗室里的通用汽車工程師使用同樣的軟、硬件進行產(chǎn)品的設(shè)計、制造和檢驗，在畢業(yè)后將能更好地適應(yīng)現(xiàn)實環(huán)境中的挑戰(zhàn)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和加速生產(chǎn)力發(fā)展。

另外，通用汽車在1996年設(shè)立了通用汽車中國科技成就獎，專門用于獎勵推動中國汽車工業(yè)發(fā)展的中青年科學(xué)家和工程技術(shù)人員，并且出資828萬元，用于交通與安全、環(huán)境與健康等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究工作。據(jù)統(tǒng)計，共有 51名國內(nèi)科學(xué)家獲得過此殊榮，而他們中的大部分獲獎人員已經(jīng)成為目前中國學(xué)術(shù)界、工業(yè)界的骨干力量。

篇6

關(guān)鍵詞：鋁合金復(fù)合材料；汽車輕量化；運用

0 引言

汽車輕量化不僅是汽車行業(yè)立足的內(nèi)在需求，更是持續(xù)發(fā)展的必然選擇，因此當(dāng)下越來越多的企業(yè)將目光轉(zhuǎn)移至輕量化研究與創(chuàng)新中，其中鋁合金復(fù)合材料因易加工、質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕等顯著優(yōu)勢已在汽車輕量化中得以廣泛應(yīng)用，相信隨著科技的不斷發(fā)展，鋁合金復(fù)合材料將會有更大的技術(shù)進步和應(yīng)用市場。

1 發(fā)展汽車輕量化的現(xiàn)實意義

汽車的廣泛應(yīng)用既是現(xiàn)代化物流的重要工具，也是公眾追求高品質(zhì)生活的一種體現(xiàn)，而且近年來汽車產(chǎn)量和銷量一直在持續(xù)增加，雖然極大的方便了人們出行，推動了社會經(jīng)濟發(fā)展，但同時也存在一定的負面影響，特別是油耗和環(huán)保問題。而汽車輕量化理念的推廣和實踐，不僅有助于節(jié)約油耗、減少排量、保護環(huán)境，而且對提升汽車行駛性能和安全性能也有所幫助。因為汽車質(zhì)量與油耗關(guān)系密切，若汽車質(zhì)量降低，在節(jié)約油耗的同時也能減少二氧化碳以及氮化物、硫化物等物質(zhì)的排放，可見有利于改善環(huán)境質(zhì)量，而且事實證明，汽車質(zhì)量的減輕還可以減少汽車加速時間，降低動力及其傳動負荷，在較低的牽引負荷狀態(tài)下汽車能夠展現(xiàn)同樣甚至更好的性能[1]。故輕量化是汽車發(fā)展的必然趨勢和現(xiàn)實選擇。

2 鋁合金復(fù)合材料的優(yōu)勢所在

而在汽車輕量化中強調(diào)運用鋁合金復(fù)合材料，與其自身特點有很大關(guān)系。具體而言，鋁合金復(fù)合材料是一種生命力強大的材料，不僅密度低、尺寸穩(wěn)定、強度較高，而且耐磨性好、抗斷抗疲勞，還具有良好的塑性與模量等諸多優(yōu)點。其中鍛造鋁合金材料優(yōu)勢更為突出，即表面光、潔熱鍛不氧化，加工余量小、無缺陷，強大的剛度可與合金鋼相媲美等，經(jīng)高強度熱處理后的鋁鍛件在汽車輕量化中的運用越來越廣泛。如豐田公司曾在發(fā)動機活塞制備中使用鋁合金復(fù)合材料，較之鑄鐵活塞不僅質(zhì)量減輕了5%-10%，還提高了4倍左右的導(dǎo)熱性[2]。雖然如此，但在我國汽車輕量化發(fā)展中，鋁合金復(fù)合材料尚未得到有效推廣，畢竟鋁材成本較高，既需要大量的研發(fā)費用和維修成本，在深沖、彈性模量等部分力學(xué)性能方面還有待改善，致使其使用效果和應(yīng)用范圍難以達到預(yù)期效果。

3 鋁合金復(fù)合材料在汽車輕量化中的運用

3.1 在車身中的運用

在汽車質(zhì)量中車身質(zhì)量約占30% ，而且70%左右的油耗是用于承載車身質(zhì)量的，可見將鋁合金復(fù)合材料運用至汽車車身制造中十分必要，或者說勢在必行。如早在90年代初世界第一輛全鋁車身框架轎車-奧迪A8第1代便誕生了，奧迪公司通過采用ASF車身結(jié)構(gòu)，其以鋁板元件為架構(gòu)支撐，且基于所承擔(dān)的任務(wù)采用不同形狀和橫截面積的元件，在保證低質(zhì)量基礎(chǔ)上獲得最佳功能，具體可從車身構(gòu)造中的A、B、C柱內(nèi)部發(fā)現(xiàn)，不僅減輕了40%左右的質(zhì)量，使得油耗和排放得以大幅降低，而且抗扭轉(zhuǎn)剛度的提高可在一定程度上改變碰撞后的吸能路徑，有助于最大限度的保護乘員，故整車的安全性能得到了明顯改善[3]。發(fā)展至今，奧迪A8整車質(zhì)量和輕量化結(jié)構(gòu)系數(shù)分別達到了250kg和1.5，可以說是汽車輕量化的一大重要成果。

再如Ford?P2000基于沖壓焊接制造的鋁制車身骨架，結(jié)合使用現(xiàn)有鋼板加工工藝，使得自車身質(zhì)量低至135.6kg，整車質(zhì)量和百公里油耗分別減少了32.8%和22.8%，由此可知，鋁合金復(fù)合材料在汽車車身輕量化中的合理運用發(fā)揮了良好的節(jié)能降耗效果，值得進一步研究和推廣。

3.2 在發(fā)動機中的運用

發(fā)動機在汽車質(zhì)量中的比例約為20-30%，顯然運用鋁合金復(fù)合材料意義重大。目前最常見的是缸體缸蓋、活塞、曲軸箱、油底殼以及連桿等部位，在此就活塞和缸體缸蓋作重點分析。隨著汽車制造工藝和性能要求的不斷提高，越來越多的發(fā)動車活塞采用了鑄鋁合金材料，這是因為作往復(fù)運動的活塞需要借助減重降低慣性，達到降低曲軸配重提高工作效率的目的，且要求具有小的熱膨脹系數(shù)和良好的導(dǎo)熱性，并在350℃環(huán)境下能夠發(fā)揮良好的力學(xué)性能，而鑄鋁合金不僅能夠滿足上述要求，而且輕質(zhì)密度低，有助于減少發(fā)動機噪音和振以及油耗，故得以應(yīng)用于活塞及連桿中[4]。再者發(fā)動機缸體缸蓋在導(dǎo)熱性、抗腐蝕性等方面對材料的要求極高，故運用性能優(yōu)良的鋁合金復(fù)合材料也是必然的，當(dāng)下很多國外汽車公司紛紛制備了全鋁型缸體缸蓋，如日產(chǎn)VQ、凌志IMZ-FEV6等型號的發(fā)動機油底殼采用的便是鑄造鋁合金復(fù)合材料，但從樣本機看，與傳統(tǒng)材料相比其質(zhì)量降低了20%左右。

3.3 在底盤中的運用

其實在汽車輕量化實踐過程中，底板系統(tǒng)不僅容易實現(xiàn)，而且潛力較大。對于懸掛系統(tǒng)來說，鋁合金復(fù)合材料是替代鋼鐵的首選材料，如福特公司經(jīng)使用鋁合金制動盤取代原鑄鐵盤，雖然成本有所增加，可是降低了2/3的質(zhì)量，并提高了2倍的使用壽命；Neod Lite 車底盤在運用鋁合金零部件后，使得轉(zhuǎn)向機殼、萬向節(jié)、下控制臂、轉(zhuǎn)向軸以及后制動轂等質(zhì)量均有所降低，顯然符合輕量化要求；此外克爾維特與凱迪拉克等車輛經(jīng)采用鋁合金復(fù)合材料制備的零部件也取得了良好的效果。

3.4 在車輪中的運用

對于汽車車輪質(zhì)量而言，輪轂質(zhì)量占到了70%的比例，試驗表明，如果每減輕1kg的輪轂質(zhì)量，在同樣耗費1L汽油的情況下汽車行使距離可增加800m，或者說在節(jié)約1L油量的情況下，則有2.5kg的碳無法得到排放，所以輪轂輕量化既便于普及，也有著較高的鋁化率和節(jié)能環(huán)保功效。同時運用鋁合金復(fù)合材料的輪轂還可發(fā)揮良好的減震、抗腐蝕、散熱作用，且經(jīng)久耐用、容易制造，對于改善汽車安全性和舒適性意義重大。預(yù)計在日后的發(fā)展中，鋁合金輪轂在我國的需求量會飛速增長，故有著廣闊的發(fā)展空間。

3.5 發(fā)展要點分析

由上可知，在汽車輕量化中的運用鋁合金復(fù)合材料已經(jīng)取得了不小的成績，而且隨著鋁合金復(fù)合材料種類的豐富、生產(chǎn)工藝的進步和綜合性能的提高，其會展現(xiàn)出越來越大的優(yōu)勢和影響。但縱觀我國市場，其尚未得到有效普及，究其原因與高成本有很大關(guān)系。這就要求我們充分認識鋁合金復(fù)合材料作為一種相對成熟的輕量化材料，對于實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、提高汽車安全性能有著至關(guān)重要的影響，而且鋁資源豐富、供應(yīng)充足、回收價值率高，完全能夠適應(yīng)汽車輕量化發(fā)展形勢，因此政府和相關(guān)部門應(yīng)立足長遠視角予以政策鼓勵和科研支持，聯(lián)合汽車行業(yè)成立研發(fā)機構(gòu)，加快鋁合金復(fù)合材料創(chuàng)新和應(yīng)用，注重新合金、新工藝、高性能研發(fā)，并適當(dāng)提高鋁合金性價比，以此推動我國鋁合金復(fù)合材料能夠順利推廣，更好的運用于汽車輕量化發(fā)展之中。

4 結(jié)束語：

總之，無論是站在節(jié)能環(huán)保的視角，還是縱觀汽車行業(yè)的長遠發(fā)展，輕量化已是大勢所趨，不容置疑，而其能否順利達成這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于鋁合金復(fù)合材料的生產(chǎn)技術(shù)。這就要求我們進一步加強材料研究和技術(shù)創(chuàng)新，盡快提升鋁合金復(fù)合材料工藝技術(shù)，以期使其更好的服務(wù)于汽車輕量化發(fā)展。

參考文獻：

[1]鐘奇，施 毅，劉博. 鋁合金在汽車輕量化中的應(yīng)用[J]. 關(guān)注，2015，02：23-24.

[2]尚雪梅，任曉莉. 鋁合金材質(zhì)在汽車輕量化中的應(yīng)用及其成形技術(shù)探析[J]. 科技視界，2014，09：450-451.

篇7

關(guān)鍵詞：機械自動化；水平；提高途徑

現(xiàn)階段，自動化是人們生活中常見的技術(shù)手段，通過機械設(shè)備中對自動化技術(shù)的應(yīng)用，對人們的生活造成巨大影響，即實現(xiàn)產(chǎn)品的自主生產(chǎn)與加工。機械自動化主要以自然、技術(shù)以及經(jīng)驗等為研發(fā)基礎(chǔ)，通過對機械制造技術(shù)的優(yōu)化與升級，以此完成機械設(shè)備的自動化運轉(zhuǎn)。在改革開放以后，機械制造業(yè)的迅速崛起，帶動自動化技術(shù)與水平的提升，但是，與國外發(fā)達國家相對比，國內(nèi)的自動化水平仍然處于落后階段，對此，采取有利的手段，提升機械自動化水平，是目前人們首要關(guān)注的對象。

1 對機械自動化技術(shù)進行分析

1.1 自動化技術(shù)在機械制造行業(yè)中的應(yīng)用價值

基于制造業(yè)快速發(fā)展的背景下，通過產(chǎn)品生產(chǎn)中機械自動化的運用，有效地提升產(chǎn)品生產(chǎn)效果與生產(chǎn)質(zhì)量，從而為機械自動化的發(fā)展帶來有利條件。機械自動化管理工作是當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，利用機械運轉(zhuǎn)的連續(xù)性、均衡性特點，強化機械設(shè)備管理工作的重要性，配以規(guī)范性操作流程，結(jié)合機械設(shè)備定期保養(yǎng)，確保機械設(shè)備運行狀態(tài)良好。機械設(shè)備中對自動化技術(shù)的應(yīng)用，其作用主要有以下幾點：首先，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的總體效率、產(chǎn)量，甚至在改善產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量等方面也具有一定的優(yōu)勢；降低企業(yè)資金投入問題，確保企業(yè)資金周轉(zhuǎn)正常，增加企業(yè)經(jīng)濟效益。其次，實現(xiàn)安全、高效的產(chǎn)業(yè)鏈。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，采用落后的機械設(shè)備與生產(chǎn)技術(shù)，則會出現(xiàn)人員傷亡與設(shè)備事故等多種問題，在較為嚴重的情況下，還會造成環(huán)境污染。由此，在制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，采用安全與凈化的機械制造技術(shù)，能夠改善落后技術(shù)中存在的不足，降低事故發(fā)生幾率。

1.2 機械自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國自動化技術(shù)在應(yīng)用過程中，還存在許多不足之處需要改善，其具體發(fā)展現(xiàn)狀為：第一，缺乏管理力度。受到全球經(jīng)濟一體化的影響，產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展逐漸走向智能化，其實質(zhì)為利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)和自動化技術(shù)的整合，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的高效發(fā)展。而機械自動化技術(shù)運用過程中，為提高產(chǎn)品生產(chǎn)精益求精的價值，采用先進的制造思想，促進高質(zhì)量產(chǎn)品的輸出。但是，在實際的企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，關(guān)于機械自動化技術(shù)的管理工作仍然與發(fā)達國家的差距較大，僅有少數(shù)的大型企業(yè)能夠自主利用機械自動化技術(shù)，卻無法離開實際經(jīng)驗對機械自動化設(shè)備管理的運用。第二，機械自動化水平整體降低?！皩嵺`才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?！庇捎诎l(fā)達國家對機械自動化技術(shù)的應(yīng)用長達數(shù)十年，其不僅擁有豐富地實踐經(jīng)驗，還能根據(jù)自身發(fā)展的需要，對機械自動化技術(shù)進行適當(dāng)?shù)貎?yōu)化與整改，使其滿足時展的需求。但是，我國的機械自動化技術(shù)處于傳統(tǒng)設(shè)計的階段，加之制造工藝的匱乏，難以實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的高效運轉(zhuǎn)。

2 改善機械自動化整體水平的有效途徑

我國想要改善機械自動化整體水平，不僅需要對技術(shù)方面進行充分考慮，而且還應(yīng)結(jié)合我國國情，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目的，根據(jù)機械制造行業(yè)實際發(fā)展現(xiàn)狀，使機械自動化水平得到明顯提高。

2.1 適用性自動技術(shù)

近年來，機械制造行業(yè)的快速發(fā)展，不僅改善了企業(yè)經(jīng)濟效益，而且加大了企業(yè)發(fā)展規(guī)模，但是機械自動化技術(shù)比較薄弱，需要對其進行重點加強。通常來講，機械制造行業(yè)發(fā)展規(guī)模，會對自動化水平帶來直接影響，并在某種程度上是對我國機械制造行業(yè)實力的展現(xiàn)。在我國改革政策不斷深入下，我國科技水平得到明顯提高，加之相關(guān)先進技術(shù)的應(yīng)用，促使機械自動化得到有效改善?？墒呛推渌l(fā)達國家相對而言，我國整體水平還是比較落后，基于此，應(yīng)對機械自動化技術(shù)進行重點強化，以實現(xiàn)企業(yè)、市場要求為發(fā)展目標(biāo)，為提升企業(yè)經(jīng)濟效益奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 對機械設(shè)計方法進行創(chuàng)新

在提高水平的過程中，可以重點對機械設(shè)計相關(guān)技術(shù)進行優(yōu)化，積極對其進行創(chuàng)新，改善機械設(shè)計整體水平。我國制造行業(yè)發(fā)展較晚，所以一直處于落后階段，尤其是機械自動化的發(fā)展，例如：中國汽車制造行業(yè)，因自動化技術(shù)沒有進行充分應(yīng)用，所以對汽車制造行業(yè)的發(fā)展帶來一定阻礙，同時還會降低我國汽車實際銷售量。根據(jù)以上問題，相關(guān)機械設(shè)計人員需要不斷豐富自身設(shè)計知識，借鑒更多先進設(shè)計方法，對傳統(tǒng)設(shè)計進行不斷加強，使自動化技術(shù)充分發(fā)揮自身價值，進而提高機械自動化整體水平。

2.3 節(jié)能型自動化技術(shù)

國內(nèi)目前的經(jīng)濟水平處于持續(xù)上漲的趨勢，但是能源過度消耗問題可謂是有過之無不及，在人口數(shù)量增長的過程中，人均資源持有量正在逐漸下降，為了有效地改善這一問題，應(yīng)在機械自動化技術(shù)運用過程中，注重技術(shù)的節(jié)能減排功能，以最少資金投入換取最大的經(jīng)濟收益。在制造業(yè)中，其企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備選擇中，往往側(cè)重于通用性機械設(shè)備，通過對國外相關(guān)機械設(shè)備研究經(jīng)驗，以自身發(fā)展為切入點，以原有機械設(shè)備為基礎(chǔ)，對機械設(shè)備的自動化運用進行詳細分析。另外，對于企業(yè)而言，應(yīng)不斷地吸引優(yōu)秀人才的加入，通過優(yōu)秀人才創(chuàng)新能力的發(fā)揮，將機械自動化理念運用至產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，從而構(gòu)建以技術(shù)為主，以人為輔的企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)鏈。

2.4 強化網(wǎng)絡(luò)信息的重要性

在機械自動化運用階段，不可盲目追求高效率的自動化技術(shù)，而是應(yīng)從實際發(fā)展的角度出發(fā)，采用低投資、高效率的機械自動化技術(shù)，才是時代與企業(yè)發(fā)展的需要。因此，在信息化高速運轉(zhuǎn)的今天，制造業(yè)應(yīng)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化方向邁進，通過自身運營模式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)。走向網(wǎng)絡(luò)化的制造業(yè)，在產(chǎn)品生產(chǎn)中也逐漸實現(xiàn)多元化的構(gòu)建，例如：產(chǎn)品樣式與圖案、用料與零件構(gòu)造等，利用網(wǎng)絡(luò)的信息化渠道，產(chǎn)品設(shè)計人員能夠真正實現(xiàn)思想與行為上的溝通，從而提升機械自動化水平。除此之外，因為機械制造行業(yè)經(jīng)常受到技術(shù)較差等因素的干擾，所以，在機械自動化水平提高的過程中，可以結(jié)合我國國情，大量生產(chǎn)工藝較為成熟的產(chǎn)品，使自動化技術(shù)得到有效改善，例如：焊接和鍛造等技術(shù)，這些技術(shù)我國可以對其有效運用。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展下，自動化技術(shù)在機械制造行業(yè)中的應(yīng)用逐漸變得廣泛起來，為了提高我國機械自動化整體水平，應(yīng)該傳統(tǒng)機械設(shè)計進行優(yōu)化，將自動化技術(shù)合理應(yīng)用其中，合理引用先進技術(shù)，使機械自動化更具創(chuàng)新性。而在機械自動化水平提高過程中，應(yīng)堅持遵守相關(guān)規(guī)定，結(jié)合我國基本國情，選擇最適合的改善措施，促進我國機械自動化長遠發(fā)展，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

參考文獻

[1]林理強.淺析提高機械設(shè)計自動化水平的有效途徑[J].現(xiàn)代制造，2012（27）：155.

[2]蒲秋宇，胥靚靚.探討提高機械自動化水平的有效途徑[J].電子測試，2014（9）：113-114.

[3]謝非，王維，王麗.探討提高機械自動化水平的有效途徑[J].網(wǎng)友世界?云教育，2014（17）：159.

篇8

一、第三次工業(yè)革命的主要觀點和判斷

（一）第三次工業(yè)革命提出的背景和環(huán)境

第一，在國際金融危機的影響和沖擊下，主要經(jīng)濟體增速明顯下滑，國際貿(mào)易保護抬頭，全球治理結(jié)構(gòu)深刻調(diào)整，世界經(jīng)濟發(fā)展的不確定性和不穩(wěn)定性因素顯著增多，正進入一個新的發(fā)展周期。

第二，支撐第二次工業(yè)革命的石油和其他化石能源正日漸枯竭，那些靠化石燃料驅(qū)動的技術(shù)已陳舊落后，以化石燃料為基礎(chǔ)的整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也運轉(zhuǎn)乏力。根據(jù)經(jīng)濟學(xué)家估計，到本世紀中葉，石油資源將會開采殆盡，屆時其價格升高將不適于大眾化普及應(yīng)用。

第三，由前兩次工業(yè)革命所帶來的二氧化碳過度排放也使得全球氣候變化日漸明顯，生態(tài)災(zāi)難增多，給人類社會的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

第四，世界各國為應(yīng)對國際金融危機沖擊，紛紛加大科技創(chuàng)新投入，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮，新一代信息技術(shù)、新能源、智能制造、新材料等一些重要領(lǐng)域和前沿方向已經(jīng)出現(xiàn)革命性突破的先兆。

基于此，美國著名未來學(xué)家杰里米·里夫金于1994年首次提出了第三次工業(yè)革命的概念，并于2011年出版《第三次工業(yè)革命》的專著，迅速引起了國際上的廣泛關(guān)注。2007年5月，歐盟議會了一份正式文件，宣布第三次工業(yè)革命作為歐盟的長期經(jīng)濟愿景和路線圖。2011年5月，里夫金教授在巴黎第50屆OECD會議上作“第三次工業(yè)革命”的專題報告，有34個成員國的首腦參加。至此，關(guān)于第三次工業(yè)革命的討論在全球范圍內(nèi)快速擴散。

（二）關(guān)于第三次工業(yè)革命的主要觀點

當(dāng)前，國內(nèi)外對于第三次工業(yè)革命特征、內(nèi)涵及影響的主要觀點和判斷有以下幾種：

1、美國未來學(xué)家杰里米·里夫金：“新能源+互聯(lián)網(wǎng)”催生第三次工業(yè)革命美國學(xué)者里夫金最早提出了第三次工業(yè)革命即將來臨的觀點，他的主要判斷如下：

第一，新工業(yè)革命的本質(zhì)在于新通信革命和能源革命的結(jié)合。里夫金認為，每一次工業(yè)革命都是能源與信息的交匯。第一次工業(yè)革命時期（18世紀60年代～19世紀40年代），通信技術(shù)發(fā)生了革命性變化，從手工印刷到蒸汽機動力印刷，后者可以實現(xiàn)低成本大量印制和傳播信息，隨后出現(xiàn)公立學(xué)校，大量識字勞動力，人們利用新的通信系統(tǒng)去管理以煤炭為基礎(chǔ)的新能源系統(tǒng)。第二次工業(yè)革命時期（19世紀70年代～20世紀初），通信與能源再度攜手，表現(xiàn)為集中的電力、電話以及后來的無線電和電視機，可以管理更復(fù)雜的石油管道網(wǎng)、汽車路網(wǎng)，進而為城市文化的興起提供了可能。因此，歷史上新通信技術(shù)與新能源系統(tǒng)的結(jié)合，往往預(yù)示著重大經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時代的來臨。

第二，第三次工業(yè)革命需要五大支柱來支撐。煤炭、石油、天然氣等化石能源的不可持續(xù)性必將導(dǎo)致第二次工業(yè)革命的終結(jié)。第三次工業(yè)革命就是建立在互聯(lián)網(wǎng)和新能源相結(jié)合基礎(chǔ)之上的一次革命。在“新能源+互聯(lián)網(wǎng)”的支撐下，每個家庭、每個建筑不再是單純的能源消費者，而是能夠參與能源生產(chǎn)，甚至能夠輸出能源。并將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構(gòu)成的全球運輸模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構(gòu)成的交通運輸網(wǎng)。具體來說，第三次工業(yè)革命由五大支柱構(gòu)成，分別是：

1 向可再生能源轉(zhuǎn)型；

2 以建筑為單位的小型電站；

3 擴展到所有基礎(chǔ)設(shè)施上的能源生產(chǎn)和儲存；

4 充電式交通系統(tǒng)從互動式電網(wǎng)中獲取電能；

5 能源互聯(lián)網(wǎng)。

里夫金還認為，這五個支柱如果分別孤立地存在，是毫無意義的，只有互相配合，相互聯(lián)系，建立起一個集成的基礎(chǔ)系統(tǒng)，才有意義。

第三，第三次工業(yè)革命將給人類社會帶來深刻變革?！靶履茉?互聯(lián)網(wǎng)”并不等同于智能電網(wǎng)。因為智能電網(wǎng)僅是電網(wǎng)管理模式上的革新，解決不了化石能源日益稀缺、開發(fā)利用低效的根本問題?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相結(jié)合，能夠在能源開采、配送、利用上從石油世紀的集中式變?yōu)橹悄芑稚⑹?，將全球的電網(wǎng)變成能源共享網(wǎng)絡(luò)，最終會讓我們的商業(yè)模式、社會模式乃至地緣政治發(fā)生翻天覆地的變化。比如，以化石燃料為基礎(chǔ)的第一和第二次工業(yè)革命要求大規(guī)模的中央集權(quán)、自上而下的組織結(jié)構(gòu)；第三次工業(yè)革命則是一種以節(jié)點組織式的、水平分布式的、網(wǎng)絡(luò)擴散式的合作型商業(yè)實踐，原有的縱向權(quán)力等級結(jié)構(gòu)正向扁平化方向發(fā)展。又如，在第一次和第二次工業(yè)革命中，形成了基于石化燃料的地緣政治世界，地球被看作一個容器（資源庫），充滿著支撐經(jīng)濟活動的各種有用資源；新工業(yè)革命發(fā)生后，能源體系從石化燃料向分布式的可再生能源的轉(zhuǎn)變，將按照生態(tài)思想的方式重新界定國際政治關(guān)系。再如，新能源與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合還帶來了分享協(xié)作機制，隨著3D打印等先進制造技術(shù)的日趨成熟，每個人都可以成為生產(chǎn)者，改變了制造、營銷、運輸、物流和服務(wù)。同時，里夫金還認為，前兩次工業(yè)革命都花了40～50年時間，第三次工業(yè)革命應(yīng)該更快，因為通信系統(tǒng)已經(jīng)就緒，從上世紀70年末期到現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)存在、發(fā)展很久了；但可再生能源落后了很多。美國卡特總統(tǒng)的時候由于石油禁運才開始談可再生能源。德國如果按現(xiàn)在的速度發(fā)展，會輕松地在2030年左右準(zhǔn)備好五大支柱。

2、英國《經(jīng)濟學(xué)家》雜志：制造業(yè)數(shù)字化引領(lǐng)第三次工業(yè)革命浪潮今年以來。英國《經(jīng)濟學(xué)家》雜志連續(xù)刊出了一系列關(guān)于“第三次工業(yè)革命”的文章，主要觀點是：制造業(yè)數(shù)字化將引領(lǐng)第三次工業(yè)革命浪潮。

第一，為什么說新工業(yè)革命就是第三次工業(yè)革命？《經(jīng)濟學(xué)人》的劃分標(biāo)準(zhǔn)：第一次工業(yè)革命是在18世紀后半葉，以英國紡織機械化為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命。我們通常說是蒸汽機，其實蒸汽機最后真正變得工業(yè)化是用在紡織機上，然后才引起了一系列的變化。第二次工業(yè)革命，是以福特汽車工廠在20世紀初，采用大規(guī)模流水線生產(chǎn)為標(biāo)志。這兩次工業(yè)革命都改變了社會，改變了歷史，也改變了各國的形態(tài)。第三次工業(yè)革命，就是以3D打印機為標(biāo)志的工業(yè)革命。

第二，制造業(yè)數(shù)字化將是一場波及全球的產(chǎn)業(yè)革命。制造業(yè)的數(shù)字化進程正從5個方面向前推進：一是更聰明的計算機軟件。如，通過虛擬技術(shù)，可以在電腦上對產(chǎn)品進行檢測并開發(fā)新功能，類似的軟件同樣可以應(yīng)用于規(guī)劃廠房的布局和為生產(chǎn)機器編程。二是新材料的出現(xiàn)。如碳纖維已被廣泛應(yīng)用于山地自行車、釣魚竿、航空器和越來越多的汽車之上。三是更靈巧的機器人。今天的工業(yè)機器人，就是像曾經(jīng)的大型計算機；下一代機器人就如同現(xiàn)在的個人電腦，將非常適用于中小型企業(yè)。四是基于網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)服務(wù)商。通過互聯(lián)網(wǎng)，一家歐洲公司可以從另一家位于美國的公司那里獲得設(shè)計圖紙和樣品，并在中國找到一家加工企業(yè)。五是新的制造方法。如傳統(tǒng)制造模式是集中式、追求規(guī)模經(jīng)濟的“減式制造”，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的浪費；而3D打印技術(shù)可以一層一層地將產(chǎn)品“堆砌”出來，是便于分散化、低成本的“增式制造”，材料沒有損失。

第三，“中國制造”的崛起可能被第三次工業(yè)革命所終結(jié)。新工業(yè)革命帶來的影響將是顛覆性的，如同紡織廠消滅了手工織布技術(shù)，福特“T”轎車讓傳統(tǒng)手工鐵匠下崗。第三次工業(yè)革命不僅影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，還將影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)地點。隨著生產(chǎn)成本快速上升和勞動力短缺的出現(xiàn)，傳統(tǒng)制造業(yè)將大批轉(zhuǎn)移到像越南、孟加拉國、印度這樣的國家，而更新更高端的產(chǎn)品，由于有新的數(shù)字化制造革命，又會回到發(fā)達國家。因此，第三次工業(yè)革命對中國這樣的制造業(yè)大國來說有著相當(dāng)大的負面影響。

3、中國學(xué)者：數(shù)字化、智能化

制造成為新工業(yè)革命的靈魂國內(nèi)學(xué)者普遍認為，智能軟件、新材料、機器人、新制造方法的不斷成熟與廣泛應(yīng)用，有力地推動了智能制造技術(shù)的快速突破，將產(chǎn)生足以改變?nèi)祟惤?jīng)濟社會進程的巨大力量，第三次工業(yè)革命即將到來。主要觀點有：

第一，中國科學(xué)院院長白春禮：新的工業(yè)革命可能使工業(yè)生產(chǎn)方式將從大規(guī)模生產(chǎn)向個性化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。今年7月，白春禮接受《經(jīng)濟參考報》專訪時提出，當(dāng)前信息、量子、生物等領(lǐng)域發(fā)生的一些革命性突破，將深刻改變?nèi)祟惖氖澜缬^、認識論和方法論，成為新科技革命和“新工業(yè)革命”的科學(xué)基礎(chǔ)和知識源泉。新的工業(yè)革命，可能使生產(chǎn)過程將更關(guān)注個性化定制，消費者將在更大程度上參與設(shè)計和制造過程，甚至成為生產(chǎn)過程的一個重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)方式將從大規(guī)模生產(chǎn)向個性化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，制造商、供應(yīng)鏈的地理格局將發(fā)生根本改變。

第二，中國工程院院長周濟：數(shù)字化、智能化是新工業(yè)革命的核心技術(shù)。周濟認為，“數(shù)字化、智能化技術(shù)是產(chǎn)品創(chuàng)新和制造技術(shù)創(chuàng)新的共性性能技術(shù)，它深刻變革了制造業(yè)生產(chǎn)模式產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是新工業(yè)革命的核心技術(shù)?！?/p>

第三，國務(wù)院發(fā)展研究中心馮飛：第三次工業(yè)革命的一個特點，就是就地化生產(chǎn)。馮飛提出，第三次工業(yè)革命的一個特點，就是就地化生產(chǎn)。比如說數(shù)字化制造所帶來的便利，貼近消費市場是非常重要的因素，可能會有一些企業(yè)回流到市場范圍大、市場需求多層次比較突出的一些地區(qū)。

第四，中國社科院工經(jīng)所呂鐵：第三次工業(yè)革命的主題是制造業(yè)“數(shù)字化”和“大規(guī)模定制”。呂鐵認為，第三次工業(yè)革命的主題是制造業(yè)“數(shù)字化”和“大規(guī)模定制”。在第三次工業(yè)革命浪潮中，終端產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢來源不再是同質(zhì)產(chǎn)品的低價格競爭，而是通過更靈活、更經(jīng)濟的新制造裝備生產(chǎn)更具個性化的、更高附加值的產(chǎn)品。

第五，微軟公司全球副總裁張亞勤：信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學(xué)的發(fā)展，是新一輪工業(yè)革命的靈魂。張亞勤認為，信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學(xué)的發(fā)展，是新一輪工業(yè)革命的靈魂。利用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)，將會推動生產(chǎn)制造可以突破時間和空間的限制，進而推動人類社會的生產(chǎn)方式、生活方式和社會管理方式加快向智能化轉(zhuǎn)型。

第六，也有部分學(xué)者對第三次工業(yè)革命持否定態(tài)度。比如，國務(wù)院發(fā)展研究中心的王俊峰提出，所謂第三次工業(yè)革命，應(yīng)該僅僅是一些學(xué)者的提法，技術(shù)發(fā)展不是單單靠政府的刺激、支持就可以達成的，需要長期的技術(shù)積累，有自己的生命周期。又如，北京工商大學(xué)的陳及認為，第三次工業(yè)革命即將到來的說法是一個噱頭。一些高端技術(shù)的突破還遙遙無期，無論從目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還是從新能源的發(fā)展來看，時機都不成熟；只靠一兩項技術(shù)完不成第三次工業(yè)革命。

（三）我們的初步認識

1、第三次工業(yè)革命浪潮的到來還需要一個較長的過程，既不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產(chǎn)方式和發(fā)展模式

首先，第三次工業(yè)革命在重點領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用上存在明顯局限性。目前，新能源、3D打印、智能制造等引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的代表領(lǐng)域，受技術(shù)、材料、成本、經(jīng)驗、規(guī)模經(jīng)濟等因素制約較多，應(yīng)用范圍和應(yīng)用程度都還較為有限。在現(xiàn)有技術(shù)水平、發(fā)展模式和競爭格局下，各國都不會完全拋開現(xiàn)有成熟的能源供應(yīng)體系和使用方式，而采用技術(shù)成熟度不高、配套設(shè)施不健全，并且沒有得到驗證過的能源供應(yīng)和使用模式。同時，受地緣政治、技術(shù)突破等因素制約，全球或區(qū)域大一統(tǒng)的能源供求格局難以在短時間內(nèi)形成。根據(jù)有關(guān)資料，3D打印技術(shù)的發(fā)明已有10余年歷史，最先應(yīng)用于快速制作概念產(chǎn)品的模型以評估其外形與擬合情況，目前仍因制造速度、材料強度等問題而難以推廣。

其次，新一輪工業(yè)革命將會是個較長的過程，不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產(chǎn)方式和發(fā)展模式。歷史經(jīng)驗表明，每一項技術(shù)從科學(xué)原理到技術(shù)發(fā)明再到廣泛應(yīng)用都需要經(jīng)歷一次較長的轉(zhuǎn)化周期（見表1），每一次工業(yè)革命的形成更不會是一蹴而就的。日本早在1989年就提出了智能制造計劃，我國在1993年也設(shè)立了“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)的研究”重點項目，但時至今日智能制造技術(shù)仍不成熟。因此，新一輪工業(yè)革命的來臨將會需要一個較長的過程，在相當(dāng)長一個時期內(nèi)新一輪工業(yè)革命催生的新生產(chǎn)方式和發(fā)展模式也不可能完全替代既有的生產(chǎn)方式和發(fā)展模式。

2、信息網(wǎng)絡(luò)是第三次工業(yè)革命的重要內(nèi)容，多項關(guān)鍵技術(shù)交叉融合成為新一輪工業(yè)革命的顯著特征。從主要支撐來看，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是第三次工業(yè)革命的核心。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域正在孕育新一輪的技術(shù)革命，新一代信息網(wǎng)絡(luò)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、系統(tǒng)級芯片等新技術(shù)、新應(yīng)用極有可能推動整個工業(yè)實現(xiàn)新的飛躍。信息網(wǎng)絡(luò)對其他產(chǎn)業(yè)有極強的滲透作用和倍增作用，會帶動互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、文化創(chuàng)意等多個產(chǎn)業(yè)強勁增長，創(chuàng)造新的商業(yè)模式。信息網(wǎng)絡(luò)還可以通過與其他產(chǎn)業(yè)的融合，催生移動互聯(lián)網(wǎng)等一些新的產(chǎn)業(yè)增長點和數(shù)字內(nèi)容服務(wù)等新興業(yè)態(tài)。在里夫金構(gòu)建的以能源互聯(lián)網(wǎng)為支撐的第三次工業(yè)革命中，就是通過信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與能源技術(shù)的深度融合，使太陽能發(fā)電、大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)實現(xiàn)突破。信息網(wǎng)絡(luò)革命是新一輪工業(yè)革命的骨架和靈魂，成為推動“第三次工業(yè)革命”的關(guān)鍵所在。

從主要特征來看，多個領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)交叉融合不斷催生出新的技術(shù)創(chuàng)新成果。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)、能源技術(shù)、材料技術(shù)的匯聚融合速度越來越快，帶來新的技術(shù)變革。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)、材料技術(shù)的有機結(jié)合，使3D打印成為現(xiàn)實，使大規(guī)模定制和簡單設(shè)計成為可能，有望改變傳統(tǒng)制造業(yè)形態(tài)。制造技術(shù)與材料技術(shù)相互促進，精密加工、機械電子、數(shù)控裝備等尖端領(lǐng)域不斷突破，推動高端裝備制造技術(shù)的不斷發(fā)展。高性能碳纖復(fù)合材料的新發(fā)展，將引發(fā)航空工業(yè)從設(shè)計理念、物流供應(yīng)鏈、維修服務(wù)到制造的革命性變革。

3、每一次工業(yè)革命都將為后發(fā)國家成功實現(xiàn)“趕超”打開“機會窗口”，加強技術(shù)積累和前瞻部署是把握第三次工業(yè)革命歷史機遇的重要前提。

從歷史經(jīng)驗來看，一些后發(fā)國家都是通過及時抓住科技革命和工業(yè)革命的機遇，實現(xiàn)了趕超跨越。比如，18世紀的德國，抓住了化學(xué)工業(yè)發(fā)展的機遇，迅速超越了英國。

19世紀末20世紀初的美國，抓住了電氣革命的機遇，很快成為世界頭號強國。20世紀50年代的日本，抓住了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇，在很短的時間內(nèi)成為世界經(jīng)濟強國。盡管第三次工業(yè)革命目前還存在很多局限性，但技術(shù)創(chuàng)新浪潮帶來的影響與變革已經(jīng)不容忽視。發(fā)達國家擁有雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)和人才優(yōu)勢，擁有強大的研究開發(fā)能力和良好的市場機制，很可能率先在新能源、信息、生物等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得突破，進一步鞏固其在全球產(chǎn)業(yè)競爭中的主導(dǎo)地位。盡管在部分新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)路線還有多種選擇，但這一“機會窗口期”稍縱即逝，如不能抓住機遇實現(xiàn)技術(shù)突破，將會陷入新一輪的“低端鎖定”。

美國頁巖氣革命的經(jīng)驗表明，加強技術(shù)積累和前瞻部署是實現(xiàn)重大技術(shù)突破的重要前提。比如，早在上世紀70年代，美國能源部就組織開展了以泥盆系頁巖為重點的頁巖氣研究。自1981年的第一口鉆井到1992年歷經(jīng)10年，美國鉆生產(chǎn)井僅99口，開發(fā)進程極其緩慢。但在政府的積極部署和各種優(yōu)惠政策支持下，1999年、2003年、2005年先后攻克重復(fù)壓裂、水平鉆井、水平井分段壓裂等一系列標(biāo)志性新技術(shù)，實現(xiàn)了頁巖氣開發(fā)的突飛猛進（見圖2）。美國頁巖氣產(chǎn)量從2005年的194億立方米，提高到了2011年的1800億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的34%，迅速轉(zhuǎn)變了美國能源供給的被動局面。

第三次工業(yè)革命的五大支柱領(lǐng)域仍然有許多亟待突破的核心技術(shù)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)（見表2）。如新能源發(fā)電成本較之傳統(tǒng)能源在短期內(nèi)仍不具備優(yōu)勢，適用于能源互聯(lián)網(wǎng)的儲能技術(shù)的應(yīng)用尚處于商業(yè)化初期階段，世界各國智能電網(wǎng)的研究與開發(fā)仍處于起步階段等?？梢哉f，誰能率先在這些領(lǐng)域的核心技術(shù)取得突破并產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，誰就能掌握第三次工業(yè)革命的主動權(quán)。在迎接新一輪工業(yè)革命的過程中，我們一定要瞄準(zhǔn)可能發(fā)生變革的基礎(chǔ)和前沿領(lǐng)域，找準(zhǔn)主攻方向，前瞻部署對國家長遠發(fā)展具有帶動作用的戰(zhàn)略先導(dǎo)研究、重要基礎(chǔ)研究和交叉前沿研究，打通制約技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用過程中存在的標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵共性技術(shù)、市場培育和產(chǎn)業(yè)支持等瓶頸，為新技術(shù)的大規(guī)模商用創(chuàng)造條件。

二、第三次工業(yè)革命的重要領(lǐng)域

（一）能源互聯(lián)網(wǎng)

1、能源互聯(lián)網(wǎng)簡介

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種在現(xiàn)有配電網(wǎng)基礎(chǔ)上通過先進的電力電子技術(shù)和信息技術(shù)，融合了大量分布式可再生能源發(fā)電裝置和分布式儲能裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)能量和信息流動的新型高效電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是新型電力電子技術(shù)、信息技術(shù)、分布式發(fā)電、可再生能源發(fā)電技術(shù)和儲能技術(shù)的有機結(jié)合。它是以可再生能源發(fā)電為基礎(chǔ)構(gòu)建的能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，通過智能能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)實時、高速、雙向的電力數(shù)據(jù)讀取和可再生能源的接入和存儲，從而進行能源共享。

能源互聯(lián)網(wǎng)除具備智能電網(wǎng)的自愈性、安全性、高效性、經(jīng)濟型和集成性等特點外，還具有3個自身特點。

一是環(huán)境友好。能源互聯(lián)網(wǎng)的建立是以分布式可再生能源發(fā)電的大量應(yīng)用為基礎(chǔ)，以建立智能型綠色電網(wǎng)為目標(biāo)，具有綠色、環(huán)保的特點，也符合當(dāng)前國家提倡低碳經(jīng)濟的發(fā)展需求。

二是實現(xiàn)可再生能源的“即插即用”。傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)主要是面向遠端集中式發(fā)電，能源互聯(lián)網(wǎng)可以在電網(wǎng)中實現(xiàn)類似互聯(lián)網(wǎng)的“即插即用”技術(shù)，使電網(wǎng)可以包容多種不同類型發(fā)電，尤其是分布式的可再生能源發(fā)電。

三是與用戶終端的實時交互。在電網(wǎng)運行中，通過智能終端可以實現(xiàn)發(fā)電端與用戶設(shè)備和行為的交互，依托實時的通信構(gòu)架，既可以對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行精確估計，也可以對負荷、發(fā)電端、儲能裝置等進行實時監(jiān)控和管理，合理分配電網(wǎng)資源，提高電網(wǎng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

2、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

從“能源互聯(lián)網(wǎng)”的幾大支柱看，支撐該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)參差不齊，都面臨著不同程度的制約。

在新能源方面，發(fā)電成本不斷降低，但暫時仍不足以替代傳統(tǒng)發(fā)電。彭博新能源財經(jīng)的數(shù)據(jù)表明，就現(xiàn)有項目來看，陸上風(fēng)電的平均發(fā)電成本已經(jīng)跟小水電和大水電十分接近，但是小水電和大水電平均發(fā)電成本還是略低于陸上風(fēng)電。目前美國槽式光熱電站度電成本為15-17美分，折合人民幣約0.9元左右，美國的報告顯示，要在2015年，把這一數(shù)字降低到8-11美分，折合人民幣0.5元左右，屆時才將與傳統(tǒng)能源發(fā)電成本相當(dāng)。此外，新能源的上網(wǎng)電價、投資回報率、電量的送出消納、電費的結(jié)算時間都直接影響著新能源的廣泛普及。

在能源儲存方面，新能源的可存儲性顯著低于石油、天然氣、煤炭等傳統(tǒng)能源，適用于能源互聯(lián)網(wǎng)的儲能技術(shù)的應(yīng)用尚處于商業(yè)化初期階段（見表3）。儲能技術(shù)的定位是功率傳輸?shù)诫娏總鬏?，從輸電網(wǎng)到能源網(wǎng)轉(zhuǎn)變的核心技術(shù)?？傮w而言，可以引發(fā)電力系統(tǒng)的變革的儲能技術(shù)首先要有一定的規(guī)模，達到兆瓦時是一個根本的起點。在這種規(guī)模下，還要實現(xiàn)安全運行。此外，其循環(huán)壽命和轉(zhuǎn)換效率兩個指標(biāo)最為重要。各種儲能技術(shù)出現(xiàn)拐點的一個象征性的標(biāo)志是千瓦時造價達到1500元之內(nèi)，循環(huán)次數(shù)達到5000次。預(yù)計10年之內(nèi)，會有某種儲能技術(shù)能夠達到這一指標(biāo)。

在智能電網(wǎng)方面，世界各國智能電網(wǎng)的研究與開發(fā)尚處于起步階段，大規(guī)模應(yīng)用仍需時日。目前，美日歐均抓緊投資，以便創(chuàng)立并獲得對自己有利的智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但限于智能電網(wǎng)的自愈性、互動化、供電安全等方面的發(fā)展還未能滿足要求，因此還未能實現(xiàn)能源資源的大范圍優(yōu)化配置。

3、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展前景

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的支柱性技術(shù)逐漸成熟、并相互協(xié)同，能源互聯(lián)網(wǎng)將會使每一處建筑轉(zhuǎn)變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，將氫和其他可儲存能源儲存在建筑里，利用社會全部的基礎(chǔ)設(shè)施來儲藏間歇性可再生能源，并保證有持久可依賴的環(huán)保能源供應(yīng)。同時，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)把電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芡ㄓ镁W(wǎng)絡(luò)，從而讓上百萬的人可以把周圍建筑產(chǎn)生的電能輸送到電網(wǎng)中去，在開放的環(huán)境中實現(xiàn)與他人的資源共享，其工作原理就像信息在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生和傳播一樣。此外，還將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構(gòu)成的全球運輸和消費模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構(gòu)成的交通運輸網(wǎng)。在全國建立充電站，人們可以在充電站買賣電能。

近期，我國新奧集團提出的“泛能網(wǎng)”，可視為能源互聯(lián)網(wǎng)的補充和延伸。所謂“泛能網(wǎng)”是指通過能源生產(chǎn)、儲運、應(yīng)用與回收循環(huán)四環(huán)節(jié)能量和信息的耦合，把能源網(wǎng)的能量、物聯(lián)網(wǎng)的物質(zhì)、互聯(lián)網(wǎng)的信息三種“流”融合到一起，形成能量輸入和輸出跨時域的實時協(xié)同的能源管理網(wǎng)絡(luò)。由于風(fēng)電與太陽能發(fā)電的不穩(wěn)定性及現(xiàn)有的規(guī)模決定其短期內(nèi)無法支撐起國內(nèi)龐大的能源需求，因此，傳統(tǒng)能源的高效清潔利用和智能供給也是“泛能網(wǎng)”在未來一段時間內(nèi)的重點解決方案。例如，“泛能網(wǎng)”可以將處于地下的煤加入氣化劑實現(xiàn)可控氣化，為后續(xù)能源產(chǎn)品生產(chǎn)提供低成本的合成氣。生成合成氣后，再通過氣電聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)發(fā)電，將一次能源轉(zhuǎn)化成更為清潔的二次能源。

4、能源互聯(lián)網(wǎng)帶來的變革和影響

一是顯著提升能源利用效率。能源互聯(lián)網(wǎng)擁有儲能單元和智能控制平臺，從而可以實現(xiàn)能量控制與用戶能量需求的實時協(xié)同，不同能源通過智能控制平臺還可以相互轉(zhuǎn)化，使得能源儲運與應(yīng)用更加智能化，減少不必要的浪費。不但使現(xiàn)有的傳統(tǒng)能源得以更加有效的進行調(diào)配和供給，也使風(fēng)電、太陽能發(fā)電等目前相對獨立的新能源應(yīng)用得以進行大規(guī)模共享。

二是徹底改變能源生產(chǎn)、供應(yīng)和消費模式。“能源互聯(lián)網(wǎng)”能夠?qū)⒚恳惶幗ㄖD(zhuǎn)變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，讓億萬人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產(chǎn)綠色可再生能源，從而改變以往大規(guī)模集中生產(chǎn)能源的方式。此外，人們可以將這些能源轉(zhuǎn)化為氫氣儲存，并用綠色電力為自己的樓房、機器和汽車供電。多余的電力則可以通過一種外部網(wǎng)格式的智能型分布式電力系統(tǒng)與他人分享，就如同人們目前通過網(wǎng)絡(luò)分享信息一般。

三是推動經(jīng)濟社會向合作和分散關(guān)系發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)將從能源領(lǐng)域打破長期以來以化石燃料為基礎(chǔ)的大規(guī)模的寡頭壟斷、自上而下的組織結(jié)構(gòu)，使社會向合作和分散關(guān)系發(fā)展。社會的組織模式將趨向扁平化結(jié)構(gòu)，由遍布全國、各大洲乃至全世界的數(shù)千個中小型企業(yè)組成的網(wǎng)絡(luò)與國際商業(yè)巨頭一道共同發(fā)揮作用。我們所處的社會將經(jīng)歷深刻的轉(zhuǎn)型，原有的縱向權(quán)力等級結(jié)構(gòu)將向扁平化方向發(fā)展。同時，買賣雙方的對立關(guān)系開始被供求雙方的合作關(guān)系所取代，自利的同時也實現(xiàn)了利益共享。

（二）智能制造

1、智能制造簡介

智能制造是以泛在感知、精準(zhǔn)控制、智能診斷和人機交互為特征的一種新的制造模式，其基本特點是整個生產(chǎn)線全自動化，生產(chǎn)效率顯著提高，極端制造能力增強，加速機器對人的替代。智能制造具有五大特征：

一是自律能力。具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力，也就是需要智能系統(tǒng)對信息具有一定的分識庫來決定自身行為。

二是人機交互能力。人在制造系統(tǒng)中處于核心地位，同時在智能裝置的配合下，可以更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、相輔相成、相互協(xié)作的關(guān)系。

三是建模與仿真能力。以計算機為基礎(chǔ)，融信息處理、智能推理、預(yù)測、仿真和多媒體等技術(shù)為一體，建立制造資源的幾何模型、功能模型、物理模型，擬實制造過程和未來的產(chǎn)品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。

四是可重構(gòu)與自組織能力。為了適應(yīng)快速多變的市場環(huán)境，系統(tǒng)中各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)需要，實現(xiàn)制造資源的即插即用和可重構(gòu)，自行組成一種最佳、自協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)。

五是學(xué)習(xí)能力與自我維護能力。產(chǎn)品制造是在不斷發(fā)展和變化的，因此在制造過程中所需要的知識也不斷地增加，同時在運行過程中不可避免地會出現(xiàn)故障，為了更好地適應(yīng)社會對產(chǎn)品制造的要求，需要智能制造系統(tǒng)擁有學(xué)習(xí)能力和自我維護能力。

智能制造的技術(shù)體系主要包括制造智能技術(shù)、智能制造裝備技術(shù)、智能制造系統(tǒng)技術(shù)、智能制造服務(wù)技術(shù)（見圖3）。

2、智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀

智能制造的發(fā)展主要體現(xiàn)在制造智能技術(shù)、智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)和智能制造服務(wù)四個方面。在制造智能技術(shù)方面，制造活動中的知識、知識發(fā)現(xiàn)與推理能力、智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)演化能力都有了顯著提升，在生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)也有一定的應(yīng)用。但一些關(guān)鍵技術(shù)仍存在較大制約，如感知與測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并未統(tǒng)一，基于云計算的分布智能制造體系結(jié)構(gòu)、任務(wù)描述及管理技術(shù)還處于概念階段，面對不確定、不精確、非完整制造信息的分布/混合智能推理技術(shù)尚未建立等。在智能制造裝備方面，高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、測控裝置等制造裝備的智能化水平不斷提高，對運行狀態(tài)和環(huán)境的實時感知和處理分析能力、自主決策能力、自我診斷和修復(fù)能力不斷增強。如目前，工業(yè)機器人已廣泛用于弧焊、點焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復(fù)雜作業(yè)。在汽車制造業(yè)領(lǐng)域，日本每萬名生產(chǎn)工人占有機器人的數(shù)量為1710臺，法國為1120臺，美國為770。此外，在德國市場，食品行業(yè)大力促進了機器人的利用。機器人制造商認為，在藥品和化妝品行業(yè)和塑料行業(yè)，機器人的投資潛力巨大。

在智能制造系統(tǒng)方面，目前，智能制造系統(tǒng)的發(fā)展滯后于智能制造裝備的發(fā)展。由于制造工藝的日益復(fù)雜，制造系統(tǒng)日益龐大，資源環(huán)境約束愈發(fā)嚴峻等因素的制約，對制造系統(tǒng)的智能化、柔性化、綠色化等方面提出了越來越高的要求。如石化、冶金、建材等連續(xù)制造業(yè)能源資源消耗大、排放高的問題迫切要求智能制造系統(tǒng)能夠進行固體廢棄物質(zhì)能分選、智能化除塵、智能工業(yè)清洗及污水處理等功能。

在智能制造服務(wù)方面，智能制造服務(wù)是制造業(yè)服務(wù)化的具體體現(xiàn)，環(huán)境感知與控制的互聯(lián)技術(shù)、工業(yè)產(chǎn)品智能服務(wù)技術(shù)等分別在物流服務(wù)、離散/流程制造等領(lǐng)域已有初步應(yīng)用，但目前總體正處于起步階段。在智能制造服務(wù)的共性關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，仍存應(yīng)用障礙。如制造與服務(wù)的智能集成共享與協(xié)同技術(shù)當(dāng)前缺乏統(tǒng)一的定義、描述和表達標(biāo)準(zhǔn)，云計算為智能制造服務(wù)環(huán)境架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全性難以保障等。

3、智能制造技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢

智能制造技術(shù)的突破及廣泛應(yīng)用正催生智能制造產(chǎn)業(yè)。其技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)四大趨勢：

一是建模與仿真使產(chǎn)品設(shè)計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風(fēng)險，通過簡化設(shè)計部門和制造部門之間的切換壓縮新產(chǎn)品進入市場的時間。

二是以工業(yè)機器人為代表的智能制造裝備在生產(chǎn)過程中應(yīng)用日趨廣泛。新一代工業(yè)機器人會抓取、裝運、暫存、拾取零部件以及進行清理打掃等，這些技能讓它們可以應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。同時，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。

三是全球供應(yīng)鏈管理創(chuàng)新加速。以云計算為代表的新一代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將為智能制造提供一個動態(tài)交互、協(xié)同操作、異構(gòu)集成的分布計算平臺，進一步促成全球供應(yīng)鏈的一體化，世界各地的企業(yè)將利用基于互聯(lián)網(wǎng)的智能管理技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)制造全過程的實施協(xié)同，從而縮短了滿足客戶訂單的時間，提升了生產(chǎn)效率，使得全球范圍的供應(yīng)鏈管理更具效率。

四是智能服務(wù)業(yè)模式加速形成。企業(yè)通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務(wù)的啟用整合成新的“智能”服務(wù)業(yè)模式，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)之間的界限日益模糊，融合越來越深入。產(chǎn)品的制造已不再單純代表工業(yè)品本身，而傾向于提供一種“體驗”，服務(wù)供應(yīng)商如亞馬遜、谷歌等眾多公司已紛紛對制造業(yè)領(lǐng)域進行整合。

4、智能制造帶來的變革和影響

一是推動制造業(yè)生產(chǎn)方式的變革。未來的制造將是由信息主導(dǎo)的，并采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理方式的全新的制造業(yè)。信息技術(shù)將促進設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)代化、加工制造的精密化、快速化、自動化技術(shù)的柔性化、智能化。智能制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用將改變制造業(yè)的設(shè)計方式、生產(chǎn)方式和管理方式，大幅提高制造系統(tǒng)的柔性化和自動化水平，使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與自適應(yīng)能力。

二是促進工業(yè)生產(chǎn)組織形式向網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化轉(zhuǎn)變。智能制造將通過互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同機制，在新的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)的促進下，將創(chuàng)造虛擬的產(chǎn)業(yè)集群，從而使可以稱為社會化生產(chǎn)的新制造方式成為可能，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)組織形式的改變。跨國企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)品價值鏈分解到不同國家的配套協(xié)作企業(yè)，產(chǎn)品生產(chǎn)過程由全球范圍內(nèi)多個企業(yè)高效、快捷合作完成，企業(yè)間以網(wǎng)絡(luò)方式跨越邊界與環(huán)境建立緊密聯(lián)系。

三是加快制造業(yè)服務(wù)化進程。智能制造使制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的關(guān)系更加密切。制造企業(yè)可以通過在線獲取生產(chǎn)所需要的各類智能制造服務(wù)，使生產(chǎn)要素的配置成本降到最低。在銷售過程中，可以借助智能制造系統(tǒng)使最新產(chǎn)品在短時間內(nèi)銷往全球各地的目標(biāo)客戶。同時，智能制造裝備是整合信息系統(tǒng)、配套軟件、操作程序以及維護服務(wù)等在內(nèi)的一個完整的服務(wù)系統(tǒng)，所提供的服務(wù)價值比重遠超實體價值的比重。

（三）3D打印

1、3D打印簡介

3D打印機誕生于20世紀80年代中期，由美國科學(xué)家最早發(fā)明。其基本原理是利用特殊的耗材按照由電腦設(shè)計的三維立體模型，通過黏結(jié)劑的沉積將每層粉末黏結(jié)成型，最終打印出3D實體。打印過程可分兩步，一是在需要成型的區(qū)域噴灑特殊的膠水；二是均勻噴灑粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結(jié)，沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)，重復(fù)這一過程直到實體模型被“打印”成型（見圖5）。

起初，3D打印被認為是一種制作一次性樣品的方式，目前已能夠制造產(chǎn)品零部件乃至最終產(chǎn)品（見表4）。根據(jù)有關(guān)資料，2009年應(yīng)用3D打印制造的產(chǎn)品中，16%為最終產(chǎn)品、21%為零部件、23%為模具。

2、3D打印技術(shù)的優(yōu)勢和局限性

與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

一是增強產(chǎn)品的空間幾何多樣性。如無需加工組裝，可直接制造彎曲的內(nèi)部冷卻通道、復(fù)雜的蜂窩型物體（如圖6）。

二是提升制造速度和精準(zhǔn)度。3D打印技術(shù)減少了將零部件組裝為整機的過程，直接制造完整的最終產(chǎn)品，有效降低了生產(chǎn)線上人員分工協(xié)作的時間，實現(xiàn)了快速制造。并且可以保證設(shè)計者思想的準(zhǔn)確實現(xiàn)，提高了制造精準(zhǔn)度。

三是簡化制造流程。傳統(tǒng)制造技術(shù)條件下，要改變產(chǎn)品形狀必須制作新的鑄型，或者調(diào)整裝備的設(shè)置。然而，3D打印技術(shù)生產(chǎn)不同形狀的產(chǎn)品，只需更換所參照的電子文檔。以生產(chǎn)兩顆完全不同的假牙為例，3D打印能夠只用一臺機器、不做任何配置改變，就將兩顆假牙連續(xù)地生產(chǎn)出來。

四是普遍提高全球各地區(qū)制造能力。將相關(guān)電子文檔發(fā)送到全球任何一臺3D打印機上（具有適合型號），完全依照電子文檔就可以實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化制造，這普遍提高了全球各個地區(qū)的制造能力。

五是減少物料和能源消耗。3D打印技術(shù)不產(chǎn)生邊角余料，所使用的原材料量恰好等于最終產(chǎn)品需要的材料量，減少了物料浪費；并且打印制造出最終產(chǎn)品，無需過多的零部件供應(yīng)環(huán)節(jié)，減少了各環(huán)節(jié)生產(chǎn)及運輸過程中的能源消耗。

目前，3D打印技術(shù)仍具有一定的局限性（見表5）：

一是難以應(yīng)用于大規(guī)模制造。在目前3D打印技術(shù)條件下，平均1小時能制造一個邊長1.5英寸的立方體。但在傳統(tǒng)制造的鑄型技術(shù)下，只需1分鐘就能制造出幾個類似體積的物體。制造速度的遲緩制約了其在大規(guī)模制造中的應(yīng)用。

二是產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。目前3D打印的原材料主要是塑料聚合物，這種聚合物不易標(biāo)準(zhǔn)化，而且硬度低于同類工業(yè)原料。因此，用這種材料生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量很難保證。

三是難于廣泛開展產(chǎn)業(yè)化實踐。在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的條件下，設(shè)計往往是聯(lián)合完成的，但目前仍缺少相關(guān)法律法規(guī)界定此狀態(tài)下的商標(biāo)、版權(quán)、專利等歸屬。而且當(dāng)設(shè)計出現(xiàn)問題時，相關(guān)責(zé)任也需要進一步明確。相關(guān)法律法規(guī)的不健全，使得3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化還難以廣泛開展。

3、3D打印技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢

未來5-10年，隨著技術(shù)的不斷進步及市場需求的擴大，3D打印技術(shù)將呈現(xiàn)以下趨勢：

一是3D打印速度和效率將不斷提升。經(jīng)過幾十年的探索與發(fā)展，3D打印技術(shù)已能夠?qū)崿F(xiàn)600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米；較先進的產(chǎn)品可實現(xiàn)每小時25毫米高度的垂直速率。隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，打印速度和效率有望獲得更大提升。

二是3D打印材料更加多樣化。隨著先進材料的不斷發(fā)展，將開發(fā)出更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及其他方法難以制作的復(fù)合材料等，金屬材料、直接金屬成型技術(shù)將會成為今后研究與應(yīng)用的新興領(lǐng)域。

三是3D打印機成本大幅下降。當(dāng)前，3D打印機價格大多在百萬美元以上，但隨著技術(shù)進步、相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)逐漸過期直至實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，3D打印機價格有望大幅下降。目前，3DSystems和Autodesk已推出了DIY的1500美元左右的產(chǎn)品，最簡單的3D打印機的價格甚至已達到了800美元。

四是3D打印機應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。目前，3D打印機已開始用來制造汽車、飛機等高科技含量零部件、皮膚、骨骼等活體組織。專家預(yù)計，3D打印機在生產(chǎn)應(yīng)用方面有著巨大的潛力。3D打印技術(shù)在珠寶首飾、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、汽車、航天及醫(yī)療方面（牙科）都能得到廣泛的應(yīng)用。

五是簡單組裝生產(chǎn)或直接完整制造將成為3D打印應(yīng)用的路徑。簡單組裝生產(chǎn)模式下，3D打印技術(shù)生產(chǎn)出較少的零部件，然后由傳統(tǒng)組裝方式制造，這樣可以節(jié)約成本。

直接完整制造模式下，在離終端用戶較近的地方，直接打印制造出完整的最終產(chǎn)品。例如，根據(jù)客戶需求直接“打印”出幾千臺不同版本的iPhone后，快速配送至消費者。這要比在中國大規(guī)模生產(chǎn)出幾億全相同的iPhone，然后運輸?shù)饺澜?80多個國家成本更低。

4、3D打印技術(shù)帶來的本質(zhì)變革一是制造技術(shù)迎來重大飛躍。

一是3D打印技術(shù)改變了通過對原材料進行切削、組裝進行生產(chǎn)的加工模式，節(jié)省了材料和加工時間，帶來了制造工藝的深刻變革。同時，還將推動新材料、智能制造和堆積制造等多項技術(shù)實現(xiàn)大的飛躍。

二是工廠化生產(chǎn)轉(zhuǎn)向社會化生產(chǎn)。隨著3D打印技術(shù)不斷成熟，成本不斷降低，小型企業(yè)甚至是個體都能獨立完成制造程序。屆時，除必要的實物生產(chǎn)資料和產(chǎn)品外，生產(chǎn)組織中的各環(huán)節(jié)可被無限細分，創(chuàng)新者轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃煺叩某杀狙杆俳档?，從而使生產(chǎn)方式呈現(xiàn)出社會化生產(chǎn)的重要特征。

三是推動世界制造業(yè)格局由“中國制造”向各國“本地制造”轉(zhuǎn)移。

四是推動其他科技領(lǐng)域突破發(fā)展。利用納米材料為原料進行3D打印制造的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于遙感、分離、等離子體光學(xué)、催化、納米電子、生物成像等領(lǐng)域，將有利于加快納米技術(shù)和納米材料的發(fā)展。利用3D打印技術(shù)制造人體器官，將與病人自身細胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全一致，這將有助于消除器官移植后的排斥現(xiàn)象，帶來重大生物技術(shù)革命。

三、第三次工業(yè)革命給我國工業(yè)發(fā)展帶來的機遇和挑戰(zhàn)

第三次工業(yè)革命的到來，在對傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展模式帶來沖擊和挑戰(zhàn)的同時，也為提升我國產(chǎn)業(yè)國際競爭力和國際分工地位提供了有力支撐，必將成為我國加快經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的核心驅(qū)動力。

（一）帶來的機遇

1、為我國加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變帶來重要機遇

第三次工業(yè)革命為我國實施擴大內(nèi)需戰(zhàn)略和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展帶來了重要契機?！按笠?guī)模定制”是第三次工業(yè)革命的一個突出特點，要求充分重視市場需求在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要作用。中國將能充分利用我國13億人口的消費能力和消費層次雙“提升”的有利條件，通過“大規(guī)模定制”快速開啟國內(nèi)市場需求。此外，工業(yè)機器人等新型智能制造裝備將在生產(chǎn)環(huán)節(jié)大量取代勞動力，并且隨著制造業(yè)服務(wù)化的步伐不斷加快，制造業(yè)的主要就業(yè)群體將是為制造業(yè)提供服務(wù)支持的專業(yè)人士，這就使得二、三產(chǎn)業(yè)的相對就業(yè)結(jié)構(gòu)朝著服務(wù)業(yè)就業(yè)人口比重增長方面發(fā)展，從而加速我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化。

2、為我國突破資源環(huán)境約束創(chuàng)造了有利條件

以能源互聯(lián)網(wǎng)和智能制造為代表的第三次工業(yè)革命有利于實現(xiàn)資源能源高效清潔循環(huán)利用、達到環(huán)境影響最小化。一方面，第三次工業(yè)革命所帶來的能源互聯(lián)網(wǎng)將對能源生產(chǎn)和利用方式產(chǎn)生深刻變革，有助于使我國直接繞過傳統(tǒng)能源和資源的束縛。我國擁有世界上最豐富的風(fēng)力資源，也是世界上太陽能資源最為豐富的國家之一，生物能與地?zé)崮艿目偭恳蚕喈?dāng)可觀。根據(jù)2009年一項由哈佛大學(xué)與清華大學(xué)的聯(lián)合研究表明，只要中國提高補貼并改善能源供給網(wǎng)絡(luò)，至2030年風(fēng)力發(fā)電就可以滿足中國所有的電力需求，從而在解決能源供給問題的同時，邁入更加綠色低碳的經(jīng)濟發(fā)展軌道。另一方面，第三次工業(yè)革命將引領(lǐng)更少資源消耗、更低環(huán)境污染、更大經(jīng)濟效益的先進經(jīng)濟模式，如3D打印、智能制造等技術(shù)將根據(jù)需求的變化快速做出反應(yīng)，而無需預(yù)備大量庫存。產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期，對環(huán)境的負面影響最小，資源利用率最高，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。

3、為我國工業(yè)提升國際分工地位形成新的契機

經(jīng)過改革開放30多年來的快速發(fā)展，我國工業(yè)實現(xiàn)了歷史性跨越，但我國還不是“工業(yè)強國”，其中最主要的差距是自主創(chuàng)新能力不強，在技術(shù)方面一直處于跟蹤和追趕狀態(tài)，特別是許多關(guān)鍵核心技術(shù)還遠遠沒有掌握。第三次工業(yè)革命將掀起以能源互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等為代表的新一輪重大科技創(chuàng)新浪潮，為我國實現(xiàn)跨越式發(fā)展帶來歷史機遇。在新一代信息技術(shù)領(lǐng)域，我國擁有華為、中興等世界級領(lǐng)軍企業(yè)，第三代移動通信、光通信技術(shù)與組網(wǎng)能力也跨入了世界先進行列，云計算、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)創(chuàng)新取得明顯突破。在新能源領(lǐng)域，我國是世界最大的風(fēng)力渦輪機生產(chǎn)國和太陽能電池生產(chǎn)國，太陽能電池產(chǎn)量占世界總量的50%。能源互聯(lián)網(wǎng)、3D打印和智能制造等技術(shù)將推進“本地化生產(chǎn)”進程，龐大的市場需求將有望成為我國抓住第三次工業(yè)革命重大契機，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力和國際分工地位的重要依托。

（二）面臨的挑戰(zhàn)

1、對勞動密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來較大沖擊

未來“廠大人多”的時代將一去不復(fù)返，我國勞動密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展將會受到?jīng)_擊。

從技術(shù)發(fā)展來看，生產(chǎn)智能化成為控制成本的重要途徑，我國傳統(tǒng)勞動密集型產(chǎn)業(yè)將不再具有競爭優(yōu)勢。以飛利浦為例，在中國沿海的飛利浦工廠，雇傭數(shù)百名工人組裝電動刮胡刀，這是典型的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式。與此相比，飛利浦在荷蘭鄉(xiāng)間的一座工廠有128具機械手臂，以極靈巧動作組裝產(chǎn)品，這些手臂不但運作速度快，還不用休息，每天可連做三班、全年無休。該工廠每班輪值員工只有數(shù)十人，約為中國工廠的10%，成本節(jié)約優(yōu)勢不言而喻。從消費模式來看，個性化消費必將帶來規(guī)?；亩ㄖ苹a(chǎn)，從而帶來全面的消費革新。我國勞動密集型產(chǎn)業(yè)所依賴的規(guī)?；漠a(chǎn)品生產(chǎn)和消費方式必將受到挑戰(zhàn)。以蘋果iPad為例，一部499美元的蘋果iPad僅僅包括33美元的制造成本，在中國的裝配成本只有8美元。當(dāng)前，一些公司正將海外生產(chǎn)線逐步迂回發(fā)達國家，這并非僅僅由于中國生產(chǎn)成本的上升，也由企業(yè)希望更加貼近市場、更快對需求改變作出反應(yīng)的因素。如今，很多產(chǎn)品變得越來越復(fù)雜，最好的解決之道就是讓設(shè)計人員和制造人員在同一個地方工作。

2、對我國工業(yè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展提出了緊迫要求

新工業(yè)革命對工業(yè)企業(yè)發(fā)展模式的影響是全方位的，要求企業(yè)必須盡早做好轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備。從企業(yè)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)看，未來將會出現(xiàn)企業(yè)組織網(wǎng)絡(luò)化和扁平化。企業(yè)的外部邊界模糊，使得企業(yè)組織與外部市場聯(lián)系在一起，把整個組織的觸角伸到了市場的各個角落。企業(yè)結(jié)構(gòu)層次將精簡化，組織中的等級制度將淡化。對于長期實行科層管理模式的中國企業(yè)來說，上述變化將對我國現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)管理模式帶來挑戰(zhàn)。

從企業(yè)外部組織來看，傳統(tǒng)以空間集聚、地理集中為特征的產(chǎn)業(yè)集群可能逐步向以分散布局、異地協(xié)同為特征的虛擬集群演變。未來，借助于發(fā)達的信息、通信手段以及網(wǎng)絡(luò)平臺，產(chǎn)業(yè)集群的集聚范圍、內(nèi)容和形式會快速變化，傳統(tǒng)的地理集群的空間局限正被逐漸突破，并形成網(wǎng)絡(luò)意義上的集聚。這可能會對地方經(jīng)濟發(fā)展帶來較大影響。

從支撐企業(yè)發(fā)展的要素來看，未來勞動力、土地、資本等傳統(tǒng)要素在支撐企業(yè)發(fā)展中的作用會下降，創(chuàng)新要素發(fā)揮的作用會越來越大。而我國工業(yè)企業(yè)原始創(chuàng)新不強問題由來已久，建立企業(yè)、區(qū)域、國家多級創(chuàng)新體系非常緊迫。

3、對支撐工業(yè)發(fā)展的制度安排帶來挑戰(zhàn)

當(dāng)前，我國工業(yè)發(fā)展的制度安排與未來新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求并不適應(yīng)。主要表現(xiàn)為以下幾點：

第一，知識型員工要求教育制度做出改變。未來知識型員工將成為核心競爭資源。在第三次工業(yè)革命中，大部分生產(chǎn)工作將由機器人承擔(dān)完成，而剩余的勞動力則需要成為機器維護員、軟件設(shè)計者，通過操縱智能軟件管理機器人完成生產(chǎn)任務(wù)。這種生產(chǎn)方式下，生產(chǎn)人員要有很高的知識水平和技能，要對客戶的需求做出快速響應(yīng)，還要具有良好的設(shè)計能力與創(chuàng)意。目前我國普通教育和職業(yè)教育都存在種種弊端，需要加以完善。

第二，社會化生產(chǎn)需要廣泛的參與性。我國現(xiàn)有工業(yè)化是一種趕超型工業(yè)化。政府和國有資本在資源配置中具有主導(dǎo)作用，民間資本很難介入。未來工業(yè)生產(chǎn)組織中的各環(huán)節(jié)將被無限細分，從而使生產(chǎn)方式呈現(xiàn)出社會化生產(chǎn)的重要特征，我國現(xiàn)有生產(chǎn)分配方式如不改變，將會制約生產(chǎn)社會化。

第三，產(chǎn)品數(shù)字化需要加大知識產(chǎn)權(quán)保護力度。未來各種數(shù)字化產(chǎn)品具有容易復(fù)制、傳輸方便和形態(tài)多樣的特點，這類知識產(chǎn)權(quán)涉及的社會關(guān)系、權(quán)利內(nèi)容等都更為復(fù)雜多樣，這對于確定知識產(chǎn)權(quán)所有人和有關(guān)權(quán)屬等帶來挑戰(zhàn)。在這一背景下，對各類侵權(quán)行為的確認以及各類知識產(chǎn)品的保護將變得更加困難。我國知識產(chǎn)權(quán)保護意識薄弱的現(xiàn)狀如不能做出改變，新工業(yè)革命在我國就很難成行。

四、下一步工作建議

（一）加強對第三次工業(yè)革命重大問題的戰(zhàn)略研究

當(dāng)前，亟需組織一定人力資源，成立相關(guān)課題組，加強對重大問題的戰(zhàn)略研究。一方面，深入研究第三次工業(yè)革命的內(nèi)涵特征、重點領(lǐng)域及其影響，正確認識第三次工業(yè)革命的內(nèi)涵特征，特別是可能對我國工業(yè)發(fā)展帶來的重大影響和沖擊。另一方面，分析研究支撐第三次工業(yè)革命的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)體系、創(chuàng)新管理、教育制度等基礎(chǔ)條件，為迎接第三次工業(yè)革命提供理論研究支撐。

（二）跟蹤關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)路線和發(fā)達國家發(fā)展動向

雖然各種前沿技術(shù)還不成熟，存在多種技術(shù)路線和發(fā)展方向，但這恰恰為后來者在某些領(lǐng)域的“彎道超車”創(chuàng)造了條件。要加強對可再生能源、儲能、智能電網(wǎng)、新能源汽車、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等重點領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展路線的跟蹤研判，理清其中的核心科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)問題及其實現(xiàn)途徑，為國家技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略決策提供依據(jù)。同時，還要密切關(guān)注主要發(fā)達國家在新能源、智能制造等領(lǐng)域的重大部署，緊密跟蹤其發(fā)展動向和創(chuàng)新步伐，避免在新一輪國際競爭中陷入被動。