高端数控机床概念范文

导语：如何才能写好一篇高端数控机床概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：大型国有企业 沈阳机床 技术创新 数控机床 预算软约束

数控机床是当前世界机床企业技术创新的主攻方向、市场竞争的主战场。一个国家数控机床的产销量和技术水平在某种程度上代表国家整体的制造业水平和竞争力。成熟机床制造国（如德国与日本）的机床产值数控化比率高达90%。由于中国机床企业自主创新不足，共性基础技术、关键核心功能部件和机床精密度等都与国际先进技术水平存在相当大的差距，因此产值数控化率目前只有40%左右。而且，国产数控机床大都是附加值较低的中低端经济型和普及型产品，虽然已占领国内市场约70%的份额，但是高端数控机床约80%的市场份额则被国外先进企业垄断。

2000年以来，伴随着中国汽车、航空、电子等下游产业的快速增长，机床需求特别是数控机床需求增长持续强劲，消费总额和进口额已连续10年居世界第一。特别是近年来，数控机床需求呈现出向中高端产品集中的趋势。需求强劲使机床企业在获得快速发展机遇的同时，也面临着技术瓶颈的挑战。面对中高端数控机床严重依赖进口的不利局面，中国政府陆续出台相关政策加大对机床产业的扶持力度，为机床企业实现技术创新提供强有力的金融支持。

在这一背景下，我们尝试通过具有代表性的案例分析，探讨中国机床产业中具有代表性的大型国有企业――沈阳机床股份有限公司实现技术创新的过程、路径、现状、经验以及市场绩效等问题，在此基础上，深入分析其技术创新市场绩效不明显的体制性制约因素，最后在结论中提出改进方向。

我们选择沈阳机床股份有限公司（以下简称沈阳机床）作为研究案例，主要基于以下的理由：首先，沈阳机床作为中国机床行业产值最大的龙头企业和大型国有企业，获得政府主导的金融支持的强度之大是其他企业难以比拟的，以该公司为典型案例更有利于我们把握这种政府金融支持下形成的大型国有企业技术创新模式的中国特色。其次，沈阳机床作为行业龙头企业，其数控机床国内市场占有率最高（20%以上），因此其产值数控化比率乃至技术创新水平基本上可以代表中国机床行业的整体水平。

1.沈阳机床股份有限公司概况

1.1公司成立与历史沿革

沈阳机床股份有限公司隶属于沈阳机床集团，是集团的控股子公司。于1993年5月成立。1996年7月在深圳证券交易所上市交易。公司发展主要经历了三个阶段：第一阶段（1996―2000）为缓慢发展阶段，由于政府支持力度较弱，公司发展较为缓慢；第二阶段（2001―2005）为高速发展阶段。第三阶段（2006至今）为发展壮大阶段。在第二、第三阶段，政府对公司的扶植力度逐年增强。

1.2目前发展状况

经过16年的发展，公司市场覆盖全国60多个省市、自治区，并出口80多个国家和地区，数控机床国内市场占有率20%以上，稳居国内同行业首位。公司现有员工14000人左右，总资产过百亿元。公司主业突出，全部为机床产品，主导产品为金属切削机床，主要包括两大类：数控机床和普通机床共19个系列300多个品种、千余种规格。公司的中高档数控机床开始进入国家汽车、航空航天、国防军工、轨道交通等重点行业的核心制造领域[2]。

2.政府金融支持的技术创新

政府的金融支持一直是推动沈阳机床快速资本扩张、提升技术创新的主要力量。沈阳机床是沈阳市国资委所属的大型国有企业，作为国家装备制造业领域的领军型企业，沈阳市的利税大户，支撑沈阳、辽宁、乃至东北装备制造业特色的核心企业，一直以来都是国家、省、市、区各级政府重点扶植的对象。特别是2005年以来，在政府的金融支持下，沈阳机床在技术改造和研发上获得了大量资金支持。以2009年9月―2010年9月跨年数据为例，在此期间，公司就累计得到来自国家、省、市、区等各级政府关于“数控机床技术创新”的各种名目扶持资金共计36575万元[1]。政府扶持力度之强，在同行业企业中是罕见的。这也可以从侧面反映出政府一贯大力扶持大型国有企业的政策偏好。

正是基于政府的大力金融支持，沈阳机床总体上在技术创新方面并没有出现一般企业面临的资金缺乏现象，反之，政府强有力的支持为公司技术创新提供了充裕的资金保证，这一点可以从其2005年以来研发费用占销售收入比率平均高达7.7%，以及历次大型技术改造比较充裕的来自政府的资金支持得到充分证明。

3.公司长期技术创新取得的主要成果

经过16年的不懈努力，沈阳机床从技术模仿、技术引进发展到如今的开放式集成创新，取得了较大成就。

公司依托获批的高档数控机床国家重点实验室和“数控机床高速精密化技术创新战略联盟”（由国家科技部主办、由沈阳机床牵头）进一步强化集成创新模式，先后与德国的R＋P机床设计院、德国西门子公司、德国IPK研究所，以及德国希斯等进行联合研发，并在柏林设立海外研发中心，在北京、上海建立研发分部，推动开放式集成创新[1]。

经过持续积累，时至今日公司取得的成果斐然：承接和完成了多项国家级科技攻关项目，开发出新镗床、新CAK、新HTC、新立加及新卧加等新5大类数控机床系列产品，均达到国际先进技术水平，其中五轴立式加工中心和五轴高速龙门加工中心产品，打破了国外对这类中高端数控机床的垄断。产品先后获得春燕奖、工业奖等国家级大奖。累计开发的360多种中高档数控机床中，有60%以上已经达到国际同行业先进水平，2010年，公司及下属中捷机床被认定为第一批国家高新技术企业[2]。

4.体制因素制约创新绩效

4.1沈阳机床技术创新市场绩效的评价

为了全面评价沈阳机床技术创新的市场绩效，我们选择两家具有不同特点的上市机床企业作为参照物，力求通过多视角比较来展开研究。第一家企业是属于沈阳机床集团的另一家控股子公司――昆明机床，该公司的中型国企属性、与沈阳机床拥有同一母公司的身份，以及长期坚持专注优势特色产品的研发战略可以作为比较参照；第二家是中国目前唯一一家民营机床企业――华东数控，该企业属于私有产权。下面，我们依次从两个方面评价公司的技术创新绩效。

4.1.1公司的数控机床销售量占比评价

2000年，公司数控机床销售收入占机床总收入的33.9%，2010年这一比率上升为60.5%[1]。虽然与自身相比，沈阳机床的数控机床销售量占比有了一定的增长，但是与技术改造和研发业绩更为优异的昆明机床和华东数控相比，还存在一定差距。2010年，昆明机床的数控机床的销售收入占比为64.7%[3]，华东数控为75.6%[4]，由此可见沈阳机床产品数控化率步伐需加快，大规模的技术创新投入对数控化率的提升效果需进一步加强。

4.1.2公司数控机床的毛利率评价

2003―2010年沈阳机床数控机床的毛利率一直徘徊在23.50%―30%之间，期间没有太大的起色。我们拿公司历史最好数据――2009年数据为例进行分析[1]。这一年公司数控机床毛利率达到历史最好水平，为29.87%，而昆明机床为34.25%[3]，华东数控则高达38.97%[4]。沈阳机床的数控机床毛利率明显低于其他两家上市公司。公司年报显示，其数控机床主要是以毛利率较低的经济型数控机床为主的局面并未得到实质性改变。

经济型数控机床因进入门槛较低，其盈利能力随着市场的激烈竞争而日渐衰落；与此相反，市场需求持续旺盛的中高端数控机床却因为产品差别化大，个性化服务要求高，大部分产品都是订单生产，因而具有可观的议价能力和较高的毛利率。公司目前中高档数控机床比重较低是数控机床毛利率低于其他公司的主要原因。

这一点还可以从下面的经验数据中得到进一步的验证。2009年，沈阳机床新产品（中高端数控机床）的销售收入为162728万元，仅占比销售总额的27.2%；新产品的销售利润仅为1700万元，仅占比主营业务利润的1.3%。而华东数控历时五年研发的新产品大型数控龙门系列机床在2009年实现产业化时，销售收入占比和毛利率则分别高达64.08%和41.66%[4]。上述比较分析表明，沈阳机床技术创新的市场绩效还需要大幅提升。

综上所述，公司技术优势的市场绩效似乎并不显著。这值得我们深入分析其背后的深层原因。

4.2制约技术创新绩效的体制性因素

我们认为，具有转轨时期国有企业属性的体制性因素是制约公司技术创新市场绩效的主要障碍。

4.2.1技术创新的市场驱动不足

作为一个老牌大型国有机床企业，公司在计划经济时期形成的计划、技术驱动型的研发传统――虽然经过多年的改革修正――仍然存在，市场驱动力不足。可以说，“重技术获奖而轻市场”的研发传统的强大惯性是公司技术创新市场绩效不明显的重要原因。与拥有国企属性和行业老大双重身份的沈阳机床相比，作为国内首家民营机床企业，华东数控的技术研发更注重市场需求的驱动，因而在龙门机床的研发上取得了显著的市场绩效。

4.2.2技术创新的“大而全”倾向

2009年，在三家企业中，沈阳机床的研发费用与净利润比值最高，为1.66，而昆明机床和华东数控则分别仅为0.21和0.27。可以看出，沈阳机床研发经费的使用效率远低于另两家企业，存在“高投入低效益”现象。

这种现象可以由公司在技术创新上存在的“大而全”倾向得到合理解释。“大而全”的研发导致资金使用方向分散，从而可能造成本应重点投入的主要技术产品因研发资金不足而导致研发效益无法凸显。

反观国内机床行业的另两家上市公司昆明机床和华东数控，我们看到了不同的研发竞争策略。昆明机床重点研发具有市场优势的镗铣系列数控机床，而华东数控的研发重点一直是大型龙门数控机床，这种精与专的研发定位，极大提高了这两家企业研发资金使用效率，与沈阳机床的高投入低效益不同，它们获得了较高的毛利率，技术创新的市场绩效显著。

4.2.3软预算约束制约仍然存在

造成沈阳机床技术创新市场绩效不高的另一个体制性制约因素是“软的预算约束综合征”仍然存在[5]。沈阳机床的历史发展中几次大的资本扩张基本上是政府主导下的企业行为。政府的金融支持为公司提供了充裕的技术改造和研发资金，促进企业资本规模快速扩张。但是在这种“预算约束体―支持体”的模式下，沈阳机床投资的预算软约束问题不可避免。我们采用资产负债比率和流动比率两个概念，分别从纵向与横向两个角度来验证这一问题。

一般认为，以衡量企业长期综合偿债能力和财务风险为主的资产负债比率应维持在40―60%之间比较合适，过高的资产负债比率是不利的。流动比率是衡量企业短期风险的主要指标，反映企业短期负债的清偿能力。一般认为2:1的比例比较合适，过低说明企业偿还能力较差；过高说明企业的部分资金闲置[6]。

对沈阳机床资产负债率的自1996年以来至今历年计算结果的比较可以看出，除了1996年以外，该指标一直高于60%，并逐年呈上升趋势，近五年已经超过了80%，资产负债比率严重偏高，表明企业经营综合风险较高，偿债压力较大。而公司流动比率16年来均在1.6以下徘徊，并且在2001年以来呈不断恶化趋势，指标进一步下降至1左右，说明资金流动性存在较大问题，随着债务的逐步到期，公司短期经营风险持续增大[1]。

从横向角度比较沈阳机床和华东数控2009年资产负债比率和流动比率这两个指标来看。华东数控的资产负债比率为54.6，在40%―60%的合理区间，而沈阳机床为84.2%，无疑过高；华东数控的流动比率分别为1.75，比较正常，而沈阳机床的这一比率却只有1.02，短期流动性萎缩较大，企业短期财务风险较大[1][4]。

一般而言，在企业风险较高的情况下，企业应该采取保守战略。但是这种战略定位似乎在沈阳机床的经营上并没有得到体现，代之以的反而是大规模的资本扩张。政府强有力的金融支持支撑着沈阳机床长期以来高负债奔跑和不计成本的“大而全”的创新偏好，软的预算约束也就不可避免了。

5.结论

通过对沈阳机床技术创新的案例研究，我们认为，政府对国有大型制造业企业的政策扶持偏好，主要集中于对公司技术创新强有力的金融支持，这的确保证了企业技术创新资金投入的充裕性。但是由于转轨时期国有企业体制性惯例的制约，充裕的创新资金投入并没有给沈阳机床带来利润的大幅增长，技术创新的市场绩效不明显，而企业的财务风险却在不断累积，管理费、财务费和销售费等经营成本居高不下。

因此，我们认为，像沈阳机床这样的大型国有企业要想走出技术创新“高投入低效益”的困境，全面提升创新的市场绩效，比较可行的方法是必须解决之前政府扶植过度局限于硬件如资金投入而忽视企业软实力――现代企业管理制度建立的问题，建立硬件与软件统一并重的协调引导机制。我们认为突破点在于积极引入民营资本对沈阳机床进行股权重组，重组的重点应是如何建立内生的技术创新市场驱动机制，实现技术创新和资本扩张的“预算硬约束”，而要想实现这一目标，民营资本的投资比重不能过低。

基金资助项目：辽宁省科技厅科学技术计划项目： 激活中国“数控机床高速精密化技术创新战略联盟”内生动力机制的对策研究；主持人，王蓉；项目编号：2011414006。

参考文献：

[1]1996年――2010年沈阳机床股份有限公司的中期报告与年度报告。

[2]沈阳机床股份有限公司官方网站。

[3]昆明机床2009-2010年度报告。

[4]华东数控2009-2010年度报告。

[5] [意]雅诺什・科尔奈，预算软约束综合症[J]，新财富，2009年第6期。

[6] [美]罗伯特・C・希金斯，沈艺峰译，财务管理分析[M]，北京大学出版社?，2009年版。

作者简介：

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一、多轴多刀数控技术的基本技术原理

多轴多刀数控技术的最直接，同时也是最有效的载体是多轴数控加工中心，这个数控加工中心主要包括数控装置、输入装置和伺服装置等。多轴多刀数控技术的基本技术原理是：把数控机床中的数控装置、伺服装置和工艺参数等，转换成数字信息，然后以编成相应的程序代码输入到机床控制系统之中，由控制系统负责处理这些程序代码，最后安装伺服系统的指令完成控制机床各个部件协调的动作，完成各种零部件的加工生产。

二、多轴多刀数控技术的设备

在数控机床产业界来说，在世界范围内，美国、德国和日本等国家在复合加工机床、数控机床与工业机器人、并联机床和数控加工刀具的结合方面的研究成果比较大。其中，德国的DS公司、意大利的COMAU等公司研发的平动机床，等都是当前世界上比较先进的并联机床。

而对于中国的数控机床的发展来说，随着改革开放经济的快速发展，也有了30多年的跌宕起伏的发展史，当前已经进入到了成熟时期。在世纪之处的几年例，中国金属切削机床的产量的粘平均增长率达到了19%左右，而同时期的数控机床的产量更是比同期提高了33个百分点，由此可以看出，数控机床的增长速度要比金属切削机床的增长速度快。

当前，中国还是新兴的数控机床市场国家，其它的国家比如韩国等，以及中国的台湾地区也是新兴的数控机床市场，在这些国家和地区，多轴多刀数控机床的生产方面具备很强的实例，而且市场相当广阔。比如中国的广州数控、北京机床厂、大连机床厂等，以及韩国的斗山数控，在数控系统、多轴多刀数控机床方面均有了技术比较先进的产品，有效满足了所在地区工业生产的需要。但是这些新兴市场国家在高端多轴多刀数控机床研究方面却无法与传统的数控机床技术研究强国相比，比如没有的辛辛那提公司、德国的西门子公司和日本的FANUC公司等。

在1990年，中国的燕山大学研制出了中国的第一台并联机器人实验样机，而七年之后，东北大学研制出中国的第一台平移自由度并联机床样机。一年之后，也就是在1998年，清华大学和天津大学共同研发出并联机床VAMTIY。这些数控机床设备主要以提高加工的精度为主要的设计目标，同时也能够应用于其他的叶片类、大型模具等复杂曲面零件的加工生产，其中，具有自主知识产权的当属大型龙门式五轴联动混联机床。

三、多轴多刀数控机床的程序编制

从形式上来分类，多轴多刀数控技术主要分为三种：第一种是手动编程，第二种是自动编程，第三种是仿真技术。

手动编程。多轴多刀数据编程的缺点是显而易见的，比如编程的速度比较慢、不能用于复杂结构零件的编程、编程的耗时比较长等。不过，应当注意的是，手动编程也具有程序短小、可修改性非常强和可用标准参考方程曲线等优势，比如抛物线、摆线等。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第539期2014年第07期-----转载须注名来源现阶段，很多多轴多刀的加工手法都是应手动编程来完成的，比如圆周上钻等。下面笔者将通过一个实例来介绍手动编程程序：

#1=60

#2=7

#3=2

#4=2.3398823/180

#5=21

#6=23

While#4LE#3

#7=360/#6*[#4-7]*#2

#8 = #2* COS（ #4）#11 = #2* SIN（ #4）

G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300

#5= #5+ 1

ENDW

G120

G91G28Z1

M15

M30

自动编程。通过上文中的分析，我们知道手动编程具有容易出错、不适用于复杂零件编程的缺点，而且编程的工作量也比较大，但是应用了计算机技术的自动编程，由于具有编程速度快等优势，受到业界的广泛欢迎。当前，越来越多的企业认识到，自动编程技术具有高精度、该效率等特点，不仅可以应用于复杂零件的编程，而且性能也比较高。但是，当前由于技术条件的限制，这种编程技术要想真正发挥其性能，还需要性能优良的CAD/CAM软件。

现阶段，中国国内应用比较广泛的CAD/CAM软件主要包括：Pro/ENGINeer、UG和CATIA软件等。这些软件普遍应用于工作站或者微机平台上。但是这些软件的价格通常比较昂贵，因此在一定程度上限制了该技术的应用和推广。

随着我国经济技术的快速发展，我国的CAD/CAM技术取得了比较大的进步，比如高华CAD等，相比国外的技术软件，这些软件的价格相对来说比较便宜，因此符合我国的基本国情，从而占领了大年的大部分市场份额。由此我们也可以看出，我国在这方面的发展，无论从技术研究水平，还是从市场推广方面来说，都与西方发达国家有着不小的差距。

国外的CAD/CAM技术软件出现的时间比较早，而且研发和利用的时间相对来说比较长，比如UG等公司都是CAM行业的领军企业，生产的都是世界范围内的顶级差异，可高效仿真刀具和机床的运动。当前，这些公司的产品在我国已经占领了一部分的市场份额。因此，无论从技术研发角度，还是从市场开发层面看，我国的CAD/CAM软件的前景都不是特别的乐观，特别是在五轴数控机床研究方面，中国的企业做的还不是很好，存在不少的问题和缺陷等。

自动仿真技术。数控加工生产中的仿真技术是利用计算机软件来模拟数控加工生产的过程，然后把加工过程和结构通过数字、图形和图表等方式展示出来，通过计算机展示出来，从而为人们的判断、验证和控制加工过程提供合理的方法。现阶段，数控加工仿真技术主要包括两个方面，一是几何仿真技术，二是力学仿真技术。

当前，虽然主流的三维软件均有三维仿真功能，但是由于多轴加工生产具有复杂性的特征，所以无法彻底消除零件与刀具、刀具与工作台等之间的碰撞，其控制方法和技术还有待完善。

多轴多刀数控技术的发展趋势。 多轴多刀数控技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：首先，高精度与高速度；其次，高柔性化与复合化；再次，多功能化；第四，智能化；第五，自动仿真技术。通盘考虑干涉、避让检查等约束条件，结合几何仿真与力学仿真技术的自动仿真技术。

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在会上，西安理工大学陈向平副院长、陕西华拓销售总监陆佩弘、Delcam西安办事处销售经理符威分别向大家介绍了Delcam领先的CADCAM解决方案及学校应用的情况。

此次Delcam数字化先进制造师资培训班，重点对Delcam PowerSHAPE 、PowerMILL的新功能及软件优势进行详细讲解与介绍，通过PowerSHAPE、PowerMILL进行产品造型设计与加工程序编制，并借力陕西华拓的桌面型五轴机床现场完成样件的多轴加工。陕西华拓是专业从事高档数控系统和数控机床,主要研制和生产高档多轴联动、开放式、全软件化的第六代数控系统、数控机床，及机床远程状态监测及故障诊断系统。

可以说，此次培训借助Delcam技术力量使相关专业教师能够结合世界新型前沿制造技术， 掌握当前先进C A D /CAM高端制造工艺以及科研能力。DelcamPowerSHAPE是一套逆向/ 正向混合设计C A D系统，它集实体、曲面和三角形造型建模技术为一体，充分发挥三者混合设计的优势，同时采用直接建模技术，是概念设计、工业造型、和加工建模的理想工具。全中文Windows用户界面，智能化光标技术，操作简便。系统还提供了先进化的模具设计模块和自动电极设计模块。Delcam PowerSHAPE已广泛用于汽车、航空航天、造船、电子电器、模具、医疗、包装、玩具、制鞋、陶瓷、餐具及等行业。

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关键词：数控技术 机械制造 现状 应用

中图分类号：TD52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0227-02

近年来，计算机的发展速度有目共睹，并在激烈的社会竞争中，带动一系列行业的进步发展。机械制造行业是现代化工业的基础，是我国重要的基础性行业，在数控技术的影响之下，慢慢成熟完善的同时，也提升到了一个新的层次。渐渐地，制造业成为工业的象征，同时也依赖于数控技术的应用，促使我国工业现代化水平的提高以及综合国力的上升，增强自主创新能力。

1 数控技术概述

1.1 数控技术的含义

数控技术（numerical control，简称NC）指的是在计算机技术的运用下，将传统的机械加工技术集合起来，控制机械制造加工的过程。数控技术作为目前较为高新的科学技术，主要是对速度、角度与位置的控制，机械能量流向以及机械数量的把握。在实现制造自动化的过程中，自动化制度柔性的基础也是现代集成系统所追求的重要部分。

1.2 数控技术的特点

数控技术能降低机械加工成本，实现高效率、自动化、大批量零件加工的同时，还能在一些加工应用当中促使单机组成加工自动生产线，提升机械加工的精度与效率。数控技术中机械加工应用的典型是数控机床，通过这种技术，能有效的降低劳动强度，同时方便过程的管理等。

数控技术在面对多品种小批量的生产有着很大的优势，以产品多样性的发展与日新月异的更换速度，最大限度的提高了机械制造行业的灵活性；提升机械设备的同时，也尽可能的满足现代市场的竞争需求。

2 数控技术的现状及发展

2.1 数控技术的现状

制造业的发展在提高人民生活水平的同时，缓解了就业压力、保障了社会的稳定，为国民经济与社会发展奠定了物质基础。尽管随着经济全球化的到来，我国已经逐渐成为世界机械制造业的中心，但是相较于发达国家，我国制造业存在着诸如制造工艺装备陈旧、自动化生产技术落后、管理模式不规范、自主创新意识较为缺乏和先进技术短缺等问题。一些增值业务，如速度快、品质高、服务优质、回馈及时等方面，也与国外有着较大的差距。

当下，美国、日本和德国等发达国家正处在黄金时期时，数控技术已初步成熟，在投放入制造行业所能制造的回馈这一点上，我国明显处于劣势地位。虽然经过1981年-1985年的引进国外技术，1986年-1990的吸收消化技术到1991-1995年我国的加强研发，使得数控技术有了质的飞跃，但这种因为接触时间长短而造成的差距还是很难得到实质性解决。

因为，近年来我国在数控设备的进口数量上做了严格规定，对数控系统设备的研发、系统的完善作了重点投资，促进了数控技术的强化发展，以期在不久的未来，回馈能大于投入。

2.2 数控技术发展趋势

数控技术在发展的这六十多年里，从最开始的封闭自我式发展到当前注重网络化、柔性化发展的计算机数控系统，已经是一种巨大的突破。计算机数控技术的优越性能，在不同的平台上使用，都能让操作与管理更简便，性价比逐渐提高。

随着经济的发展、信息的全球化，智能化、网络化、开发性的数控装备已经成为了数控技术发展的新趋势，机械制造逐渐开始追求加工的质量与效率的智能化，例如在加工过程中能自主适应控制模式，自动生成工艺参数等。

近几年的国际著名机床博览会上提出了一个新的亮点――网络化。国内外一些著名的数控机床与数控系统制造公司也相继推出了几款与之相对应的新概念样机，反映数控技术逐渐走向网络化发展的同时，也在理念上创造了一种新的制造模式，建立了诸如敏捷制造、虚拟企业、全球制造等基础单元。这种概念的产生，间接的指明数控机床加工技术在日后的发展方向。

传统的数控系统，由于封闭性与数控应用软件的产业化生产问题而阻碍了技术的发展，以至于许多国家渐渐开始重视开放性的数控技术。当前，对于开放性数控系统的研究核心在于――如何将客户特殊的要求、应用与技术技巧集成到数控系统中，快速的形成具有鲜明个性的不同品质、不同档次的产品。在未来数控技术的发展之路上，数控技术的开放性必将成为其技术发展的主要因素，且其体系结构、通信、配置和运行平台的规范，数控系统功能库以及软件开发的工具等，也逐渐变为开放性数控技术的研究核心。

3 数控技术在机械制造中的应用

3.1 工业生产中的应用

在科学技术的探索越来越深入的当下，现代工业生产的难度越来越大，竞争力也日益激烈。在一些恶劣的生产环境与劳动环境下，工业生产机械设备的功效就显得重要起来；因为工业机器手是由控制系统、驱动系统与执行系统构成，主要是为了完成一些人工难以完成的任务，也在一定程度上保障了劳动人民的人身安全、改善了劳动环境、提高了工作效率。

数控技术在工业生产方面，主要是将计算机组成系统中的控制单元，在控制单元的指挥下，遵守写入程序的驱动单元输入指令，完成预先设定的操作过程时，检测系统也在同步进行。如果发生错误或者产生故障，传感器将会立即将消息传输到控制单元，再借由发出警报信号或者相应的措施来加以保护。

目前，工业生产在借助数控技术的情况下，完全自动化的功能终于得到了实现。

3.2 航空工业中的应用

由于航空事业的发展，世界有了紧密的联系。我国的航空市场被许多国际航空巨头所关注，主要是因为数控技术在航空业的运用，使我国航空市场具备了巨大的潜力，尽管我国航空工业与世界先进水平还存在一定差距，但因数控技术的不断改善与完备，这种差距也在逐步缩小。

航空工业中运用较为广泛的是刚度不强的合金，此类合金在加工过程中，很难使用传统的加工模式来达到设计要求。并且，某些需要以薄筋或者薄壁等形式运用到工业中的材料，对切割工艺要求非常精细，传统的加工模式几乎不可能达到要求。

因此，在航空这个“高精尖”技术汇集的行业，以往单纯的人工加工模式，在加工精度上无法满足其苛刻要求。航空事业在数控技术的推动下，将朝着更加高端的层次迈进。

3.3 汽车工业中的应用

随着交通运输愈加便利与普遍，汽车行业的发展也突飞猛进，人们对汽车的需求不止在汽车数量上有所表现，同时还表现在对汽车速度、性能与环保等要求上。而数控技术的应用在一定程度上加快了汽车工业的发展，实现了关键、复杂零部件与汽车配件的快速制造。

加工中心与其他高速数控机床组合在一起，其“高柔性”与“高效率”的有效结合，使越来越快的产品更新速度得到有效缓解，且这种不逊色于组合机床刚性自动线的制造效率能在颠覆传统观念的汽车生产经济模式时，创造出多品种、中小批量的高性生产模式。

数控技术在应用其快速成形制造技术时，能轻易的实现复杂零部件的加工制造。另外，虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等，也被广泛的运用在汽车制造工业中，加快了汽车工业的快速发展。

3.4 机械设备中的应用

基于现代化机械制造业的要求，拥有控制能力的机床设备在现代机电一体化产品中占据着重要地位。因此，在机床上运用数控技术，对机床的加工进行指挥与控制，即数控机床，也是发展机械制造业的有效途径之一。

新一代的机电一体化产品是用代码来控制的。它将控制单元存入刀具与工件之间的相对位置，刀具的选择与主轴变速的工作代码，发出控制指令时，机床手会控制机床的伺服系统，从而加工出我们所需求的零部件。其最大的特点就是，不需要传统操作一样对机床进行复杂的操作，只用将程序输入就可以保证机械设备拥有足够的可控力，而后制造出零部件。

数控技术的发展推动了机械设备的进一步蜕变，不断提高自动控制与处理系统的能力，改进机床的结构，在精简机械设备的体积及提高质量的同时，提高刚度与传动精度，延长其寿命，促进机械制造业的完善、发展。

4 结语

由上述诸多信息可知，随着我国经济的迅猛发展，数控技术在机械制造中占据的地位越来越重要，只有我国在其领域自主创新，拥有完整的自主知识产权，才能为数控技术创造良好的发展空间，在各个领域充分发挥数控技术的作用。同时，数控装备也在一定程度上表明一个国家工业现代化水平与综合国力的强弱，在加强数控技术的时候，也应采取合理有效的竞争对策与之相搭配，不断提升管理水平与服务质量，长期培养数控技术的专业人才，使我国的机械制造能够得到广泛应用，在国际化竞争中始终站在时代的前沿。

参考文献

[1]丛高祥，陈丽，李凯等.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程，2011，30（3）.

[2]王秋鹏.试论机械制造中数控技术的应用[J].新技术新工艺，2013，（10）.

篇5

关键词：组合机床 加工单元 柔性线 概念自控线 概念机床

1 引言

在我国1975年，中国第一机械工业部颁布了第一批组合机床通用部件标准。这意味着中国已经具有成熟的自主研发组合机床技术。组合机床的应用也已深入到很多行业，是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。

但新兴技术正在使制造业的形态发生潜移默化的改变。高效、高精度也越来越平民化，原来的机床非常庞大，基本上都只存在于大型汽车制造商、研究机构以及相关国有企业中。但未来，新型组合机床可以做到和普通机床一样深入小型企业中。怎样能运用组合机床成型技术与高校生产率结合制造加工呢，柔性加工单元的出现已成为高效、高柔性机床的代名词。

2 常用组合机床概述及配置形式

组合机床自动线按被加工零件的输送方式，分直接输送、间接输送和悬挂式输送三大类。组合机床自动线的配置型式，一方面是由被加工零件的尺寸和结构、生产率、车间面积、机床间最小距离、保证安全和操作方便以及车间工件及铁屑运输流向等因素所决定。另一方面，也和自动线制造单位的设备能力、通用部件的品种和规格以及刀具制造能力等有关。目前，直接输送和间接输送自动线使用较为普遍。

2.1 组合机床概述

组合机床（modular machine tool），是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。

通用部件是组成组合机床的基础。用来实现基础切削和进给运动的通用部件，如单轴工艺切削头（即镗削头、钻削头、铣削头等）、传动装置（驱动切削头）、动力箱（驱动多轴箱）、进给滑台（机械或液压滑台）等为动力部件。用以安装动力部件的通用部件如侧底座、立柱、立柱底座等为支承部件。配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用夹具，组成的半自动或自动专用机床。

组合机床未来的发展将更多的采用可调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。

2.2 组合机床单机配置型式

组合机床的按通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5～30千瓦的动力部件及其配套部件。小型通用部件是指电机功率在0.1～2.2千瓦的动力部件及其配套部件。

组合机床除分为大型和小型外，按配置型式又分为单工位和多工位机床两大类。

（一）单工位组合机床配置型式：

1.卧式单面组合机床；

2.立式单工位组合机床；

3.卧式双面组合机床；

4.复合式双面组合机床；

5.卧式三面组合机床；

6.复合式三面组合机床；

7.卧式四面组合机床；

8.复合式四面组合机床。

（二）多工位组合机床配置型式：

1.固定式多工位夹具组合机床；

2.移动工作台组合机床；

3.回转工作台组合机床；

4.回转鼓轮组合机床；

5.自动线；

6.柔性线。

下面介绍现代常用组合机床自动线和柔性线配置型式：

2.3 组合机床自动线配置型式

组合机床自动线按被加工零件的输送方式，分直接输送、间接输送和悬挂式输送三大类。组 合机床自动线的配置型式，一方面是由被加工零件的尺寸和结构、生产率、车间面积、机床间最小距离、保证安全和操作方便及车间工件及铁屑运输流向等因素所决定。另一方面，也和自动线制造单位的设备能力、通用部件的品种和规格以及刀具制造能力等有关。目前，直接输送和间接输送自动线使用较为普遍。以下为组合机床自动线的配置型式。

（一）直接输送

1.通过式直接输送的组合机床自动线

2.非通过式直接输送的组合机床自动线

3.抬起输送带的组合机床自动线

（二）间接输送自动线

1.随行夹具水平返回的自动线

2.随行夹具垂直上方返回的自动线

3.随行夹具垂直下方返回的自动线

4.随行夹具复合式返回的自动线

5.封闭框形随行夹具自动线

（三）悬挂输送式自动线

自世界上第一台组合机床于1908年在美国问世以来已有80年的历史，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展，至今，它已成为现代制造工程中尤其是箱体零件加工所必不可少的关键重要设备之一。

3 现代组合机床的柔性化

组合机床的柔性化主要是通过采用数控技术来实现的。柔性自动线的重要组成部分是数控加工模块。由数控加工模块组成的柔性自动线，可通过应用和改变数控程序来实现自动换刀、自动更换多轴箱和改变加工行程 、工作循环、切削参数以及加工位置等，以适应变型品种的加工。柔性自动线用的数控加工模块，按其数控坐标（轴）数主要有：单坐标（Z）、双坐标（X-Z、Y-Z、 Z-U和Z-B等）和三坐标（X-Y-Z）加工模块；按其主轴数，有单轴和多轴加工模块，也有单轴和多轴复合加工模块。

4 概念组合机床的自控化

组合机床自控线其最主要组成部分是以多台加工单元通过自动输送料装置链接为一条完整的自控线。工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控机是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。

5 结论

现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床作为一门技术也在不断吸取新技术的成果进行自身的完善和发展。组合机床的自动线技术发展到今天，已经步入成熟发展阶段，自动线在柔性化、智能判断分析处理等人机一体化自控方面的进步，将带动世界工业生产体系进入新一轮的激烈竞赛中。

参考文献：

[1]大连组合机床研究所.组合机床设计（机械部分）.北京：机械工业出版.1975.

[2]李如松.柔性自动线.组合机床与自动化加工技术.1989年第五期.

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关键词:机电一体化 应用领域 发展方向

1、机电一体化概述

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术。它是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,具有智能化的特征。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化设备。

2、机电一体化技术的应用领域

2.1 数控机床

我国机床拥有量高居全球之首,2010年产值达1260亿元人民币,超过意大利排名世界第三。数控机床代表了一个国家机床生产的水平。目前,我国生产的数控机床约占国内市场份额的31%,其余从境外进口。时下我国中高端数控机床市场的绝大部分被境外产品占领,其中高端数控机床国内产品的市场占有率仅4%左右。经过多年发展,我国机床生产虽然取得了很大成绩,但就技术水平和整体实力而言,在世界上仅处于第二梯队的中前位置,美欧日排在第一梯队。数控机床具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

2.2 自动机与自动生产线

在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备,是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线;18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线;各种高速香烟生产线;各种印刷包装生产线;邮政信函自动分捡处理生产线;易拉罐自动生产线;FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等,这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器,变频调速器,人机界面控制装置与光电控制系统等。

2.3 机器人

机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲,一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。机器人已在工业领域得到了广泛的应用,而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑,21世纪机器人技术必将得到更大的发展,成为各国必争的知识经济至高点。

在计算机技术和人工智能科学发展的基础上,产生了具有感知、思维和行动功能的智能机器人,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务,比一般的工业机器人具有更大的灵活性、机动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具,在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置,如核工业、水下、空间、农业、工程机械（地上和地下）、建筑、医用、救灾、排险、军事、服务、娱乐等方面,可代替人完成各种工作。同时,智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备,完全可以进入网络世界,发挥更多、更大的作用,这对人类开辟新的产业,提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。

2.4 汽车电子化产品

汽车上比较常用的一般有5种仪表和3种相应的传感器,即电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表等指示仪表和机油压力传感器、水温传感器和油量传感器。

目前,电子化仪表已经取代机械式仪表。这是由于机械式仪表一旦出现故障将很难处理,而电子化仪表则不同。采用电子化仪表不仅可以改进驾驶员的目视性,还有助于汽车仪表的多样化。

3、机电一体化技术的发展方向

3.1 光机电一体化

一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

3.2 自律分配系统化（柔性化）

未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是,子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力,即柔性,又不会因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.3 全息系统化（智能化）

今后的机电一体化产品“全息”特征将越来越明显,智能化水平也越来越高。这主要得益于模糊技术、信息技术尤其是软件及芯片技术的发展。除此之外,其系统的层次结构也由简单的“从上到下”的形势转而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

3.4 “生物--软件”化

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物,即当控制系统（大脑）停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统（大脑）工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物—软件”或“生物—系统”,而生物的特点是硬件（肌体）与软件（大脑）一体,不可分割。由此看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展的趋势,但要达到这一目的还需要有一段漫长的道路去走。

3.5 微型机电化

目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当我们将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

4、结语

机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,是机械工业发展的必然趋势。是21世纪机械工业的主角,在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]君兰工作室.机电一体化,科学出版社（北京）,2009.

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关键词：机械制造技术基础；精品课程建设；工程能力培养；教学改革

作者简介：王（1966-），女，河南郑州人，北京信息科技大学机电工程学院，教授；张怀存（1956-），男，陕西延安人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目（项目编号：2010JG06）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0087-03

一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景

随着高等教育改革的不断深入和发展，课程作为高等学校培养计划的基本组成单元，是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段，基于互联网，包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革，更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]

1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议，对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨，会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心，以CAD/CAM为主线，拓宽基础，重视实践”的总体改革思路；重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革，进行专业改革，将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要，将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程，也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时，其中实验8学时；车辆工程专业计划40 学时，其中实验6学时。

北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求，实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求，[5]学生既要具有必备的理论基础，又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善，2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考，特别注重教学内容的与时俱进；注重教学方法和教学模式的改革；构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系，实现对学生工程能力的培养。

二、与时俱进优化课程体系和教学内容，适应学科最新发展

“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强，与实际工程结合紧密，图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展，新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接，教师需密切关注学科发展，与时俱进优化课程体系和教学内容，协调传统内容与先进性。

课程的内容围绕产品的加工制造，以机械加工工艺为主线，以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨，将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来，并根据这条主线的需求作为取舍的原则，强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发，使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识，具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识，增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容，使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。

目前，“机械制造技术基础”教学内容多课时少，在教学内容的讲授上既要加强基础，又要拓宽知识面；既要保持经典，又要体现先进制造技术的发展；既要掌握基本理论，又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则，对教学内容进行必要的调整，如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授，而将这部分内容放在实验课中，学生在现场对着实物进行感性观察，学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解，但是更加注重对实际工程问题的分析和理解，强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。

高水平教材的建设是课程建设的基本，本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础（第3版）》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项，该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》，分为学习指导和习题（包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案）。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告，用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案，网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料，实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时，进一步拓宽知识面，增强理论学习的深入性，使课堂教学得到扩展。

三、以工程能力培养为中心，构建层次式的实践教学体系，实现理论教学和创新实践活动的有机融合

深入企业调研，分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度，构建专业认知与实践－金工实习－课程实验教学－生产实习－课程设计-综合实验周－制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中，特别注重学生实践能力的培养，努力实现从模拟型向实战型转变，由限制性向自主性转变，由验证性向综合性转变，由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念，了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作，注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养，体现渐进性教学方式。

金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法；生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备，将所学理论知识与生产实际紧密联系起来；课程实验教学将科研成果引入教学，教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验，让学生亲自动手，提高了学生实验技能和实际动手能力；课程设计选自实际生产课题，要求学生独立完成，同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力；综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练，全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程，提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求，进一步融合理论与实践，使学生的工程能力得到进一步提升。

在课程建设过程中，本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设，设立长春一汽生产实习基地，使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模，进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品，使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。

实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项，而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外，安排学生生产实习，使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识，每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试，取得了较好的效果。

在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用，实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析，然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程，通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工，得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化，使学生的课程设计真正取得实效。

面向工程实际，为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作，每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观，为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势，增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备，设有专门的制造实验室，为学生构建了实际的工程环境，使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念，突出实验的演示性、设计性和综合性，追求实验手段的先进性。

为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设，学校开设综合性和设计性实验，构建实验平台，编写实验指导书和任务书；编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验，初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标，让学生自主设计实验项目和方案，并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验，包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验，使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法，建立现代制造工业先进技术的实际概念，完成先进技术设备实际操作的基础训练。

四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革

1.以建构主义理论为指导，以工程应用为主线，研究基于项目的教学模式，注重工程能力的培养

针对目前普遍存在的教学与科研相脱节，课堂教学内容缺乏现实感，学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性；课堂教学与企业的实践操作彼此割裂，学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼；校园生活与工业实际彼此分离等问题，以建构主义理论为指导，在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践，整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践，以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。

从“机械制造技术基础”课程的第一节课，提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书，一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合，1～3人为一个小组，以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展，基于项目的要求，在教师的指导下，学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料，遇到问题请教教师，循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体，充分调动学生的主观能动性，将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习，通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动，相互交流想法、相互鼓励和沟通，培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后，学生的学习积极性和主动性提高，解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。

2.课堂讨论法

在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点，设计课堂讨论题目，通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力，使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误，教师设计题目，供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订，如何判断封闭环是关键，教师给出一个实例，给同学们讨论，然后通过正确和不正确方法的比较，和同学们一起总结出“尺寸链很重要，基准转换用得着；先看封闭环，再判增和减，极值和概率法帮计算；多尺寸计算，图表法最有效” 等朗朗上口的口诀，便于学生记忆。注重结合生产实践，讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。

3.案例教学法

本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目，得到科研经费上千万，获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中，将科研成果作为案例介绍给学生，从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式，使学生较真实地接触工程实际，将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来，培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候，将研制的复合机床作为实例，使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时，介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时，以研究的电主轴为例，提出电主轴概念的来源，在于缩短传动链，揭示机械制造科学技术进步内在规律，开阔了学生的学术眼界。其次，鼓励学生参与科研，积极拓展第二课堂，吸收学生参与教师科研项目，依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。

在“机械制造技术基础”精品课程建设中，基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作，需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进，才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。

参考文献：

[1]教育部高教司.教育部关于启动高等学校教学质量和教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL].．

[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究，2009，（3）.

[3]段远源，杨蕾.以提高人才培养质量为核心 深入推进精品课程建设[J].中国高等教育，2008，（Z3）.

篇8

关键词:高职;UG;学科

Relationship on the CAD/CAM(UG) Course of the Higher Professional Education

SONG Qiao-lian

(Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China)

Abstract: The CAD/CAM(UG) is a practical course of mechanical profession. It contacts closely with other courses. We must understand exactly the relationship on the CAD/CAM(UG) course, carry out the lengthways contact between the CAD/CAM(UG) course and other professional couses or course projects. We should establish the teaching system of scientific and according with engineering practice. It is very important to learn other professional courses.

Key words: higher professional education; UG; subject

UG软件是当今先进的、高度集成的面向制造业的CAD/CAE/CAM高端软件之一。UG提供了一个基于过程的产品设计环境,可以快速解决产品从初始的概念设计,到产品设计、动态模拟与仿真、数字化制造等一系列问题,实现了数据的无缝集成。由于UG软件强大的功能,使其广泛应用于汽车、机械、飞机、造船等行业。

UG软件主要由CAD、CAE、CAM等模块组成。CAD模块主要有建模子模块、装配子模块、制图子模块等;CAE模块主要有有限元分析子模块、运动分析子模块等,具有强大的工程分析能力;CAM模块可以进行切削仿真、综合仿真与检查功能等。使用UG软件可以提高设计效率,缩短设计周期,提高设计质量,将设计人员从繁琐的工作解放出来,把精力投入到产品技术创新上。

CAD/CAM应用软件(UG)课程是机械类专业教学中一门重要的实践类课程,虽然单独作为一门课程开设出来,但它和其他课程有着密切的关联。在教学中应将UG的有关模块与相关课程的教学和课程设计结合起来,起到辅助教学的作用,帮助学生理解和掌握专业知识。

1 与机械制图课程的关联

机械制图课程是高职机械类专业的专业基础课,学习目标是培养学生运用正投影法绘制和阅读机械图样的能力。UG课程与机械制图课程有着密切的关联,如果学生不具备一定的读图能力,读不懂零件图,建模时就无从下手;反之,UG课程的学习有助于学生提高读图能力。

高职学生缺乏工程实际经验,空间想象能力差,在学习机械制图课程时感到比较困难。运用UG软件的建模模块,使学生通过不同的视角动态地、直观地观察实体模型的内外结构,帮助学生理解形体与三视图之间的对应关系。运用装配模块可以对装配件进行虚拟装配,通过添加约束条件,将零部件装配在一起,有助于学生理解装配件的工作原理、装配结构和各零部件之间的装配关系,帮助学生读懂装配图。通过制图模块可以生成符合国家标准的机械图样,学生可以通过制图预设置、注释预设置等工具进行制图环境设置,从而了解国家标准关于机械制图的规定,并付储于实践,对机械制图课程的学习起到促进作用。

借助于UG软件的三维可视化建模环境,建立基于三维设计的机械制图教学体系,为机械制图这门传统的课程注入了新的活力,也降低了学生学习机械制图课程的难度,提高了学生的学习兴趣,发挥UG软件辅助教学的作用。

2 与机械设计基础课程的关联

机械设计基础是机械类专业的一门重要的专业基础课,要求学生掌握基本的设计理论。传统的教学体系以尺规绘图为主,如课程设计环节,要求学生尺规绘制减速箱的零件图和装配图,学生要花费很大的精力在绘图上,一旦结构尺寸变动,图样修改的工作量是很大的。如果学生运用UG软件把减速箱的各个零件做成实体模型,再通过制图模块生成机械图样,就大大减轻了设计的工作量。而且UG软件的基于特征的参数化建模功能,使零件结构尺寸的修改非常便捷,将学生从大量繁琐的工作中解放出来,把主要精力放在设计方案的优化、设计能力的提升、设计结构的创新上。

机械设计基础课程在研究常用机构的运动分析和设计时,主要是利用计算公式计算,对于稍复杂的机构,计算的工作量很大。如果利用UG的运动分析功能,可以方便地对机构进行运动仿真,得出构件的位移、速度、加速度等运动特性,观察机构的运动规律,分析机构的自由度等,直观易学,提高了学生的学习积极性[1]。培养的学生具有较强的实践动手能力、科技创新能力和分析问题的能力。

将UG课程与机械设计基础课程相融合,改变了传统的机械设计方式,变二维设计为三维可视化设计,更符合现代制造业的需求,也使机械设计基础课程变得易学、易懂、有趣。

3 与数控加工技术课程的关联

数控加工技术课程是机械制造专业的专业课程,要求学生掌握数控机床结构、数控系统与原理、数控编程、数控机床操作、数控刀具、数控加工工艺等内容。要将抽象、枯燥的理论知识以直观、动态的画面展现给学生,并指导学生进行实际项目数控模拟仿真,就必须借助于CAD/CAM应用软件这个平台,使学生学用结合,满足教学需求。CAD/CAM应用软件能仿真数控加工的过程,包括设定机床、选择刀具、定义毛坯等,可以通过边演示边教学的方式,使抽象内容形象化,帮助学生理解加工过程,调动了学生的积极性,从而提高了教学质量。

对于较复杂的机械零件,学生根据二维零件图难以想象三维形体,越复杂的零件编程的难度越大,出错率越高。在UG软件中,可以通过产品建模,进行加工工艺分析,生成数控加工指令代码,模拟加工状态,显示刀具路径和模拟加工轨迹,便于及时发现加工中的问题进行修改,避免了手工编程的出错率,提高了编程的可靠性[2]。学生自己动手将零件图生成三维形体,再生成加工程序,进行动态仿真模拟,体验创新的乐趣和艰辛,其成就感可想而知了。当然,虚拟加工仿真仅仅作为辅助教学手段,不能代替实际的数控加工实训,学生还需要通过一定的实际数控加工编程的实训来练习实际操作能力,如零件的装夹、测量、加工参数的设定等。

4 与模具制造技术课程的关联

随着CAD/CAM软件功能的日益强大,模具行业完全和CAD/CAM软件融合起来。模具制造技术课程是一门理论与实际应用紧密结合的课程,必须借助于CAD/CAM软件作为教学平台,来完成一系列的教学活动。例如应用UG软件的Mold Wizard模块可以进行注塑模设计,优化塑料制品的结构,降低材料的成本;优化模具结构,得到最佳的浇口数量与位置,合理的流道系统与冷却系统,并对型腔尺寸、浇口尺寸、流道尺寸和冷动系统进行优化;还可以确定最佳的注射压力、模具温度、注射时间、保压时间和冷却时间,以注塑出最佳的塑料制品[3]。

借助于CAD/CAM软件可以方便地设计出冲压模、冲裁模、注塑模等,通过模具标准件库还可以调入标准件,进行模具装配,大大提高了设计的准确性,节省了设计时间和产品制造周期。通过CAM直接模拟加工过程,生成数控程序代码,进行数控制加工,实现了无纸化制造。

将UG软件引入到模具制造技术课程教学中,改善了教学环境,将理论教学和实践教学有机地结合起来,把知识的传授和能力的培养紧密地联系起来,使其更贴近模具制造业现状,使学生就业后很快就能胜任工作岗位的需求。

5 结束语

随着CAD/CAM软件的功能日益增强,在制造业应用越来越广,相信它不仅为传统的机械设计、机械制造领域,也为高职教育提出了新的挑战。通过CAD/CAM软件平台辅助课堂教学,帮助学生理解和掌握机械各专业课程的内容,锻炼学生解决实际问题的能力,调动学生学习的积极性,促进学生更好地掌握各专业知识,提高学生的认知能力、综合运用知识的能力,为就业奠定扎实的基础,提高了学生就业的竞争能力。

参考文献:

[1] 焦丽丽.UG软件用于机械专业课程的教学改革[J]. 装备制造技术,2008(12):198-199.

篇9

关键词：钣金加工；机械自动化；数控机床；自动化

工业技术革命的最大特点便是将先进的电子技术和计算机信息技术引进，并应用到了工业生产和加工中，实现了工业加工的机械化和自动化。这是工业技术的革命，同时也是人类历史文明的一大进步。在锻压机械行业，利用现代化电子信息技术来促使锻压机械向机电仪一体化发展，并在此基础上实现锻压生产辅助设备和装置的智能化，使它们自动形成，并灵活组织成一条全程机械化和自动化的生产线，切实提高工业生产和加工制造效率，为小型加工企业的小批量生产提供和开辟一条新型的发展之路。

1 钣金加工机械概念

我国的工业从建国初期开始发展，到改革开放后期，进入飞速发展的阶段。机械设计开始向着自动化的高端技术发展。在国外的一些发达国家，机械自动化行业的产值占到工业产值的百分之三十以上，在现代的工业中，自动化的影响越来越广，各个领域都开始向着自动化的方向发展。而在我国的钣金行业，由于其加工的成本比较低，产出的产品具有体积小、重量轻、性能高等特性，在各个行业中被广泛的应用。但是随着现代的用户对产品的要求越来越高，因此传统工艺生产的产品已经不能满足用户的需求，而产业中的一些行业开始向钣金加工的自动化方向靠拢。随着钣金行业自动化的企业越来越多，之间的竞争开始加剧，因此，钣金行业的机械自动化开始向着更高的技艺发展。

钣金加工是近代才发展起来的一门工艺，简单的说，就是对金属的加工和处理，举例说明，在生产实践中，人们制作金属器件时，对金属器件进行的加工都属于钣金加工的范畴。在金属产品成型前，钣金加工是一道必不可少的工艺，只有通过钣金加工，才能将器件的性能发挥出来。当然，在进行钣金加工前，工作人员还要具备加工的一些几何知识。

在钣金加工中，加工的器件很多，在加工过程中要综合考虑制作的器件以及原料的选择。在选用的原料中，一般会用到的原料主要是一些金属原料，如：冷轧钢、热轧钢以及一些电镀的金属等，在钣金加工中，一般的钣金过程大致相同，但是有些也是有区别的，这就需要工作人员根据工作的经验来合理的安排钣金的顺序。按照流程来讲，钣金加工不可缺少的几步包括：对金属原料进行下料处理，将金属原料用冲床等机器对其进行下料；钣金中的钳工加工；冲床对机械元件的冲压，使其成为特定的模型，在冲床的使用中要着重注意钣金原材料的正确位置；还有就是钣金中的压铆、折弯、焊接等一系列操作。

2 钣金加工机械化对工业的意义

随着我国的经济快速发展，我国的工业都开始向着机械自动化发展，其中钣金也开始向着这方面发展。钣金机械自动化能大大的提高加工效率，为企业增加额外的利润。在工业生产中应用最多的就是电子技术和计算机技术，还有就是工业上的机械化和自动化。这是工业革命最大的应用。在现代的工业中，钣金加工的自动化更是将这一革命发展更远。这使得前面的机械自动化形成了一条完整的生产线，实现了工业制造的全机械化，提高了工业生产的效率，为工业的更快发展提供了一条新型的、科学的、进步的可持续发展的快速之路。

3 钣金自动化加工中的冲床自动化

钣金加工最常用到的加工设备就是数控自动化的冲床，这套冲床系统使得工业生产的效率明显提升，保证了生产产品的机械化和自动化。下面详细的对这套钣金加工中最主要的冲床进行探究和相关方面的论述。

3.1 数控自动化冲床的主体部分

在钣金加工中，数控冲床是最主要的部分，也是钣金加工的核心部位，这套核心的冲床采用的是三箱状的框架，这样的框架更加的稳定和牢固，在钣金工作中，保证了加工的元件在加工过程中元件的不偏离，这在一定程度上减少了钣金加工的误差率。这套数控自动化冲床的安装很简单，只要在地面上垫上专用的垫板，将垫板上的固定螺丝固定好数控冲床，就能是冲床安全的固定上。固定上冲床后，还要将冲床的二次保护装置安装好，这样就能保证数控冲床在工作时准确度不会出现偏差。

在固定完冲床后，接下来就要对冲床的回转头进行调整。回转头在钣金行业的工人中有一个专业的名称，叫做转塔。一般的转塔有两种，22工位的转塔和40工位的转塔。所谓的工位，就是在工作中的冲床模具的套数，也就是说，22工位的转塔就是在钣金工作中能够提供22套的原件模具。这就使得原来一个转塔一个模具彻底改革，大大减少了换模具的次数，在一定程度上提高了钣金工作的效率。

在原来的回转头中，是没有换模系统的，这种自动的换模具的系统正是在钣金加工开始向着自动化方向发展中逐渐发展起来的。具体自动换模的过程是，当一种模具冲压完毕后，系统会自动根据之前电脑中的记录和操作，对下一个操作中要用到的模具进行自动的判断，并将这些信号通过电信号传送到钣金冲床设备中的控制系统中，控制系统根据接收的命令信号，自动的换模具，自动的对器件进行加工，大大降低了人工转换的频率。

3.2 CNC程控部分

CNC程控部分主要是指CNC程序软件系统，在这里，文章以国外某公司独立研发出的一套名为“WIEDMAN”威德曼程序软件系统的运行为具体实例，对其软件系统的程序编制作简要介绍。

“WIEDMAN”威德曼程序软件是由不同级别的软件组成，从最简单的“康巴斯TWO”到能自动排样的“INTER―GREN”，各具不同特点并可逐级升级。该软件主要由近30条语句组成。

另外，在程控部分，当程序编制完毕后可在屏幕上进行各点预演，以检查程序是否正确，是否能正常冲制。有时会出现预演警报，最常见的为X、Y超程，即X、Y坐标在机床源程序限定参数中规定X、Y均在±2Omm范围内，超出该范围机床就会报警，自动停止冲制。

3.3 钣金加工自动化中用到的系统软件

在我国钣金自动化加工中，用到的系统软件主要是CNC软件来控制冲床的工作，这套软件由于操作简单、准确度高，被我国的钣金行业广泛的应用。这套软件不同于以往那些软件，这套软件是用一个个小软件来综合起来工作的，在其中的一个软件发生故障后，其他的软件还能保证冲床的其他功能的正常工作，在使用中，该软件还能升级进行更新等。在该软件中，最常用的术语也就几十条，对于那些钣金加工企业中的新手，操作起来只需要经过简单的操作。因此，这款软件对于那些文化程度低的员工来说意义重大。

3.4 专用的模具

在钣金的自动化加工中，除了最重要的冲床，专用的模具也是不可缺少的。当然，这些模具也会根据不同的工位冲床有不同的类型和尺寸。在模具的安装上，人工安装只要第一步的基础安装，之后全是自动化的转换，大大的节省了人力，在很大程度上提高了工作效率。这部分在钣金加工的自动化发展中是一个很有发展潜力的一方面，在以后会有很大发展的空间。

4 结束语

现代科学技术在快速的发展，钣金行业都开始向着智能化、自动化、机械化方向发展，当然，科学技术是推进钣金加工行业发展的动力。通过对数控自动化钣金冲床技术的研究，对钣金加工的主要部件进行了详细的分析，让我们对钣金自动化加工技术有了更深的认识。相信我国在科学技术的推动中，钣金加工的自动化水平会越来越高，我国的钣金加工技术会越来越好。

参考文献：

[1]陈玉兰.钣金加工机械化自动化浅析[J].锻压装备与制造技术，2013，（01）.

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一、引导和促成高端装备制造巨头进行垄断性技术合作，形成顶级技术合作联盟

技术是产业发展的灵魂，只有技术实现关键性突破，才能保证产业的领先发展。高端装备制造的优势关键在于核心技术和关键技术的领先，而核心技术、关键技术往往是被少数垄断企业所掌控。因此，要使高端装备制造在国际上占领先机，就需要建立起顶级制造企业间的技术合作联盟，增强其技术竞争实力。调查显示，较之美国的技术垄断合作，无论是在理念还是在行动上，我国高端装备制造企业的技术合作联盟明显落后，特别是顶级企业的技术合作十分欠缺。

因此，有必要从航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备、智能装备制造行业入手引导顶级制造企业进行技术性垄断合作。可以促成中国航空工业集团与中国商用飞机有限责任公司在航空装备制造方面组成垄断性技术合作联盟，促成中国航天科技集团与航天科工集团在卫星及应用技术方面组成垄断性技术合作联盟，促成中国北车集团和中国南车集团在轨道交通装备方面组成垄断性技术合作联盟，促成中国船舶工业集团、中国船舶重工集团、中远船务集团及太平洋重工集团在海洋工程装备制造技术方面组成垄断性技术合作联盟。

智能制造装备是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合，体现了制造业的智能化、数字化和网络化的发展要求，主要产品是智能仪器仪表与控制系统、关键基础零部件及通用部件、高档数控机床与基础制造装备、智能专用装备等。政府部门或行业协会可依据产品性质从同类企业中遴选顶级企业促成其进行技术性研发合作，组成垄断性技术联盟，实行生产和技术优势的互补。

国家发展改革委和国务院国资委可统筹国家顶级高端装备制造企业的技术力量，集中进行行业的共性技术攻关，突破技术瓶颈，在推进原始创新的同时，利用国内外已有的先进成果进行引进消化吸收再创新和集成创新。国家可考虑设立“国家高端装备制造技术奖励制度”，按行业组织实施“国家高端装备制造重点工程”，突出制造企业与研发机构的主体地位，支持制造行业领军企业参与国家装备制造科技计划和重点工程项目，引导顶级企业培育和创立具有国际影响力的自主品牌，帮助企业构建起支撑产品设计创新的研发平台。

二、引导和促成高端装备制造巨头建立研发设计平台，建立国家高端装备制造服务体系

政府部门应支持多学科的优化研究，引导制造业巨头与相关高校建立关键技术或核心技术的合作研发平台。可以促成中国航空工业集团、中国商用飞机有限责任公司与清华大学、北京航空航天大学、中国科学院建立航空装备制造研发合作；促成中国航天科技集团公司与航天科工集团公司与东北大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学建立卫星及应用的研发合作；促成中国北车集团和中国南车集团与西南交通大学、同济大学、南京理工大学建立轨道交通研发合作；促成中国船舶工业集团、中国船舶重工集团与大连理工大学、上海交通大学、哈尔滨工程大学建立海洋工程装备制造研发合作；还可以促成华中数控、智云股份、天马股份、南通科技、华东数控与清华大学、中科院自动化研究所等科研机构进行智能制造的研发合作。更进一步，可规划建设智能装备产业园区，启动智能装备重、特大项目建设，瞄准世界500强的生产技术，推动智能装备产业向纵深发展；要全力推进大型智能工程机械、高效农业机械、智能印刷机械、自动化纺织机械、环保机械、煤炭机械、冶金机械等各类专用智能装备的制造，实现各种制造过程自动化、智能化，带动整体智能装备水平的提升。

现阶段，我国高端装备制造的环境支撑服务、培训服务、推广服务、评价服务、公共服务等还很薄弱，特别是全国范围的制造业服务体系尚未建立，且没有引起政府相关部门和企业的足够重视，这将成为严重影响高端装备制造发展的桎梏。要使高端装备制造在国际上占领先机，有必要整合和发展专业化的制造技术支持服务机构，组建专门为高端装备制造服务的信息化工程服务机构和软件服务机构，建立国家数字化高端装备制造服务体系。

制造业行业协会可利用网络、视频等先进信息技术，整合计算资源、软件资源和数据资源，依托高端装备制造巨头建立起全国范围的面向复杂产品和尖端技术的“国家高端装备制造研发设计平台”；国内顶级制造集团企业要进行技术信息资源的整合，建立研发设计服务平台，为集团内部各下属企业提供技术能力、软件应用和数据开发服务。

可由政府投资，联合国内顶级科研机构和制造领军企业，建立“国家高端装备制造服务系统”，通过整合、联结制造企业和科研机构研发平台，建立起区域性乃至全国性的研发、资源共享服务平台，实现政府、企业、科研机构的共同合作，达到“政企学”的联合攻关。同时，可以联合国内某一类高校建立高端装备制造协作网，如由清华大学、中国科学院大学、北京航空航天大学联合建立航空卫星协作联盟，由北京交通大学、西安交通大学、西南交通大学联合建立轨道制造协作联盟，共享与高端装备制造和相应创新项目有关的信息和试验数据，引导这些大学与企业、政府机构合作，编制关键技术联合攻关路线图，共同攻克开发新产品过程中的共性技术难关，实现对高端装备制造产品开发、生产、销售、使用等全生命周期的相关资源的整合，构筑起标准、规范、可共享的高端装备制造服务体系。

三、把高端装备自主制造业的规划与设计提升至国家战略，加快建成高端装备制造标准化体系

实施知识产权保护，将高端装备自主制造提升至国家战略的高度，加强高端装备制造行业的标准体系建设，确立和强化我国在国际装备制造标准领域的影响力和话语权。

目前，我国高端装备制造行业，特别是一些新兴高端制造缺乏统一规范的行业技术标准、市场准入标准和示范推广标准，一些重大技术试验数据缺乏标准处理范式，特别是新产品的研发过程涉及到多个学科、多个单位或部门，数据如何进行交换，如何进行描述和表现，迫切需要进行标准化处理。有些大型的综合试验，设备来自不同的厂家，数据出自不同的研究机构，事涉多个系统，怎样把信息融合在一起，实现数据的集成和互相交流，完成跨单位的协同，达到数据在各系统间的交换，也对数据的标准化管理提出了要求。另外，由于不同的试验、不同的企业具有不同格式的数据，要保证试验数据的可持续性，保证试验数据的展示和分析，开发通用的分析软件和数据挖掘工具，也需要进行标准化管理。除此之外，现在国际制造行业发展了很多应用于试验的中间件，要使试验中间件成为通用件，以保证其适用于不同的系统、不同的企业和不同的环节，也需要标准和规范作为支撑。可见，标准化也是一个新技术应用和推广的具体需求。

综上所述，有必要把高端装备自主制造提升至国家战略，建立国家层面的“高端装备制造标准化数据库”，进行生产数据、试验数据的标准化管理，达到数据存取的标准化，数据交换格式的规范化，实现不同厂家的TDM（试验数据管理）系统数据能相互调用，一个集团里不同研究单元的数据可以无障碍、无缝地便利提取。要从战略的高度，不断累积国家装备制造业生产和试验标准化数据，不断推进低层级TDM系统的建设，进而达到对国家层面TDM系统的丰富和完善。

要在国家战略层面建设国家高端装备制造标准化体系，统一和规范高端装备制造的生产和技术参数，扩大装备产品的应用性和适用性，推动制造企业全生命周期的信息集成服务。要通过标准化体系的建设，推动企业技术中心，国家级制造工业实验室、工程研究中心和工业园区的建设，推动高端装备制造模式向智能化、网络化、服务化方向发展，促使“云制造”概念的落地。