虚拟制造技术论文范文

导语：如何才能写好一篇虚拟制造技术论文，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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为了便于学生更好地认识和理解虚拟制造技术，课程教学中必须结合实践教学。因此结合学校的成形磨齿机床进行教学，向学生讲解磨齿机的工作性能和用途，齿轮的磨削加工方法，以及成形磨齿法和展成磨齿法的区别，大大加深了学生对该门课程内容的理解。在实践教学中，让学生根据设计任务书自己操作成形磨齿实验台，对齿轮进行磨削加工，学生能直观地观察到整个过程，加工过程中出现的任何问题，都能便利地随时进行观察检测，从现场的上课情况看出，这个过程加深了学生对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产。使学生对磨齿机的相关知识有一定的了解，对学生以后的专业课学习以及金工实习打下坚实的基础。

在课程中，应用虚拟制造技术用软件进行高阶复杂修形齿面计算、砂轮截形优化、三维磨削过程可视化、基于KBE技术的齿轮工艺参数智能化管理等技术难题，并在齿轮动态性能预测及噪声控制软件部分实现技术突破，软件可实现齿轮噪音对比预测，并能优化齿轮参数，从而达到降低齿轮运行时振动噪声的目的，此技术大大缩短了齿轮加工工艺调整周期，并具有较好的可视化功能，得到了用户一致青睐。通过此教学过程，拓宽了学生的视野，学习到了更多的虚拟制造技术的知识。

为了改善传统的教学方法，我们在课程中采用了启发式教学、互动式教学。启发式教学就是通过在教材的重点、难点、疑点处创设一种问题情境，以引起学生的兴趣和注意，并作适当启发，培养学生的创新思维，鼓励学生主动地、独立地分析问题和解决问题。在成形磨齿实践教学中，通过学生学过的知识进行引导，比如从学习过的车床、铣床等切入，进行类比讲解，使没有接触过磨齿机的学生对此有一定的了解，介绍磨齿机发展史中的一些实例，让学生了解到相关知识背景，启发学生的兴趣，激发了学生的求知欲。在互动式教学中，老师提出问题，然后把班级同学分成几组，先由小组进行讨论和查阅资料，然后再进行汇报，这样可以开阔学生的思路，有助于学生自己解决问题，学生能更多参与课堂教学中，有利于学生潜能的开发，综合素质的提高和创新能力的培养。

2总结

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【关键词】计算机仿真技术 信息化 制造业

1对系统仿真类型进行概述

顾名思义，“仿真”就是对现实世界的物体进行模拟的一种状态，使其达到逼真的情形。在工程技术领域，经常采用系统仿真技术来研究相关事物，如通过系统模型的相关实验来研究设计或者存在的某个系统。

2对计算机仿真技术在制造业中的应用以及发展现状进行概述

由于我国是一个制造业大国，并且制造业在我国的国民经济收入中也占很大的比例，因此，国家及企业都非常重视我国制造业技术的发展。随着我国科学技术及制造业的进步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速发展。而系统仿真技术作为工程领域里面的一个重要手段，其被大量应用到我国制造业进行研究及实践，从而产生出一些先进制造技术。对于系统仿真技术而言，如果从本质上面来讲，其就是通过建立仿真模型，然后再对仿真模型不断进行实践模拟的一种先进技术。它的实现过程主要是由仿真语言、计算机高级语言、以及计算机仿真软件来实现，具体情况如上图2-1所示。可以很明显的看出，对于一个典型的仿真软件来讲，它主要包括程序包、仿真语言、仿真环境三种不同的形式，它的覆盖功能也不是完全相同的，并且，从下到上是大致的反映了计算机仿真软件的一个发展情况。随着相关技术的发展，直到上个世纪80年代后期，出现了一体化的仿真环境。随着我国计算机技术的进一步发展，开始出现了面向对象的并发执行机制，这样，就非常容易的实现在数据库管理的基础之上来对实验及模型数据、以及实验仿真的结果等进行统一的管理，与此同时，人工智能等相关的先进技术也开始应用到仿真建模、运行以及对仿真的结果进行分析之中。另外，广义的制造系统的相关仿真器也开始大量出现，在某种程度上面很好的实现了对制造系统进行的非语言建模、以及模型数据驱动等相关的重要功能。比较典型的一体化仿真软件有TESS等，广义的仿真器有FATOR等。

3计算机仿真研究的热点以及对我国制造业的相关影响

自从上世纪末以来，随着我国制造业的竞争不断加剧，产品生产周期不断缩短，这样就导致系统仿真技术不断向横向的方向发展，在制造业里面比较典型的就是“虚拟制造技术”的发展。根据虚拟制造的概念可以得知，需要先采取计算机来模拟整个产品的设计及制造过程，这样便于发现各种问题，并且在产品制造之前就把问题解决掉，从而提高生产效率及产品质量。随着制造业的发展，仿真技术在我国制造行业里面的又一个重要研究热点诞生，即虚拟产品的开发（VPD），它最早是来源于并行工程的思想。并行工程技术（CE）在对产品进行开发之前就对产品的整个生命周期进行全面的考虑，这样，对解决相关产品的设计以及开发之间的矛盾是非常有益的。而虚拟产品开发是在并行工程的指导下，把大规模的产品数据管理系统以及CAD等产品设计系统等进行综合起来，从而进一步的形成虚拟产品的开发环境，这样就可以在该环境下进行产品的策划、设计等，以及预测产品在真实环境下的相关特征、功能及性能等，这样在进行实际设计、生产的过程中，可以减少反复或者变更等的次数。VPD技术能够深入到各种复杂产品的制造之中，从而为企业产生巨大的经济效益。随着计算机技术的高度快速发展，对仿真技术的相关应用已由单一的形式向复杂性的方向进行发展。由于现代制造企业面向全国甚至全世界，因此，它的仿真对象也是分布在不同的时空，在这样的背景下就产生了分布交互化仿真技术（DIS）。对于这种仿真系统来讲，它所包括的内容有：构造实体、实体-虚体、真实方面的实体等，并且，这些实体是可以基于不同时期的相关技术、不同产品的相互组成、不同的系统方面的目的、以及不同生产厂家的相关技术等，对于这样的复杂情况是允许他们进行交换操作的。分布交互化仿真技术（DIS）通过采用计算机网络将分布在不同地点的仿真设备进行连接起来，这样便可以通过实体之间的数据方面的交换构成时空到合成仿真环境的一种比较先进的仿真技术。如今，在我国制造业中已经产生了虚拟企业或者类似于DIS的虚拟研究开发中心等。就目前来讲，比较出名的就是香港城市大学与香港生产力方面的促进局共同构建的快速科技中心，它就是虚拟研究开发中心。由于当今社会是动态快速发展变化的，人们的需求更多转向个性化、多样化等方向，因此，对于制造企业来讲，它们就要抓住市场的需求，然后采取方式（如柔性生产制造）来快速响应市场需求，这样才能够为企业获取更多的市场利润，但是，通常情况之下，由于企业在短期内存在相关资源欠缺等方面的局限性，在这样的背景下，企业要想获得市场机会，它们就有可能通过互联网来临时连接成一种动态方面的联盟-也就是所谓的虚拟企业。

4结束语

随着我国社会的不断发展，导致计算机仿真技术的发展也日新月异。在制造业中，对于整个产品的生命周期来讲，仿真技术都表现出其强大的发展潜力。在当今制造业竞争激烈的社会，计算机仿真技术在制造领域的应用及发展在不断的扩展，其功能也更多的面向可视化、智能化生产、绿色制造等方面不断发展。

参考文献

[1]戴金海等.并行工程与仿真技术[J].计算机仿真,2013(23):54-59.

[2]熊光楞.计算机仿真及其在制造业中的应用[J].计算机仿真,2012,2(14):20-27.

[3]郑力,卢继平等.虚拟制造技术[J].计算机辅助设计与制造,2013(09):62-67.

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关键词：SMT 贴片机 仿真 虚拟设备 3D

表面贴装技术（Surface Mounting Technology，SMT）是应用最为广泛的新一代的电子组装技术，元器件不断的向微型化和密集化方向发展被誉为电子组装技术一次革命。

在电子产品组装生产的传统模式中，设计一般是由设计工程师在计算机上利用多种计算机辅助设计工具来完成，生产制造则在各种数控设备（如贴装机等）上完成。每一种产品在加工之前，制造工程师首先必须对设备编程并反复试验，以确保操作规程的可行性和正确性，然后进行试生产，反复修改直到最后定型，再投入实际的批量生产。生产准备时间很长，投入资金很大。

SMT虚拟生产设备的设计，即采用计算机建模与仿真技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，通过三维模型及动画或虚拟现实，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。虚拟制造是对已有或未来的制造活动进行仿真，它基本上不消耗现实物质资源，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。随着市场竞争的加剧，产品交货周期必须缩短，生产成本必须控制，因此迫切需要在这两个“孤岛”间建立联系，虚拟制造被认为是其最好的解决方案。

1. 三维可视化建模的基本理论

1.1 几何建模的基本方法

对于三维物体建模，几何建模包括体素和结构两个方面：体素，用来构造物体的原子单位，其选取决定建模系统所能构造的对象范围；结构，用来决定体素如何组合已购成新的对象。

1.2 建模软件

（1） 3DMAX：3DMAX的功能强大，内置工具十分丰富，同时外置接口也很多，命令简单明了，易于掌握。3DS Studio的算法很先进，所带来的质感和图形工作站制作的图形几乎没有差别，可存储32位真彩图像，其强大的功能使它成为PC三维动画设计的首选软件。

（2） Solidworks： Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。

（3） Pro/Engineer： 采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

2. SMT设备可视化建模和仿真

建摸三维模型的软件有很多，SolidWorks、Pro/Enginner、UG、AuToCAD、3DS Max

等等。但是考虑到容易获得3DS档.采用了3Dsmax进行贴片机建模。由于动臂式贴片机的曲线机构较多，特别是供料器与贴片头的弧度设计， 利用3Dsmax有利于各个元件参数的修改与模拟，将会具有较高的仿真程度。同时旋转式贴片机具有高速贴装头，轨道沿X、Y方向运行的特点，并且每个贴片头安装的吸嘴数量较多。另外3Dsmax具有强大的装配功能，能够实现管理并发进程，实现并行工程。在动画制作上，旋转式贴片机通过两个方向的丝杆传动，以及贴片头的转动，共同实现了芯片的高速吸取贴装工作。

根据组装生产产品的不同，在表面贴装工艺中基本有单面板生产和双面板生产这两种，生产工艺流程为：印刷锡膏——贴元器件——回流焊接——清洗——测试——包装； 生产流水线则包括送料机，印刷机，高速机，贴片机，回流焊，收料机，包装机等。通过建模与仿真可以更直观了解各种设备运行方式，并为生产培训节约成本。本论文主要以贴片机为核心，其他设备建模方法和贴片机建模相同。

2.1 贴片机外部建模

2.1.1 贴片机的外壳

贴片机的外壳的主要组成：本体部分、显示器控制部分和操作控制部分外壳本体。

（1）本体部分：可以分为上架外壳、下架外壳和基础连接架三部分组成。

将基础连接架与裸机相连；F架外壳与基础连接架相连；上外壳架与下架外壳相连。这样就是外壳本体成为一个刚性好、稳定性高的整体结构。

（2）显示器：显示器安放在外壳本体上，警示灯通过螺栓直接安装在外壳本体上。

（3）操作控制部分在这里主要指的是键盘、电器开关等。鼠标和键盘的安装可以相对随意一点，可以和PC显示器放在一起。对于电器开关，需要直接安装在外壳本体上。

2.1.2 建模实现

（1）壳体建模：通过拉伸、挤出、修剪、布尔运算等命令来获得模型结构。

（2）显示器建模：创建简单的长方体再通过布尔运算功能截取显示器的主体结构。警报器的建模，合并几个圆柱体。

（3）操作控制部分：主要是电器开关，建模相对较简单。

（4）装配模型

2.2 贴片机内部建模

由于实体贴片机的内部组成较复杂.因此，在实际建模过程中，做出相应的简化，旨在强调工作过程原理的实现。内部系统包含：机架、PCB传送系统、X定位系统、Y定位系统、Z定位系统、贴片头部件、吸嘴库、喂料器、其他部件等。

2.2.1 建模实现

（1）贴装头：由于贴片的形式有三种：旋转式、转塔式、动臂式。这里主要创建旋转式贴片头。通过圆柱体的布尔运算和阵列操作创建。

（2）送料器：通过拉伸创建圆盘型送科器，以及辅助原件。

（3）X.Y定位台：通常有两种结构：支撑贴装头沿X.Y方向运行（动臂式）；支撑PCB沿X.Y方向运动（转塔式）

（4）吸嘴级底座：通过圆柱体的布尔运算创建。

（5）视觉对中系统：上照相机固定安置在机座上，贴装头从送料器位置每抓取一个元件后，都要首先移动到其上进行视觉检查，检查其元件缺陷和位置偏差，而后才移动到贴装位置进行贴装；下照相机通常和处于中间位的贴片头固联在一起，可以随贴片头沿X—Y方向在贴片工作台面内移动.完成PCB定位标识的视觉检查。

（6）PCB传送机构：建模主要以长方体和圆柱体及相应的布尔运算实现。

建立完成模型如图1所示。

图1 贴片机模型

结论

以上简介了贴片机得建模以及模拟仿真的过程。可以看出计算机技术在模拟仿真这方面用很大的帮助作用。同时也可以实现在没有真实机器的情况下达到培训人员的作用。另一方面，我们也可以运用模拟仿真更好地服务真实贴片机研究。最后，我们可以看出可视化虚拟仿真技术会更具有广泛的发展前景。■

参考文献

[1] 胡跃明，杜娟，吴祈生，等.基于视觉的高速高精度贴片机系统的程序实现[J].计算机集成制造系统，2003，9（9）：760—764.

[2] 龙绪明.先进电子制造技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

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实践教学的总体发展目标是以培养具有“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的应用型创新型人才为目标；以深化实验课程体系改革、合理设置实验教学内容为核心；以建设一支观念新、素质高、能力强的教师团队为保障；以实施教学、竞赛、科研相结合的发展为导向；实现实验教学“设计、制造、控制、检测”四位一体的教学平台；形成立体化、模块化实验教学体系；建立信息化、网络化、多方位、开放式实验中心。

二、实践教学体系的构成

实践教学体系的建立要以能力培养为核心，坚持知识、能力、素质全面发展，按照办学定位和人才培养目标，统筹规划理论教学与实践教学。科学设计教学实验、课程设计、教学实习、实训、工程（社会）实践、毕业设计（论文）和学生科技创新活动等实践教学环节。对专业核心理论与技术，要加强学生综合利用相关知识的能力训练，增加必要的课程设计、专业综合实验和独立设置的实验课程比例。机械工程专业实践教学体系以“课内外”结合作为实践教学体系的总体构成；分基础学习和专业学习两个阶段；专业技术实践能力培养贯穿始终。如图1所示。

三、实践教学体系的特色

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一种新兴技术正改变着人们工作生活的各个方面，它就是虚拟现实技术。这项技术现如今已经在很多个领域得到了非常广泛的运用。作为一种独特技术手段存在的虚拟现实，在展示空间设计中很有效地解决了一个重要的问题，这个问题就是实体建立和抽象思维之间的联系。

关键词：

虚拟现实技术；展示空间设计；教学设计

伴随着科学技术的飞速发展，人类已经跨入数字时代。虚拟现实作为一种新兴技术，在很多领域得到了非常广泛的应用。而在展示空间设计领域，虚拟现实已经作为一种非常重要的技术手段，渗入整个行业。其可以有效地解决抽象思维与展示空间设计实体间的联系问题。让人身临其境的感受、体会展示空间落成后的效果，让观者充分理解展示空间设计师的意图，达到实效沟通。因此也大大受到展示空间设计师们的青睐，并在展示空间设计领域得到了初步的应用。

1展示空间设计教学的内容和原则

展示空间设计是指展示空间在施工建造之前，设计者按照施工要求，把使用过程和施工过程中存在的问题或者可能发生的问题，做好全面的设计设想，拟定好解决这些问题的方案，用图纸表现出来。而展示设计教学则是将该设计过程放入课堂教学中，使学生明白如何实现展示空间设计的优化过程。最终落成，充分满足使用者的各种要求。下面就展示设计教学的基本原则、展示设计教学的基本内容做一阐述。

1.1展示空间设计教学的基本原则

把抽象的问题形象化、具体化，从而让学生更快速的理解教师的设计意图、调动学生的积极性和主动性，使教学更有效，使学生更容易建构新知识。

1.2展示空间设计教学的基本内容

一个优秀的展示空间设计作品要求满足空间环境的构造设计和展示空间空间环境的组合设计。要达到空间环境的构造设计和组合设计，在展示空间设计教学中，我们更需要做到为学生创设有效的情境，让学生有强烈的临场感、沉浸感，从而让学生在设计作品时不仅在功能、要求上创造良好的空间环境以满足人们生产生活文化等各种活动的需要，而且在内外形势上，创造良好的展示空间形象以满足人们的审美要求，最终达到让课堂教学更有效的目的。

2信息时代展示设计教学中存在的问题

展示空间设计教学是一门比较新兴的学科，一直以来不断发展和完善，在以往的展示空间设计教育中，教师大都是以尺子、图板、铅笔、工作模型等来展开的，教师通过手绘草图、电脑绘图（二维或三维)或向学生展示展示空间的模型，以向学生传达基本的展示设计构思。这种教学方法虽然快捷，但是过多依赖于二维图形，对于二维形体的推敲就显得捉襟见肘。

3虚拟现实技术应用于展示空间设计教学中的优势

虚拟现实技术非常有利于以学习者为虚拟学习情境创设一个良好的环境。教学是一门艺术，它强调学生的独特情感体验，要求教师在课堂上能够引导学生进行自主、积极的学习。可以这样说，情境教学在课堂教学实施过程中起到非常重要的作用。用情境教学法也更便于引出新内容，通过构建展示空间情境，教师用语言描绘展示空间理论和设计理念的同时，师生能共同进入角色，让学生在不知不觉中进入新知识的掌握和学习中。

4虚拟展示空间设计教学过程的组织

学生完成了以上的知识和技术储备的基础上，我们如何来引导学生实现虚拟展示空间设计呢？从教学方式上，选择的是任务驱动的教学模式，有利于学生克服单向思维，学会多向思维，综合运用知识，不断增强学生的创新能力。任务驱动教学分为以下四个步骤：第一步：展示计划。在这一部分中，教师创建情景，演示整个展示空间设计的任务。教师通过创建虚拟展示空间设计作品的任务情景，在情景中理解展示空间设计的新问题，教师提出总体设计目标，学生一边体验虚拟情景，一边提取自己知识结构中的相关经验，尝试用已有的知识解决教学情境中的问题。从而激发学生的探究欲和求知欲。第二步：分析计划。在第一个步骤中，教师演示的展示空间设计总任务一般较繁杂、信息量也较多，学生不能立刻理解并设计出合理方案。这时需要教师带领学生共同分析教学任务书，并让学生用自己已有的经验将总设计任务分解成一个个小任务，并且这些小任务要环环相扣，满足展示空间设计总任务书的要求。第三阶段：解决疑问。在这个步骤中，主要目的是让教师引导学生，发挥自身本有的主观能动性，主动探究问题，将上一步分解出来的小任务逐个完成。这时学生需要结合自己的初始能力，完成新知识的建构，并建立各个小任务之间的相互联系，然后再去验证，从中获得完成总任务所需的知识、能力。第四阶段：效果反馈。学习的过程就是一个不断反思、不断提高的过程，在探究性学习获得结果之后，学生应该对自己的学习效果有一个比较客观的评价。比如：我完成了什么内容、完成的效果自己是否满意、哪些地方还需进一步改进和提高、是否有更好的方法实现教学内容等。通过反思，学生不断地对设计作品作出调整和反馈，从而获得新的知识和经验，增强、丰富经验。

总之，在展示空间设计教学的过程中，利用虚拟现实技术进行展示空间设计，不能单单只建立在虚拟场景基础上的模像直观教学，而缺乏语言准确性、生动性、形象性的表述。如果那样虚拟场景也仅仅起到一种陈列作用，学生难以获得确切的感性认知。因而，在展示空间设计教学过程中要根据教学内容、学生素质、教学环境等灵活运用虚拟现实技术构建虚拟场景，同时辅以语言直观教学，就会有更好的教学效果。

作者：张娇 单位：吉林动画学院

参考文献：

［1］王柯.基于虚拟现实技术的三维漫游系统研究与实现［D］.西南交通大学研究生学位论文，2003.

［2］申蔚，曾文琪.虚拟现实技术［M］.清华大学出版社，2009：8-9.

［3］刘志菊.浅谈虚拟现实技术及其应用技术［J］.山西建筑，2008（3）.

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关键词：远程 机械设计 计算模式

一、机械设计发展概述

传统设计方法是经验、类比式的设计方法。主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析，并将载荷、应力进行集中处理，对于计算数据的误差采用增加安全系数的做法。传统设计方法以手工设计为主，使用简单的工具，进行人工计算画图。这样，一种产品从设计到正式投产往往要花很多时间，因此开发周期长，并且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，常导致设计人员之间的合作不协调。

近年来，计算机网络技术、 Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于 Web 的远程设计正是在这种条件下产生的。

作为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等诸多知识领域。从机械设计的角度来说，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来说，应研究如何对现有的设计资源进行组织和，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。

二、国内外远程机械设计发展

2.1 远程设计的概念和意义

远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数，服务器自动进行计算和选择，并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：

1 、缩短产品的开发周期。

2 、避免重复开发。

3 、降低了企业资金和人员的投入。

4 、由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台，这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且大大提高了一次产品设计的成功率。

2.2 远程设计的国内外研究现状

2.2.1 在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，主要有：

（ 1 ）早在上世纪 80 年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并首次提出 T 计算机支持的协同工作的概念。

（ 2 ） 20 世纪 90 年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划福特汽车公司的资助下开展了一个名为 Cybercut 的研究项目，建立了世界上第一个基于 WWW 的设计和制造系统。

（ 3 ）英国建立的 Edinburgh Engineering Virtual Library 网站， 提供工程设计、制造需要的各种信息，在英国建立了基于 Web 的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供服务，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。

（ 4 ）美国 Microsoft 公司和 Unigraphics Solutions 公司联合研究面向产品全生命周期的基于知识的协同设计支持网络环境“ Design Knowledge Network" ，减少了实际时间，降低了设计成本，在快速获取全球设计知识的基础上，进行产品创新设计。

（ 5 ）英国 Liverpool 等大学研究并应用人工智能和 Internet 提供滚动轴承的网络化设计服务。

2.2.2 在国内，有关这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：

（ 1 ）以西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站 - 现代产品设计与研究开发网络（ 省略 ），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。

（ 2 ）清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于 Web 的异地合作设计系统 Cdesign ，该系统采用了 Client/Serveer 构架，客户与服务器之间通过 VAW 来完成。

（ 3 ）上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于 Intemet/web 的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。

另外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网（ 省略 ）、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。在其中的机械设计技术模块中，用户只须选取自己要使用的设计模块，输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件；在远程分析模块中，实现了常用机构的参数化仿真与分析。

可是远程设计由于刚刚起步，像其它新兴技术一样还不够完善。随着 CAD 技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展，远程设计的内容必将越来越丰富，功能越来越强大，所提供的服务也将越来越完善。

三、远程设计系统的技术研究

系统的总体结构模式的确定是系统在初步设计阶段要完成的一项重要任务。系统的总体结构模式是系统的基础，只有确定了系统的结构模式之后才能进行下一步的设计和开发。而应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的，因此，有必要先对网络计算模式进行分析。

在计算机网络技术的发展过程中，先后出现了以大型机为中心的计算模式、以服务器为中心的计算模式、客户机 / 服务器 (Client/Server) 计算模式，以及随着 Web 技术的成熟而发展起来的浏览器 / 服务器 (Browse/Server) 计算模式。

（ 1 ）通过对两种计算模式的研究和分析， B/S 模式较 US 模式，具有以下优点 :

1 、界面风格统一、可移植

US 模式的客户端往往采用不同的开发工具开发，因此界面不统一，一般来说也互不兼容，难以移植到其它的平台上运行，而 B/S 模式的客户端使用统一的 Web 浏览器，根本就不存在移植性的问题，而且使用非常简单。

2 、跨平台性

B/S 模式的系统较 US 模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台，因此跨平台的问题得到解决。

3 、易于管理和维护。

C/S 模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序，完成的工作量较大。一旦系统要进行修改或升级，则要修改所有客户端上的应用程序，工作重复，管理和维护成本较高。反观 B/S 模式，由于应用软件集中在服务器端的开发和管理，因此应用系统进行升级时，只需更新服务器端的软件即可，无需客户端的参与，因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。

参考文献：

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关键词： 远程 机械设计 计算模式

一、机械设计发展概述

传统设计方法是经验、类比式的设计方法。主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析，并将载荷、应力进行集中处理，对于计算数据的误差采用增加安全系数的做法。传统设计方法以手工设计为主，使用简单的工具，进行人工计算画图。另外，传统设计是一种串行设计，即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。如：首先进行初期的规划设计，接着进入总体方案设计，然后由结构设计人员设计出零件的结构，之后完成工艺文件的编制，最后将图纸及工艺规程交给生产工人，加工出零件的原型。如需改进的话再返回零件的改进信息。这样，一种产品从设计到正式投产往往要花很多时间，因此开发周期长，并且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，常导致设计人员之间的合作不协调。

自二战结束以来，世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究，先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。从设计方法来看，国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计，相似性设计、智能设计等新概念；从设计准则来看，出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念，从设计的手段来看，出现了计算机辅助设计，不仅普及了二维设计 CAD 软件，而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。

近年来，计算机网络技术、 Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于 Web 的远程设计正是在这种条件下产生的。它的出现，使得各制造企业可以充分利用 Internet 和 Web 的国际互联性和资源共享性，组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过组合分散在各个地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，同时不同专业的技术人员可以不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。

作为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等诸多知识领域。从机械设计的角度来说，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来说，应研究如何对现有的设计资源进行组织和，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。这些资源包括各种专业化的计算、分析程序，供设计使用的数据库和知识库等，所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用，设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等，为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。

二、国内外远程机械设计发展

2.1 远程设计的概念和意义

远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数，服务器自动进行计算和选择，并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：

1 、缩短产品的开发周期。

2 、避免重复开发。目前企业或个人进行的机械产品设计，大部分是自己根据需要来开发设计软件，而不考虑是否有同类软件在市场中存在或者将自己的研究成 果在允许的情况下租赁或免费为他人使用等。这就形成了重复开发，浪费了大量的人力和物力。

3 、降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层 B/S 网络计算模式的出现， 极大地降低了客户端软硬件的配置要求。远程设计可以为用户建立一个统一的设计平台，所有的设计都在高性能的服务器上运行，客户端只需完成设计任务的输入以及设计中某些参数的选择和结果显示即可。

4 、由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台，这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且大大提高了一次产品设计的成功率。

2.2 远程设计的国内外研究现状

2.2.1 在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，主要有：

（ 1 ）早在上世纪 80 年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并首次提出 T 计算机支持的协同工作的概念。

（ 2 ） 20 世纪 90 年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划福特汽车公司的资助下开展了一个名为 Cybercut 的研究项目，建立了世界上第一个基于 WWW 的设计和制造系统。

（ 3 ）英国建立的 Edinburgh Engineering Virtual Library 网站， 提供工程设计、制造需要的各种信息，在英国建立了基于 Web 的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供服务，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。

（ 4 ）美国 Microsoft 公司和 Unigraphics Solutions 公司联合研究面向产品全生命周期的基于知识的协同设计支持网络环境“ Design Knowledge Network" ，减少了实际时间，降低了设计成本，在快速获取全球设计知识的基础上，进行产品创新设计。

（ 5 ）英国 Liverpool 等大学研究并应用人工智能和 Internet 提供滚动轴承的网络化设计服务。

2.2.2 在国内，有关这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：

（ 1 ）以西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站 - 现代产品设计与研究开发网络（ chinamodemdesign.com ），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。

（ 2 ）清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于 Web 的异地合作设计系统 Cdesign ，该系统采用了 Client/Serveer 构架，客户与服务器之间通过 VAW 来完成。

（ 3 ）上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于 Intemet/web 的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。

另外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网（ china-machine.com.cn ）、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。在其中的机械设计技术模块中，用户只须选取自己要使用的设计模块，输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件；在远程分析模块中，实现了常用机构的参数化仿真与分析。

可是远程设计由于刚刚起步，像其它新兴技术一样还不够完善。随着 CAD 技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展，远程设计的内容必将越来越丰富，功能越来越强大，所提供的服务也将越来越完善。

三、远程设计系统的技术研究

系统的总体结构模式的确定是系统在初步设计阶段要完成的一项重要任务。系统的总体结构模式是系统的基础，只有确定了系统的结构模式之后才能进行下一步的设计和开发。而应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的，因此，有必要先对网络计算模式进行分析。

在计算机网络技术的发展过程中，先后出现了以大型机为中心的计算模式、以服务器为中心的计算模式、客户机 / 服务器 (Client/Server) 计算模式，以及随着 Web 技术的成熟而发展起来的浏览器 / 服务器 (Browse/Server) 计算模式。

（ 1 ）通过对两种计算模式的研究和分析， B/S 模式较 US 模式，具有以下优点 :

1 、界面风格统一、可移植

US 模式的客户端往往采用不同的开发工具开发，因此界面不统一，一般来说也互不兼容，难以移植到其它的平台上运行，而 B/S 模式的客户端使用统一的 Web 浏览器，根本就不存在移植性的问题，而且使用非常简单。

2 、跨平台性

B/S 模式的系统较 US 模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台，因此跨平台的问题得到解决。

3 、易于管理和维护。

C/S 模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序，完成的工作量较大。一旦系统要进行修改或升级，则要修改所有客户端上的应用程序，工作重复，管理和维护成本较高。反观 B/S 模式，由于应用软件集中在服务器端的开发和管理，因此应用系统进行升级时，只需更新服务器端的软件即可，无需客户端的参与，因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。

（ 2 ）远程设计系统的支撑技术

基于 Web 的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动，其中包括现代机械设计技术、 Web 技术、数据库技术等。

1 、机械科学技术

机械科学的理论与知识是进行远程设计的前提。没有这些理论知识作根基，远程设计无从谈起。

2 、计算机网络技术

远程设计是以计算机网络为基础的，计算机网络是远程设计系统的运行平台。所有的设计过程中的信息都要通过网络来传递，网络基础的好坏直接影响到远程设计系统的质量，是实现远程设计的关键技术之一。

3 、标准化技术

远程设计的过程中离不开信息的交流，交流的前提就要有一个统一的交流规则，即标准化工作。

4 、数据库、知识库技术

基于 Web 的远程设计过程中需要用到数据库中的许多信息，如设计过程中用到的参数、图表数据等。这些信息的存储和管理均要数据库作为支持。数据库技术是远程设计系统的核心技术。同时，知识库可以实现知识复杂问题的求解评价和建议，可有效地进行智能推理来进行优化设计。

5 、计算机编程技术

计算机编程为远程设计系统提供一系列的应用服务和平台建设。主要是程序设计语言和存取数据库，如 VB.NET 、 C# 等编程语言和关系数据库的标准语言—结构化查询语言 SQL 等。

6 、多媒体技术和图形浏览技术

多媒体技术和图形浏览技术为在线交流、图形浏览提供辅助工具。

参考文献

篇8

关键词： 计算机辅助工程； SCI； GDP； 创新能力； 自主发展； 社会资源整合

中图分类号： T012； F490.3 文献标志码： C

Bottlenecks and thinking of independent CAE software industry construction

MAO Huohua， WANG Feifei， LU Zhongji

（Shanghai CAE Technology Public Service Platform， Shanghai Academy of Science and Technology， Shanghai 201203， China）

Abstract： The bottleneck problems of independent CAE software industry construction are analyzed from the point of view of SCI and GDP， and it is proposed that the independent CAE software industry construction in China needs social resource integration and the participation and help of social science scholars.

Key words： computer aided engineering； SCI； GDP； innovation capability； independent development； social resource integration

科学计算已成为科学技术发展中具有战略意义的重要研究手段，与传统的理论研究及实验研究一起构成现代科学技术和工程设计中相互补充、相互关联的研究方法，被称为21世纪科学研究的三大“支柱”之一，以“计算科学”为核心的CAE软件产业已成为毋庸置疑的战略新兴产业.

2007年下半年，中国科学院向国务院呈送《关于发展事关国家竞争力和国家安全战略的CAE软件产业的建议》的报告，指出：CAE软件技术可对工程结构与产品的性能及其生产加工过程进行分析、模拟、预测、评价和优化，是所谓“虚拟制造”“数字化制造”的核心技术之一，对于我国制造业和国民经济的繁荣发展起着举足轻重的作用.

中国科协[1]、中国工程院以及香山科学会议[2]等都相继围绕自主CAE软件产业建设建言献策，发展和建设自主CAE软件产业无疑是当前值得思考和探索的问题.

1 SCI或是自主CAE软件产业发展的瓶颈

SCI是美国科学情报研究所创办出版的世界著名的引文数据库.围绕将SCI作为科研评价的一种依据，近年来学术界和工程界议论纷纭.在科研院所，SCI论文就是“学术GDP”，在暂无其他更理想量化的指标替代时，要立刻取消是不现实的.学术研究与工程应用的性质不同，前者追求创新性，而后者的实践性强，因此，用同样的指标衡量和评价工程应用行不通.

科研院所大多以学术成果为先行优势，组织资源有限的团队开发软件并进入市场，但一般很难长久地体现出自身的核心竞争能力，主要表现在：（1）对内，SCI标准考核不容易过关，原因是学术成果的突破具有长期积累的爆发性，很难保持持续的新颖性；（2）对外，难以适应用户的个性化要求，原因是工程项目的应用面向社会各领域、各阶段，引用的对象和环境都是“非学术性”的，要将工程师和工程科学家的任务集于一身，会造成各自性价比都有不同程度的贬值.没有整体的资源整合和合理分工，难以推动CAE软件产业的发展.

自主产业的建设和形成需要不断完善的“产业生态链”来组成.自主CAE软件产业应有效实现行业应用和工程需求中技术转移与知识获取的优势互补，有效提高企业获取和利用技术成果的能力.对于行业内的主导企业，他们既希望得到最新技术并有所突破，也希望能有机会在实践中指导和规范行业的应用与发展方向；对于软件系统集成的企业，他们结合工程实践，不仅在为行业进行生产和反馈的循环中使软件系统得以完善和提高，而且以企业信息资源和智力资源为基础，拓展具有多工程应用背景的生产业雏形.

建立自主的新兴产业需要有自主的核心技术作为支撑，若依然以SCI为标准进行评判，那么该评判标准就成为自主CAE软件产业发展的瓶颈.[3]

2 GDP或是自主CAE软件产业发展的瓶颈

国务院总理在《让科技引领中国可持续发展》[4]的讲话中明确指出：战略性新兴产业必须掌握关键核心技术，具有市场需求前景，具备资源能耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好等特征.战略性新兴产业是指能以重大技术突破和重大发展需求为基础的产业，对传统产业具有提升竞争能力、对产业结构全局调整具有长远发展作用；在筹划实施时应具有知识资本密集、物质资源消耗少等特点；微观要素落实不仅要符合现代企业的体系和机制，更要形成“三二一”产业融合发展的格局.

在自主CAE软件技术和应用领域中，我国有核心技术，有开发人才，有国家内需，但缺乏可以积累知识成果和软件系统的国家层面的自主集成平台.目前，垄断市场的主流CAE软件来自国外，但许多技术和软件模块却是由中国人研发的，且由中国人在本土为全世界的用户做服务，这种业态已完全颠覆制造业所推崇的“微笑曲线”价值链基本模式.

CAE技术的数值模拟分析能力和作用在发达国家已经达到较普及和实用的阶段.2005年以来，美国总统信息技术咨询委员会和国家基金会[5]不断从战略高度将计算科学认定为“国家经济竞争力和安全的关键”，且提醒美国政府还没有充分认识到计算科学的潜力，认为短期资助和局部的战略计划会使国家忽略那些具有深远意义的、大范围的可持续性研究.显而易见，CAE技术代表着科技发展和先进生产力的方向，是未来世界各国主要竞争的产业领域.

虽然中科院向国务院呈送过《关于发展事关国家竞争力和国家安全战略的CAE软件产业的建议》的报告，行业中也立刻分别以“发展CAE软件产业的战略对策”[2]和“我国高性能计算的发展与对策”[6]为主题的香山科学会议作为响应和呼吁，但并未出现立竿见影的效果.原因是CAE软件产业有其自身的弱点——较看重知识服务（生产性咨询解决方案），以及提供技术和软件服务后企业产生的间接效益；而就纯软件开发和销售来看，其GDP产值太低，所以在各地的产业结构调整规划中至今都没被看中.2009年底，有报告显示“2008年CAE行业产值增幅达27.1%，市场容量为5.38亿人民币”，这与其他新兴产业相比市场规模显然不大，与大飞机等重大专项相比，其GDP数值几乎可以忽略不计.

3 社会资源整合与自主CAE软件产业的建立

以个体的能力开发出知名商业软件的时代已经过去，目前需要的是社会资源的有效整合.对于新兴软件产业建设，从公司层面上看，应利用资本的力量采取“收购”“兼并”扩大势力；运营层面上应依托当地的资源进行“渠道”“”开展营销；开发层面上可以广纳全球技术人才进行全天候的资源集聚.因此，建立自主软件产业不仅是工程科学的事，更是社会科学要解决的问题.工程科学的人以前大多不太关注社会科学领域研究的问题，光靠朴素的感情来急国家之所急是不行的，必须按照科学的市场规律办事；社会科学的人也要了解工程科学所拥有的条件和能力，没有自主核心技术，仅靠“低碳”“绿色”等概念就大干快上，不仅花的钱得不偿失，甚至积重难返[7].

4 结束语

近年来，国内有关CAE的科技论坛不再局限于学术研讨本身，时常增加产业建设探讨的话题，这是工程科学家们力图实现学术研究成果的社会工程应用、实现工程科学市场新兴产业的一种外在努力，但与专业社会科学者统领全局的指点相比有一定差距.对于自主CAE软件产业的建设和发展，需要社会科学者的参与、讨论和交流.

参考文献：

[1] 王以芳. 中国科协第223次青年科学家论坛在长沙召开[EB/OL]. （2010-11）[2011-03]. .

[2] 香山科学会议办公室. “发展CAE软件产业的战略对策”学术论文会将于12月23日在北京召开[EB/OL]. （2008-11）[2011-03]. http：///Web/news/BulletinDetail.asp？infono=1027.

[3] 陆仲绩. SCI 或自主CAE软件产业的瓶颈[EB/OL]. （2010-11）[2011-03]. http：///blog/static/624378272010109104920782/.

[4] . 让科技引领中国可持续发展[EB/OL]. （2009-11）[2011-03]. http：///ldhd/2009-11/23/content_1471208.htm.

[5] National Science Foundation（USA）. Simulation-based engineering science： revolutionizing engineering science through simulation[R/OL]. （2006-05）[2011-02-25]. http：//nsf.gov/pubs/reports/sbes_final_report.pdf.

篇9

关键词:后危机时代;贸易摩擦;技术出口;贸易结构

一、技术出口将是我国冲破贸易摩擦重围的重要路径?

后危机时代是指随着危机的逐渐缓和而进入相对平稳期。但是由于固有的危机并没有或是不可能完全解决,而使世界经济等方面仍存在着很多的不确定性和不稳定性。随着国际金融危机的缓和,原本预期的中国企业面临的国际贸易保护压力却并没有减轻,反而呈现出愈演愈烈之势。据商务部透露,2010年前8月,我国共遭遇来自17个国家或地区的贸易救济调查案48起,总涉案金额64.8亿美元。2010年以来,美国已对我国产品发起337调查13起,较2009年全年增加62.5%,且案件数量还在不断上升。除了上述措施外,还有其他针对中国产品的贸易保护措施。值得注意的是,这些贸易摩擦不仅来自欧美,还有相当一部分来自发展中国家,这表明针对中国产品的贸易摩擦正从发达国家向发展中国家扩散论文。?

对形成这种局面的原因分析?

一是金融危机发生后全球经济面临再调整,国际金融秩序也正在改变,贸易保护主义抬头,国际资本流动速度放缓,各国经济将面临一段较长的低增长期,各国更加注重内外均衡发展,通过结构调整寻求新的竞争优势。而我国经济得到恢复并保持着较高的增速,对外贸易持续大量顺差。2009年我国贸易顺差为1 960.7亿美元,2010年1—5月贸易顺差为353.9亿美元。因此,我国制造业产品出口很容易成为全球贸易保护主义的主要目标。?

二是随着越来越多的发展中国家融入经济全球化,参与国际分工,我国部分产业与发展中国家产业同质性趋强,竞争面扩大。我国原来的劳动密集型产业优势正受到来自这些国家的挑战,有些产业竞争力相对在递减,在这些产品出口上,与一些发展中国家的竞争和贸易摩擦正在上升。不仅如此,金融危机过后,发达国家提出要重振制造业,一些国家还表示要通过扩大出口来减少国内贸易赤字,这使得我国的中高端产品面对发达国家的直接竞争,最典型的案例是2010年9月16日,欧盟委员会再次对我国数据卡发起反补贴调查,涉及金额约41亿美元。?

三是我国外贸出口增长仍未从根本上摆脱数量增加、规模扩张和粗放型的增长方式,出口的质量、结构和效益都有待于进一步提高。这主要体现在:出口产品层次较低;自主品牌产品出口较少;出口价格不高,贸易条件有恶化的趋势。目前,中国对外贸易的增长方式主要还是依靠价格竞争和数量型扩张,并严重影响着中国贸易结构的优化。中国具有比较优势出口产业主要是:纺织、鞋类、皮革等劳动密集型产业,在国际分工中位于产业链条最低端。虽然近年来中国出口额中,机电、高新技术产品出口占较大比重,但仍然是低附加值环节,高新技术产品主要源自加工贸易。?

四是我国的贸易结构不平衡、不合理。长期以来,我国货物贸易、服务贸易和技术贸易三部分不能够同步发展,对外贸易仍然主要倚重货物贸易。虽然近几年我国服务贸易得到快速发展,在2005—2009年间,服务贸易进出口总额从?1 571亿美元增长到2 868亿美元,增长了约1.8倍,年均增长16.2%。我国服务出口的世界排名从2005年的第八位升至2009年的第五位。但是,我国服务贸易总体仍落后于货物贸易,服务出口额占对外贸易总出口额的比重维持在9%左右,低于全球平均水平。而我国技术贸易发展更是落后,尤其是技术出口占我国对外贸易比重非常低,以许可贸易方式技术出口为例,2009年专有权使用费和特许费出口仅有4亿美元,占当年服务贸易出口额的0.3%;与其他国家相比,2007年专有权使用费和特许费出口,美国为286.1亿美元,日本为232.2亿美元,英国为151.3亿美元,而中国仅有3.4亿美元,数据是根据商务部服务贸易司网站公布数据整理。与上述国家技术出口发展水平有很大差距,与我国贸易大国的身份极不相符。?

针对我国对外贸易发展遇到的问题,我们必须重新审视未来中国出口贸易的发展路径。“十二五”外贸规划的核心是调结构、转变外贸增长方式,那么就应该更重视质的增长、进一步弱化数量指标。大力发展包括技术贸易在内的服务贸易,积极促进技术尤其是许可贸易方式技术出口,提高专利、专有技术和商标的专有权使用费和特许费占我国出口贸易的比重,使我国对外贸易发展出现质的转变,冲破国际贸易保护主义对我国产品的重围。?

二、技术出口的产业、贸易和收益效应:以发达国家为例?

1.技术出口的产业效应?

20世纪60—70年代以来,全球范围内产业结构发生重要变化,出现了产业结构重心逐渐向信息产业和知识产业等所谓“第四产业”偏移的现象。与此相适应,发达国家的劳动和资本密集型产业逐渐被信息、知识和技术密集型产业所替代,制造业的产值和就业比重不断下降,服务业在国民经济中所占的比重和份额不断增大,呈现出产业结构高技术化、融合化、国际化和服务化的特征。以美国为例,美国制造业产值不断下降,其占GDP比重由二战后的40%下降到2002年的13.9%,就业比重从最高时的35%降至2005年的10%左右。由于其跨国公司将技术及其生产环节分包甚至完全退出生产,出现了“虚拟制造现象”, 如耐克公司除最关键的气垫系统外全部由外部提供,阿迪达斯公司已将95%的制造环节转移至其他国家,通用电气明确提出要由制造公司转变为多元化的服务业公司。据美商务部统计,约有2 500家美国公司将生产和技术转移海外。在这场变革 中,发达国家尤其是跨国公司的对外直接投资并伴随着技术转让推动着全球范围内产业结构的转变。?

20世纪80年代后期,在日本经济持续快速发展、日元大幅升值的背景下,伴随着大量的技术转让,日本对外直接投资出现了前所未有的迅速发展。1990年,日本对外直接投资额达到505亿美元,占世界对外直接投资总额的21.6%。日本对外直接投资的目的呈现出多样性,例如,扩大对外贸易、建立国际生产和销售网、获得或者利用东道国廉价的资源和生产要素、向第三国出口和向日本返销等。其中建立国际生产销售网成为新的重要的投资目的。日本为了适应其产业结构调整的需要,把生产低附加值产品和劳动密集型、资源消耗型产业和技术转移到其他国家特别是发展中国家,在国内集中进行高附加值产品、高新技术产品的生产和研发,最终实现有利于日本的国际分工体系[1]。技术出口对贸易结构的改善?

20世纪70—80年代以来,发达国家开始进行贸易结构的调整,普遍重视技术转让和技术产品出口贸易。发达国家贸易结构调整的基本特点:一是技术出口速度加快,二是技术出口中高技术出口,包括高技术产品和高技术服务出口比例不断提高。早在20世纪70年代,发达国家的出口贸易结构就开始向技术出口方向发展。到了80年代中期,随着高技术产业的发展,主要发达国家均加快了技术出口步伐。例如,1975年,美国的技术出口额430亿美元,法国19.6亿美元,德国30.8亿美元,英国49.3亿美元,日本22.4亿美元;到1985年分别为,美国655亿美元,法国50.9亿美元,德国50.4亿美元,英国96.8亿美元,日本98.2亿美元;而到了1993年,美国已达到2 039.8亿美元,法国165亿美元,德国156亿美元,日本360亿美元。其中,1975—1985年间,主要工业发达国家技术出口额平均增长73.1%,而1985—1993年间,其技术出口额的平均增长速度达到206.5%[2],直到现在,发达国家的技术出口仍占世界技术出口额的80%以上。?技术出口企业的收益效应?

转让技术会给技术转让一方带来许多利益:其一,会带来可观的回报收入,甚至是高于转让方本身的正常收益率。其二,使转让方企业能够保持自身的市场份额和市场竞争力。其三,通过技术转让扩展该企业的业务开展到不够完善的国家和市场,由于多样化和全部的效应可以降低整体风险。其四,通过向不发达国家或地区技术转让,可以使转让方能够取得或保持一个较高的业务增值率。其五,转让方能够利用接受方国家的资本市场,从而使所获得资金来源的成本更低些,渠道更加多样化。?

我们用着名的“戈登增长模式”,即股票评估模式来解释技术转让给企业带来的收益。公司的股票价值(P)等于该股票的预期股息收益(D?1)与投资人所要求达到的收益率(k)和股息增值率(g)之差的比值,完整的公式为:P=D?1/(k-g)。以上所有关于技术转让能够带来以下五个好处:其一,有助于增加P的价值,即转让方企业的股票价值,进而增加了股票持有人的财富价值。例如在转让方企业取得较好的收益后,将能够支付更多的股息,而且本身业务也得到更快速的增长。这些都会有助于取得更高的股票价值。其二,技术转让实质上是一种防御作用,可以阻止D?1和g在企业经营中下降,进而可以阻止该公司股票价值P的下降。其三,即降低风险或多样化使得投资人降低所要求达到的收益率k,这也将导致公司股票价值P 的升高。其四,即通过增加g值而增加P值。其五,通过降低k值来增加P值(由于资金来源的多样化),或者通过增加股票预期股息收益D?1值,来增加公司股票价值P(由于较低的融资成本)。因此,当一个企业发现技术转让将利大于弊,或是收益大于成本时会积极地利用其掌握的技术参与到向不发达国家或地区的技术转让中去[3]。

三、我国技术出口发展特点

我国技术出口是指从中华人民共和国境内向中华人民共和国境外,通过贸易、投资或者经济技术合作方式转移技术的行为。包括:专利权转让、专利权实施许可、专有技术转让、商标使用许可授权、计算机软件许可,以及技术咨询和技术服务等。主要贸易方式有:许可贸易、技术咨询与技术服务、加工贸易、国际直接投资以及高新技术产品和设备出口等。其中,许可贸易是技术贸易最基本形式,主要围绕着专有权利使用和特许经营。与技术引进不同,我国技术出口起步较晚,可以说是从改革开放后才开始发展。从1980—2010年30年间,我国技术出口经历了从探索阶段到较快发展阶段。?

1.我国技术出口的三个发展阶段?

第一阶段(1980—1985年)是探索阶段,其特点主要是:无计划、自发地进行。出口主要以新技术、新工艺等软件技术为主;以工业发达国家为主要出口国;国家没有明确的归口管理部门、管理法规及相应鼓励、扶植政策;技术出口额很小,成交金额每年约1 000万美元。?

第二阶段(1986—1995年)是初步发展阶段,其主要特点是:确定了归口管理部门、技术出口政策、审批权限和程序。这一阶段开始了有组织、有管理的技术出口工作,出口金额和品种逐年增加,以技术出口带动成套设备出口的项目增加,出口国别地区扩大到了发展中国家。?

第三阶段(1996年—现在)是快速发展阶段,这一阶段,我国技术出口贸易发展很快,特别是1999年开始实施的科技兴贸战略,使我国高新技术产业迅速得到发展起来,高新技术产品出口逐渐成为外贸出口新的生力军。这期间,技术咨询和许可贸易等也得到一定发展。据商务部统计,1997年我国出口获得的专有权利使用费和特许费只有5 500万美元,技术咨询费3.46亿美元,到2009年,这两项金额分别是4亿美元和186亿美元,是1997年的7.27倍和53.76倍。? 当前我国技术出口的主要特点?

(1)我国技术出口发展时间短,贸易格局不合理。近些年来,我国高新技术发展迅速成为技术出口的主力,咨询服务有较快增长,在技术出口中的比重持续上升。相比之下,我国许可贸易方式的专有权利使用费和许可费虽有增长,但在技术出口和整个服务贸易中的比重却变化不大。例如,自1997—2009年13年间,我国专有权利使用费和许可费占全部服务贸易比重有6年是0.2%、有6年是0.3%,还有1年是0.4%,基本没有改善。数据是根据商务部服务贸易司公布统计数据计算而得。2009年,我国专有权利使用费和特许费出口4亿美元,占全部服务贸易出口额的0.3%;进口111亿美元,占服务贸易进口额的7%,逆差107亿美元,成为我国仅次于运输服务的第二大服务贸易逆差行业。?

(2)总的来说,我国技术出口有相当一部分来自外资企业,尤其是我国高新技术产品出口,外资企业出口额远高于国有企业和民营企业。例如,2010年上半年我国高新技术产品出口中,外资企业的出口金额为1 814.6亿美元,占总额的83.5%;国有企业的出口额为152.5亿美元,占总额为7.0%。外资企业的出口额远高于国有企业和其他企业之和,是技术出口的主要主体(如表1所示)。

表12010年上半年高新技术产品进出口情况

数据来源:根据商务部产业司数据整理而得。

(3)我国技术出口市场比较集中,主要依赖中国香港、美国和欧盟。中国香港仍为我国技术许可和服务许可的第一大出口市场,其次为美国和欧盟,三者合计约占我国专有权利使用和许可服务出口总额的70%以上。美国、欧盟和日本是专有权利使用和许可服务逆差的主要来源地;咨询服务出口主要集中在中国香港、美国和欧盟这三个国家或地区,合计占咨询服务出口总 额的70%以上。欧盟和日本仍为我国咨询服务的前两大进口来源地,而中国香港超过美国,成为第三大进口来源地。三者合计约占我国咨询服务进口总额的1/3。我国与中国香港地区、美国的咨询服务贸易均呈顺差状态,而咨询服务贸易逆差主要来自欧盟、日本和韩国。

(4)进料加工贸易、来料加工装配贸易是高新技术产品出口的主要方式。我国高新技术产品出口方式主要依靠加工贸易、一般贸易和其他贸易几种方式。2010年上半年,按加工贸易方式出口的高新技术产品金额为1 725.0亿美元,占全部高新技术产品出口额的79.3%,一般贸易金额为321.9亿美元,占比为14.8。其中,进料加工贸易和来料加工装配贸易金额为?1 517.4亿美元和207.6亿美元,分别占同期高新技术产品出口额的69.8%和9.5%。可见,加工贸易是目前我国高新技术产品出口的主要方式(如表2所示)。?

四、发展技术出口的政策性建议?

1.技术出口存在的问题?

从以上数据分析中我们可以看出,我国技术出口发展很弱,主要表现在:专有权许可费占比过小,以加工贸易方式出口额占比过大;技术出口主体仍以外资企业为主,国有企业、民营企业和集体企业等技术出口规模较小;技术出口市场比较单一,忽视了对发展中国家市场的开拓,没有发挥我国成熟产业和技术对发展中国家的比较优势。笔者认为造成这种情况的主要原因有:首先,科技成果转化率低,影响技术出口的来源。一直以来,我国科技水平综合实力不断提高,但是生产水平却相对滞后,原因是我国科技成果转化为现实生产力的能力比较低。据汤姆森路透最新预测,“中国将是明年世界上公布专利数量最多的国家”,但中国科技成果转化率仅有8%左右,远远低于发达国家50%左右的水平,这说明我国的科技资源存在着巨大的闲置和浪费。其次,技术创新不足,许多技术发明真正价值不高,影响出口技术在国际市场上的竞争力。再次,贸易惯性,过度依赖劳动密集型加工贸易方式。尽管我国技术出口总额中高新技术产品所占比重在迅速增加,但大多只是专业化于其中的劳动密集型加工环节,这种局面严重制约贸易结构的优化。最后,也是最重要的原因是我们对技术出口贸易的认识不足。长期以来,我们对技术贸易缺乏全面完整的统计制度和有效地手段,使得对技术出口缺少全面和及时的了解。我们也出台一些鼓励成熟技术和含有技术的机械设备出口的优惠政策,但优惠政策宣传不到位,对企业不能起到很好的政策鼓励和引导作用。对技术贸易人才培养缺乏长远的战略目标和科学的专业培养方式。此外,人们对技术转让中的知识产权保护普遍认识不足。上述问题严重影响我国技术出口贸易的发展,不利于对外贸易增长方式的转变和结构优化。?政策性建议?

(1)积极培育和完善技术出口促进和服务体系。确定一批具有技术研发优势,或者产业基础优势,或者市场开拓优势的重点扶持企业,充分发挥技术优势企业的示范带头作用,提高我国企业总体技术出口实力。同时进一步完善我国公共技术服务平台、公共商务信息平台、境外知识产权咨询服务中心等建设,及时全面地做好技术贸易统计工作,进一步提高国家对技术出口企业的服务水平。?

(2)完善税收扶持政策。继续对高新技术企业实行税收优惠政策,同时要加强对技术出口现行优惠政策的宣传,充分发挥政策的引导和扶持效应。根据技术发展趋势和国际市场的预测,适时推出新的适用的税收鼓励政策,简化管理程序。对技术出口所必须的进口货物,可以考虑给予延期出境或出口退税等优惠政策。?

(3)资金信贷的扶持和金融创新。从国外发达国家的经验来看,没有资金信贷的参与,没有融资的支持,就没有高新技术持续研发与迅速的产业化,也就无法形成新的增长点,无法推进产业结构的升级。我国科技成果研发和转化的各个环节都离不开资金的支持,特别是科技成果转化投资具有高风险性,许多中小企业为此望而却步。因此,我国可以有条件、分步骤地发展高科技风险投资,实现高科技与金融资本的融合。金融支持应当在银行信贷、风险投资和资本市场直接融资等方面有所突破,建立适合高新技术产业成长各个阶段特点的投融资体系。目前,中国的风险投资业只占GDP的0.025%,与美国的风险投资业占GDP的1%相比,发展空间巨大。我国应当大力鼓励、支持发展风险投资业,实现风险资本与高科技的融合,把社会游资引导到高新技术产业中来。?

(4)加强知识产权保护,促进技术创新和技术转让。加强知识产权保护既包括对国内创新成果的保护,也包括对我国技术及其产品在国外的保护。技术贸易是以知识产权为主要交易内容的贸易活动,目前绝大部分知识产权的内容,如专利权、商标权、专有技术和计算机软件着作权已经成为国际技术贸易的主要标的。因此,知识产权与技术贸易之间存在着紧密的联系。对知识产权保护的加强可以促进技术贸易的发展。随着世界范围内科技成果向商品化、产业化和国际化趋势发展,知识产权制度成为现代国际社会经济与科技合作的基本条件之一。不仅是在国际技术贸易领域,在国际货物贸易、国际服务贸易及其他领域都需要加强对知识产权的保护。我国应借助已经加入的国际知识产权保护公约,尤其是WTO《知识产权协议》作用,为技术的跨国移动创造良好的环境。?

(5)培养和引进技术人才。

企业在技术出口和“走出去”参与国际市场的竞争中普遍感到国际化商务人才缺乏,现有的毕业生中许多外语不过硬,业务也不精,更缺乏竞争意识,无法胜任此类工作。根据对部分企业经理人的调查,国际化商务人才不仅需要掌握一般的商务知识,尤其需要能透彻了解并娴熟地运用国际贸易、企业财务、国际商法、国际运输、国际金融、国际税务、国际 旅游、国际展览和电子商务等,而且还要有很高的外语沟通能力和很强的竞争与团队意识。我国在技术贸易发展方面与发达国家的差距,说到底就是这方面人才的差距。无论是远期目标还是近期目标的实现都离不开人才,而人才培养不是一朝一夕的事情,我们需要自己培养人才,同时也要大量引进国外人才。通过国际合作与交流、请进来与派出去的方式,大力引进海外智力,促进高校教育水平的全面提高,进而培养出更多适应国际化发展需要的创新型国际技术贸易人才。

参考文献: