制造业与制造技术的重大意义

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1、制造业与制造技术 的重大意义朱 剑 英 教 授 南 京 航 空 航 天 大 学*1目录1.制造业与制造技术的重大意义2.以微见著精密化是机械制造发展的核心 3.以综见著自动化是机械制造发展的途径 4.以网见著信息化是机械制造发展的急需 5.以智见著智能化是机械制造发展的方向 6.制造业与制造技术的创新 7.从制造大国走向制造强国*2制造业与制造技术 的重大意义*3制造业创造了人类1）人从猿进化而来, 人猿分离, 是由于人学会双足行走和用手制造并使用工具。 2）中国的元谋人（170万年前的南方古猿）、非洲人早在160万年前即开始用火，石料开采和加工，形成了原始制造业。饮食改善促进了脑的发展。20

2、0万年前的猿人 脑容量约为700毫升，100万年前的直立人脑容量约为1000毫升，50万年前增加到1200毫升，1929年发现的57万年前的北京（直立）猿人为1050毫升， 而现代人的脑容量平均为1450毫升，现代人的大脑皮层褶皱面积为 1700-2200平方厘米，是黑猩猩的3倍。 3）恩格斯指出：“直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具开始的。”http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载) *4制造业不是夕阳工业(1) 1.美国的教训1)上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业 ”,结果导致美国80年代的经济衰退。 2)80年代后期，美国的

3、一些国会议员、政府要员纷纷要求政府出面，协调和支持制造产业的发展，1991年，布什政府期间，美国白宫科学技术政策办公室发表了总数为22项的美国国家关键技术，其中制造技术占4项，标志着美国科技政策的转变。 3)克林顿上台后，对制造业大力支持，他把先进制造技术列为六大国防关键技术之首。结果美国在机械工业、汽车工业、航空工业及信息产业等方面取得了明显的进展，使美国的经济连续8年取得了2-3%的增长率，而且还同时保持低通胀率和低失业率。这就是克林顿虽发生丑闻而未被弹劾的主要原因。*5制造业不是夕阳工业(2)2.日本的经验1）在上个世纪70-80年代，日本非常重视制造业 ，特别大抓了汽车制造和微电子制造

4、，结果日本的汽车和家用电器占领了全世界的市场，特别是大举进入了美国市场。 2）日本的微电子芯片成为美国高技术产品的关键元件。1991年海湾战争结束后，日本人说美国赢得这场战争是依靠的日本的芯片，是“日本的芯片打败了伊拉克的钢片”。http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载) *6制造业不是夕阳工业(3)3.东南亚经济危机的启示1）1998年爆发的动南亚经济危机，从另一个侧面反映了一个国家发展制造业的重要。一个国家，如果把经济的基础放在股票、旅游、金融、房地产、服务业上，而无自己的制造业，这个国家的经济就容易形成泡沫经济，一有风吹草动就会产生经济危机。 2）新加坡

5、、台湾都有自己的制造业，因此受经济危机的影响小一些。*7制造业不是夕阳工业(4)4.瑞士依靠什么使人均产值居世界第一？1）瑞士是一个仅700万人口的小国，但瑞士的制造业十分发达，瑞士的精密机械产品的出口量是我国的8倍，瑞士的手表世界第一，连小小的军刀，也风靡全世界。 2）现在瑞士的年人均国民生产总值达到4.3万美元以上,居世界第一。 *8制造业是产业革命的主力军（1）第一次产业革命：1733-1878 1）又称为：蒸汽革命。 2）产业革命的标志：瓦特发明的蒸汽机。 3）英国的制造业孕育和实现了瓦特的发明 4）制造业和瓦特的发明推动了热力学理论的诞生。*9制造业是产业革命的主力军（2）第二次产业

6、革命：1879-19451）又称为：电气革命。 2）产业革命的标志：电灯（爱迪生）、电话（贝尔）、电机（西门子）等电气化产品。 3）制造业肇始了电的应用，而后才有麦克 斯韦电动力学理论的诞生。 4）麦克斯韦电动力学理论推动了20世纪初开始的无线电 、微波、雷达、合成孔径、微波成像、卫星通信、宇宙微波探测等技术的发展。 5）牛顿力学和电动力学又为量子力学的发展指引了道路 ，导致了量子场论的创立。*10制造业是产业革命的主力军（3）第三次产业革命：1945-1972 1）又称为：电子（原子）革命。 2）产业革命的标志：原子弹（1945） 、 电子计算机（1946）、晶体管（1948）、集成电路、微

7、电子技术等。 3）微电子制造技术开创了全新的信息时代。*11制造业是产业革命的主力军（4）第四次产业革命：1973-1）又称为：高新技术产业革命。 2）产业革命的标志：众多高新技术产品，如微电子产品、电脑、新一代通信产品、新一代汽车、磁悬浮列车、新一代飞机、机器人、生物工程产品、新一代药物、绿色食品、转基因产品等等。 3）微器件制造工艺，如拉单晶、掺杂、扩散、离子注入、外延、溅射、化学沉积（CVD）、光刻、表面贴装、自动化组装、进而到纳米器件制造工艺将把高新技术产业革命推向顶峰。*1221世纪科学技术发展总趋势(1)一、中心科学技术的转移1.信息科学技术目前是发展高峰期，预计其中心科学技术的地

8、位还可持续四十年。2.生命科学技术现在已开始注重其发展与应用，预计21世纪30年代开始逐步转变为中心科学技术。3.认知科学技术智能化趋势现已显露，预计21世纪70年代开始将成为科学技术发展的中心。Date1321世纪科学技术发展总趋势(2)二、世界科技中心（地区或国家）的转移中国 （公元3世纪公元13世纪)意大利（1540年1610年）英国 （1660年1730年）法国 （1770年1830年）德国 （1810年1920年）美国 （1920年 ）可能转向东方（日本、中国）Date14高技术及其产业的领域(1)信息科学技术（包括微电子、光电子科学技术）(2)生物科学技术（包括生命科学技术）(3)

9、新能源科学技术（包括核能科学技术）(4)新材料科学技术（包括纳米科学技术）(5)环境科学技术（包括地球科学技术）(6)航空航天科学技术（包括军事科学技术） (7)海洋科学技术（包括地球科学技术）(8)先进制造科学技术（包括微机电系统科学技术 ）(9)管理科学技术（包括软科学技术）(10)认知科学技术（包括人脑和智能系统科学技术 ）Date1521世纪改变人类的科学与技术科学 技术物质科学 信息技术生命科学 生物技术 纳米技术能源技术 Date16从科学发现到技术发明Date1720世纪改变世界的重要机电产品Date18Date19中国制造业的成就(1)2001年,中国工程院的调查结论:1）中国

10、制造业占国民生产总值的1/3 2）占整个工业生产的4/5 3）为国家财政提供1/3以上的收入 4）贡献出口总额的90% 5）就业人员8043万*20中国制造业的成就(2)改革开放20年来中国制造业的进步：1）引进国外先进技术2500多项，占全国的1/3以上。近几年发展的新产品，50%达到80年代中后期的世界水平。 2）一些重要产品的年生产能力已跃居世界前列，如汽车280万辆以上（其中轿车120万辆以上），大中型发电设备1200万千瓦以上（火电1000万千瓦，水电200万千瓦），大中型拖拉机11万台以上，金切机床10万台以上。*21中国制造业的成就(3)改革开放20年来中国制造业的进步：3）我国

11、已成为世界最大的服装纺织品出口国；与日本、马来西亚和韩国并称世界消费类电子产品四大生产国 。 4）成功开发生产了运七、运八、新舟60等支线飞机。 5）一些新产品的技术水平已达世界领先或先进水平，如沈阳机床集团的电主轴高速卧式加工中心、激光切割机床，沈阳变压器厂的50万伏超高压变压器，黎明航发集团的中国第一台拥有完全知识产权的航空发动机 、 燃气轮机，沈阳新松机器人自动化有限公司的6000米水下机器人等产品。*22制造业的重大意义(1)1）在发达国家中,制造业创造了约60%的社会财富、约 45%的国民经 济收入。 2）据统计，美国68%的社会财富来自于制 造业。 3）CIRP在1999年的报告中

12、指出：在国家生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%。 4）在许多国家的科技发展计划中，先进制 造技术都被列为优先发展的科技。*23制造业的重大意义(2)“十五”规划中确定的八个最具战略影响的领 域:1) 信息技术 2) 生物技术 3) 新材料技术4) 先进制造与自动化技术 5) 资源环境技术6) 航空航天技术7) 能源技术8) 先进防御技术，其中，先进制造与自动化技术又是实现各种高新 技术的保障技术。*24制造业的重大意义(3)Date25制造业的重大意义(4)人大常委会副委员长宋健指出：“制造业是实现现代化工业的水之源、 木之本，是实现工业化的保障和原动 力，是国家实力的脊梁，是支

13、持共和 国大厦的基石。没有强大制造能力的 国家永远成不了经济强国。”*26制造业的重大意义(5)1）制造业处于国家工业的中心地位， 2）是国民经济持续发展的基础， 3）是工业化、现代化建设的发动机和动力源， 4）是在国际竞争中取胜的法宝， 5）是技术进步的主要舞台， 6）是提高人均收入的财源、国防安全的保障、发展现代文明的物质基础。*27知识经济与制造业Date28以微见著精密化是机械制造发展的核心 *29以微见著 精密化是机械制造发展的核心1.20世纪的三个重大科学成就都是“以微见 著” 2.信息产业的基础是微电子芯片制造 3.加工精度及其发展 4.现代超精密机械对精度的要求 5.细微与纳米

14、加工技术可达的水平 6.微机电系统（MEMS）的重大意义 7.各国对MEMS研究的关注 Date3020世纪的三个重大科学成就 都是“以微见著”(1)1.量子力学1900年，普朗克依据黑体辐射实验而提出量子假说，后与玻尔 、薛定谔等人于1925年建立量子力学。解决了波粒二重性问题 ：在原子尺度下，粒子的能量与波动的频率成正比，动量与波 长成反比。 2.相对论1)狭义相对论：1905年，爱因斯坦在迈克尔逊测量光速的基础上 ，提出了狭义相对论，预示了原子能的巨大潜力： E=mc2E 能量，m 质量，c 光速2)广义相对论：1915年提出广义相对论，揭示了时间、空间、物 质和运动的普遍规律。Date

15、3120世纪的三个重大科学成就 都是“以微见著”(2)3.DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构1)1953年沃森和克里克发现生物大分子是由DNA组成， 其结构是双螺旋结构，遗传密码存在于DNA中（称为基因）。2)1973年美国的科恩和博耶演示了世界上第一例DNA分 子重组，打开了理解生命奥秘的大门，1973年成为 人类进入信息时代的标志。3)1997年英国成功地用体细胞克隆技术培养出羊“多 莉”，第一次实现了生命的复制。Date32现代超精密机械对精度的要求Date33采用硅微工艺刻蚀制造的 微机械手Date34加工精度及其发展1车、铣 2磨 3CNC机床 4研磨、工具磨 5光学磨、金刚石车、磨

16、6金刚石超精车、磨、 电解加工 7衍射光栅刻线机 8电子束、离子束、X射线 9分子束生长、离子注 10 扫描隧道技术 Date35细微与纳米加工技术可达的水平Date36以综见著自动化是机械工程发展的途径*37以综见著 综合化是机械工程发展的途径1.自动化是机械工程综合化的核心和目标2.机电一体化工程(Mechatronic Engineering ）是高技术装备的基础3.先进制造系统以综合（集成、整合）为手段4.特种加工技术与装备是典型的综合技术与装 备Date38自动化是机械工程 综合化的核心和目标1.自动控制基础理论的发展 1）经典控制论 2）现代控制论 3）大系统控制论（智能控制论） 2.当前工程控制论的前沿 3.制造中