发布时间:2023-09-21 17:36:34
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇农业机械工业设计,期待它们能激发您的灵感。
关键词:CAD;农业机械;机械工程设计
随着农业机械化的高速发展,农业机械在促进农业产业发展中起着越来越重要的作用。农业机械面临着快速投入市场、高质量、高效率、自动化、精密化的巨大挑战,传统手工制图存在制图速度慢、改型困难、精度差、设计还原度差等许多方面的不足,研究计算机辅助设计CAD技术在农业机械工程设计中的应用,具有重要实践意义。
1机械制图和计算机辅助设计CAD
1.1机械制图
机械制图是用图样表示结构尺寸、工作原理和技术要求的学科,机械制图的工作产品是图样(图纸),是表达设计意图和制造要求的重要技术文件。符合工程设计要求的机械制图至少应包含如下两个方面的内容:1)遵守国家标准[1]。在我国,国家标准对机械图样有严格的规定,图纸幅面、标题栏、比例、字体、图线、尺寸标注等具有明确标准规范。严格执行规范,图样才具有普适性和可读性,才能做到尽可能减少制造环节的理解歧义。2)严格执行正投影法和三视图要求[2]。正投影法是绘制和识读图样的理论基础,三视图是机械设计的制图技术基础。正投影法投影线垂直与投影面,能够表达物体的真实形状和比例。主视图、俯视图、左视图将立体器物用三个方向的投影平面视图绘制出来,构成实物结构、尺寸的完整表达。
1.2计算机辅助设计
CADCAD让机械设计从铅笔、直尺画图的繁琐劳动中解脱出来,让设计人员真正做到关注设计与构思。CAD绘图软件构建并保存大量的标准件库、零件库、部件库、常用件库等,且担负计算、信息存储等工作,极大提高了工程设计制图的效率。CAD技术在设计中的主要应用如下:1)丰富的图形及符号库。机械设计中,标准的图形符号会经常用到,一方面,CAD绘图软件提供大量的标准件库;另一方面,工程设计中可以不断积累行业所用的图形符号,形成自制件库。这些图形符号可以随用随调,通过图形符号的组合,“搭积木”式的构造工程设计构思和图样。2)高效的制图效率。制图是设计中将设计构思转化为制造图纸的途径,是机械设计中最为关键的步骤。传统基于纸媒介的手工绘制,任何一次设计或设计改型,必须一笔一划从头做起,耗时、工作效率低下。CAD软件提供了丰富的基础库,存储了应用模板等强大功能,使制图工作变得高效,准确并规范。对于设计改型类工作,更是可以调出原有图样,进行适应性修改即可得到新的图样,极大提高了新型改良机械设计效率。
2农业机械工程设计的特点
2.1农业机械种类繁多
农业机械设计手册根据我国农业机械发展现状,收录了二十五类农业机械[2]。其中包括以下几个方面:1)农业动力机械。包含拖拉机、农船挂桨挂机、农田基建机械。2)农田作业机械。包含耕地机械、整地机械、播种机械、水稻种植机械、中耕施肥机械、植保机械、喷灌微灌设备、潜水电泵、谷物棉花等多种类植物收获机械。3)畜禽机械。包含牧草青饲收储机械、饲料加工机械、畜禽饲养机械。以播种机械为例,又可细分为谷物条播机、精密播种机、旋耕播种机、铺膜播种机、免耕播种机、小区播种机等。仅谷物条播排种器就可分为外槽轮式、内槽轮式、滚齿式、摆杆式、纹盘式、离心式等多种类型。
2.2涉及机械工程设计所有子系统
农业机械几乎包含机械工程设计所涉及的全部子系统,如动力系统、传动系统、执行系统、操纵和控制系统等。以农业机械拖拉机机组为例,拖拉机将动力传递到农机具,构成拖拉机—农机作业机组,这个系统包含了液压悬挂装置、牵引和拖挂装置、动力输出轴以及动力输出带轮等复杂子系统,而其中的液压悬挂装置就由悬挂装置、液压系统、操作和耕深控制机构组成。由此可知,农业机械工程设计需要具有较高的系统构建能力、系统分解能力和工程设计水平。
3拖拉机液压悬挂装置CAD工程设计实践
CAD辅助工程设计,分为三大主要步骤,一是原理分析和方案设计,二是结构总体设计,三是绘图试制和分析。
3.1原理分析
以农业机械设计手册为参考,液压悬挂装置是挂接和升降机具,并向作业机具传递牵引力。液压悬挂装置设计要求包括:1)连杆位置和尺寸应符合国家标准,以保证牵引装置和不同农机具接口的互换性;2)应产生足够的牵引力,保证农机具具有良好的入土动能,能在较短摆动距离达到所需力量要求,并且保持稳定的牵引力;3)摆动不能超过一定范围,应设计限位机构;4)机具静态固定位置应满足运输要求。
3.2拖拉机悬挂装置组成图——方案设计
通常采用三点悬挂(有三个铰链),在履带式拖拉机中也有采用两点悬挂的,装置构成图如图1所示[2]。各装置部件的作用如下:下拉杆提升农具、传递牵引力;上拉杆调节农具纵向平面的俯仰;提升臂带动提升杆和下拉杆上升(下降是靠农具的重力);提升杆传递提升牵引力的中间部件。
3.3结构设计
结构设计是在原理图基础上明确构形、定材料、定尺寸等,并对功能面变形、联接变形、材料变形等做出规定。在拖拉机液压悬挂装置设计中,需要明确以下几个方面:1)后置三点悬挂装置与拖拉机有关的悬挂点尺寸。包括上下悬挂点的联接销直径、球接头宽度、锁销孔距离,以及下悬挂点到拖拉机中心平面的横向距离,下悬挂点的横向摆动量,下拉杆水平时动力输出末端至下悬挂点的距离等参数规范。2)提升高度、提升行程及水平调节范围。包括下悬挂点最低高度、水平调节范围、提升高度、运输高度(下悬挂点轴线与地面完全平行)、下悬挂点间隙、立柱调节范围、最高位置时最小高度、最低位置时最大高度、自由扭转浮动量等参数规范。3)悬挂杆件瞬心位置。包括水平汇聚距离和垂直汇聚距离尺寸规定。根据不同的拖拉机规格进行相应的参数选择,具体可以查看农业机械设计手册,当使用特殊农具时,可以改变部分尺寸。
3.4CAD辅助绘图与分析
3.4.1平面设计利用二维平面三视图绘制图样文件,主要包括以下文件:1)绘制原理图;2)绘制各零件图;3)绘制部件装配图;4)绘制总装配图;5)形成其他种类技术文件。
3.4.2三维立体设计必要情况下可进行三维模型绘制,三维模型绘制可用于计算机模拟装配,更能及早发现设计中的缺陷,有利于设计改正。三维模型绘制分层级包含:1)三维实体造型设计;2)三维零件设计;3)三维零件模拟装配;4)三维模拟装配实体动态行为仿真。
3.4.3计算机辅助有限元分析参考农业机械设计手册规定,利用结构刚度矩阵的组集,进行适当的边界条件处理,对农机机架、接头进行有限元建模,利用位移函数和刚度矩阵对机架梁、接头等承力部件进行有限元分析。由于边界条件的不同处理方式会对有限元方程所求解产生较大的影响,一般要求工程设计中保持相对一致的边界条件处理,并尽可能形成边界条件处理规范。
4CAD技术在农业机械工程设计中应用建议
4.1加强标准件、通用件的使用
农业机械使用的铰链以及组装接口部件要求选用标准件、通用件。尽量采用符合国家标准规范的连接部件,有保证农业机械组装灵活、适应性强、操作简便、获取和使用成本低等优势。若采用特殊规范自制件,接口普适性差,加工周期难以保证,制作成本高,且质量难以保证[3]。
4.2关注性能成本设计要素
农业机械要求功能合用,性能合理,结构紧凑,强度配比科学。设计中应注意评估农机具性能和安全余量,避免功能性能过剩引起不必要的使用成本浪费[4]。成本控制是一个综合因素,它体现在材料选用、结构用料、制作工艺、使用效率、保养维护等各个环节,关注设计中的成本控制,良好的设计成本控制是设计者知识和技能的充分体现。
4.3关注设计工艺性
农业机械工程设计输出图样是农机具制造和加工的依据,设计工艺性决定了工程设计的可制造性。设计工艺性是功能性能、生产加工、生命周期成本、可靠性、安全性、维护性等综合平衡的体现,采用符合现有生产条件、零部件规范、装配简洁的工艺性设计方法是成功设计和经济、合理、可靠制作设备的关键。
逆向工程技术是近年来逐渐发展起来的先进技术,它的出现给农业机械设计提供了一种新的思路。本文首先介绍了逆向工程技术,然后阐述了逆向工程在农业机械设计中的应用。
[关键词]
逆向工程;农业机械设计;应用
引言
随着我国农业机械化进程的逐步深入推进,农业机械正逐步向大型化、自动化、精密化发展,这对农业机械设计提出了更高的技术要求。另一方面,多样化的用户需求、激烈的市场竞争和国外先进理念的引入也迫使农业机械设计企业调整研发模式。因此,在保正质量达到客户要求的情况下尽可能的缩短研发周期,降低生产成本就成了农业机械设计中的重要课题。逆向工程技术的出现,为解决以上问题提供了一个新的思路。
1逆向工程简介
正向工程是人们比较熟悉和习惯的一种方式,他的基本过程为,设计者先进行市场调查,得到研发产品的基本构思,借助CAD设计出产品的3D模型,然后通过数据转经由数控机床产出产品。然而在许多实际问题中,我们面对的是一个物品的模型而不是已知的图纸或者数据模型,这种情况下,需要使用一些方法将实物转化成三维数据模型,这种从实物获得产品的三维模型,进而使用三维模型开发生产的方式就是逆向工程(RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通过一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量所得的数据,采用三维建模方法,重构实物的CAD模型的过程。研究逆向工程,目的是通过对已存的产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等各个方面进行分析研究,研制出与原型形相似,但结构、性能等方面更为先进的产品。
2逆向工程在农业机械设计中的应用
2.1逆向工程在农业机械模具生产中的应用
随着农业机械化现代化逐步推进,模具在农业机械生产中的应用也日渐普遍。逆向工程以其独有的优点,契合了模具本身的特点,故而在农业机械模具的设计中应用广泛。逆向工程在模具生产中的一个重要应用是辅助完成模具的修改定型。模具CAD模型确立后,并不意味着模具设计的完结,而在在模具实际生产前,设计人员往往需要反复对模具进行型面的修改,而这些修改均不能现在原始CAD模型上,即不能直接获得最终的CAD模型,导致模具的设计成本增高和生产周期变长。应用逆向工程技术,可以对已经修改的模具进行数据扫描,然后进行点云数据处理和曲面重构,输出最终的CAD模型,再由CAD模型生成加工程序直接生产,从而缩短生产周期,降低生产成本。逆向工程的另一个重要应用领域是修复损坏或者磨损模具。大型农业机械的大型覆盖件模具是农业机械生产的普遍和关键性工艺装备。然而,由于模具结构复杂,型面较多,形位精度和表面粗糙度要求较高,导致模具生产成本较高。一旦发生损坏或者磨损,损失巨大。而传统的修复磨具方法由于缺少可靠的参照标准,经常导致修复失败甚至模具彻底报废。逆向工程技术的引入,可以快速获得完整的CAD模型,然后利用ANSYS仿真,对修复后模型的强度、刚度等力学性能进行评价,提出进一步改进方案。如今,逆向工程技术已经广泛使用于模具修复领域,提高了模具修复效率,延长了模具使用时间,降低了生产成本。
2.2逆向工程在农业机械二次创新中的应用
与发达国家相比,我国的农业机械化水平仍处于农业机械化中级阶段的起步阶段,制约农业机械化的一个重要原因就是农业机械技术水平的差距。引进吸收新技术就是快速填补技术空白,弥补技术缺陷的重要手段。然而由于技术封锁等原因,往往无法得到机械的原图纸和三维模型数据,这时逆向工程技术就可以发挥重要的作用。首先,需要将获得的产品拆分;然后将每一个核心部进行三维扫描,数据处理,得到最终的3D模型。需要指出的是,逆向工程不同于一般意义的“复制粘贴”,是在理解产品的设计思想,技术理念的基础上进行二次创新,这一点在农业机械设计中尤为重要。逆向工程只是一种手段,需要我们的设计人员在充分理解国外先进技术的基础上,设计出适合我国土壤成分、地质地形、工作环境以及经济现状的农业机械。
3总结
如今逆向工程技术已经广泛的应用于各个领域,其在农业机械设计中的应用也正在广泛的被工程技术人员关注。逆向工程技术可以辅助农业机械设计,减少生产成本,缩短生产周期,因而在农业设计领域中有良好的理论研究和实际应用前景。
作者:冯骥强 单位:黑龙江省畜牧机械化研究所 黑龙江八一农垦大学
参考文献
[1]金涛,童水光等著.逆向工程技术[M].北京:机械工业出版社,2003;
农业机械化发展给我国农业发展带来了全新动力,农业机械化在我国农业发展过程当中具有里程碑式的意义,是我国现代农业的重要标志。农业机械化的发展解放了劳动力、提高了生产效率、抢抓了农时、提高了人们收入,可以说农业机械化的发展程度已经可以决定一个国家农业发展水平的高低。尽管我国农业机械化起步晚、底子薄,但是随着我国科技的不断进步,以及广大农业工作者的共同努力,我国农业机械化发展已经取得了喜人的成绩,大大促进了我国农业生产,提高了农业生产效率。在农业机械化水平不断提高的今天,农机推广功不可没,农机推广已经成为我国农业机械化发展的重要手段,如何在当前农业机械化繁荣发展的大背景下进一步做好农机推广工作十分关键。
本文首先总结了当前我国农机推广工作存在的问题,而后提出可行性的建议,本文仅代表笔者个人观点,仅供大家借鉴和参考,希望对我国农业机械化发展有一定的帮助,不足之处还望见谅,同时也希望广大读者可以提出宝贵的可行性建议。
1农机推广工作存在的问题
1.1农机推广工作者业务水平和综合能力有待提高
农机推广工作是一份十分辛苦的工作,要经常到基层去开展工作,遇到的情况也十分复杂。可以说农机推广工作不仅仅是对农业机械化工作者业务水平的考验,更是对其综合素质的磨练。
从当前形势来看,我国基层的农机推广工作者老龄化现象已经非常普遍。年龄高的农机推广工作者有着丰富的基层工作经验,但是随之而来的问题是,他们的思想比较保守,知识结构也比较老旧,接受新事物和学习新技术的能力也不强,制约农机推广工作的发展。同时当前农机推广部门缺少信息化专业型人才,信息化时代农机推广工作也要顺势而上,借助信息化的特点提高农机推广工作效率,但是由于缺少专业的信息化人才,没有利用好信息化的便利来提高农机推广工作效率,显得比较可惜。如果不及时跟上信息化步伐,甚至会制约我国农机推广工作的进一步发展。再者农机推广工作者经常到基层去,面对的情况也多,条件也复杂,需要农机推广工作者的综合素质要高,要具备吃苦耐劳和兢兢业业的工作精神和态度,但是部分农机推广工作者工作态度不端正,不愿意吃这份苦,工作热情不高,甚至是敷衍了事,阻碍了农机推广工作的进程,带来了不良影响。
1.2 传统的农机推广体制不适应当前发展要求
农业生产存在着特殊的地域性,需要基层农机推广部门能够依据当地农业生产实际情况,因地制宜,注重与当地实际农业生产情况相结合,科学合理地选择与本地农业生产相适宜的农机与农机技术。但是在整个农机推广过程中,各级农机推广部门作为主体,直接进行具体操作,使得农机推广工作存在局限性与依赖性,农机推广部门局限于传统的农机推广机制,无法转变农机推广理念。在新的历史时期,随着农业产业结构的不断调整,传统的粮食生产机械化逐步被多产业机械化所代替,农业生产不仅在产前、产中实现了农机化,也实现了产后的农机现代化,农机化的品种也逐步实现信息化、电气化与自动化。传统的农机推广体制已不适应当前农村经济发展的需求。
2农机推广工作对策分析
2.1提高农机推广工作者业务能力和综合素质
农机推广工作者的业务能力和综合素质的提高,对于进一步推进农机推广工作十分关键。农业机械化部门要定期组织培训和学习,给广大农机推广工作者提供学习和交流的平台。
通过培训,可以使年龄偏高的工作者更新知识结构,转变思想观念,培养他们的创新思维。同时培训还有利于大家的交流和沟通,不但可以促进同事之间的感情,也便于交流工作经验,提高工作效率。同时各单位还要积极聘请专业信息化人才,普及信息化知识,为农机推广工作发展助力。并且定期开展动员大会,鼓励和激发大家的工作热情,对于工作优秀的同事要提出表扬,树立榜样的作用,以培养大家吃苦耐劳、乐于奉献的精神。
2.2创新农机推广机制,建立多样化的农机推广体系
创新农机推广机制,建立多样化的农机推广体系十分关键。基层农机推广部门需要逐步建立起科、工、户一体化农机新产品研发以及多元化的推广机制,发挥各个部门的优势,推进农机推广工作的不断发展。建立多元化的推广机制,可以为各级农机推广部门建立起相互联系的推广网络,能够及时得到相关的供求信息,及时为当地引进先进的农机技术与新农具,加强农机推广工作的不断深化。
关键词 农业机械 专业人才 建设策略
我国是农业大国,农业也是支撑社会发展进步的支柱产业,在现代化的农业建设中,农业机械工程是重点建设内容。从我国目前的农业机械发展水平来看,与发达国家的农业机械发展水平还有很大差距,虽然在制造数量上已经有了明显进步,但是自主研发能力还非常薄弱,关键技术掌握不多。因此,加强农业机械工程专业化人才建设迫在眉睫。我们必须加大投入,寻求有效的发展策略。
一、 我国农机专业人才建设的现状以及问题
农业机械是现代化农业发展的主要装备,在大规模的农业生产中,农业机械工程是不可缺少的生产要素。先进的农业机械装备不仅能提高作业效率,还能创造良好的经济效益。在世界各国的现代化农业建设中,农业机械工程一直是重点建设的领域。先进的农机技术不管是在制造生产环节,还是在实践运用环节,都需要大量的专业化人才来推动。但是,我国目前在农机领域的专业化人才建设还不能满足现代农业发展的需求,特别是在农业生产运用中,专业化的人才十分稀缺。农业机械化进程在一定程度上受制于专业人才建设,设置出现由于专业人才问题不得不放慢前进脚步的现象。按照衡量标准,农业机械动力总和是衡量一个国家农业机械化水平的指标,我国最近十年的农机动力总和发展情况如下表所示:
从上表可以看出,我国的农业机械化发展水平还不是很高,还需要继续加强农业机械工程专业化人才建设。而建设必须先解决好现阶段农机专业人才中比较突出的问题,比如农机专业人才培养的社会积极性不高;专业人才建设结构不合理;培养质量以及数量无法满足社会发展需求等。
二、 加强农机专业人才建设的有效策略
在我国的现代化农业发展建设中,必须解决好农机专业人才的建设问题。充分利用我国的制造大国基础,发挥出专业人才的建设作用,把我国的农业机械工程做大做强。在农机专业人才的建设思路上,我们应重点考虑以下几点:
(一) 制定合理的农机专业人才建设政策,加大投入
在农业机械工程专业人才的建设中,要想取得理想的建设成绩,必须从顶层设计开始,制定合理的农机专业人才建设政策。首先,在政策上突出农机专业人才的社会地位,提高社会对农机专业人才的认知度,吸引更多的新生力量投入到农机技术的发展中。其次,要从政策上支持、优化农机专业人才的管理,建立健全专业职称考试体系,对所有的从业人员实行统一考试管理,根据专业水平给予合理的待遇。逐步试点推行农机专业人才与同级公务员的管理模式。最后,针对农业生产一线的农机专业人才缺乏情况,实行人才选派制度,把优秀的农机专业人才下沉到实践前沿,让专业人才发挥生力军的作用,同时也加强理论与实践的联系。
(二) 优化农业机械工程专业人才发展结构
在农业机械工程专业人才的发展上,我们应不断地优化发展结构,科学地规划、调整农机专业人才在各环节的占比,让农机研发制造专业人才和农机运用专业人才既能满足现代化农业的发展需求,又符合专业发展的特点。在农机实践专业人才中,应注重年龄结构,知识结构的改善,不断地培养、吸收青年才俊。另外,还应优化农机专业人才的组织结构,突出专业人才的主体地位,提高专业人才的组织地位和相关待遇,缩减不必要的管理人员,实现精简高效的建设目标。
(三) 完善农机专业人才的培养体系
人才培养制度关系到行业的发展,在农业机械工程专业化人才发展中,应完善培养体系。做好每项具体的改进工作,借助教育改革的力量,从农业生产对农机专业人才的需求特点出发,动态调整高校相关专业的招生、培养模式,完善好专业知识体系和实践运用机制。
结束语
农业机械工程专业化人才建设不仅对农机技术的发展有着重要的作用,还影响着农业生产的向前发展。在我国农机专业人才的建设中,我们应加强政策上的支持;优化专业人才的发展结构;完善培养体系,不断地增强农机专业人才力量,提升我国农机专业发展水平。
参考文献:
2013年1月19日全省农机工作会在长春召开。会议的主要任务是深入学习贯彻党的十精神,认真落实全国农业机械化工作会议和全省农村、农业工作会议精神,总结交流我省农业机械化发展成效经验,深刻分析农业机械化发展面临的新形势新任务,安排部署2013年重点工作。省农委副主任于文波、省农机局局长成洪、副局长翟延华等领导出席了本次会议,省农机局成洪局长主持会议。
2012年我省农机化呈现了整体推进、持续快速健康发展的良好态势,为增强农业综合生产能力、实现粮食连续增产和农业现代化建设提供了有利保障。2012年,全省农机总动力达到2553万千瓦,拖拉机保有量达到105.54万台。全省农作物耕种收综合水平达到69.6%,高出全国平均水平12.6%个百分点,排全国前十位。新增机械深松面积1502万亩,机械化保护性耕作推广面积450万亩,玉米机收面积1952万亩。农机化作业服务组织和农机户达到106.92万户(个),农机专业合作社新增419个,达到1577个。
会议提出,2013年我省农机化发展的总体思路是:深入学习贯彻党的十精神,以科学发展观为指导,以转变农业机械化发展方式、提高发展质量效益为主线,促进农机农艺融合、农机化信息化融合,着力调整优化农机装备布局结构,着力主攻薄弱环节机械化,着力推广先进适用农机化装备技术,落实完善政策,培育发展主体,壮大人才队伍,强化公共服务,进一步提高农机装备水平、作业水平、科技水平、服务水平和安全水平,努力推动农业机械化科学发展。
主要目标是:全省农机总动力力争超过2800万千瓦;主要农作物耕种收综合机械化水平力争达到73%;水稻机插、水稻机收和玉米机收水平分别达到62%、75%、40%;农机专业合作社发展到2000个。
会议指出,围绕上述工作思路和目标,2013年要扎实做好八个方面工作:一是认真落实农机购置补贴政策。二是深入实施全程农机化工程建设。三是启动实施“农机化提升工程”。四是加快保护性耕作、农机深松等农机化先进技术推广应用。五是大力推进农机社会化服务。六是全面推进农机化质量管理。七是依法强化农机安全监理。八是不断加强农机化系统自身建设。
关键词农业机械;农副产品加工、电子商务;信息网络技术
中图分类号:F724.6文献标志码:BDOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.084
構建与农业相关的电子商务平台,可以为农业的信息化发展带来一定的促进作用。在农业的发展过程中,可以对与农业有关的电子商务平台建设问题进行探究。
1电子商务在我国农业领域的应用现状
在对农业机械与农副产品加工信息电子商务平台建设问题进行探究前,首先需要了解电子商务在我国农业领域的应用现状。从农业信息网络的发展现状来看,高科技对农业生产的重要性已经得到了社会的关注,但一些农村地区互联网必要设施相对缺乏问题,给电子商务平台在农业系统中的应用,带来了一些不利影响。这表明,农民缺乏接触互联网机会的问题,给电子商务网站的发展带来了不利的影响。此外,由于我国的电子商务正处于发展的初期阶段,一些复发分子在电子商务平台中开展的违法犯罪行为,对电子商务安全性带来了一些不利影响,在这些不利因素的影响下,电子商务难以在大宗交易中应用[1]。从我国经济的现状来看,农业机械的交易也属于大宗交易。一些网络违法犯罪行为不仅给电子商务领域带来了不利影响,也给电子商务在农业及农业相关领域的应用带来了不利影响。
从我国的国情来看,这种与农业机械和农副产品有关的电子商务平台主要可以分为以下两种形式,一种是基于政府部门的调控政策的农业机械供应平台,另一种是以国内外贸易为核心的电子商务平台。前者需要政府和生产部门的共同参与,后者需要为农户及农产品的销售者,农业机械生产商等群体提供更多的贸易机会,这表明这种信息电子商务平台在应用过程中需要发挥一些电子政务平台的功能。
2农业机械与农副产品加工信息电子商务平台的功能结构
2.1系统结构
从这种与农业机械与农副产品加工有关的电子商务平台的系统架构来看,这一系统主要以核心数据服务器为核心,涵盖了电子商务平台的系统安全管理和网上物流平台等多个模块。主要支持企业自建物流中心的物流应用模式。在物流系统的应用过程中,针对现代物流领域常见的以第三方物流公司为核心的配送模式,系统主要采用与邮政企业进行合作的方式,让邮政物流在系统中发挥第三方物流公司的作用。这就为一些中小型企业的入驻提供了一定的便利条件。
2.2关键技术
在电子商务模式的应用过程中,信息安全技术、JAVA技术、XML技术和数据WEB挖掘技术,成为了这一模式中主要的关键技术。JAVA技术是这一平台目前所应用的一种关键技术。在这种与农业季节和农副产品加工有关的电子商务平台中,JAVA技术的优越性主要表现在区域短租商务平台性能扩展方面的作用。XML技术可以凭借自身的准确搜索能力,对电子商务平台系统进行优化。在电子平台的应用过程中,支付安全问题是影响平台发展的重要问题,特别是在该平台涉及到农机交易的情况下。这一平台在农业机械交易过程中出现的支付安全问题往往会给农户带来巨大的经济损失。为了保障平台的支付安全,应用了数据签名和电子证书等方式[2]。
3农业机械与农副产品加工信息电子商务平台的作用
从这一平台的应用来看,它可以通过对农业新技术和实用技术进行推广的方式,促进农业信息资源的共享。这种电子商务平台的作用,是与它的系统功能有一定联系。从这种商务平台的应用效果来看,促进实用技术与新技术之间的交流,是这种电子信息商务平台的主要应用目标,这一目标的出现,让农业机械、农业机械装备数据库和农副产品加工数据库在平台中发挥了核心作用。为了让这一目标在平台的实际应用过程中得到更好地应用,有关部门在对这一平台进行推广的过程中或通过对政策法规查询功能、商品信息功能等实际应用功能进行完善,这样农户在开展农业生产的过程中,可以对国家对农业农村的最新扶持政策和市场商品信息等信息因素进行了解,这就对农业信息资源的共享起到了一定的促进作用。
第二,它可以进一步促进传统销售方式与电子商务的结合,在这种具有一定特殊性的电子商务平台的建设过程中,在线交易功能也是平台核心功能的一种表现。在对电子商务领域中的交易洽谈、合同管理等问题进行解决的过程中,这一电子商务平台的在线交易功能,可以通过E-mail音视频手段的应用,为业务洽谈提供更为便利的条件;支付系统的完善,促进了平台账户管理、客户报表管理等多种功能的完善,有效促进了传统销售方式与电子商务之间的结合[3]。
第三,这一商务平台的应用,也可以为政府对农业及农业相关领域的宏观调控问题提供一定的依据,这种商务平台的作用主要与其商品管理功能和信息数据服务功能有着一定的联系。前文中提到的农业机械与农副产品的核心作用是影响这一因素的一种表现。它的商品管理功能是建立在数据库的基础之上的,在这一平台的应用过程中,预测市场动态的功能是这一平台的一大优势。这种预测功能就可以让农户在农业生产过程中对市场需求进行把握;同时,这一平台的应用也可以让政府有关部门对农业及工业相关行业的市场动态进行把握,因此这种应用功能就是为政府宏观调控提供依据的重要因素。
此外,这一信息管理平台的构建,对农业信息化的发展也会起到一定的促进作用。农业装备市场的优化就是这一作用的一种体现。从农业装备产业的发展状况来看,传统的农业市场是以集贸市场模式为主的市场经营模式。在新型信息管理平台构建以后,农业装备市场开始步入了信息化的发展进程。在信息化技术的应用过程中,借助这一商务平台,农业装备制造商可以对不同地区的对农业装备的需求情况进行了解,农机企业在对农机需求量较大的区域进行了解以后,就可以根据实际情况选择向该地区农户出售农业机械的方式。
4结语
构建与农业机械和农副产品有关的电子商务平台,是促进农业及相关产业发展的有效措施,在这一电子商务平台的应用过程中,政府和相关产业的共同参与,可以让农户更好地感受到这一平台带给他们的便利条件。
参考文献
[1]阎楚良,田兆锋.农业机械与农副产品加工信息电子商务平台的建设[J].农业机械学报,2005(1):152-154.
[2]张伟.数字农业空间信息管理平台开发研究[D].上海:华东师范大学,2004.
关 键 词:可用性 用户调查 微耕机 模块化
一、可用性理论应用于微耕机设计的必要性
近年来,设计中对于可用性的关注在国内有着良好的发展,但由于国民经济水平的制约,对可用性的关注在不同领域有着明显的不均衡。生活用品在设计中对可用性关注最充分,工业生产机械其次,农业生产机械相对而言更为不足。在微耕机的设计发展中,这一点尤为明显,机械设计师们多以功能为主,认为实现了功能,产品即可成为一件合格的产品,认为用户应当去学习、适应当前高技术创造出来的机器,而非令机器遵循人的需求发展。
发达国家由于工业设计的发展较早,经济的发达也使工业设计所关注的范围更为全面,相对于发展中国家,他们的生产机械更多地注意到人性化的方面,在国际性质的机床展览会上,我们可以很明显的看到同样功能的机器,发达国家的产品从使用上更顾及人的感受,使得产品的有效性、效率以及使用者的满意度都较高,这也使得他们的产品更具备竞争力。
在工业化的早期,工、农生产用机械产品为更好的实现其功能,多是以机器为中心,使用者在操作过程中需使人适应机器,这对劳动者的身体机能造成很大的影响,是职业病产生的主要原因之一。 目前,生产技术的发展已经达到较高的程度,生产工具的基本功能的实现仍然是机械设计的重点,但在多数基础机械的设计中已不再是难点;此外,我国已逐步步入老龄化社会,劳动力逐步减少。在这样的前提下,提出对劳动者更人性化的关怀,在农业生产设备的设计上更多的为劳动者考虑,运用可用性理论进行设计分析、对产品进行改进增强农机的可用性成为社会发展的必然。
二、可用性理论指导的微耕机模块化设计
2.1基于可用度的模块化分析
评价可用性的标准称为可用度。微耕机当前的使用可用度A= 农忙时间/全年,效率最高的状态是A无限接近1。
可用度需要提高,总时间不会变化,因此只有增加可使用时间。农业生产是有地域性、时间性的。不同地区的耕作类型不同,接近赤道地区的或许农忙时间会较多,可用度相对较高,这属于不可控的自然因素;播种、收获等一切农业生产活动依据节气进行,不可改变。因此增加微耕机使用时间,不能仅仅盯在农业生产上,应综合考虑农户需求,进行副业的辅助机械配套。可将微耕机的功能进行模块化分析,使微耕机可在一年当中有不同的生产用途,做到农业有闲时,机器无闲时,使A=(农忙时间+副业时间)/全年。
从成本角度来看,麦尔斯在论著中提出“一切成本都是为功能”,从成本与价值的关系来看,可用度=价值/成本,产品的价值主要体现在其功能上,而当前微耕机从技术层面上已相当成熟,成本已得到有效的控制,如何增加其可用度,在于增加产品价值。
2.2用户层面的模块化
模块化设计常见的理解有两种,一是将设计理解为动词,指设计行为过程中采用模块化的方法,有助于设计行为,是设计层面的模块化;二是设计是名词,是指最终成型的设计产品具有模块化的特性,是用户层面的模块化。
由于劳动力总量下降、新生代农民工在城市长期落户的趋势增加、中西部地区吸纳农民工量逐渐增大等原因,农村劳动力现状堪忧。随着社会老龄化发展,现在普遍存在劳动力不足的现象,加上农村劳动力向城市转移,务农劳动力尤为不足,丘陵山区农业机械化水平较低,外出务工收益更大,劳动力大量转移的趋势更为明显。当前农业劳动力具有劳动力老龄化以及劳动力女性化的特点。农村流传着一种说法“短头发的在城里,长头发的在屋里,白头发的在田里”,很生动的体现了当代农村劳动力流失的现状。因此当前的微耕机的用户的主体并非是青壮年劳动力。
首先对用户的任务模型进行分析,清晰地展现了用户使用工具的过程,才能了解到用户在这过程中的需求。微耕机产品的任务模型有两种情况,一种是单一任务使用:1)发动机器,从储藏地位移至劳作场所;2)在劳动地点的位移,主要是梯田环境的上、下、行走,以及在水田中泥泞的环境行走;3)进行某项农田管理功能(旋耕、水泵、喷药等其中一种);4)劳动结束,放回储藏位置,进行收纳、护理。另一种从不同耕作季节来看,其任务模型如下:1)取出设备,换上相应机具;2)不同机具需进行不同任务分析;3)结束,取下机具,修复保养。
在单一任务模型中,用户在劳动中通常需要早出晚归,传统的农户常常劳动力早早去劳作,到了饭点,家人去送饭。而当前的现状,往往缺少这样的互动。那么用户在整个劳作过程中,不仅仅是农耕等问题要解决,饮食、临时的休息都应考虑在内。
从全年度的任务模型来看,不同机具的拆装是一大方面,拆装的简易性是提高用户使用效率以及用户满意度的重点,其次,全年度是否都有农用价值?非农忙时机器的闲置不仅仅是资源的浪费,长期闲置还会增加维修等成本。为此,通过用户调查,了解用户非农方面的需求,增加可供选择的使用模块。用户调查主要有问卷调查、用户访谈等方式,在此对多地区多个用户进行访谈,了解当地农副业的需求及可行性。在此,面向本应成为农业劳动主力的外出务工者访谈,了解他们离开农田的原因以及当地农民对于多功能的需求。表2-1为较为有代表性的几组回答,体现了多数情况。
通过用户访谈了解到用户在非农田环境中的需求,依据当地所需求的功能进行详细调查,从而探索微耕机副业功能模块的可能性。以藤编为例,在编制过程中,需要弯曲、定型、烘干等,传统的方式往往单纯用手来完成弯曲和定型,常期劳作者的手指会有受伤、变形等潜在可能性。为此,可增加相应定型、烘干模块,减轻劳动者负担,增加劳动效率。不同的模块均由微耕机主体部分提供能量,实现一机多用,也能避免机器非农忙时长期空置导致的机器老化。诸如小型作坊式工厂以及家庭式手工业等均可采用相应功能模块,可增加微耕机主机使用效率、减少创业投资。
2.2.3 微耕机模块化分析
当前微耕机主要有旋耕、提垄、打药、提水等多项功能,广泛应用于山地、丘陵以及平原的大棚环境中。模块化在微耕机设计中早已有所应用,多应用于设计过程中,模块化的方式有助于更高效、快速的推出新产品。也有在用户层面模块化的多功能微耕机产品,具有可选择机具的接口,但连接方式复杂,需借助工具、经人员培训,易学易用性较低。此外,有限的农业功能模块对主机的使用时间无形的给了一个限制。
因此将微耕机依据功能分为几个主要模块,其中基础功能模块包括行走、动力、以及扶手部分;附加功能模块主要包括农业功能以及副业功能两大块,农业功能与常规微耕机配件机具无异,副业功能可依据当地需求进行开发,可不断扩展。
微耕机整体实现用户模块化,用户可自主选择购买相应模块,根据需要购买当地所需农耕模块以及扩展模块,从而降低购机成本。基础功能模块部分仅需生产设计模块化,可依据推广市场的不同农田类型确定不同的行走装置,依据不同耕作需求确定动力型号,依据不同的用户群体,选择适宜高度、形态的扶手。从而使微耕机更符合当地人需求,避免一厂机器只为一方人的现象,扩大市场范围。附加功能模块部分则依据可用性分析除农业模块外增加相应的副业模块,具体模块类型可依据当地产业类型进行有倾向性的开发。
三、可用性思想与模块化设计相辅相成
早期,工业设计未得到发展时提到的可用性,多指可靠性与维修性的综合体现。随着工业设计的发展,对人的关心日趋突出,可用性的重点落在用户身上。可用性工程强调以用户为中心来进行开发,能有效评估和提高产品可用性质量。产品的可靠性往往有明确的指标来限制,然而其可用性没有硬性规章制度要求,这便造成了产品能用即可,产品的设计仅仅为市场竞争的筹码,而非为人服务的必需品。国际标准ISO 9241-11将可用性定义为“特定的用户在特定的使用情景下,有效、有效率、满意的使用产品达到特定的目标”。有效性指用户实现目标的正确程度和完成程度;效率指用户完成特定任务的资源消耗量;满意度指使用产品的舒适度和可接受程度。
微耕机产品从技术层面来讲已相当成熟,产品的创新不仅仅是由技术推动,还应从用户需求方面进行探索。可用性的中心便是用户,主要体现在其效率、有效性以及用户满意度上,基础功能模块的模块化设计有助于使产品更符合用户需求,提高用户满意度;整机实现用户层面模块化,可有效的由用户需求带动配件机具生产设计从而更好地满足用户,提高产品的使用率。模块化设计是提高可用性的方式,可用性理论可更好的促进模块化的完善。
参考文献
[1] ISO 9211-11(Guide on Usability,1997)
[2] 潘吉安. 可靠性维修性可用性评估手册[M]. 国防工业出版社, 1995.
[3] 尼尔森, Nielsen J, 刘正捷. 可用性工程[M]. 机械工业出版社, 2004.
可以触摸的神奇未来
智能工业,是指依托泛在技术的计算模式、移动通信等信息技术,将具有环境感知能力的各类终端不断融入到工业生产的各个环节的新型工业生产方式。通过传统工业向智能工业的转变,能够大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗。
如今智能工业还在迅猛的发展阶段,还没有形成对社会生产、社会生活形成颠覆性的影响力,而这不妨碍我们对未来前景的描绘与憧憬。在不久的将来,在花园般的城市里,一座座无人值守的智能工厂掩映其间,没有工人忙碌的身影,只有智能机器在尽职尽责地负责日常运作;没有庞大的操作与监控中心,通过无线网络与可靠稳固的云计算数据中心互联,人们可以随时接入云端智能工厂对生产线进行必要管理;没上下班的拥堵,倒是时时可见公园里边享受美景边通过智能设备处理工作的人们,或者人们在家里使用电视的频道切换,通过语音和手势对生产程序进行操控……
这样的未来并非遥遥无期,随着风头正劲的智能工业向未来全速开进,这样的未来已经是触手可及。
智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用,并与未来先进制造技术相结合,形成新的智能化的制造体系。智能工业的关键技术在于物联网技术。融合了智能传感器智能仪表/执行器、互联网络(物联网)、智能控制系统、云计算(云端智能工厂)、智能接入终端等技术的智能工业,从广义上来讲将覆盖智能交通、智能电网、智能家居等多个智能产业领域。
18世纪,英国人瓦特发明了蒸汽机,引发了第一次工业革命,开创了以机器代替手工工具的时代。人类从此进入了工业时代。1870年以后,科学技术的发展突飞猛进,各种新技术、新发明层出不穷,并被迅速应用于工业生产,大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。
第一次工业革命的荣光早已远去,然而在这个时代的我们,正在见证一个时代的勃兴,正站在风起云涌的历史节点上。
工信部的《“十二五”物联网发展规划》,让智能工业产业大发展呼之欲出,全国各大工控纷纷组建智能工业产业联盟和智能工业研究中心,进一步揭示了智能工业产业在我国未来社会经济结构中的重要地位。
未来十年,“智能工业”将引爆整个人类社会的创新与变革。据业内人士分析,智能工业的的作用与影响可以媲美人类历史上的历次工业革命。智能工业,将为工业乃至我们的生活注入更多的智慧,实现“智慧工业”、“智慧城市”、“智慧地球”的神奇梦想。
百年智能工业
智能工业之所以能够成为未来的历史主流,得益于近百年的积淀。
智能工业的历史始于1936年,那一年,年仅24岁的英国数学家图灵首次提出了著名的图灵机模式,这应被视为智能机械设计最早的思想火花。
1938年,德国青年工程师Zuse研制成了第一台累计数学计算器Z-1,并于1945年发明了Planka.kel程序语言。
1946年美国科学家J.W.毛克来等人研制成功了世界上第一台电子数字计算器ENIAC。美国数学家N.温纳尔控制论的创立,美国数学家C.E.香农信息论的创立都为智能机械的出现和发展作出了杰出的贡献。
世界上第一台智能工业机械于1962年诞生在美国,比日本起步至少要早五六年。经过30多年的发展,美国现已成为世界上的智能机械强国之一,在智能制造方面基础雄厚、技术先进。
第二次世界大战后,日本的劳动力本来就紧张,而高速度的经济发展更加剧了劳动力严重不足的困难。为此,日本在1967年由川崎重工业公司从美国Unimation公司引进智能机械及其技术,建立起生产车间,并于1968年试制出第一台川崎的“尤尼曼特”智能机械。
日本产业智能机械工业会常务理事米本完二的说法:“日本智能机械的发展经过了60年代的摇篮期,70年代的实用期,到80年代进人普及提高期。”并正式把1980年定为“产业智能机械的普及元年”,开始在各个领域内广泛推广使用智能机械。
虽然美国领先一步,但是日本的智能工业后来居上,并在工业生产的应用上及智能机械制造业上很快超过了美国,产品在国际市场上形成了较强的竞争力。
当然,美国作为智能工业机械的创始国,始终保有强大的原创力和竞争力,在国际上一直处于领先地位。制造、使用智能机械使日本增强了国力,获得了很大的利益,使得美、英、法等许多国家不得不加大研发力度,奋起直追。
智能工业在中国
中国智能工业起步较晚,自上世纪八十年代开始科技攻关以来,至今已经走过了三十多年的历程。应该说,我国智能工业的取得的成绩还是可观的,特别是近十年来,不仅相关市场日趋成熟、应用的广度和深度得到进一步提高,在核心技术上也有所突破。总的来说,我国智能工业产业仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段,一些行业甚至连基本的装备自动化都没有完成,仍存在一些需要改进的问题与较大的提升空间。
在我国振兴装备制造业战略的推动和相关产业培育初见成效的情况下,我国智能装备制造的市场已日趋成熟,正日益成为新的经济增长点。据了解,目前,我国工业自动化控制系统和仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等部分智能制造装备产业领域销售收入早已突破3000亿元,而这一数字还在持续攀升中。
市场持续增长的另一面,是应用的广度和深度的提高。目前,智能机械和智能系统的应用范围已不限于工业,还用于能源、交通运输业、海洋和深空探测以及农业、林业、原子能工业、医疗、福利等事业中。
总投资将超过4万亿元的智能电网建设将是中国电网未来十年发展的主要方向,智能系统的应用是智能电网的最大特点;在2008年北京奥运会前夕,数条地铁新线路相继开通,习惯于上班高峰挤地铁、公交的上班族对此带来的变化印象深刻,这其中就有智能工业的大量应用,在智能系统控制下,设备运行非常稳定,地铁系统的节能等各方面的优越性显著提高;随着GPS、3G技术的普及,汽车驾驶自动化和智能化得到了推进,2008年2月,我国第一款自主研发的V型12缸发动机在中国第一汽车集团公司技术中心成功点火,意味着中国初步掌握了顶级轿车发动机的研发技术。
智能机械的应用在海洋和深空探测中的作用也越来越重要。国家 863”计划研制的 6000 米水下无缆自治机器人系统先后两次出海,获得了海底锰结核分布的珍贵资料,使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一,为我国在争取公海海域优先开采权作出了贡献;在“嫦娥工程”探月工程论证和关键技术的攻关中,首先应用机器人登陆月球,完成了一些对月球进行考察、分析、取样的工作。深空探测领域方面;模拟了科学家在地面操作太空机器人的行动“机器人遥控操作系统”,也在深空探测领域大放异彩。
目前,我国智能工业产业仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段,作为一个正在培育和成长的新兴产业,我国智能制造装备产业仍存在一些突出问题。产业底子薄、市场份额低、核心技术有待突破是目前产业存在的主要问题。具有国际竞争力的骨干企业未成气候,产业规模小,产业组织结构小、散、弱;尽管目前我国智能工业的市场的份额在持续增长,民族企业还是很难有更多的机会,因为大的市场早已为国际智能工业巨头所占据;新型传感、先进控制等核心技术受制于人,技术创新能力较差。
除了智能工业产业自身存在的问题外,信息网络基础设施落后也严重限制了智能工业的发展。以云计算为例,云计算需要高速的宽带网络支撑传输高容量的数据,低速的网络带宽将会影响云计算应用和推广,而云计算是智能工厂的重要组成部分,没有“给力”的云计算,则关于智能工厂的构建无法实现;物联网的应用需要大量IP地址,如不能推动IPv6全面商用,也将拖累新技术的创新和应用;3G移动通信的速率、稳定性和资费相对于产业发展,都还有不小的差距,将对移动电子商务等产业的发展产生影响,未来类似智能车载系统等更丰富的智能应用都需要宽带、泛在与融合的信息基础设施作为支撑。
基于我国目前智能工业的现状,我国智能产业技术发展的主要任务是软硬件搭配,着力推动产业网络化、控制软件模块化方面的发展。
民族企业初显峥嵘
中国智能工业产业起步晚,核心技术基础薄弱,然而就是在这样的情况下,中国智能工业还是走出了自己的一方天地,在机器人及高端数控机床等领域,均有一批民族智能工业企业初显峥嵘。
沈阳新松机器人自动化股份有限公司,一家以中国机器人之父蒋新松院士命名的高科技公司,一直以来着力于原始研发和科研攻关。在民族智能工业企业普遍还停留在在简单修改、简单模仿的情况下,新松的科研精神显得尤为难能可贵,某种程度上可以说代表着中国机器人新的发展方向。目前,新松公司产业链覆盖工业机器人、智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备及智能服务机器人等领域,呈线产业群组化发展,形成了以独有技术、核心零部件、领先产品及完整的行业系统解决方案为一体的完整产业链。与国内同行相比,新松公司在智能工业领域的探索走得更远,不仅立足国内,还向欧、美、亚洲等十多个国家和地区输出先进的产品及服务。
依托“863计划”,哈工大机器人多年来也积极致力于机器人的研发,目前正努力实现科研成果的产业化;另外,广州数控等一大批实力型厂商也在各自优势领域全力向工业机器人系统拓展。
积极开发自主产品是机器人产业未来的主流发展方向,但是我们也应该看到,细分的市场为其他的产业发展模式同样提供了空间。从机器人产业自身的特点看,市场需求有多样化、碎片化的特点。面对不同行业、不同工作环境、不同标准下的工作和服务,批量生产的机器人需要根据客户的实际情况进行定制性改动。国内一些新兴机器人公司采取“分步走”策略,根据客户需求,针对某一局部或单一环节进行自动化系统研发,可以用机器运作的部分就先用机器人去替代。佛山市利迅达机器人系统有限公司就是一个典型。该公司从国外著名生产商或者国内规模较大的生产商处购买通用机器人,公司研发人员根据订购企业的需求开发相关系统,进行“二次研发”。目前,该公司开发的系统可替代人工进行打磨、抛光、焊接、搬运、压铸等生产环节。据了解,类似利迅达这样经营范围登记“机器人装备”的中小企业仅在佛山就多达20余家,产业空间仍有值得挖掘的潜力,值得关注。
除了机器人,高端数控机床则是智能工业制造的又一重要战线,在这一战线上,中国企业成绩斐然,甚至在核心技术领域,也取得了能够比肩国际水平的突破。
被业界称为世界三大顶级高端冲压装备制造商之一的济南二机床,开发了每分钟冲压15件大型汽车覆盖件的全自动冲压生产线,打破了此前由国外企业保持的每分钟12件的世界纪录,这不仅改写了中国机床工业不能为汽车工业提供最先进设备的历史,也令世界汽车制造行业对汽车高端冲压装备的选用格局发生了逆转,在世界行业领域取得了中国企业的话语权。
沈阳机床集团自主研发的飞阳数控系统安装在广东、辽宁企业的400多台高、中档数控机床上,自2011年运行以来性能稳定可靠,解决了外国“大脑”指挥中国数控机床的“体、脑”分离的弊端,使核心部件不再依赖国外厂商的控制和垄断,而且缩小了与世界先进水平的差距。
重庆机床集团的国家科技重大专项“模块化高速、精密、大型数控滚齿机”产品Y31200CNC6和Y31320CNC6大型高档数控滚齿机,以YKX39320为代表的高速、精密、大型数控铣齿机,都具备了与欧美顶级机床生产商同台较量的实力,填补了国内空白。
各地有关部门对智能工业表现出的兴趣和支持,也将进一步促进中国智能工业制造企业以及相关产业集群的成长繁荣。
中国(常州)智能制造装备工业设计中心日前在常州市创意产业基地签约成立,该中心的成立旨在提高中国工业设计的自主创新能力、支持工业设计创新成果产业化。
“非常高兴看到重大智能制造装备和工业设计在常州实现了结合。”中国工业设计协会会长朱焘认为,“这是促进工业转型升级,实现创新可持续发展的一次重要实践。”
智能工业2013
自1983年被列入“七五”规划以来,智能工业制造一直受到国家有关政策的扶持。今年3月,发改委、财政部、工信部共同《关于组织实施2013年智能制造装备发展专项的通知》,扶持力度和政策深度均有所增强,预示着我国智能工业进入了一个新的发展阶段。
通知要求继续组织实施智能制造装备发展专项,重点支持数字化车间、智能测控系统与装备的研发应用以及智能制造系统在典型领域的示范应用项目。
据悉,今年专项支持的主要内容之一为数字化车间,旨在推进智能制造系统创新产品在机械制造、纺织、印刷、生物制药、复合材料等领域的应用和系统集成,提升制造智能化水平。支持的内容还包括智能测控装置的研发与创新,具体涉及工业自动化仪表与控制系统、工业机器人及其关键部件等核心智能测控装备在机械加工、汽车、流程制造领域的示范应用和产业化。
除了政策的推动外,国际、国内产业的严峻形势,也决定了智能工业是我国必须产业升级转型的重要方向。
国际局势上,随着2012年欧美债务危机持续升级,在国际贸易和全球实体经济遭受的冲击仍在延续的情况下,各国均加大了制造业创新投入并重新布局,以图在新一轮竞争占据优势。奥巴马在2012年1月24日《国情咨文》中强调美国需要重振制造业,随后又提议拨款10亿美元设立全美制造业创新网络。当年8月16日,美国政府宣布将在俄亥俄州建立一所由政府部门和私营部门共同出资的制造业创新研究所,随后制定了促进制造业创新的税收、外贸以及投资等优惠政策。奥巴马喊出“把制造业搬回美国去”的口号,并非心血来潮之举,以美国为代表的发达国家通过制造业创新重振经济增长的方式将给我国发展带来严峻考验,因此必须加快制造业转型升级的步伐。
国内看来,传统工业化向新型工业化道路的转变已经刻不容缓。一方面,在低迷的全球经济局势下,2012年我国工业经济增速小幅回落,企业效益下滑,经济发展中长期存在的一些结构性问题和矛盾日益突出,转变产业发展方式和调整产业结构亟需取得实质性突破;另一方面,我国城镇化进程日益加快,而部分地区工业化进程落后于城镇化进程,信息化与工业化融合尚待进一步深化,产业结构亟待变革,以期形成城市管理和产业发展的良性互动格局。截止到2011年全国城镇人口达到6.91亿,城镇化率首次突破50%关口,达到了51.27%,未来我国的城镇化速度还将进一步加快,这就要求以智能工业为代表和推动力的“两化”进程要进一步加快。
因此,面对当前形势,加快“两化”深度融合进程、以信息化引领生产方式变革、重塑信息化时代国家制造业竞争的新优势成为我国未来产业发展的必然选择。
业内人士分析指出,基于政策推动以及国际、国内产业形势的必然要求,信息化带动工业化、以工业化促进信息化的“两化”融合的需求在我国工业转型中将更加强烈,企业推进“两化”深度融合的积极性更高,智能工业成为行业发展新方向,“两化”融合将在广度和深度两个方向上加快发展。
据预测,2013年,中国智能工业将在新一轮技术创新中不断取得新突破,信息网络、智能制造、新能源和新材料等领域均有望实现新发展。工业生产组织体系将在以智能装备、工具软件和管理系统的普及为前提的的信息化的推进中实现重构,数字化工厂和智能工业初步发展,基于信息技术的新生产方式将成为工业企业增强市场控制力、提高产品附加值、获取竞争优势的重要手段。
2013年,以智能制造、智能设计、智能管理、智能运营和智能决策为典型特征的智能工业将成为行业发展新方向。备受瞩目的3D打印技术将开始应用在工业设计、数码产品开模等领域。以精密化、柔性化、智能化著称,集软件应用开发等先进技术于一体的工业机器人预计将从2012年的6.1万台增长到7.5万台,其应用领域也将更为广泛。工业各行业将更加重视基于网络、面向产品全生命周期的虚拟制造、网络化制造、敏捷制造等新型制造模式。智能工业的发展不仅能够推动工业技术根本革新和多领域技术集成,以知识管理为核心的新管理观念也将在这一进程中形成,从而引发产业组织模式革命性创新。
智能工业的“十二五”
工业和信息化部装备工业司副司长李东曾表示,高端装备制造业是国家“十二五”规划提出的战略性新兴产业七大领域之一,其中智能制造装备是高端装备制造业的重点方向之一。
今年年初的《智能制造装备产业“十二五”发展路线图》明确提到,在“十二五”期间将突破九大关键智能基础共性技术、推进八项智能测控装置与部件的研发和产业化、提升八类重大智能制造装备集成创新能力和促进在国民经济六大重点领域的示范应用推广。同时,将围绕关键智能基础共性技术、核心智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备和重点应用示范领域四大方向进行重点攻坚:
在关键智能基础共性技术方面,将围绕感知、决策和执行等智能功能的实现,针对测控装置、部件和重大智能制造成套装备的开发和应用,突破新型传感原理和工艺、高精度运动控制、高可靠智能控制、工业通信网络安全、健康维护诊断等一批共性、基础关键智能技术,为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。
在核心智能测控装置与部件方面,将围绕重大智能制造成套装备研发以及智能制造技术的推广应用,开发机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件并实现产业化。在充分利用现有技术和产品的基础上,进一步实现智能化、网络化,形成对智能制造装备产业发展的有力支撑。
在重大智能制造成套装备方面,将突出制造业所需装备,针对石油化工、冶金、建材、机械加工、食品加工、纺织、造纸印刷等制造业生产过程数字化、柔性化、智能化的需要,发挥产学研用相结合的创新机制,依托有明确需求的用户,组织“产、学、研、用”共同参与的创新团队,推动软硬件在数控/工业控制装备中的应用与推广,通过集成创新,开发一批标志性的重大智能制造成套装备,保障产业转型升级。并结合国家重大工程建设,推进示范应用,加快产业化。
在重点应用示范领域方面,将根据我国智能制造技术和智能测控装置的发展水平,立足制造业,在“十二五”期间重点选择在电力、节能环保、农业、资源开采、国防军工等国民经济重点领域推广应用,分步骤、分层次开展应用示范,形成通用性、标准化、知识产权的应用平台,加快推进产业、技术与应用协同发展。
装备工业司副司长说,智能专用装备主要包括大型智能工程机械、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装备,实现各种制造过程自动化、智能化、精义化,带动整体智能装备水平的提升。
工业和信息化部装备工业司副司长李东指出,改造提升制造业、加快培育战略新兴产业是国家“十二五”规划中明确的重要任务。实现由主要依靠规模增长的传统工业化道路向主要依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变,调整优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构,成为转变工业发展方式的核心工作。
结语
虽然,前文中描述的未来似乎还很遥远,但是智能工业已经在不知不觉地渗透进我们生活的点点滴滴,并潜移默化地改变着我们的生活,并且以锐不可当的创新引擎胁裹着时代向未来前进。
对于正在转型的中国来说,智能工业不仅是具有未来的长远意义,更具有重要的现实意义,在产业的转型升级、结构调整中,以智能工业的发展为动力、为着力点带动转型成为必然的选择。
的确,目前我们还实现不了梦幻般的全智能化工业,但是可以通过让工业领域的各种设备高度自动化,实现有限的智能化。当“充满智慧的工业”、“充满智慧的工业仪表”、 “充满智慧的工业执行器与装备”、“充满智慧的控制系统”、“充满智慧的云端信息化工厂”成为身边寻常而靓丽的风景时,真正的智能工业离我们还会远吗?