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“ 数 控 一 代 ” 机 械 产 品 创 新 工 程 的
战 略 意 义 和 技 术 路 线 *
周 济 邵 新 宇 周 艳 红
一 、“ 数 控 一 代 ” 机 械 产 品 创 新
工 程 的 战 略 意 义
1.1 机 械 产 品 创 新 是 机 械 工 业 科
学 发 展 的 关 键
我 国 今 后 的 发 展 , 要 以 科 学 发 展
为 主 题 , 以 加 快 转 变 经 济 发 展 方 式 为
主 线 。 加 快 转 变 经 济 发 展 方 式 , 必 须
加 快 推 进 产 业 结 构 的 调 整 优 化 , 关 键
是 产 品 的 技 术 创 新 和 升 级 换 代 。
经 过 新 中 国 60 多 年 特 别 是 改 革
开 放 30 多 年 的 奋 斗 , 中 国 机 械 工 业
实 现 了 历 史 性 的 跨 越 式 发 展 , 制 造
业 生 产 总 值 成 为 世 界 第 一 , 我 们 国
家 已 经 成 为 “ 制 造 大 国 ”。 但 是 , 我
们 还 不 是 “ 制 造 强 国 ”, 机 械 工 业 还
没 有 摆 脱 粗 放 型 、 外 延 式 发 展 的 模
式 , 核 心 技 术 和 关 键 技 术 掌 握 得 不
多 , 自 主 创 新 的 产 品 少 , 附 加 值 不 高 ,
核 心 竞 争 力 不 强 。 中 国 制 造 既 面 临
大 好 发 展 机 遇 , 又 面 临 极 为 严 峻 的
挑 战 。 面 临 的 挑 战 很 多 , 问 题 主 要
有 两 个 : 产 品 质 量 问 题 和 产 品 创 新
问 题 。 因 而 , 产 品 创 新 和 产 品 质 量
应 该 成 为 今 后 一 段 时 期 机 械 工 程 科
技 进 步 的 主 要 方 向 。
应 用 数 控 技 术 实 现 我 国 机 械 产 品
的 全 面 创 新 和 升 级 换 代 , 非 常 必 要 ,
完 全 可 能 , 对 于 我 国 机 械 工 业 的 科 学
发 展 , 具 有 重 要 的 战 略 意 义 。
1.2 数 控 化 是 全 面 创 新 机 械 产 品
的 有 效 途 径
机 械 产 品 的 创 新 可 以 有 多 种 途
径 , 主 要 的 有 两 种 方 法 : 一 是 创 新 工
作 原 理 或 者 说 工 作 装 置 ; 二 是 创 新 运
动 的 驱 动 和 控 制 系 统 。 传 统 机 械 产 品
的 构 成 如 图 1 所 示 , 包 括 动 力 装 置 、
传 动 装 置 、 工 作 装 置 。 工 作 装 置 的 创
新 是 根 本 性 的 , 极 为 重 要 , 千 百 年 来 ,
人 们 一 直 在 不 断 创 造 出 各 种 新 的 机
械 , 形 成 了 适 用 于 完 成 各 种 不 同 任 务
的 成 千 上 万 的 机 械 产 品 。 数 控 化 则 是
对 于 机 械 运 动 的 驱 动 和 控 制 系 统 的 创
新 , 数 控 机 械 产 品 的 构 成 如 图 2 所 示 。
图 1 传 统 机 械 产 品 的 构 成
图 2 数 控 机 械 产 品 的 构 成
数 控 化 是 创 新 机 械 产 品 的 有 效 途
径 , 其 技 术 路 线 是 用 伺 服 电 机 驱 动
系 统 取 代 传 统 机 械 中 的 动 力 装 置 与 传
动 装 置 , 更 为 重 要 的 是 用 计 算 机 控 制
系 统 对 机 械 运 动 与 工 作 过 程 进 行 控
制 。 数 控 技 术 是 机 械 产 品 创 新 的 使 能
技 术 , 其 核 心 是 数 字 化 , 是 先 进 的 信
息 技 术 与 自 动 控 制 、 机 械 制 造 技 术 相
结 合 的 集 成 技 术 。 数 控 技 术 的 应 用 引
起 机 械 产 品 本 身 的 内 涵 发 生 根 本 性 变
化 , 使 机 械 产 品 的 功 能 极 大 丰 富 , 性
能 发 生 质 的 变 化 , 可 以 从 根 本 上 提 高
机 械 产 品 的 水 平 和 市 场 竞 争 力 。
综 观 全 球 实 现 产 业 结 构 调 整 和 机
械 产 品 升 级 的 历 程 ( 图 3): 蒸 汽 机
技 术 使 机 械 工 业 由 人 力 制 作 时 代 进
入 机 械 化 时 代 ; 电 气 技 术 使 机 械 工 业
由 机 械 化 时 代 进 入 电 气 化 时 代 ; 数 控
技 术 正 在 使 机 械 工 业 由 电 气 化 时 代
跃 升 为 数 字 化 时 代 ; 在 可 预 见 的 将
来 , 机 械 工 业 将 由 数 字 化 时 代 进 入 智
能 化 时 代 。
图 3 机 械 产 品 的 升 级 换 代
“ 蒸 汽 一 代 ” 机 械 产 品 的 核 心 推
动 力 是 由 于 蒸 汽 机 技 术 这 一 使 能 技 术
带 来 的 一 场 动 力 革 命 ;“ 电 气 一 代 ”
机 械 产 品 的 核 心 推 动 力 则 是 由 于 电 机
技 术 这 一 使 能 技 术 带 来 的 另 一 场 动 力
革 命 ; 而 数 控 技 术 这 一 使 能 技 术 对 机
械 产 品 带 来 的 革 命 则 更 加 深 刻 , 一 方
面 , 用 伺 服 电 机 取 代 普 通 电 机 可 极 大
简 化 机 械 结 构 、 提 升 控 制 能 力 、 节 省
能 源 与 材 料 , 更 本 质 的 是 数 控 化 机 械
拥 有 一 个 具 有 强 大 信 息 处 理 与 控 制 能
* 本 文 为 周 济 理 事 长 在 2011 年 中 国 机 械 工 程 学 会 年 会 上 的 主 旨 报 告
机 械 工 程 导 报 │ 2011 年 11/12 月 │ 43