1.3　我国现代制造技术发展现状

经过近70年的发展，中国已经名列世界制造大国之列，产生了一些具有自主知识产权的制造技术及其产品；有的产品已经成为国际名牌，畅销海外；一些制造企业也开始走出国门，成为跨国企业。但我们必须清醒地认识到，目前我国制造业仍然存在着自主创新能力薄弱、能源资源消耗高、污染排放严重、区域产业结构趋同、服务增值率低、高水平人才短缺等一系列亟待解决的问题。

我国制造业的产品总体上以低端产品为主，高端产品大都依赖进口，自主创新的高端产品极少。出口产品中只有大约10%拥有自主品牌和知识产权。在大型民用飞机、大型石化设备、计算机核心零部件、超大规模集成电路芯片及其制造装备、高级轿车及其关键生产设备、纺织机械、高水平高精密科学仪器、高档数控机床的核心技术等方面，仍然受制于人。

更为严重的是，我国企业的制造过程能耗大、污染排放严重。创造1美元的GDP，我国的能耗相当于德国的5倍、日本的4倍、美国的2倍。我国仅以占世界5%的经济总量，却消耗了全球石油的8%、原煤和钢材的30%、水泥的40%。在可持续制造方面，我国制造业及其科学技术正面临着重大机遇和严峻挑战。具体表现在以下几个方面。

1.超高速加工方面

我国超高速加工技术的研究和应用仍处于低级阶段，还没有形成完整、系统的研究体系和方法。国内磨削砂轮的线速度一般在45～60m/s，尚未超过80m/s。实验室中超高速磨削速度虽已达到了300m/s，但离产业化还很远。在钛合金、硬金属（如淬火钢、硬质合金、冷硬铸铁、合金铸铁）等难加工材料的超高速切削/磨削工艺方面所进行的研究不多。超高速切削/磨削技术和其机床装备，与国际先进水平相比，还有较大差距。

2.超精密加工方面

当加工尺度达到纳米量级时，会产生一系列介观物理现象。国内的研究仅仅局限在加工表面的几何特性、机械特性等问题，仍未对实际的纳米切削加工机理进行科学解释；还需要从微观力学角度来研究材料的去除机理，创立新的纳米级切削加工及切削表面形成机理的理论体系，建立准确的纳米级加工理论模型，从而实现对实际纳米级超精密切削加工技术的理论指导。

我国对利用超精密金刚石刀具切削技术加工微小结构表面零件的研究尚处于起步阶段。虽然从国外引进了微、纳米加工设备，具备了三维微小结构表面的金刚石切削加工条件，但在微小结构表面超精密加工方法与工艺、微小结构超精密切削表面形成过程的动态分析、微小结构加工用特种金刚石刀具设计与制造等方面，还缺乏深入系统的理论与实验研究；还不能实现高精度三维复杂微小结构表面的超精密加工。

国内研发的超精密切削机床，无论性能稳定性和可靠性，还是精度指标，与国外产品相比，还有较大差距；而且国外的商品化机床都配有精度补偿软件。我国因对超精密加工工艺研究和有关应用的基础研究还不够深入，尚无相应的精度补偿软件。

3.特种加工方面

与国外的差距主要表现在以下几个方面。

激光加工技术方面，我国的研究侧重于光通信、激光武器和激光聚变等领域，激光加工的基础理论研究薄弱。在材料加工方面，激光加工时激光与材料的相互作用，不仅包括激光的快速加热和冷却，激光冲击波作用等引起的材料组织结构和性能的改变、应力应变，而且还包括激光作用过程中所发生的一系列物理和化学现象，如材料对激光的反射、透射和吸收、激光辐照加热、熔化、汽化、离化和分解刻蚀，以及材料和环境气体的变化对激光束的传输、聚焦和吸收的反作用等，都需要深入系统地研究。

聚焦离子束微、纳加工技术方面，缺少开创性和系统性的研究。聚焦粒子束装备到目前为止仍无自主生产的商用设备。

电加工技术方面，我国在近些年得到普遍关注的干式放电加工技术、微细电火花和微细电化学加工技术领域创新成果少；电加工的高端机床主要被国外公司垄断。

超声波加工技术方面，当前超声换能器发展方向是大功率、低压驱动、高频、薄膜化、微型化、集成化。我国在超声关键部件的研发、设计和生产能力等方面与发达国家的差距仍然较大。

4.微纳加工方面

微纳加工和封装工艺目前处于基础研究阶段，缺乏原创性纳米尺度效应研究成果、微系统建模与仿真的理论、跨微纳尺度的耦合仿真和微纳测量理论和方法；硬脆材料、各向异性材料、多相材料的微加工和微成形过程仿真与工艺研究缺乏创新性。微纳米加工、封装及测量的高水平装备和仪器基础落后，依赖进口。

5.自动化技术方面

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统等，已经实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国目前尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业中使用。

6.现代生产管理方面

当前，工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术，而我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数中、小型企业仍处于经验管理阶段。

7.创新能力方面

我国在经费投入强度、技术水平、技术引进、生产能力等体现企业核心竞争力和持续发展能力方面，远低于工业发达国家。航天、轨道交通设备、炼油技术等以自主创新为主，但水平与国外仍有较大差距。通信、家电、发电设备、船舶、军用飞机、载重汽车及钢铁制造等在引进国外新技术之后，经过国内企业自主开发，创新能力有明显提高。轿车、大型乙烯成套设备、计算机系统软件等处于引进技术、消化吸收阶段，尚未掌握系统设计与核心技术。大型飞机、半导体和集成电路制造专用设备、光纤制造设备、大型科学仪器及大型医疗设备大都购买国外产品。

8.完整的体系方面

目前，我国绝大多数企业技术开发能力薄弱，尚未成为技术创新的主体，还缺乏一支精干、相对稳定的力量从事产业共性技术的研究与开发。科技中介服务体系尚不健全，没有充分发挥作用。我国的装备制造业亟待通过加强产学研合作来加强科研力量，并制订相应的法律法规，完善配套扶持政策，建立、健全激励我国装备制造业发展的支撑体系。