制造技術(shù)的概念范文

時間:2023-12-18 17:48:43

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制造技術(shù)的概念

篇1

【關(guān)鍵詞】CDIO;半導體制造技術(shù);課程改革;產(chǎn)業(yè)結(jié)合

一、工程教育(CDIO)模式

工程教育是我國高等教育的重要組成部分,在國家工業(yè)化信息化進程中,對獨立完整門類齊全的工業(yè)體系的形成與發(fā)展,有著不可替代的作用。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果,是以Conceive、Design、Implement、Operate(即構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作)一系列從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的產(chǎn)業(yè)周期為載體,讓學生在理論和實踐間過渡,完成自主學習。電子科學與技術(shù)專業(yè)是一個典型的工科專業(yè),工程性和實踐性非常強,希望通過課程學習使得學生具有以下工程核心能力:(1)具有運用數(shù)學、自然科學及工程知識的能力;(2)具有設(shè)計與開展實驗,分析與解釋數(shù)據(jù)的能力;(3)具有開展工程實踐所需技術(shù)、技巧及使用現(xiàn)代工具的能力;(4)具有設(shè)計工程系統(tǒng)、組件或工藝流程的能力;(5)具有項目管理、有效溝通、領(lǐng)域整合與團隊合作的能力;(6)具有發(fā)掘、分析、應(yīng)用研究成果基于工程教育理念的《半導體制造技術(shù)》課程改革潘穎司煒裴雪丹及綜合解決復雜工程問題的能力;(7)培養(yǎng)終身學習的習慣與能力;(8)具有基本工程倫理認知,尊重多元觀點。

二、課程目標與存在的問題

《制造》是面向高校電子科學與技術(shù)專業(yè)的一門工程技術(shù)核心主干課程。本課程主要介紹半導體工藝流程、關(guān)鍵工藝步驟,以及相關(guān)領(lǐng)域的新工藝、新設(shè)備、新技術(shù),其目標是培養(yǎng)掌握基礎(chǔ)理論,熟悉專業(yè)知識,了解技術(shù)前沿,拓展科技視野,并具有一定工藝設(shè)計、分析解決實際工藝問題的電子科學與技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用型工程創(chuàng)新人才。隨著電子行業(yè)對半導體器件微型化、高頻率、大功率、可靠性等要求的提高,半導體科學近幾十年的迅猛發(fā)展,《制造》內(nèi)容也隨之不斷充實,內(nèi)容繁雜、綜合性強、與實際工藝結(jié)合緊密。在這樣的現(xiàn)實情況下,《制造》課程的教學難度越來越大,主要體現(xiàn)在以下幾個方面(1)教學信息量大、課程學時有限,難以合理安排教學進度;(2)工藝設(shè)備昂貴,課程實踐需求難以滿足;(3)理論知識抽象,與實際工業(yè)聯(lián)系不緊密,學生的積極性和創(chuàng)造性難以提高;(4)課程考核形式單一,難以全面檢查教學成果。課程教學內(nèi)容、方法、考核等一系列問題的背后,根本原因是當前《制造》課程的教學模式不盡合理,教學改革勢在必行。

三、課程建設(shè)思路

《制造》只有32學時,在有限的課時下,教師要指導學生掌握基礎(chǔ)理論,與實際工業(yè)生產(chǎn)流程相結(jié)合,引導學生進行創(chuàng)新性研究,幫助學生將課堂理論知識轉(zhuǎn)化為電路、版圖、工藝等設(shè)計能力?!吨圃臁穬?nèi)容繁雜,難度大,實踐實習難以充分實現(xiàn),需要教師在教學過程中選擇貼合產(chǎn)業(yè)的教材,突出重要知識點,合理分配學時,緊盯產(chǎn)業(yè)發(fā)展和先進工藝,更多的與產(chǎn)業(yè)實際融合,盡可能讓學生接觸實際制造過程,激發(fā)學生學習興趣,提高學習效果?!吨圃臁飞婕皩I(yè)知識面廣(材料、物理、器件、工藝),緊跟技術(shù)發(fā)展,用簡單的試卷理論考核學生的學習成果不夠全面,課程考核方面也要打破固有的試卷核,避免學生靠死記硬背來應(yīng)付考試,采用多元化的考察方式,考察學生的理論基礎(chǔ)掌握、創(chuàng)新思維能力、團隊協(xié)作能力。課外,要盡量給學生創(chuàng)造與產(chǎn)業(yè)接觸的機會。

四、《半導體制造技術(shù)》課程建設(shè)

1、教材選擇

《制造》與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密,所以我們目前選用電子工業(yè)出版社由MichaelQiurk編著的《半導體制造技術(shù)》,該教材的特點是:理論扎實,詳細介紹了半導體材料、半導體物理、半導體器件相關(guān)知識點;結(jié)合產(chǎn)業(yè),突出實際工藝詳細介紹了芯片制造中的關(guān)鍵工藝——理論、生產(chǎn)過程、工藝設(shè)備、質(zhì)量分析等;緊隨發(fā)展,吸收介紹了深亞微米工藝下的先進技術(shù)——槽隔離、平坦化、Cu互聯(lián)等;容易理解,深入淺出,附有大量工藝圖、設(shè)備圖、結(jié)構(gòu)圖,直觀形象。

2、教學內(nèi)容

《制造》課程學時有限,教師在教學過程中需要突出知識重點,授課過程中帶領(lǐng)學生著重學習重點章節(jié)——材料準備、工藝流程、基本工藝操作、先進技術(shù),對于輔助章節(jié)——化學品、沾污、檢測可以采用簡單介紹、學生課后自主學習的方式進行講授。《制造》相比于其他電子專業(yè)基礎(chǔ)課程,最大的特點是產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,教材內(nèi)容更新速度遠遠落后,所以授課教師需要密切關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展,了解新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備,讓學生的知識跟隨產(chǎn)業(yè)變化。

3、教學方法

課程教授過程中,希望增加學生的參與度和積極性,同時提高學生的團隊協(xié)作能力,所以采用傳統(tǒng)集中授課與小組作業(yè)相結(jié)合的模式。在集中授課過程中也要注意調(diào)動學生積極性,可以采用如下方式:(1)采用啟發(fā)式教學,以先導課程為基礎(chǔ),引導學生積極思考;(2)采用問題式教學法,首先提出問題,分析問題的本質(zhì),探討解決問題的思路,最后給出解決問題的方法。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;(3)采用互動式教學法進行教學,注意調(diào)動學生學習的積極性,加強教師和學生的眼神交流和語言交流;(4)妥善處理教學中的重點和難點,引導學生學會逐步分解解決難點問題。

4、教學手段

傳統(tǒng)教學一般采用板書授課、作業(yè)考察的方式,展現(xiàn)方式死板,考察不全面,現(xiàn)在可以結(jié)合多媒體工具的演示多樣性,完成知識點與實際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合,利用圖像、動畫、視頻等展示和講解復雜的器件結(jié)構(gòu)和工藝過程,給以學生直觀、清楚的展示,提高學生學習興趣,引導學生的工程創(chuàng)新能力。建設(shè)課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺,便于學生獲取最新學習資料,利于教師與學生之間的課后溝通,同時教師可觀察學生自主學習進度,適當提醒。

5、考核模式

課程減少考試比重,關(guān)注學生的學習過程,同時增加團隊大作業(yè),鍛煉學生合作分工、解決問題的能力。

6、課程拓展

利用工藝流程仿真,以及校企合作平臺等方式驗證鞏固課堂學習內(nèi)容,增加學生與產(chǎn)業(yè)接觸。綜上所述,針對《制造》課程的特點以及現(xiàn)有的教學問題,筆者結(jié)合產(chǎn)業(yè),采用工程教育思路進行教學改進,與傳統(tǒng)模式的對比。

篇2

關(guān)鍵詞:CAD技術(shù) 先進制造技術(shù) 研究熱點 發(fā)展趨勢

0 引言

先進工程設(shè)計技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分。產(chǎn)品生產(chǎn)首先從工程設(shè)計開始。工程設(shè)計包括需求分析、產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計、詳細設(shè)計、工藝設(shè)計等內(nèi)容。工程設(shè)計的結(jié)果直接影響產(chǎn)品的功能、性能、質(zhì)量、制造成本與交貨期。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,工程設(shè)計技術(shù)的范圍不斷拓寬,工程設(shè)計的手段不斷改進,并提出了許多新的設(shè)計思想和設(shè)計方法。計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)在現(xiàn)代制造技術(shù)中所扮演的角色越來越重要,已逐步成為影響制造業(yè)發(fā)展的重要因素。

1 CAD技術(shù)的研究熱點

目前,關(guān)于CAD技術(shù)的研究十分活躍,研究領(lǐng)域極為廣泛,以下僅列舉其中幾個熱點方面。

1.1 參數(shù)化設(shè)計 參數(shù)化設(shè)計方法是將CAD模型中的定量信息變量化,使之成為任意調(diào)整的參數(shù)。對于變量化參數(shù)賦予不同數(shù)值,就可得到不同大小和形狀的零件模型。

實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計的團建是建立參數(shù)化模型。參數(shù)化模型表示了零件圖形的集合約束和工程約束。幾何約束包括結(jié)構(gòu)約束和尺寸約束。結(jié)構(gòu)約束是指幾何元素之間的拓撲關(guān)系約束,如平行、垂直、相切、對稱等;尺寸約束是通過尺寸標注表示的約束,如距離尺寸、角度尺寸、半徑尺寸等。工程約束是指尺寸之間的約束關(guān)系,通過定義尺寸變量及它們之間在數(shù)值上和邏輯上的關(guān)系來表示。

在參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)中,設(shè)計人員根據(jù)工程關(guān)系和幾何關(guān)系來指定設(shè)計要求。要滿足這些設(shè)計要求,不僅需要考慮尺寸或工程參數(shù)的初值,而且要在每次改變這些設(shè)計參數(shù)時來維護這些基本關(guān)系,即將參數(shù)分為兩類:其一為各種尺寸值,稱為可變參數(shù);其二為幾何元素間的各種連續(xù)幾何信息,稱為不變參數(shù)。參數(shù)化設(shè)計的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下,系統(tǒng)能夠自動維護所有的不變參數(shù)。因此,參數(shù)化模型中建立的各種約束關(guān)系,正是體現(xiàn)了設(shè)計人員的設(shè)計意圖。

參數(shù)化設(shè)計可以大大提高模型的生成和修改的速度,在產(chǎn)品的系列設(shè)計、相似設(shè)計及專用CAD系統(tǒng)開發(fā)方面都有較大的應(yīng)用價值。目前,參數(shù)化設(shè)計中的參數(shù)化建模方法主要有變量幾何法和基于結(jié)構(gòu)生成歷程的方法,前者主要用于平面模型的建立,而后者更適合于三維實體或曲面模型。

1.2 基于特征設(shè)計 如前所述,特征設(shè)計是用“特征”來取代純幾何元素構(gòu)建物體模型。特征是構(gòu)建零件的最基本的要素,它能以較高的抽象級別和不需要解釋的方式來標示物體模型。它既表示了零件的幾何信息,又反映了零件與制造有關(guān)的信息。例如,對孔的設(shè)計,實體造型系統(tǒng)常采用圓柱體與某個實體進行邏輯運算來實現(xiàn),計算機僅僅知道哪些部分沒有材料而已,并不能“認識”哪是一個孔。對于特征造型系統(tǒng),孔是一個特征,具有直徑、長度、公差、表面粗糙度、位置等屬性,并包含了基準、裝配等信息。

每一個特征基本上對應(yīng)一組加工制造方法。特征的“語義”使設(shè)計人員對同一特征有相同的理解。因此,基于特征的設(shè)計更適合于CAD/CAM的集成和CIMS中的建模需要。

1.3 計算機輔助概念設(shè)計 概念設(shè)計是設(shè)計過程中最重要的階段,概念設(shè)計的好壞對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量起著決定性的作用。但由于概念設(shè)計的復雜性,及其所涉及的種種設(shè)計知識的不確定性,給計算機輔助概念設(shè)計帶來很大的難度,制約了其發(fā)展。概念設(shè)計的過程主要是評價和決策的過程,他涉及產(chǎn)品功能、動作和結(jié)構(gòu)等因素,對產(chǎn)品的價格、性能、可靠性、安全性等均有著重要的影響。目前,計算機輔助概念設(shè)計的方法可分為兩大類,即自動生成設(shè)計方案和交互生成設(shè)計方案。

1.3.1 自動生成設(shè)計方案 目前主要采用人工智能技術(shù)。為了使計算機有效地支持概念設(shè)計活動,需要解決兩大難題,即建模問題和推理問題。前者是對產(chǎn)品的功能、動作和機構(gòu)及其之間的關(guān)系進行描述;后者實質(zhì)上就是生成和選擇合適的方案。

建模的核心問題是模型的表示法。目前已提出各種表示法,如語言、圖形、對象、知識模型和圖像法等。語言表示法屬于一種形式描述方法,他能保證計算機有效地進行推理,稱為面向機器的表示法。而圖像表示法是一種高度可視化的表示法,它可以提供一種輔助設(shè)計人員進行創(chuàng)新的建模環(huán)境,稱它為面向人的表示法。其它表示法則界于這兩者之間。各種表示法往往只支持描述概念設(shè)計的某一方面,目前還缺少一種能描述概念設(shè)計各種因素的統(tǒng)一模型,這正是下一步的研究目標。

推理問題的重點是在轉(zhuǎn)換過程,即把用戶需求映射到實現(xiàn)所給需求集合的一些實際的結(jié)構(gòu)上。難點在于產(chǎn)生和選擇合適的映射方法。同樣也有很多推理方法支持概念設(shè)計活動,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于實例的推理法、基于知識的推理技術(shù)、優(yōu)化、價值工程和定性推理等。但目前也只能設(shè)計一些特定領(lǐng)域的例子,離全面應(yīng)用還有很大差距。

1.3.2 交互生成設(shè)計方案 由于概念設(shè)計的復雜性,自動地生成設(shè)計方案是很困難的,采用交互技術(shù)是目前可行和有效的方法。在概念設(shè)計階段可充分利用網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù),如在網(wǎng)上迅速查找與概念設(shè)計相關(guān)的設(shè)計實例,利用協(xié)同設(shè)計技術(shù),使群體成員易于參與概念設(shè)計,并做出積極貢獻等。

篇3

1、高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵

人們一般認為高技術(shù)(High--Technology)一詞源于美國。早在60年代,美國兩位女建筑師合寫了一本書,名叫《高格調(diào)技術(shù)》。在該書里,抒發(fā)了人們對高技術(shù)這一新生事物的關(guān)注。到了70年代,高技術(shù)的用語逐漸增多。那時的含義主要是泛指一大批新型技術(shù)產(chǎn)品和引發(fā)出來的一些變革。1981年,美國出現(xiàn)了以“高技術(shù)”命名的月刊。1983年,高技術(shù)開始被收入美國出版的《韋氏第三版新國際辭典增補9000詞》中,作為一個正式的詞定了下來。由于高技術(shù)是一個發(fā)展著的相對概念,加之由于人們所處的社會背景和所持的理論框架不盡相同,因此在認識和使用高技術(shù)概念上也不盡一致。

高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是通過高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè),也是一個動態(tài)的、全球性的概念。高技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分別作為技術(shù)現(xiàn)象和經(jīng)濟現(xiàn)象,不同的歷史階段有不同的范圍和內(nèi)容?!案呒夹g(shù)”產(chǎn)業(yè)一詞目前國際上還沒有統(tǒng)一的、公認的定義和界定范圍,但至少以下三點是相似的:

第一,所采用的定量指標相類似,多采用技術(shù)密集度指標。如R&D經(jīng)費強度,即R&D經(jīng)費占產(chǎn)出(總產(chǎn)值、增加值或銷售收入)的比重,科技人員或熟練工人占全體雇員的比重等。

第二,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心內(nèi)容相對集中,即有一定的類聚性,各種界定都包括航空航天、電子及通信、辦公設(shè)備及計算機、醫(yī)藥等制造行業(yè)。

第三,OECD關(guān)于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的定義和界定范圍具有一定的代表性,在進行國際比較時,很多發(fā)達國家以及發(fā)展中國家都參照OECD關(guān)于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的定義和目錄。

2、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計界定:OECD從六分法到四分法

隨著高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定的重要性日趨顯著,OECD和美、英、意、加等國際組織和國家的政府部門及科研機構(gòu)都在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方面陸續(xù)做了大量工作。利用若干對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)特征最具典型意義的可量化指標來界定高技術(shù)產(chǎn)業(yè),最常用的指標還是產(chǎn)業(yè)技術(shù)密集度(或稱強度)。這是因為技術(shù)密集度是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)特征,也是定義高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基石。

1986年OECD根據(jù)聯(lián)合國制定的國際標準產(chǎn)業(yè)分類(ISIC),選擇22個制造業(yè)行業(yè),依據(jù)13個比較典型的成員國1979—1981年間有關(guān)數(shù)據(jù),通過加權(quán)方法(權(quán)重采用每個國家產(chǎn)值在總產(chǎn)值中所占份額的數(shù)值)計算了這些行業(yè)的RD經(jīng)費強度。最后,將RD經(jīng)費強度明顯高于其它產(chǎn)業(yè)的6類產(chǎn)業(yè)(航空航天制造業(yè)、計算機及辦公設(shè)備制造業(yè)、電子及通信設(shè)備制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、專用科學儀器設(shè)備制造業(yè)和電氣機械及設(shè)備制造業(yè))定義為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。隨著經(jīng)濟發(fā)展中知識和技術(shù)的急劇增長,各類產(chǎn)業(yè)的RD經(jīng)費強度發(fā)生了重大變化。1994年OECD專家將R&D強度的數(shù)據(jù)和計算方法做了進一步調(diào)整,重新計算了所選擇的22個制造業(yè)部門的RD經(jīng)費強度,對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重新進行了劃分。這里,不僅考慮了直接RD經(jīng)費,也考慮了間接RD經(jīng)費,選用了RD總經(jīng)費占工業(yè)總產(chǎn)值比重、直接RD經(jīng)費占工業(yè)總產(chǎn)值比重和直接RD經(jīng)費占工業(yè)增加值比重3個指標來定義高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。同時,OECD根據(jù)10個更為典型的成員國1973年—1992年的數(shù)據(jù),逐年計算了ISIC中22個制造業(yè)部門的上述3項指標。結(jié)果表明,原來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群中的航空航天制造業(yè)、計算機及辦公設(shè)備制造業(yè)、電子及通信設(shè)備制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)仍屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè),而專用科學儀器設(shè)備制造業(yè)和和電氣機械制造業(yè)則由于R&D強度已不具備明顯高于其它產(chǎn)業(yè)的特點,而被劃歸為中高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

3、OECD統(tǒng)計方法的優(yōu)點及不足

OECD的方法是一種宏觀和近似的方法。說其為宏觀的方法,因為它是基于產(chǎn)業(yè)的方法,更多是從制定戰(zhàn)略和政策的大范圍去考慮問題,試圖對一個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)部門進行整體描述,關(guān)注的是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的整體,而不考慮產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品中的一些不重要的變化;近似的方法,是因為這種基于產(chǎn)業(yè)的分類方法是宏觀的籠統(tǒng)的,它所依據(jù)的數(shù)據(jù)是高度綜合性的,這使得一些明顯不屬于高技術(shù)范疇的產(chǎn)品也包括在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之內(nèi)。反之,一些明顯為高技術(shù)的產(chǎn)品由于其所在產(chǎn)業(yè)不屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)而被排除在外。因此,OECD定義方法和結(jié)果既可能高估也可能低估了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模。但這種方法的最大優(yōu)勢就在于簡單明了,基礎(chǔ)廣泛,有利于國際比較,其提供的定義、分類和目錄被國際社會廣泛認同和采用。具體而言,體現(xiàn)在以下四個方面:

首先,OECD的界定并不是依據(jù)某個國家或幾類產(chǎn)業(yè)的指標數(shù)據(jù),而是依據(jù)了一批典型國家的22個制造業(yè)行業(yè)進行,避免了由于一國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和特點的局限性而影響高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定的正確性。

其次,OECD界定方法和指標充分考慮了國際可比性和可操作性。RD經(jīng)費在產(chǎn)業(yè)間或國家間能夠取得更為一致的定義及統(tǒng)計范圍,利用國際間標準產(chǎn)業(yè)分類代碼進行產(chǎn)業(yè)分類,如需要同某一國家標準產(chǎn)業(yè)分類代碼進行比較和轉(zhuǎn)換時也相對簡單些。

第三,OECD不僅考慮了直接RD經(jīng)費,也考慮了間接RD經(jīng)費,避免了只用直接RD經(jīng)費強度可能帶來的片面性。

第四,OECD的界定方法按照不同年代RD經(jīng)費強度所表現(xiàn)出來的不同規(guī)律性,及時調(diào)整或修正高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)、分類和目錄,充分體現(xiàn)了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是一個相對概念的特征。

二、國內(nèi)高技術(shù)統(tǒng)計現(xiàn)況

1、高新技術(shù)概念的提出

我國有關(guān)專家學者從80年代開始對國外高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài)進行了研究,與此同時也引入了高技術(shù)概念。863計劃中提及的“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”與發(fā)達國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一般概念相近,也是我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的初始概念。此后,根據(jù)黨的十三大提出“注意發(fā)展高技術(shù)新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)”的要求和中央對發(fā)展高技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)的部署,原國家科委從1988年7月開始實施火炬計劃,它與863計劃的一個顯著區(qū)別是將“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”延伸為“高技術(shù)、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)”,將“高技術(shù)產(chǎn)品”變化為“高技術(shù)、新技術(shù)產(chǎn)品?!睆拇耍浾摻绯霈F(xiàn)了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)與新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相提并論的情況,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的概念也已由狹義的一般的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)概念演變?yōu)閺V義的,包括一切新技術(shù)領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)概念,“高新技術(shù)”的概念也應(yīng)運而生,它有兩含義:高技術(shù)是指在一定時間里水平較高、反映當時科技發(fā)展最高水平的技術(shù);新技術(shù)是相對原有舊技術(shù)而言的,指填補國內(nèi)空白的技術(shù),它并不一定是高技術(shù)。

對于高新技術(shù)的劃定范圍,我國根據(jù)世界科學技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,考慮到我國的客觀條件,1991年國務(wù)院確定11個領(lǐng)域突出新技術(shù),1997年原國家科委頒布《國家高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》共9大領(lǐng)域58大類327小類。高新技術(shù)中的一般新興技術(shù)(非高技術(shù)),不具備高技術(shù)的“制高點”作用,或許是經(jīng)濟發(fā)達國家的舊技術(shù),但它對發(fā)展中國家的“科技興國”戰(zhàn)略卻具有重大意義,尤其是適宜于工業(yè)化程度較低的發(fā)展中國家。

2、我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方法的研究

近些年來,科技部組織我國部分專家學者對我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方法進行了研究。通過對我國制造業(yè)各小類行業(yè)技術(shù)密集度的計算,發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)國外那種高技術(shù)產(chǎn)業(yè)按照技術(shù)密集度聚類的現(xiàn)象,也無法依據(jù)技術(shù)密集度在“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”與“非高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”之間劃出一條清晰的界線。從實際情況看,我國的計算機制造業(yè)、電子與通信產(chǎn)業(yè)中合資企業(yè)多,外國公司多,生產(chǎn)技術(shù)水平與國際水平較為接近,是人們理念中的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),但其技術(shù)密集度在國內(nèi)處于較低水平;而相比之下,國內(nèi)的機械制造業(yè)、專用儀器設(shè)備制造業(yè)、金屬冶煉和壓延制造業(yè)的小行業(yè)技術(shù)密集度普遍較高,但這些行業(yè)不論在國外和國內(nèi)都未被人們看作是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。從我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看,這種計算結(jié)果從一個側(cè)面說明我國與發(fā)達國家分屬于不同發(fā)展階段,我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期,還不具備“明顯高”的技術(shù)密集度這個典型特征。

以上幾方面充分說明,在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)全球化的條件下,僅根據(jù)一國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來界定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是不科學的。因此,界定我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的工作,只能借助于國際規(guī)范,采用定性為主,定量與定性相結(jié)合、多途徑和多方案綜合比較的方法,才能比較真實地反映中國的實際。具體就是借用OECD界定的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍,參照OECD高技術(shù)產(chǎn)業(yè)目錄,即將OECD確定的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍作為“菜單”在我國現(xiàn)行國民經(jīng)濟行業(yè)分類中找出與之相同和相近的制造業(yè)行業(yè),這些行業(yè)即可大致被認定為我國的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在此基礎(chǔ)上,采用專家評判法,甄別那些內(nèi)容不十分清晰的行業(yè),剔除那些從我國的情況看明顯算不上高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的部分,最終確定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)目錄。

這里的關(guān)鍵問題是如何將“菜單”和我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)相對應(yīng)。因為OECD的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分類目錄采用的是國際標準產(chǎn)業(yè)分類(ISIC)第二版,而我國現(xiàn)行國民經(jīng)濟行業(yè)分類和代碼(GB/T4754-94)在修訂時參照了ISIC第3版。所以,兩者之間沒有一一對應(yīng)關(guān)系,無論就產(chǎn)業(yè)的大、中、小類別的劃分,還是彼此所包含的內(nèi)容大多存在差異。因此,在具體操作上要做的事是使我國現(xiàn)行國民經(jīng)濟行業(yè)分類和代碼與國際產(chǎn)業(yè)分類(ISIC)第2版盡量等效。

3、高技術(shù)統(tǒng)計的開展

①省市高新技術(shù)產(chǎn)品統(tǒng)計。廣東省于1989年率先在全國建立了高技術(shù)產(chǎn)品調(diào)查制度,隨后江蘇、北京、遼寧等省市都開展了基于產(chǎn)品的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計。但由于各省市的標準缺乏可比性,省市之間無法有效地進行比較。

②高新技術(shù)產(chǎn)品進出口統(tǒng)計。依據(jù)美國等國對高技術(shù)產(chǎn)品的劃分標準進行出口貿(mào)易統(tǒng)計,科技部和海關(guān)總署合作已進行了多年統(tǒng)計,1999年科技部又重新制訂了《中國高新技術(shù)產(chǎn)品出口目錄》。這項統(tǒng)計對反映我國高技術(shù)發(fā)展和進出口貿(mào)易狀況起到了重要作用。

③國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)統(tǒng)計。90年代初,我國陸續(xù)批準了53個國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。國家有關(guān)部門對這些高新技術(shù)開發(fā)區(qū)進行了統(tǒng)計,對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的管理、科技政策的制定提供了必要的依據(jù)。

④國家級科技計劃統(tǒng)計。80年代中后期以來,科技部陸續(xù)在全國組織實施了包括國家級攀登、863、攻關(guān)、火炬、星火、成果推廣計劃項目調(diào)查,對我國高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了動態(tài)的跟蹤。由于項目調(diào)查的局限性,難以從總體上對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)總體狀況進行描述。

三、我國高技術(shù)統(tǒng)計面臨的主要問題及對策

1、高技術(shù)與高新技術(shù)的區(qū)別——和國際的不可比性問題

根據(jù)我國目前經(jīng)濟和科學技術(shù)發(fā)展狀況,以及倡導科技成果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的政策需求,有關(guān)部門將高技術(shù)擴展到高新技術(shù),并進行相關(guān)的統(tǒng)計,這是可以理解的。但是,我們應(yīng)看到高新技術(shù)概念與高技術(shù)概念相比,其涵義有很大的擴展。高新技術(shù)的這種提法更偏重于新技術(shù),其范圍是按照某些科學技術(shù)領(lǐng)域進行劃定的。其產(chǎn)品統(tǒng)計的范圍定為凡是與某些科學技術(shù)有關(guān)的產(chǎn)品均列為高新技術(shù)產(chǎn)品,也就是將按照嫁接、引入新技術(shù)生產(chǎn)的,或通過購買的新設(shè)備、新機器所生產(chǎn)的新的最終產(chǎn)品均列為高新技術(shù)產(chǎn)品,而并不涉及這些產(chǎn)品的生產(chǎn)方式和中間產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)。其統(tǒng)計結(jié)果,往往過高地反映(或者說估計)了我國高技術(shù)的發(fā)展狀況;從統(tǒng)計上比較,與國際標準有著很大區(qū)別。

2、建立全國統(tǒng)一的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查制度的問題

基于產(chǎn)品的形式對高新技術(shù)進行統(tǒng)計,可以說是我國特有的統(tǒng)計標準。在我國經(jīng)濟日益融入世界經(jīng)濟、科學技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,采用國際上普遍承認的OECD基于產(chǎn)業(yè)的形式對高技術(shù)進行統(tǒng)計的方法,并逐步淡化“高新技術(shù)”概念,統(tǒng)計分類和基本指標逐步與國際高技術(shù)統(tǒng)計標準接軌、一致,是我們今后必然的選擇。

根據(jù)我國當前的科技統(tǒng)計現(xiàn)狀,和現(xiàn)有的經(jīng)濟和科技發(fā)展水平,可以在現(xiàn)有各省市高新技術(shù)產(chǎn)品統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,科技部根據(jù)1999年制訂的《中國高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》在全國范圍內(nèi)基于產(chǎn)品的形式對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)進行常規(guī)性調(diào)查,避免各地自行其事,各按各的高技術(shù)產(chǎn)品目錄統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果互不可比,水分極大,最后莫衷一是。同時,要跟蹤國際高技術(shù)統(tǒng)計的發(fā)展趨勢,采用國際規(guī)范,基于產(chǎn)業(yè)的形式對高技術(shù)進行統(tǒng)計,按相應(yīng)的國際標準進行必要的對比分析,這樣才能適時并且全面地、科學地和準確地反映我國高技術(shù)發(fā)展狀況,為決策部門制定相關(guān)政策提供較為完備的數(shù)據(jù)、信息,避免統(tǒng)計評價走樣,產(chǎn)生誤導。采取這樣的雙軌制的統(tǒng)計方式,是當前形勢下高技術(shù)統(tǒng)計一種比較穩(wěn)妥的過渡方法。

3、我國科技統(tǒng)計標準與國際標準接軌的問題

現(xiàn)在,隨著經(jīng)濟、科技全球一體化的發(fā)展,統(tǒng)計標準國際化是科技統(tǒng)計發(fā)展的必然趨勢。我國現(xiàn)行的科技統(tǒng)計調(diào)查制度是一個多主題的綜合性科技活動調(diào)查制度,這和國外RD統(tǒng)計和技術(shù)創(chuàng)新專項統(tǒng)計調(diào)查制度有很大的區(qū)別。RD投入統(tǒng)計不是按全成本核算口徑計量,RD活動的間接費用沒有分攤到RD活動中去,使我國RD投入水平較實際發(fā)生明顯偏低,很難采用一整套RD的年度系列數(shù)據(jù)對高技術(shù)進行評價。

關(guān)于高技術(shù)統(tǒng)計的評價標準,將技術(shù)開發(fā)人員占職工總數(shù)的比例,技術(shù)開發(fā)經(jīng)費占產(chǎn)品銷售收入的比例,或?qū)D經(jīng)費占產(chǎn)品銷售收入的比例作為標準是不科學、不適宜的。技術(shù)開發(fā)是我國特有的計劃經(jīng)濟體制下的科技統(tǒng)計概念,泛指以工業(yè)企業(yè)為主體的科技活動,包括企業(yè)內(nèi)部RD活動,以及運用科技成果對已有產(chǎn)品、材料、技術(shù)方法、工藝流程和裝置等進行技術(shù)上的重大改進的活動等。由此可見,其含義比RD活動的涵義大,統(tǒng)計范圍廣,其人員統(tǒng)計包括了大量的一般職工,經(jīng)費統(tǒng)計包括了購買一般技術(shù)的費用,甚至包括購買機器設(shè)備的費用。采用技術(shù)開發(fā)統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為評價高技術(shù)的標準,往往也是不得已的辦法。技術(shù)開發(fā)的涵義與高技術(shù)的評價標準是不對稱的,使用類似技術(shù)開發(fā)等指標作為判別高技術(shù)的標準不適宜的。按照這些統(tǒng)計標準進行高技術(shù)統(tǒng)計評價,所帶來的誤差是難以克服的。

高技術(shù)統(tǒng)計評價是整個科技統(tǒng)計的重要組成部分,與其它科技統(tǒng)計有著密切的關(guān)系。若不將我國的科技統(tǒng)計標準與國際標準接軌,仍將科技統(tǒng)計框架基礎(chǔ)停留在技術(shù)開發(fā)或涵義寬泛的科技活動等模式上,或者不能獲得RD的質(zhì)量較高的系統(tǒng)性數(shù)據(jù),勢必影響在原始、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層次上對高技術(shù)的統(tǒng)計評價。切實加強整個科技統(tǒng)計的基礎(chǔ)工作,是作好高技術(shù)統(tǒng)計工作的重要保證。

參考文獻:1、《中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方法的研究》課題研究報告,中國科技促進發(fā)展研究中心

從高技術(shù)的涵義出發(fā),其統(tǒng)計內(nèi)容主要有以下三個方面內(nèi)容:

1、高技術(shù)的研究與發(fā)展(RD)狀況

2、高技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用(包括服務(wù))狀況

篇4

1、高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵

人們一般認為高技術(shù)(High--Technology)一詞源于美國。早在60年代,美國兩位女建筑師合寫了一本書,名叫《高格調(diào)技術(shù)》。在該書里,抒發(fā)了人們對高技術(shù)這一新生事物的關(guān)注。到了70年代,高技術(shù)的用語逐漸增多。那時的含義主要是泛指一大批新型技術(shù)產(chǎn)品和引發(fā)出來的一些變革。1981年,美國出現(xiàn)了以“高技術(shù)”命名的月刊。1983年,高技術(shù)開始被收入美國出版的《韋氏第三版新國際辭典增補9000詞》中,作為一個正式的詞定了下來。由于高技術(shù)是一個發(fā)展著的相對概念,加之由于人們所處的社會背景和所持的理論框架不盡相同,因此在認識和使用高技術(shù)概念上也不盡一致。

高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是通過高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè),也是一個動態(tài)的、全球性的概念。高技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分別作為技術(shù)現(xiàn)象和經(jīng)濟現(xiàn)象,不同的歷史階段有不同的范圍和內(nèi)容。“高技術(shù)”產(chǎn)業(yè)一詞目前國際上還沒有統(tǒng)一的、公認的定義和界定范圍,但至少以下三點是相似的:

第一,所采用的定量指標相類似,多采用技術(shù)密集度指標。如R&D經(jīng)費強度,即R&D經(jīng)費占產(chǎn)出(總產(chǎn)值、增加值或銷售收入)的比重,科技人員或熟練工人占全體雇員的比重等。

第二,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心內(nèi)容相對集中,即有一定的類聚性,各種界定都包括航空航天、電子及通信、辦公設(shè)備及計算機、醫(yī)藥等制造行業(yè)。

第三,OECD關(guān)于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的定義和界定范圍具有一定的代表性,在進行國際比較時,很多發(fā)達國家以及發(fā)展中國家都參照OECD關(guān)于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的定義和目錄。

2、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計界定:OECD從六分法到四分法

隨著高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定的重要性日趨顯著,OECD和美、英、意、加等國際組織和國家的政府部門及科研機構(gòu)都在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方面陸續(xù)做了大量工作。利用若干對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)特征最具典型意義的可量化指標來界定高技術(shù)產(chǎn)業(yè),最常用的指標還是產(chǎn)業(yè)技術(shù)密集度(或稱強度)。這是因為技術(shù)密集度是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)特征,也是定義高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基石。

1986年OECD根據(jù)聯(lián)合國制定的國際標準產(chǎn)業(yè)分類(ISIC),選擇22個制造業(yè)行業(yè),依據(jù)13個比較典型的成員國1979—1981年間有關(guān)數(shù)據(jù),通過加權(quán)方法(權(quán)重采用每個國家產(chǎn)值在總產(chǎn)值中所占份額的數(shù)值)計算了這些行業(yè)的RD經(jīng)費強度。最后,將RD經(jīng)費強度明顯高于其它產(chǎn)業(yè)的6類產(chǎn)業(yè)(航空航天制造業(yè)、計算機及辦公設(shè)備制造業(yè)、電子及通信設(shè)備制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、專用科學儀器設(shè)備制造業(yè)和電氣機械及設(shè)備制造業(yè))定義為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。隨著經(jīng)濟發(fā)展中知識和技術(shù)的急劇增長,各類產(chǎn)業(yè)的RD經(jīng)費強度發(fā)生了重大變化。1994年OECD專家將R&D強度的數(shù)據(jù)和計算方法做了進一步調(diào)整,重新計算了所選擇的22個制造業(yè)部門的RD經(jīng)費強度,對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重新進行了劃分。這里,不僅考慮了直接RD經(jīng)費,也考慮了間接RD經(jīng)費,選用了RD總經(jīng)費占工業(yè)總產(chǎn)值比重、直接RD經(jīng)費占工業(yè)總產(chǎn)值比重和直接RD經(jīng)費占工業(yè)增加值比重3個指標來定義高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。同時,OECD根據(jù)10個更為典型的成員國1973年—1992年的數(shù)據(jù),逐年計算了ISIC中22個制造業(yè)部門的上述3項指標。結(jié)果表明,原來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群中的航空航天制造業(yè)、計算機及辦公設(shè)備制造業(yè)、電子及通信設(shè)備制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)仍屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè),而專用科學儀器設(shè)備制造業(yè)和和電氣機械制造業(yè)則由于R&D強度已不具備明顯高于其它產(chǎn)業(yè)的特點,而被劃歸為中高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

3、OECD統(tǒng)計方法的優(yōu)點及不足

OECD的方法是一種宏觀和近似的方法。說其為宏觀的方法,因為它是基于產(chǎn)業(yè)的方法,更多是從制定戰(zhàn)略和政策的大范圍去考慮問題,試圖對一個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)部門進行整體描述,關(guān)注的是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的整體,而不考慮產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品中的一些不重要的變化;近似的方法,是因為這種基于產(chǎn)業(yè)的分類方法是宏觀的籠統(tǒng)的,它所依據(jù)的數(shù)據(jù)是高度綜合性的,這使得一些明顯不屬于高技術(shù)范疇的產(chǎn)品也包括在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之內(nèi)。反之,一些明顯為高技術(shù)的產(chǎn)品由于其所在產(chǎn)業(yè)不屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)而被排除在外。因此,OECD定義方法和結(jié)果既可能高估也可能低估了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模。但這種方法的最大優(yōu)勢就在于簡單明了,基礎(chǔ)廣泛,有利于國際比較,其提供的定義、分類和目錄被國際社會廣泛認同和采用。具體而言,體現(xiàn)在以下四個方面:

首先,OECD的界定并不是依據(jù)某個國家或幾類產(chǎn)業(yè)的指標數(shù)據(jù),而是依據(jù)了一批典型國家的22個制造業(yè)行業(yè)進行,避免了由于一國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和特點的局限性而影響高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定的正確性。

其次,OECD界定方法和指標充分考慮了國際可比性和可操作性。RD經(jīng)費在產(chǎn)業(yè)間或國家間能夠取得更為一致的定義及統(tǒng)計范圍,利用國際間標準產(chǎn)業(yè)分類代碼進行產(chǎn)業(yè)分類,如需要同某一國家標準產(chǎn)業(yè)分類代碼進行比較和轉(zhuǎn)換時也相對簡單些。

第三,OECD不僅考慮了直接RD經(jīng)費,也考慮了間接RD經(jīng)費,避免了只用直接RD經(jīng)費強度可能帶來的片面性。

第四,OECD的界定方法按照不同年代RD經(jīng)費強度所表現(xiàn)出來的不同規(guī)律性,及時調(diào)整或修正高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)、分類和目錄,充分體現(xiàn)了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是一個相對概念的特征。

二、國內(nèi)高技術(shù)統(tǒng)計現(xiàn)況

1、高新技術(shù)概念的提出

我國有關(guān)專家學者從80年代開始對國外高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài)進行了研究,與此同時也引入了高技術(shù)概念。863計劃中提及的“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”與發(fā)達國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一般概念相近,也是我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的初始概念。此后,根據(jù)黨的十三大提出“注意發(fā)展高技術(shù)新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)”的要求和中央對發(fā)展高技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)的部署,原國家科委從1988年7月開始實施火炬計劃,它與863計劃的一個顯著區(qū)別是將“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”延伸為“高技術(shù)、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)”,將“高技術(shù)產(chǎn)品”變化為“高技術(shù)、新技術(shù)產(chǎn)品?!睆拇耍浾摻绯霈F(xiàn)了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)與新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相提并論的情況,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的概念也已由狹義的一般的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)概念演變?yōu)閺V義的,包括一切新技術(shù)領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)概念,“高新技術(shù)”的概念也應(yīng)運而生,它有兩含義:高技術(shù)是指在一定時間里水平較高、反映當時科技發(fā)展最高水平的技術(shù);新技術(shù)是相對原有舊技術(shù)而言的,指填補國內(nèi)空白的技術(shù),它并不一定是高技術(shù)。

對于高新技術(shù)的劃定范圍,我國根據(jù)世界科學技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,考慮到我國的客觀條件,1991年國務(wù)院確定11個領(lǐng)域突出新技術(shù),1997年原國家科委頒布《國家高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》共9大領(lǐng)域58大類327小類。高新技術(shù)中的一般新興技術(shù)(非高技術(shù)),不具備高技術(shù)的“制高點”作用,或許是經(jīng)濟發(fā)達國家的舊技術(shù),但它對發(fā)展中國家的“科技興國”戰(zhàn)略卻具有重大意義,尤其是適宜于工業(yè)化程度較低的發(fā)展中國家。

2、我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方法的研究

近些年來,科技部組織我國部分專家學者對我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方法進行了研究。通過對我國制造業(yè)各小類行業(yè)技術(shù)密集度的計算,發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)國外那種高技術(shù)產(chǎn)業(yè)按照技術(shù)密集度聚類的現(xiàn)象,也無法依據(jù)技術(shù)密集度在“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”與“非高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”之間劃出一條清晰的界線。從實際情況看,我國的計算機制造業(yè)、電子與通信產(chǎn)業(yè)中合資企業(yè)多,外國公司多,生產(chǎn)技術(shù)水平與國際水平較為接近,是人們理念中的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),但其技術(shù)密集度在國內(nèi)處于較低水平;而相比之下,國內(nèi)的機械制造業(yè)、專用儀器設(shè)備制造業(yè)、金屬冶煉和壓延制造業(yè)的小行業(yè)技術(shù)密集度普遍較高,但這些行業(yè)不論在國外和國內(nèi)都未被人們看作是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。從我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看,這種計算結(jié)果從一個側(cè)面說明我國與發(fā)達國家分屬于不同發(fā)展階段,我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期,還不具備“明顯高”的

技術(shù)密集度這個典型特征。

以上幾方面充分說明,在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)全球化的條件下,僅根據(jù)一國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來界定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是不科學的。因此,界定我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的工作,只能借助于國際規(guī)范,采用定性為主,定量與定性相結(jié)合、多途徑和多方案綜合比較的方法,才能比較真實地反映中國的實際。具體就是借用OECD界定的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍,參照OECD高技術(shù)產(chǎn)業(yè)目錄,即將OECD確定的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍作為“菜單”在我國現(xiàn)行國民經(jīng)濟行業(yè)分類中找出與之相同和相近的制造業(yè)行業(yè),這些行業(yè)即可大致被認定為我國的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在此基礎(chǔ)上,采用專家評判法,甄別那些內(nèi)容不十分清晰的行業(yè),剔除那些從我國的情況看明顯算不上高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的部分,最終確定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)目錄。

這里的關(guān)鍵問題是如何將“菜單”和我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)相對應(yīng)。因為OECD的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分類目錄采用的是國際標準產(chǎn)業(yè)分類(ISIC)第二版,而我國現(xiàn)行國民經(jīng)濟行業(yè)分類和代碼(GB/T4754-94)在修訂時參照了ISIC第3版。所以,兩者之間沒有一一對應(yīng)關(guān)系,無論就產(chǎn)業(yè)的大、中、小類別的劃分,還是彼此所包含的內(nèi)容大多存在差異。因此,在具體操作上要做的事是使我國現(xiàn)行國民經(jīng)濟行業(yè)分類和代碼與國際產(chǎn)業(yè)分類(ISIC)第2版盡量等效。

3、高技術(shù)統(tǒng)計的開展

①省市高新技術(shù)產(chǎn)品統(tǒng)計。廣東省于1989年率先在全國建立了高技術(shù)產(chǎn)品調(diào)查制度,隨后江蘇、北京、遼寧等省市都開展了基于產(chǎn)品的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計。但由于各省市的標準缺乏可比性,省市之間無法有效地進行比較。

②高新技術(shù)產(chǎn)品進出口統(tǒng)計。依據(jù)美國等國對高技術(shù)產(chǎn)品的劃分標準進行出口貿(mào)易統(tǒng)計,科技部和海關(guān)總署合作已進行了多年統(tǒng)計,1999年科技部又重新制訂了《中國高新技術(shù)產(chǎn)品出口目錄》。這項統(tǒng)計對反映我國高技術(shù)發(fā)展和進出口貿(mào)易狀況起到了重要作用。

③國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)統(tǒng)計。90年代初,我國陸續(xù)批準了53個國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。國家有關(guān)部門對這些高新技術(shù)開發(fā)區(qū)進行了統(tǒng)計,對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的管理、科技政策的制定提供了必要的依據(jù)。

④國家級科技計劃統(tǒng)計。80年代中后期以來,科技部陸續(xù)在全國組織實施了包括國家級攀登、863、攻關(guān)、火炬、星火、成果推廣計劃項目調(diào)查,對我國高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了動態(tài)的跟蹤。由于項目調(diào)查的局限性,難以從總體上對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)總體狀況進行描述。

三、我國高技術(shù)統(tǒng)計面臨的主要問題及對策

1、高技術(shù)與高新技術(shù)的區(qū)別——和國際的不可比性問題

根據(jù)我國目前經(jīng)濟和科學技術(shù)發(fā)展狀況,以及倡導科技成果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的政策需求,有關(guān)部門將高技術(shù)擴展到高新技術(shù),并進行相關(guān)的統(tǒng)計,這是可以理解的。但是,我們應(yīng)看到高新技術(shù)概念與高技術(shù)概念相比,其涵義有很大的擴展。高新技術(shù)的這種提法更偏重于新技術(shù),其范圍是按照某些科學技術(shù)領(lǐng)域進行劃定的。其產(chǎn)品統(tǒng)計的范圍定為凡是與某些科學技術(shù)有關(guān)的產(chǎn)品均列為高新技術(shù)產(chǎn)品,也就是將按照嫁接、引入新技術(shù)生產(chǎn)的,或通過購買的新設(shè)備、新機器所生產(chǎn)的新的最終產(chǎn)品均列為高新技術(shù)產(chǎn)品,而并不涉及這些產(chǎn)品的生產(chǎn)方式和中間產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)。其統(tǒng)計結(jié)果,往往過高地反映(或者說估計)了我國高技術(shù)的發(fā)展狀況;從統(tǒng)計上比較,與國際標準有著很大區(qū)別。

2、建立全國統(tǒng)一的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查制度的問題

基于產(chǎn)品的形式對高新技術(shù)進行統(tǒng)計,可以說是我國特有的統(tǒng)計標準。在我國經(jīng)濟日益融入世界經(jīng)濟、科學技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,采用國際上普遍承認的OECD基于產(chǎn)業(yè)的形式對高技術(shù)進行統(tǒng)計的方法,并逐步淡化“高新技術(shù)”概念,統(tǒng)計分類和基本指標逐步與國際高技術(shù)統(tǒng)計標準接軌、一致,是我們今后必然的選擇。

根據(jù)我國當前的科技統(tǒng)計現(xiàn)狀,和現(xiàn)有的經(jīng)濟和科技發(fā)展水平,可以在現(xiàn)有各省市高新技術(shù)產(chǎn)品統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,科技部根據(jù)1999年制訂的《中國高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》在全國范圍內(nèi)基于產(chǎn)品的形式對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)進行常規(guī)性調(diào)查,避免各地自行其事,各按各的高技術(shù)產(chǎn)品目錄統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果互不可比,水分極大,最后莫衷一是。同時,要跟蹤國際高技術(shù)統(tǒng)計的發(fā)展趨勢,采用國際規(guī)范,基于產(chǎn)業(yè)的形式對高技術(shù)進行統(tǒng)計,按相應(yīng)的國際標準進行必要的對比分析,這樣才能適時并且全面地、科學地和準確地反映我國高技術(shù)發(fā)展狀況,為決策部門制定相關(guān)政策提供較為完備的數(shù)據(jù)、信息,避免統(tǒng)計評價走樣,產(chǎn)生誤導。采取這樣的雙軌制的統(tǒng)計方式,是當前形勢下高技術(shù)統(tǒng)計一種比較穩(wěn)妥的過渡方法。

3、我國科技統(tǒng)計標準與國際標準接軌的問題

現(xiàn)在,隨著經(jīng)濟、科技全球一體化的發(fā)展,統(tǒng)計標準國際化是科技統(tǒng)計發(fā)展的必然趨勢。我國現(xiàn)行的科技統(tǒng)計調(diào)查制度是一個多主題的綜合性科技活動調(diào)查制度,這和國外RD統(tǒng)計和技術(shù)創(chuàng)新專項統(tǒng)計調(diào)查制度有很大的區(qū)別。RD投入統(tǒng)計不是按全成本核算口徑計量,RD活動的間接費用沒有分攤到RD活動中去,使我國RD投入水平較實際發(fā)生明顯偏低,很難采用一整套RD的年度系列數(shù)據(jù)對高技術(shù)進行評價。

關(guān)于高技術(shù)統(tǒng)計的評價標準,將技術(shù)開發(fā)人員占職工總數(shù)的比例,技術(shù)開發(fā)經(jīng)費占產(chǎn)品銷售收入的比例,或?qū)D經(jīng)費占產(chǎn)品銷售收入的比例作為標準是不科學、不適宜的。技術(shù)開發(fā)是我國特有的計劃經(jīng)濟體制下的科技統(tǒng)計概念,泛指以工業(yè)企業(yè)為主體的科技活動,包括企業(yè)內(nèi)部RD活動,以及運用科技成果對已有產(chǎn)品、材料、技術(shù)方法、工藝流程和裝置等進行技術(shù)上的重大改進的活動等。由此可見,其含義比RD活動的涵義大,統(tǒng)計范圍廣,其人員統(tǒng)計包括了大量的一般職工,經(jīng)費統(tǒng)計包括了購買一般技術(shù)的費用,甚至包括購買機器設(shè)備的費用。采用技術(shù)開發(fā)統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為評價高技術(shù)的標準,往往也是不得已的辦法。技術(shù)開發(fā)的涵義與高技術(shù)的評價標準是不對稱的,使用類似技術(shù)開發(fā)等指標作為判別高技術(shù)的標準不適宜的。按照這些統(tǒng)計標準進行高技術(shù)統(tǒng)計評價,所帶來的誤差是難以克服的。

高技術(shù)統(tǒng)計評價是整個科技統(tǒng)計的重要組成部分,與其它科技統(tǒng)計有著密切的關(guān)系。若不將我國的科技統(tǒng)計標準與國際標準接軌,仍將科技統(tǒng)計框架基礎(chǔ)停留在技術(shù)開發(fā)或涵義寬泛的科技活動等模式上,或者不能獲得RD的質(zhì)量較高的系統(tǒng)性數(shù)據(jù),勢必影響在原始、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層次上對高技術(shù)的統(tǒng)計評價。切實加強整個科技統(tǒng)計的基礎(chǔ)工作,是作好高技術(shù)統(tǒng)計工作的重要保證。

參考文獻:1、《中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)界定方法的研究》課題研究報告,中國科技促進發(fā)展研究中心

從高技術(shù)的涵義出發(fā),其統(tǒng)計內(nèi)容主要有以下三個方面內(nèi)容:

1、高技術(shù)的研究與發(fā)展(RD)狀況

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關(guān)鍵詞:機械設(shè)計制造;自動化技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

中圖分類號:TH122;TH16 文獻標識碼:A 文章編號:

當前,在我國現(xiàn)代化制造業(yè)中,機械設(shè)計制造已經(jīng)成為非常重要的組成部分。并且,在我國國民經(jīng)濟發(fā)展過程,機械設(shè)計制造發(fā)揮著重大作用。為了實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展,改進機械設(shè)計制造技術(shù),成為必然的發(fā)展趨勢。近些年來,我國在機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)發(fā)展方面取得了一定的成效,但相比于國際先進水平,還存在一定差距,有待采取措施進一步加強。

1現(xiàn)代機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)分析

1.1現(xiàn)代機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)概念

機械設(shè)計制造在傳統(tǒng)工科專業(yè)中,屬于非常重要的組成部分,其發(fā)展與應(yīng)用狀況,直接關(guān)系到國家社會經(jīng)濟及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展狀況。當前,在外部不斷變化發(fā)展社會經(jīng)濟環(huán)境的影響下,機械設(shè)計制造及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展步伐也在不斷加快,并且也取得了一定的成效。由于傳統(tǒng)機械設(shè)計制造技術(shù),無法滿足現(xiàn)代工業(yè)以及時展的需求,并且在新技術(shù)不斷發(fā)展形勢的推動下,自動化這種新型技術(shù)隨之誕生。

1.2現(xiàn)代機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)應(yīng)用意義

自動化技術(shù),對傳統(tǒng)技術(shù)有所改進,并且在機械設(shè)計制造中得到較為廣泛的應(yīng)用。自動化技術(shù)的發(fā)展與具體應(yīng)用,彌補了傳統(tǒng)機械設(shè)計制造行業(yè)中存在的一些不足:增加了行業(yè)內(nèi)容、擴大了行業(yè)的定義范圍。同時自動化技術(shù)的應(yīng)用,使得在生產(chǎn)機械相關(guān)產(chǎn)品過程,提升了制造工藝的精確度;借助電子信息技術(shù),工藝變量的控制度更為嚴格,促進無人化、智能化機械制造管理的實現(xiàn),同時實現(xiàn)了生產(chǎn)成本的降低和生產(chǎn)效率的提升。此外,而由于自動化技術(shù)的融入,使得機械相關(guān)產(chǎn)品的價值有所提升,應(yīng)用功能也隨之增多。

2機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段,我國機械設(shè)計制造及自動化技術(shù),在社會經(jīng)濟以及科學技術(shù)的帶動下,得到了一定程度的發(fā)展,并且開始在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但相比于西方發(fā)達國家,我國該項技術(shù)的水平,尚未達到國際化的高水準。根據(jù)當前的形勢來看,我國機械設(shè)計制造及自動化技術(shù),未來還需要朝著人性化、智能化、模塊化、綠色化以及生活化這幾個方面發(fā)展,以滿足時展的要求,從而更好的為工業(yè)和社會發(fā)展服務(wù)。接下來,筆者將針對這幾個方面,展開較為詳細的論述:

2.1人性化發(fā)展趨勢

在全社會倡導“以人為本”理念的形勢下,機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)將來勢必要朝著人性化方向發(fā)展。無論是從社會市場經(jīng)濟發(fā)展角度而言,還是從企業(yè)自身的發(fā)展層面來看。任何一項技術(shù),只有符合人性化特征,才屬于真正意義上為人類服務(wù)的技術(shù),才能夠真正促進人類社會的發(fā)展,才能真正的滿足人們需求,最終獲得人們的認可。為此,機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)在未來的發(fā)展過程中,還應(yīng)根據(jù)人類生產(chǎn)與生活的現(xiàn)實需求,做出相應(yīng)調(diào)整,盡可能生產(chǎn)與人們需求相符的人性化產(chǎn)品,從而為人們提供諸多便利,進而為人類的可持續(xù)發(fā)展做貢獻。

2.2智能化發(fā)展趨勢

在科學技術(shù)不斷發(fā)展與進步的趨勢下,可以說,現(xiàn)階段各個領(lǐng)域都在追求智能化。究其原因主要在于:智能化的實現(xiàn),能夠?qū)⑷肆姆爆嵉膭趧又薪夥懦鰜?,促進生產(chǎn)力水平的提升和工作效率的提高。機械設(shè)計制造及自動化技術(shù),通過智能化發(fā)展,能夠有效拓展應(yīng)用范圍,同時增加機械產(chǎn)品附加值,以適應(yīng)現(xiàn)代社會生產(chǎn)的需求。

2.3模塊化發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代社會生產(chǎn)與發(fā)展過程,模塊化已經(jīng)成為了一種非常重要的思維。機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)的模塊化發(fā)展與應(yīng)用,將大幅度提高機械產(chǎn)品的生產(chǎn)速度與效率,同時促進產(chǎn)品精確度、標準化水平的提升,以實現(xiàn)機械制造業(yè)的標準化、規(guī)范化、效率化生產(chǎn)。如此可見,機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)的模塊化發(fā)展,將在推動整個社會生產(chǎn)與發(fā)展過程,發(fā)揮重大作用。

2.4綠色化發(fā)展趨勢

從國內(nèi)現(xiàn)狀來看,在政府大力推進城市化、工業(yè)化發(fā)展過程中,社會經(jīng)濟雖然得到了快速的發(fā)展,但與此同時,也帶來了一些負面影響,如環(huán)境污染嚴重,影響到人類社會的可持續(xù)發(fā)展。為了有效改善這種狀況,實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展,機械設(shè)計制造及自動化的綠色化發(fā)展則成為必然的趨勢。機械產(chǎn)品生產(chǎn)與發(fā)展的目的,主要就是為了滿足人們的需求,為人們提供生產(chǎn)與生活便利,為人們營造更好的生活條件。

2.5生活化發(fā)展趨勢

機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,其目的主要就是為人們的生產(chǎn)與生活提供方便。因而,機械產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)該緊密結(jié)合人類的生產(chǎn)與生活,將其生活化特征體現(xiàn)出來?,F(xiàn)階段,我國機械設(shè)計制造及自動化技術(shù),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居住、辦公等領(lǐng)域,都得到了較為廣泛的應(yīng)用。自動化技術(shù)的發(fā)展,為人們帶來了諸多便利。在未來,機械設(shè)計制造及自動化技術(shù),還需要進一步朝著生活化方向發(fā)展,以充分體現(xiàn)機械產(chǎn)品的實用價值。

3結(jié)束語:

綜上所述,文章主要針對機械設(shè)計制造及自動化概念及應(yīng)用意義,以及未來的發(fā)展方向展開了研究,希望能夠為我國機械制造行業(yè)的進一步發(fā)展,提供部分可借鑒的理論依據(jù)。

參考文獻:

[1]閉業(yè)傾.機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向研究[J].科技與企業(yè).2014(10)

[2]張玉芝.新時期機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)特色分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇.2014(09)

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3D(Three Dimensions)打印技術(shù),是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層添加的方式來構(gòu)造三維物體的增材制造技術(shù)。事實上,3D打印技術(shù)和3D打印機在一些歐美發(fā)達國家的應(yīng)用已經(jīng)相當普遍。

目前,3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)方向主要有兩個:快速成型和快速制造?,F(xiàn)在大家提到的3D打印技術(shù)應(yīng)用很大一部分是指快速成型,其次才是快速制造,而快速成型與快速制造兩方面又是相輔相成的。

比如外觀設(shè)計、功能測試、結(jié)構(gòu)測試、概念模型等等都是屬于快速成型。也就是將你的想法變成一個實體擺在你面前,你可以感受它,體驗它,這就是快速成型。目前,3D打印技術(shù)應(yīng)用最廣的領(lǐng)域都是在快速成型范疇里。

而在快速制造方面,3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件,從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期,提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比,三維打印技術(shù)還擁有如下優(yōu)勢:通過摒棄生產(chǎn)線而降低了成本;大幅減少了材料浪費;而且,它還可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的外形。另外,在具有良好設(shè)計概念和設(shè)計過程的情況下,三維打印技術(shù)還可以簡化生產(chǎn)制造過程,快速有效又廉價地生產(chǎn)出單個物品。對鐘表這種個性化產(chǎn)品的生產(chǎn)很有吸引力。

人們已經(jīng)使用該技術(shù)打印出了鐘表。美國麻省理工學院(MIT)的博士生彼得·施密特就打印出了一個類似于祖父輩使用的鐘表的物品。今年百達翡麗推出的最復雜手表的后續(xù)型號6002,是用3D打印技術(shù)制作的表殼模型??ǖ貋喴苍谑褂?D打印技術(shù)。

一臺3D打印機可以制造出各種各樣的產(chǎn)品,并且不需要大量的前期投資。在3D打印機上打印1000個不同的產(chǎn)品與打印1000個相同的產(chǎn)品,成本是一樣的,定制的成本幾乎消失。

盡管具有這些優(yōu)勢,3D打印制造并不具有規(guī)模經(jīng)濟。對于一個靠大規(guī)模生產(chǎn)獲取邊際利潤的企業(yè)來說,達到規(guī)模效益非常重要。然而,如果一家企業(yè)的商業(yè)模式是銷售少量獨特的、不斷變化的或者定制的、具有高邊際收益的產(chǎn)品,那么3D打印制造技術(shù)代表了革命性的飛躍。

鐘表是具有規(guī)模生產(chǎn)和多樣化、定制化特點的產(chǎn)品。3D打印技術(shù)給未來鐘表制作提供了一條融大規(guī)模生產(chǎn)和手工生產(chǎn)于一體的新途徑。

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關(guān)鍵詞:綠色建筑技術(shù);技術(shù)成熟度;技術(shù)創(chuàng)新

中圖分類號:TU023 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2015)024-000-02

一、引言

在綠色建筑技術(shù)創(chuàng)新方面,我國已接近高端技術(shù)研究領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。但是,綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用程度與研發(fā)程度存在較大的脫節(jié),很多理論上和制造上成熟的技術(shù)得不到推廣,少數(shù)得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)(如節(jié)能燈、節(jié)水龍頭)僅僅是部件層面的技術(shù)。目前綠色建筑新技術(shù)處于一個分散發(fā)展而又成熟度不均的狀態(tài),對新技術(shù)的實用性、適用性都缺乏系統(tǒng)認識,不利于對新技術(shù)的開發(fā)、改進和推廣。

本文旨在研究當前的綠色建筑新技術(shù)的成熟度,從而了解綠色建筑技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用和潛力狀況。所謂“新技術(shù)”,是相對于傳統(tǒng)的、已廣泛應(yīng)用或被熟知的綠色建筑技術(shù)而言的,如太陽能熱水器、節(jié)能燈等傳統(tǒng)技術(shù)。這些新技術(shù)處于概念構(gòu)建、研發(fā)、實驗、試點使用等階段,研究這些新技術(shù)的成熟度,有助于把握綠色建筑技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

二、綠色建筑新技術(shù)

《綠色建筑技術(shù)導則》(2005)給出了“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地與環(huán)境保護”的技術(shù)框架,據(jù)此系統(tǒng)回顧了16項當前新興的綠色建筑技術(shù),既包括主動式的設(shè)備節(jié)能,也包括被動式的設(shè)計節(jié)能。

1.節(jié)能新技術(shù)

(1)熱泵技術(shù)。熱泵可以使用少量電能以高效地向建筑物供冷或供熱,從而有效降低建筑物能耗,可分為水源熱泵與空氣源熱泵。熱泵在我國主要應(yīng)用于大型公共建筑場所,如上海世博會場館利用黃浦江水源熱泵實現(xiàn)供冷。

(2)光伏建筑一體化。綜合考慮了光伏系統(tǒng)發(fā)電效率、光伏組件與建筑之間的融合以及系統(tǒng)美觀性等因素,既達到效率最大化,又滿足建筑外形美觀和功能實用要求。

(3)建筑輻射性供熱。輻射型供熱是一個調(diào)節(jié)房間熱微氣候的節(jié)能供熱系統(tǒng)[2],分為垂直板輻射、天花板輻射以及地板輻射,既避免了吹風感,同時保證了適宜溫度。

(4)建筑熱量再循環(huán)。熱量再循環(huán)實際上就是收集建筑物的廢熱進行供熱,如冷凝式熱水器通過吸收建筑排出的高溫煙氣來預熱冷水,能達到96%以上的熱效率。

(5)新能源玻璃。新能源玻璃是先進的玻璃材料、高節(jié)能的晶體硅和仿真模型軟件的綜合體,能夠同時阻擋太陽輻射、集中陽光,并轉(zhuǎn)換為太陽能。

(6)墻體蓄熱。墻體蓄熱材料白天將主體結(jié)構(gòu)多余熱量儲存起來,晚上逐漸將熱量釋放到室內(nèi),用以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

(7)雙層通風幕墻/窗戶。雙層通風幕墻/窗戶在夏季開啟風口,進行自然通風,降低空氣層內(nèi)的溫度,減少太陽輻射熱對室內(nèi)的影響;冬季關(guān)閉風口形成溫室,起到保溫作用。

2.節(jié)材新技術(shù)

(1)新型保溫材料。新型外墻及屋面保溫材料,如聚氨酯泡沫板、水泥聚苯板、聚苯顆粒保溫料漿等,新型門窗類材料,如斷橋式鋁塑復合窗、納米復合材料、Low-E中空玻璃等,都具有更為良好的保溫隔熱功能。

(2) 3D建筑打印。將3D打印技術(shù)運用到建筑部件甚至整棟建筑中,可以根據(jù)構(gòu)、部件甚至整棟建筑的三維模型數(shù)據(jù),通過材料累加的方式用3D打印成型設(shè)備制成實物,大大節(jié)省建筑材料。

3.節(jié)地新技術(shù)

(1)立體綠化。城市綠化最大的問題是缺少土地,在建筑物屋頂、墻體等圍護結(jié)構(gòu)上運用綠化技術(shù)可解決此問題。此外,屋頂和墻面植物的基質(zhì),本身也具有很好的保溫隔熱功能。

(2)立體車庫。立體車庫成為城市建筑有效的節(jié)地措施,目前有升降橫移式立體車庫、巷道堆垛式立體車庫、垂直升降式立體車庫、簡易升降式立體車庫等。

4.節(jié)水新技術(shù)

(1)膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器(MBR)被視為“21世紀最佳實用技術(shù)”,能實現(xiàn)建筑物的污水處理和中水回用。

(2)人工濕地。當建筑污水通過人工濕地時,污染物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)被分解或吸收,使水質(zhì)得到凈化和循環(huán)利用,但也存在占地面積大等問題。

5.其他綠色建筑創(chuàng)新技術(shù)

(1)新型采光墻體。新型采光墻體將半透光材料與新型建筑材料相結(jié)合,滿足采光要求的同時保證外立面的完整性。目前包括透明混凝土、透明水泥、高透明發(fā)電膜等,都在項目中得到了適用。上海世博會意大利館的大面積“玻璃幕墻”實際上就是透明混凝土墻。

(2)智能建筑。智能建筑的基本思路是優(yōu)化設(shè)計建筑設(shè)備的運行系統(tǒng),結(jié)合建筑(群)情況加強能源的梯級利用,并采取最有效的供熱和制冷方式。

(3)光合作用建筑。建筑表面的綠藻進行光合作用而快速生長,循環(huán)系統(tǒng)過濾出部分綠藻,將其轉(zhuǎn)化為沼氣并輸送到燃燒爐,從而為整棟建筑供能或貯存到熱量存儲系統(tǒng)中,保證建筑能量自給自足。

三、綠色建筑新技術(shù)成熟度的度量

1.技術(shù)成熟度的概念及度量

技術(shù)成熟度(Technology Maturity)有多種概念,張玉杰(1999)將技術(shù)成熟度定義為運用某項技術(shù)所生產(chǎn)出的產(chǎn)品(或服務(wù))在市場上占有率的變化情況。顧宏(2004)認為科技成果的成熟度應(yīng)包括產(chǎn)業(yè)化實用程度和經(jīng)濟可行性程度兩個方面,反映了科技成果與產(chǎn)業(yè)化的差距。朱毅麟(2009)認為技術(shù)成熟度就是“技術(shù)就緒水平”,指單項技術(shù)在研發(fā)過程中所達到的一般性可用程度。從以上定義可以看出,技術(shù)成熟度強調(diào)了技術(shù)的可用性及適用程度,即技術(shù)產(chǎn)品具有的實用程度和產(chǎn)業(yè)擴散的程度。

對技術(shù)成熟度的度量,William Notle(2004)提出了度量的三個層次維度:技術(shù)就緒水平(TRL)、制造就緒水平(MRL)和項目就緒水平(PRL)。技術(shù)就緒水平用于度量技術(shù)研發(fā)階段的成熟程度;制造就緒水平用于度量生產(chǎn)制造一項技術(shù)所需要的制造工藝成熟情況和生產(chǎn)系統(tǒng)就緒情況;項目就緒水平用于度量涉及技術(shù)應(yīng)用的項目管理問題。三個維度具有遞進關(guān)系:技術(shù)就緒表明該技術(shù)已經(jīng)能夠在實驗室實現(xiàn);制造就緒表明已經(jīng)具備了社會化制造的條件;項目就緒表明已經(jīng)較廣泛地應(yīng)用到實際項目中。

2.綠色建筑新技術(shù)的成熟度度量

根據(jù)技術(shù)成熟度理論,可以將技術(shù)就緒水平、制造就緒水平和項目就緒水平用于綠色建筑新技術(shù)的成熟度度量,從而了解各項新技術(shù)目前的發(fā)展及應(yīng)用狀況。

根據(jù)郭道勸(2010)的研究,技術(shù)就緒、制造就緒和項目就緒可細分為具體指標,如表1所示,逐項對上述各綠色建筑新技術(shù)的實現(xiàn)程度打鉤。根據(jù)遞進關(guān)系,在一個層次維度上,只有存在某個細分指標項“完全實現(xiàn)”,才可認為技術(shù)的成熟度達到了該維度水平。

例如建筑輻射性供熱技術(shù)在“技術(shù)就緒水平”中的四項指標均表現(xiàn)為“完全實現(xiàn)”,說明該技術(shù)成熟度至少已達到技術(shù)就緒;其“制造就緒水平”中在“新的制造概念和可能解決的方案確定”和“材料可用性”兩項指標上表現(xiàn)為“完全實現(xiàn)”,在“材料及工藝方法確定”項指標上表現(xiàn)為“部分實現(xiàn)”,可以認為已經(jīng)達到制造就緒;而在“項目就緒水平”的四個指標中均沒有表現(xiàn)為“完全實現(xiàn)”,因此認為該技術(shù)還未達到項目就緒,應(yīng)處于前一階段的制造就緒的成熟程度。

同理對所有的16項目綠色建筑新技術(shù)逐一評價,分別得到成熟度水平,包括項目就緒技術(shù)8項,制造就緒技術(shù)5項和技術(shù)就緒技術(shù)3項。各項技術(shù)按成熟度分類詳見表2。

總體來看,絕大部分為項目就緒和制造就緒的階段,可用性較高;一半以上的技術(shù)為項目就緒水平,說明其成熟度較高,或多或少已實際應(yīng)用于建設(shè)項目中。但這些的新技術(shù)應(yīng)用,大多以政府性、市政公共項目為主,商業(yè)項目偏少。近三分之一的技術(shù)處于制造就緒水平,表明該類技術(shù)的制造能力雖已成熟,但應(yīng)用到實際建筑物的條件還不夠充足,因此未能得到廣泛應(yīng)用,同時也說明這些技術(shù)是最具應(yīng)用潛力的。技術(shù)就緒技術(shù)即成熟度偏低的新技術(shù)相對較少,但在未來可能會出現(xiàn)更具突破性的新技術(shù)。

四、綠色建筑新技術(shù)的成熟度與技術(shù)創(chuàng)新

Sood和Tellis(2005)認為,技術(shù)創(chuàng)新可以分為三個層面:平臺創(chuàng)新、設(shè)計創(chuàng)新和部件創(chuàng)新。平臺創(chuàng)新是指一種基于科學原理的新技術(shù)的出現(xiàn),且該技術(shù)明顯地不同于現(xiàn)存技術(shù)。設(shè)計創(chuàng)新是指在同一技術(shù)平臺下,不同部件之間關(guān)系與組合的重新構(gòu)造。部件創(chuàng)新是指在同一技術(shù)平臺下,使用了新零件或新的原材料。部件創(chuàng)新和設(shè)計創(chuàng)新是增量創(chuàng)新,是對現(xiàn)有技術(shù)的改進或調(diào)整;平臺創(chuàng)新可理解為突破性創(chuàng)新,它與增量創(chuàng)新相反,并不是在原有技術(shù)和方法上改進,而是開辟新的技術(shù)軌道,形成新的技術(shù)平臺。

根據(jù)綠色建筑新技術(shù)的技術(shù)形成原理分析每項技術(shù)的創(chuàng)新層級。例如,新型保溫材料與現(xiàn)有外墻保溫材料相比使用了新的材料,是典型的部件創(chuàng)新;光伏建筑一體化是在現(xiàn)有技術(shù)和部件的基礎(chǔ)上,對光伏板和建筑物進行了新的組合優(yōu)化,因此屬于設(shè)計創(chuàng)新。16項新技術(shù)的創(chuàng)新性與成熟度分類如圖1所示,由此可以探究技術(shù)創(chuàng)新與成熟度之間的內(nèi)在聯(lián)系。

成熟度最高的8項“項目就緒技術(shù)”都屬于增量創(chuàng)新(設(shè)計創(chuàng)新和部件創(chuàng)新)。在最具有應(yīng)用潛力的5項“制造就緒技術(shù)”中,有2項為平臺創(chuàng)新,3項為設(shè)計和部件創(chuàng)新。而更不成熟的“技術(shù)就緒技術(shù)”以平臺創(chuàng)新為主。

由此可見,綠色建筑新技術(shù)的成熟度與其本身的創(chuàng)新性具有聯(lián)系,目前成熟度最高的項目就緒技術(shù)主要是部件創(chuàng)新和設(shè)計創(chuàng)新技術(shù),它們是在原有技術(shù)上進行改進,因此更易被接受和推廣。相比之下,平臺創(chuàng)新層的綠建新技術(shù)主要處于制造就緒水平和技術(shù)就緒水平,說明這些技術(shù)的成熟度偏低,可能的原因是平臺創(chuàng)新技術(shù)需要打破原有技術(shù)軌道和接受全新的技術(shù)理念,推廣的阻力較大,但其帶來的綠色收益往往更具突破性和革新性,是未來綠色建筑技術(shù)的新方向。

五、總結(jié)

綠色建筑新技術(shù)作為新興的戰(zhàn)略層技術(shù),其成熟度直接關(guān)系到綠色建筑推廣的可行性,進而直接影響綠色建筑推進的進度。研究綠色建筑新技術(shù)的成熟度,可以獲得對當前技術(shù)的存在性、可用性和適用性的全面認識,了解綠色建筑技術(shù)的使用情況、開發(fā)潛力和未來方向,對綠色建筑技術(shù)的實際應(yīng)用和開發(fā)創(chuàng)新都具有一定意義。

參考文獻:

[1]張玉杰,企業(yè)技術(shù)預警[J].北京市計劃勞動管理干部學院學報,1999(3):41-42.

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關(guān)鍵詞:增材制造,三維打印

中圖分類號:N04 ;TP3文獻標識碼:A文章編號:1673-8578(2013)04-0046-04

收稿日期:2013-07-15

作者簡介:余前帆(1969—),男,江西樟樹人,碩士,全國科學技術(shù)名詞審定委員會副編審,主要研究方向為計算機科學技術(shù)等。通信方式:yuqf@cnctstgovcn。

近來,3D打印這一名詞頻頻出現(xiàn)在有關(guān)科技創(chuàng)新的新聞報道中,越來越多的讀者開始注意到3D打印技術(shù)和3D打印機。這種數(shù)字化信息技術(shù)與新材料的結(jié)合,被西方媒體譽為將帶來“第三次工業(yè)革命”的新技術(shù),已經(jīng)開始撼動傳統(tǒng)的制造行業(yè),必將催生以定制式數(shù)字制造為特征的新時代。為了使讀者對3D打印技術(shù)有所了解,我們在這里對3D打印技術(shù)及相關(guān)名詞和概念進行簡要的介紹。

一三維打印概念的起源

從構(gòu)詞結(jié)構(gòu)上看,3D打印是包含英文字母的漢語字母詞,并不是一個規(guī)范的術(shù)語。它的英文全稱為three dimensional printing(簡稱為3D printing或3DP),中文名稱應(yīng)為三維打印,也有資料譯作三維印刷。三維打印技術(shù)誕生于20世紀80年代的美國,中國從1991年開始研究三維打印技術(shù),當時的名稱叫快速原型技術(shù)(rapid prototyping,RP),即開發(fā)樣品之前的實物模型。

三維打印作為科技名詞具有狹義和廣義兩種概念。狹義上的三維打印在業(yè)內(nèi)專指快速成型制造的一種工藝,它是于20世紀80年代由美國麻省理工學院教授伊曼紐爾·薩克斯(Emanuel M Sachs)和他的學生保羅·威廉姆斯(Paul Williams)發(fā)明的。這種工藝的流程是,先鋪好粉末,然后用噴墨打印機的方式噴出黏結(jié)劑,反復操作,最后打印出產(chǎn)品。

二廣義的規(guī)范名稱:增材制造

為便于快速原型制度技術(shù)的推廣和公眾的接受,業(yè)界把這一類基于離散——堆積原理,由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動直接制造零件的科學技術(shù)體系,統(tǒng)稱為三維打印,也就是廣義上的三維打印,但是在國內(nèi)外學術(shù)界和政府文件里則稱為增材制造(additive manufacturing, AM;英文也曾寫作material increase manufacturing,MIM)[1]。

通俗地講,增材制造是相對傳統(tǒng)制造業(yè)采用的減材制造而言的。減材制造就是通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削、去除,從而最終生產(chǎn)出成品。與減材制造方法正相反,增材制造是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術(shù),它將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面,通過對材料處理并逐層疊加進行生產(chǎn),就好比用磚頭砌墻,逐層增加材料,最終形成物件。它是一種“自下而上”的制造方法,大大降低了制造的復雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復雜的工藝、龐大的機床、眾多的人力,直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件,使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。從技術(shù)上說,增材制造技術(shù)具有數(shù)字制造、降維制造、堆積制造、直接制造、快速制造等五大技術(shù)特征①。增材制造技術(shù)的核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學的結(jié)合,它是以計算機三維設(shè)計模型為藍本,通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng),利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié),最終疊加成型,制造出實體產(chǎn)品。

近二十年來,增材制造技術(shù)取得了快速的發(fā)展,早期出現(xiàn)過快速制造(rapid manufacturing, RM)、快速原型(rapid prototyping,RP)、快速原型制造(rapid prototype manufacturing, RPM)、分層制造技術(shù)(layered manufacturing technology,LMT)、實體自由制造(solid freeform fabrication, SFF)等不同的名稱,從不同側(cè)面表達了這一技術(shù)的特點。增材制造技術(shù)將會廣泛應(yīng)用在科學研究、航空航天、國防、醫(yī)療、建筑設(shè)計、產(chǎn)品原型、文物保護、制造業(yè)、食品、汽車制造、配件、飾品等領(lǐng)域。

三增材制造技術(shù)的工藝類型

增材制造技術(shù)結(jié)合了眾多當代高新技術(shù),包括計算機輔助設(shè)計、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料技術(shù)等,并將隨著技術(shù)的更新而不斷發(fā)展。自1986年出現(xiàn)至今,短短二十幾年,世界上已有大約二十多種不同的成型方法和工藝,而且新方法和工藝不斷地出現(xiàn)。三維打印機采用的增材制造技術(shù)的主要工藝有:立體光刻、分層實體制造、選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積成型、激光工程化凈成型、無模鑄型制造和三維打印等。

立體光刻(stereo lithography, SLA),也有資料譯成光固化、光造型。這種工藝是由美國的查爾斯·赫爾(Charles Hull)于20世紀80年明,1986年美國3D Systems公司推出商品化樣機SLA1,這是世界上第一臺快速原形系統(tǒng)。其工藝過程是以液態(tài)光敏樹脂為材料充滿液槽,由計算機控制激光束跟蹤層狀截面軌跡,并照射到液槽中的液體樹脂,而使這一層樹脂固化,之后升降臺下降一層高度,已成型的層面上又布滿一層樹脂,然后再進行新一層的掃描,新固化的一層牢固地黏在前一層上,如此重復直到整個零件制造完畢,得到一個三維實體模型。該工藝的特點是原型件精度高,零件強度和硬度好,可制出形狀復雜的空心零件,生產(chǎn)的模型柔性化好,可隨意拆裝,是間接制模的理想方法。缺點是需要支撐,樹脂收縮會導致精度下降,另外樹脂有一定的毒性而不符合綠色制造發(fā)展趨勢等[2]。

分層實體制造(laminated object manufacturing, LOM),也有資料譯成疊層實體制造。這種工藝由美國Helisys公司的邁克爾·費金(Michael Feygin)于1986年研制成功。其工藝原理是根據(jù)零件分層幾何信息切割箔材和紙等,將所獲得的層片黏結(jié)成三維實體。其工藝過程是首先鋪上一層箔材,如紙、塑料薄膜等,然后用激光在計算機控制下切出本層輪廓,非零件部分全部切碎以便于去除。當本層完成后,再鋪上一層箔材,用滾子碾壓并加熱,以固化黏結(jié)劑,使新鋪上的一層牢固地黏結(jié)在已成型體上,再切割該層的輪廓,如此反復直到加工完畢,最后去除切碎部分以得到完整的零件。該工藝的特點是工作可靠,模型支撐性好,成本低,效率高。缺點是前、后處理費時費力,且不能制造中空結(jié)構(gòu)件。由于該工藝材料僅限于紙或塑料薄膜,性能一直沒有提高,因而逐漸走入沒落,大部分機構(gòu)已經(jīng)或準備放棄該工藝。

選擇性激光燒結(jié)(selective laser sintering,SLS),也有資料譯成激光選區(qū)燒結(jié)。這種工藝最早由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的研究員德卡德(CR Dechard)于1989年研制成功。該工藝常采用的材料有金屬、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作為成型材料。其工藝過程是先在工作臺上鋪上一層粉末,在計算機控制下用激光束有選擇地進行燒結(jié),被燒結(jié)部分便固化在一起構(gòu)成零件的實心部分。一層完成后再進行下一層,新一層與其上一層被牢牢地燒結(jié)在一起。全部燒結(jié)完成后,去除多余的粉末,便得到燒結(jié)成的零件。該工藝的特點是材料適應(yīng)面廣,不僅能制造塑料零件,還能制造陶瓷、金屬、蠟等材料的零件。

熔融沉積成型(fused deposition modeling,F(xiàn)DM),也有資料譯成混合沉積建模、熔融擠出成型。這種工藝由美國學者在1988年首次提出,美國Stratasys公司在1992年開發(fā)推出第一臺商業(yè)機型。其工藝過程是以熱塑性成型材料絲為材料,材料絲通過加熱器的擠壓頭熔化成液體,由計算機控制擠壓頭沿零件的每一截面的輪廓準確運動,使熔化的熱塑材料絲通過噴嘴擠出,覆蓋于已建造的零件之上,并在極短的時間內(nèi)迅速凝固,形成一層材料。之后,擠壓頭沿軸向向上運動一微小距離進行下一層材料的建造。這樣逐層由底到頂?shù)囟逊e成一個實體模型或零件。該工藝的特點是使用、維護簡單,制造成本低,速度快,一般復雜程度原型僅需要幾個小時即可成型,且無污染[3]。

激光工程化凈成型(laser engineered net shaping,LENS),也有資料譯成激光近形制造技術(shù)或者激光近凈成型技術(shù)。這種工藝是由美國Sandia國立實驗室首先提出的。它將選擇性激光燒結(jié)工藝和激光熔覆工藝(laser cladding)相結(jié)合,快速獲得致密度和強度均較高的金屬零件。選擇性激光燒結(jié)工藝如前所述。激光熔覆工藝是利用高能密度激光束將具有不同成分、性能的合金與基材表面快速熔化,在基材表面形成與基材具有完全不同成分和性能的合金層的快速凝固過程。激光工程化凈成型工藝既保持了選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成型零件的優(yōu)點,又克服了其成型零件密度低、性能差的缺點[4]。

無模鑄型制造(patternless casting manufacturing,PCM)是由清華大學激光快速成型中心于1997年開發(fā)研制。其工藝過程是首先從零件計算機輔助設(shè)計(CAD)模型得到鑄型CAD模型。通過計算機分層得到截面輪廓信息,再以層面信息產(chǎn)生控制信息。造型時,第一個噴頭在每層鋪好的型砂上噴射黏結(jié)劑,第二個噴頭再沿同樣的路徑噴射催化劑,兩者發(fā)生膠聯(lián)反應(yīng),一層層固化型砂而堆積成型。在得到的砂型的內(nèi)表面涂敷或浸漬涂料之后就可用于澆注金屬。該工藝的特點是制造時間短,無需木模,一體化造型,型和芯同時成型,可制造含自由曲面、曲線的鑄型[5]。

三維打印工藝,即上文所說的由伊曼紐爾·薩克斯教授等人發(fā)明的一種快速原型制造工藝。三維打印工藝與選擇性激光燒結(jié)工藝類似,采用粉末材料成形,如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連接起來的,而是通過噴頭用黏結(jié)劑(如硅膠)將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。具體工藝過程如下:上一層黏結(jié)完畢后,成型缸下降一個距離,供粉缸上升一高度,推出若干粉末,并被鋪粉輥推到成型缸,鋪平并被壓實。噴頭在計算機控制下,按照下一個建造截面的成型數(shù)據(jù)有選擇地噴射黏結(jié)劑建造層面。如此周而復始地送粉、鋪粉和噴射黏結(jié)劑,最終完成一個三維粉體的黏結(jié)。未被噴射黏結(jié)劑的地方為干粉,在成形過程中起支撐作用,成形結(jié)束后易于去除[6]。

四三維打印技術(shù)的延伸:四維打印

當人們正在為三維打印技術(shù)感到驚嘆的時候,科研人員緊接著又推出了四維打印技術(shù)。2013年2月在美國洛杉磯舉辦的“2013科技、娛樂、設(shè)計大會”上,來自美國麻省理工學院自我組裝實驗室的斯凱勒·蒂比茨(Skylar Tibbits)向人們展示了四維打印技術(shù)。

四維打?。╢our dimensional printing,4DP),俗稱4D打印。四維打印是由麻省理工學院與三維打印技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)Stratasys公司的教育研發(fā)部門合作研發(fā)的,是一種無需打印機器就能讓材料快速成型的革命性新技術(shù)。所謂第四維度指的是時間,就是在三維打印的基礎(chǔ)上增加時間元素。人們可以通過計算機軟件設(shè)定模型和時間,讓物體隨著時間的推移自我進行變化,按照產(chǎn)品的設(shè)計自動變形成相應(yīng)的形狀。四維打印的關(guān)鍵材料是記憶合金,準確地說,四維打印是一種能夠自動變形的材料,直接將設(shè)計內(nèi)置到物料當中,不需要連接任何復雜的機電設(shè)備,就能按照產(chǎn)品設(shè)計自動折疊成相應(yīng)的形狀。與之前三維打印概念相比,四維打印具備更大的發(fā)展前景。

注 釋:

① 參見張人佶2013在山西新產(chǎn)業(yè)革命國際論壇——數(shù)字制造、能源互聯(lián)網(wǎng)和高性能計算的發(fā)言《增材制造的技術(shù)特征及發(fā)展?jié)摿Α贰?/p>

參 考 文 獻

[1]林峰,牛祿青3D打印“真面目”[J]新經(jīng)濟導刊,2013(4):38-42

[2]洪嘯吟,孟懷東,陰金香立體光刻技術(shù)[J]感光科學與光化學,1997,15(3):276-286

[3]張慧杰,胡國清,劉文艷,等快速原型技術(shù)研究綜述[J]機械,2004,31(6):1-7

[4]尚曉峰,劉偉軍,王天然,等激光工程化凈成形技術(shù)的研究[J]工具技術(shù),2004,38(1):22-25

篇9

“在上班路上,每天經(jīng)過一家打印公司,之前在這家打印公司的窗戶上偶爾能看到招聘平面設(shè)計人員,但是近日再經(jīng)過這家店面的時候,發(fā)現(xiàn)變成了招聘3D設(shè)計人員?!睆垘煾颠@樣告訴記者。是的,這就是變化,從平面到立體,3D正引領(lǐng)著一場產(chǎn)業(yè)革命的到來。當然3D打印對于現(xiàn)在的企業(yè)而言,要么是天使,要么是魔鬼,但無論3D打印是“天使”,還是“魔鬼”,它至少已經(jīng)在股市上抒寫了一曲“神話”。在美國,兩家高科技公司——3DSystems和Stratesys股價在2012年的美國股市甚是搶眼。其中,在納斯達克上市的Stratesys漲幅達157.8%,在紐約證交所上市的3DSystems股價則增加了近2.5倍。在國內(nèi),近期關(guān)于3D打印應(yīng)用的消息仍然層出不窮,包括通過3D打印打出類生物組織、機器人零部件等,同時有消息稱中國新一代戰(zhàn)機有望全球首個使用3D打印技術(shù)。

據(jù)Wind統(tǒng)計,截至目前,3D打印概念指數(shù)1376.39點,而2012年12月初時不足1000點,遠遠跑贏滬綜指。今年年初至今,3D打印指數(shù)累計漲幅24.72%,高居所有概念板塊漲幅榜首位。龍頭中航重機,昆明機床,海源機械,在今年短短一個月內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了股價3%以上的逆市上漲。

3D打印的新紀元

所謂3D打印技術(shù),是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。同時,3D打印機則出現(xiàn)在上世紀90年代中期,即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。事實上,在過去的一年時間里,3D打印業(yè)界進入了高度活躍期,不僅僅在它的發(fā)源地美國以及一些歐洲發(fā)達國家,在中國,3D打印技術(shù)已經(jīng)蔓延至我們?nèi)粘I畹拿總€角落,從小朋友的“喜羊羊”牙刷和定制玩具到父母的立體婚紗照,再到爺爺奶奶的助聽器,3D打印技術(shù)讓每個人都感到了精細并從中受益。另外,3D打印還可廣泛應(yīng)用于輔助軍事技術(shù)研發(fā)。報道稱,在軍事領(lǐng)域,3D打印技術(shù)給裝備保障帶來的變化無疑是革命性的。在未來信息化戰(zhàn)場上,技術(shù)保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機,直接把所需的部件一個一個地打印出來,裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰(zhàn)場。另外,3D打印還可廣泛應(yīng)用于輔助軍事技術(shù)研發(fā)。有專家預測,未來不僅小型槍支、簡單物資可實現(xiàn)打印,軍艦、飛機、坦克等大型、復雜的武器裝備,甚至食物、軍事基地等都可用3D打印機直接或間接“制造”出來。目前,美國軍方已使用3D打印技術(shù)輔助制造某型導彈彈出式點火器模型,并取得了良好的效果。

對此有市場人士表示,長期來看,3D打印設(shè)備在醫(yī)療、文化藝術(shù)品等多個行業(yè)都會迎來更廣泛的應(yīng)用,其未來確實有可能引發(fā)一次“工業(yè)革命”,影響力在某種程度上甚至可以超過“物聯(lián)網(wǎng)”概念,3D打印概念股市效應(yīng)或?qū)椭飘斈甑摹盎ヂ?lián)網(wǎng)概念炒作浪潮”。

核心技術(shù)企業(yè)值得關(guān)注

事實上,作為一項較新的技術(shù),3D打印的發(fā)展前景充滿了不確定風險。但也有分析人士認為,3D打印產(chǎn)業(yè)鏈從最初的原材料處理、設(shè)備制造直到最后的打印應(yīng)用與服務(wù),即使只有一小部分消費品通過3D打印的方式來制造,這也將是一個萬億規(guī)模的巨大市場。那么,哪些公司有望在3D打印機的發(fā)展過程中受益?

有市場人士認為,與3D打印機關(guān)聯(lián)性大的公司都有望受益,其中包括上游行業(yè)的企業(yè),如激光制造公司、塑料公司等;也包括3D打印技術(shù)能為其創(chuàng)新提供良好條件的下游行業(yè)的公司,如服裝公司、汽車公司、船舶公司等;此外,還包括3D打印機制造公司,若3D打印技術(shù)在市場推廣,3D打印機制造公司將獲得巨額利潤。

篇10

(1)數(shù)控技術(shù)的概念

數(shù)控技術(shù)是在傳統(tǒng)機械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用數(shù)字控制技術(shù)來進一步提高機械加工的質(zhì)量,并且結(jié)合傳統(tǒng)機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進行機械加工運動。較傳統(tǒng)機械加工技術(shù)來說,其不但具有高準度與高效率,同時還具備柔性自動化等優(yōu)點,國內(nèi)現(xiàn)在對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用主要是預先編制好程序,再通過控制程序來控制設(shè)備,一般采用計算機進行控制。

(2)數(shù)控加工技術(shù)的主要特點

數(shù)控加工技術(shù)可以簡便的改變相關(guān)工藝參數(shù),因此在進行換批加工與研制新產(chǎn)品時非常方便。另外,像普通機床很難完成的加工復雜零件與零件曲面形狀等,利用數(shù)控加工技術(shù)都可以高質(zhì)量量完成。數(shù)控加工技術(shù)采用模塊化標準工具,在換刀與安裝方面都節(jié)省了很多時間,同時對工具的標準化程度與管理水平都有較大的提高。

2數(shù)控技術(shù)在機械加工技術(shù)中的應(yīng)用意義

(1)數(shù)控技術(shù)在機械加工技術(shù)中的應(yīng)用

提高了機床的控制力近年來數(shù)控技術(shù)在機械加工技術(shù)中的應(yīng)用,對機床控制力有了很大程度上的提高,進一步提高了機械加工的工作效率。采用數(shù)控技術(shù)來控制機床設(shè)備,充分發(fā)揮了機床設(shè)備的功能,同時使機床設(shè)備的操作更加簡單,通過在數(shù)控器上預先編制好機械加工的流程與操作方法,并由控制器依據(jù)相關(guān)數(shù)字信息來控制機床運行,不但保證了機械加工的質(zhì)量,同時也使機床設(shè)備更具高效化。

(2)數(shù)控技術(shù)在機械加工技術(shù)中的應(yīng)用

推動了汽車制造業(yè)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)對進一步發(fā)展汽車制造業(yè)有很大的幫助,通過將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機械加工技術(shù)中以提高機械加工技術(shù)的有效,為進一步發(fā)展汽車制造業(yè)提供了技術(shù)保障,在汽車零件的加工中運用數(shù)控技術(shù)可有效提高生產(chǎn)率,同時強化了汽車進行機械加工的效果,使原本復雜的操作更加簡單,提高汽車零件加工生產(chǎn)的效率同時促使汽車制造業(yè)實現(xiàn)最大化收益。

3有效提高數(shù)控技術(shù)在機械加工技術(shù)中的應(yīng)用效果

(1)重視對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

近些年來,數(shù)控技術(shù)雖已被廣泛應(yīng)用到機械加工技術(shù)中,但是仍然有一部分企業(yè)內(nèi)部對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用缺乏足夠的重視。因此,要想進一步將數(shù)控技術(shù)融入到機械加工技術(shù)當中,首先就必須要讓企業(yè)的經(jīng)營管理者充分認識到數(shù)控技術(shù)在機械加工技術(shù)中的重要意義,給予充分的重視。同時,積極組織數(shù)控技術(shù)相關(guān)知識的培訓,提高工作人員數(shù)控技術(shù)水平,結(jié)合數(shù)控技術(shù)的實際操作與理論知識,以便更好的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢,提高機械加工的質(zhì)量與效率。

(2)在機械加工過程中實現(xiàn)自動編程

一般在機械加工的過程中都是采用人工手動進行對生產(chǎn)制造圖樣與編寫零件加工程序單以及工藝過程進行確定,這樣不僅效率低且容易出現(xiàn)人為計算失誤。因此,應(yīng)注重對數(shù)控技術(shù)有效性的應(yīng)用,盡快實現(xiàn)自動編程,使用計算機來替代人工操作,不但可保證加工質(zhì)量,同時提高機械加工制造的效率,實現(xiàn)人力與物力的合理化配置,為加工企業(yè)節(jié)約制造成本,進一步推動機械制造業(yè)的發(fā)展。

(3)合理改進并更新機械加工中的原有設(shè)備

在全球經(jīng)濟發(fā)展的推動下,我國工業(yè)大力發(fā)展,數(shù)控技術(shù)被越來越普遍的應(yīng)用到了機械加工技術(shù)中,而時代新形勢對機械加工的要求越來越高,因此,應(yīng)當積極創(chuàng)新數(shù)控技術(shù),大力倡導經(jīng)濟型數(shù)控機床的發(fā)展,以保證數(shù)控機床的穩(wěn)定性與高效性。同時,對機械加工中的原有設(shè)備應(yīng)當進行合理改進,提升機械加工的技術(shù)水平,完善數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高我國機械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。

(4)實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展