未來20年制造業發展路線清晰 輕量化成關注重點

　　未來20年制造業發展路線清晰輕量化成關注重點
　　
　　《中國機械工程技術路線圖》，對未來20年機械工程技術的發展進行了預測和展望，明確、清晰地提出了面向2030年機械工程技術發展的五大趨勢和11個技術領域的發展路徑。
　　
　　中國機械工業聯合會特別顧問朱森第日前在第三屆中德先進制造技術探討會上發表的《中國先進制造技術2030年路線圖》的演講中提及：制造業在中國工業化的進程中扮演了重要角色，未來10-20年，制造業的發展和提升仍將是中國國民經濟的重要推動力。而中國制造業將從要素投入驅動、傳統增長方式和出口拉動轉向為創新驅動、綠色低碳、智能制造、服務性制造和內需拉動。
　　
　　智能制造等趨勢漸趨清晰
　　
　　在中國機械工程學會編著的《中國機械工程技術路線圖》（以下簡稱“《路線圖》”）里，對未來20年機械工程技術的發展進行了預測和展望，明確、清晰地提出了面向2030年機械工程技術發展的五大趨勢和11個技術領域的發展路徑。
　　
　　朱森第認為世界機械制造業發展的大趨勢為：市場多樣化、個性化；產品的低耗、大容量、高參數化；服務在價值鏈中的增值化；生產過程及設備的柔性化；產品和制造過程的綠色化；企業的“虛擬化”和制造的網絡化；與以信息技術為代表的高新技術融合，實現產品、設計、制造、管理的數字化。《路線圖》將機械工程技術發展趨勢精煉的概括為：綠色、智能、超常、融合和服務，這也是未來機械制造業發展的走向。朱森第認為，未來10-20年，我國機械制造業的發展和轉型升級將朝著綠色制造、智能制造、融合型制造、服務型制造和超常態制造的方向進行。
　　
　　在《路線圖》涉及的11個技術領域中，產品設計、成形制造、智能制造、精密與微納米制造、再制造及仿生制造六個技術領域是機械工程技術中的基礎共性技術領域。
　　
　　未來產品設計將更具多樣化、個性化、精細化和超常化的功能與性能；具有更高的性價比和效能比，更快的適應市場響應速度；具有更優的生態性，更豐富的文化內涵和情感表達。預計到2020年，我國將基本掌握大部分重大機電裝備系統及其核心零部件的設計技術，通用的現代設計技術將在大型企業得到推廣應用。到2030年，我國自主研發的設計工具軟件將得到廣泛應用，我國將在機電裝備設計和制造領域進入*行列。
　　
　　同時，成形制造技術將朝著超常工況條件下的零件成形方向發展，朝著結構輕量化、成形件精密化方向發展，并向數字化、信息化、智能化方向發展，同時實現資源節約、環境友好、可持續發展。到2030年我國與先進工業化國家的差距縮短到10年，達到發達國家20世紀80年代的水平。
　　
　　智能制造技術是市場的必然選擇，是先進生產力的重要體現。到2020年，在智能感知、學習、推理、決策、執行、服務等方面掌握一批技術，形成一批產業。到2030年，開放應用即插即用技術和系統，具有學習推理、自律的智能裝備將形成批量，可重構、自組織、協調優化的智能制造系統將得到應用，掌握制造物聯網技術、形成制造物聯網。
　　
　　精密、超精密技術既與加工尺寸、形狀精度及表面質量的具體指標有關，又與在一定技術條件下實現這一指標的難易程度有關。預計到2020年，我國將在設計共性、可靠性評價、微系統加工裝備、微米尺度裝配裝備等方面取得進展，并在汽車傳感器、重大疾病檢測微系統等方面應用。到2030年，精密加工精度界限將從現在的亞微米級過渡到亞納米級。
　　
　　預計到2020年，將實現能源裝備、數控機床、動力機械等大型制造裝備領域的產品及零部件的再制造，形成規模化的再制造產業群。到2030年，實現飛機、船舶、高速鐵路等交通運輸裝備及零部件的再制造，醫療、家用與辦公等電子設備的再制造，以及汽輪機等復雜貴重設備及零部件的再制造。同時，仿生制造將來也有很大的市場需求。
　　
　　同時，流體傳動與控制、軸承、模具、刀具這些領域基本朝著輕量化、組合化、集成化、系統化、精細化、智能化、網絡化、綠色化的方向發展；材料趨于多樣化、高強度化、復合化；提高可靠性、質量、精度，降低工藝過程中的能耗、排放為目標。
　　
　　低能耗促進輕量化制造
　　
　　機械制造技術的主要目標長期以來一直著眼于提高生產率和加工質量，隨著環保意識的增強以及自然資源的日趨緊缺，生產過程中對能源、資源的有限利用以及降低污染在生產中扮演著越來越重要的角色。來自德國斯圖加特大學、漢堡大學的專家，不約而同的就輕量化生產、輕結構的發展做出與預判。
　　
　　斯圖加特大學FraunhoferIPA研究所ThomasBauernhansl教授認為：“我們需要對生產模式進行變革，然而如何才能找到通往綠色制造的道路？通過經濟增長來實現可持續性技術性方案:以新技術實現資源消耗的大幅度降低。”
　　
　　作為輕量化制造的重要環節之一，復合材料的應用近年來已經相當普遍，特別是在汽車和航天航空工業，來自漢堡應用技術大學汽車技術和飛機制造系的Martin教授說道：“減輕飛機重量一直是飛機工業專家心中zui強烈的愿望，經過測算，如果飛機的重量減少一噸，每年的運營成本可節約330萬美元。而纖維增強和多層復合材料將會被大量的推廣和使用。”斯圖加特大學陶瓷零件制造技術研究所的R.Gadow教授對陶瓷基和金屬基復合材料的頗有研究，他認為汽車工業的輕量化進程發展的十分迅速，保險杠護罩，底盤和車身組件，驅動橋，連桿等都可以有輕量化的復合材料替代。
　　
　　德國卡爾斯魯爾大學生產工程與設計研究所所長G.Lanza教授介紹道：“現有的金屬承載結構中減少重量越來越困難和成本高。只有通過新的方法可以進一步減重就是基于纖維復合的輕量化制造。通過復合輕量化制造將正確的材料應用到正確位置。由此，在保持經濟性的情況下，與現有輕量化制造相比，達到更高的材料節約。隨著在所有汽車中的廣泛應用，將對節約資源作出zui大的貢獻。為了取得成功的實施，需要各學科緊密合作。”