机电行业始终是国民经济的主要支柱

机电行业(制造业)在国民经济中始终是主要支柱,从制造业生产总值占国内生产总值的比重和先进制造业工业增加值占全部工业增加值的比重来看,很容易得出上述结论。比如,据国家统计年鉴公布,近几年制造业生产总值一直几乎占到国内生产总值的1/3(2010年占32%,2011年占32%,2012年占31%,2013年占30%),可见制造业在国民经济中的重要地位。又如,在2014年,全年全部工业增加值比上年增长7%,其中高技术制造业增加值增长12.3%,占规模以上工业增加值的比重为10.6%;装备制造业增加值增长10.5%,占规模以上工业增加值的比重为30.4%;可见先进制造业对国民经济增长的拉动作用。其他工业化国家也有相似的结果。因此,在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中,机电行业始终具有举足轻重的作用,而机电一体化技术和产品总是受到各工业国家的极大重视,并都给予了资金支持和政策优惠。

日本政府于1971年颁布了《特定电子工业和特定机械工业振兴临时措施法》,要求日本的企业界要特别注意促进为机械配备电子计算机和其他电子设备,从而实现控制的自动化和机械产品的良好功能,进而使日本的机械产品快速地向机电有机结合的方向发展。此后,日本又将智能传感器,计算机芯片制造技术,具有视觉、触觉和人机对话功能的人工智能机器人(工业机器人、服务机器人),柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题,使日本在机电一体化领域走在了世界前列。尤其是机器人技术一直处在世界领先地位。

20世纪80年代末,美国发现“机电一体化”是日本对美国的威胁,基于这种认识,当时的美国总统里根亲自主持制订了美国的新技术发展策略,对推动美国机电一体化技术的发展起到了重要作用,使美国在大型电站设备、航空、航天和制造设备方面在世界上独占鳌头,尤其是航天和计算机集成制造系统一直处于世界领先地位。

我国政府对机电一体化也特别重视。20世纪80年代初,国家科委就组织了“机电一体化预测与综合分析”“我国机电一体化发展途径与对策”等软课题研究。从1990年开始至今,国家在五个阶段的《科学技术发展规划》中一直把发展机电一体化技术、开发机电一体化产品和系统列为重大项目。

在“八五”“九五”规划中,国家把“以电子技术改造传统产业”列为20世纪后十年发展国民经济的重要战略技术措施。

在“十五”规划中,国家将“先进制造技术与自动化技术”确定为重大专项,并将其在“863计划”中具体为:制造业信息化工程、深海载人潜水器、微机电系统(MEMS)、数据库管理系统及其应用四个子项。其中,关于制造业信息化工程子项的战略目标是:“……在网络环境下,将数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化装备和数字化企业技术相结合……攻克制造业信息化关键技术,实现若干应用软件产品及工艺装备的产业化,培育社会化咨询服务体系,组织实施制造业信息化应用示范工程,实现设计、制造和管理的信息化,生产工艺过程控制的智能化及基础装备的数字化目标,全面提升我国制造业的竞争力。”

到2006年,国家对科学技术的发展更为重视,制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020年)。该纲要对制造业和机电一体化技术和产品,从“发展目标”“重点领域及其优先主题”“前沿技术”等几个方面都提出了明确任务。在“发展目标”栏目中指出:“经过15年的努力,在我国科学技术若干重要方面实现以下目标:一是掌握一批事关国家竞争力的装备制造业和信息产业核心技术,使制造业和信息产业技术水平进入世界先进行列……”。在“重点领域及其优先主题”栏目中指出:“制造业是国民经济的主要支柱。”并将“数字化和智能化设计制造”列为优先主题。在该主题中明确规定“重点研究数字化设计制造集成技术,建立若干行业的产品数字化和智能化设计制造平台。开发面向产品全生命周期的、网络环境下的数字化、智能化创新设计方法及技术,计算机辅助工程分析与工艺设计技术,设计、制造和管理的集成技术。”在“前沿技术”栏目中,将“先进制造技术”列为前沿技术,指出“先进制造技术将向信息化、极限化和绿色化方向发展,成为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。重点突破极端制造、系统集成和协同技术、智能制造与应用技术、成套装备与系统的设计验证技术、基于高可靠性的大型复杂系统和装备的系统设计技术。”并将“极端制造”“智能服务机器人”和“重大产品和重大设施寿命预测技术”确定为制造业中先进制造技术的具体立项。

对上述中长期发展纲要,在“十一五”和“十二五”规划中逐步落实。

在“十一五”规划总体目标中,对“数控机床与基础制造装备”提出了如下要求:“重点研究2～3种大型、高精度数控母机,开发航空、航天、船舶、汽车、能源设备等行业需要的关键高精密数控机床与基础装备;突破一批数控机床基础技术和关键共性技术,建立数控装备研发平台和人才培养基地,促进中、高档数控机床发展”。在“十一五”规划“超前部署前沿技术研究”栏目中,对“先进制造技术”提出了如下要求:“瞄准先进制造技术前沿,从提高设计、制造和集成能力入手,研究先进制造的关键技术、单元产品与集成系统,发展节能、降耗、环保、高效制造业,提升我国先进制造技术水平。重点研究极端制造技术、智能机器人技术、重大产品和重大设施寿命预测技术、现代制造集成技术。组织实施射频标签(RFID)技术与应用重大项目”。

在“十二五”规划“加快实施国家重大专项”(科研主项)栏目中,对“高档数控机床与基础制造装备”提出了如下要求:“重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术,增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力,实现主机与数控系统、功能部件协同发展,重型、超重型装备与精细装备统筹部署,打造完整的产业链。国产高档数控系统国内市场占有率达8%～10%。研制40种重大、精密、成套装备,数控机床主机可靠性提高60%以上,基本满足航天航空、船舶、汽车、发电设备制造四个领域的重大需求”。

在“十二五”规划“大力培育和发展战略性新兴产业”(产业规划)栏目中对“高端装备制造”提出了如下要求:“重点发展大型先进运输装备及系统、海洋工程装备、高端智能制造与基础制造装备等。实施高速列车、绿色制造、智能制造、服务机器人、高端海洋工程装备、科学仪器设备等科技产业化工程。研发高速列车谱系化和智能化、绿色产品设计、机器人模块化单元产品等重大关键技术,提升我国制造业的国际竞争力”,该栏目对“高速列车”“智能制造”“服务机器人”提出了具体的指标性要求。

在2015年我国政府又提出了《中国制造2025》和《互联网＋》发展纲要,明确指出了制造业向信息物理融合系统发展的方向;并制定了产品创名牌,参与国际竞争,使中国制造走向世界的政策。

正因为国家及时地制定了发展制造业的大政方针,经过20多年的不懈努力,已使我国逐步由制造大国向制造强国迈进。我国自主生产的数控机床、加工中心、工业机器人、自动化仪表,以及由各类机电一体化产品集成的自动化生产线,已应用到国民经济的各个行业;高铁(高速列车)、核电、航天器等一批产品已成为世界名牌。这些不仅提高了我国的技术水平和产品质量,而且大大提高了我国在世界上的竞争力。如今,我国生产的通信设备与系统、高速列车、核电、汽车和一些机电产品已出口到许多国家,也促进了当地的经济建设。

由上述可知,机械电子工程是国家的重要支柱,受到国家的极大重视。国家制定的一系列科学技术发展规划为我们指出了前进的方向,展示了美好前程,对从事机械电子工程专业的人来说,真可谓广阔天地大有作为;应当抓住机会,学好并掌握机械电子工程专业各学科的知识,为我国机电一体化事业贡献一份力量,使我国的机电一体化产品和系统在国际市场占有一席之地。