2．2基础制造装备与技术
    21世纪基础制造装备的水平主要体现在高精度、高效率、低成本和高柔性等几个方面。发达工业国家数控机床的加工精度普遍已达到1ｕm的水平，有些已达到0．1ｕm。国外主轴转速在10 000～20 000r／min的加工中心已普及，转速高达250 000r／min的实用主轴也正在研制中；直线电机的轴进给速度已达ZO0m／mn。超高速切削的研究已转移到一些难加工材料的切削加工上。高效率、高精度工艺的一个典型例子是精密成形技术，如近/净成形（Near Net or Net Shape Form－ing）技术，其目的是尽量减少切削，甚至免除切削，减少原材料的浪费，同时提高制造效率，精密成形技术在工业发达国家已得到广泛应用。如：美国的汽车、宇航、航空工业的模锻件、精密锻件占总锻件量的80％以上；日本汽车锻件达到63.9％；德国达到70％～75％。柔性自动化仍是机床业发展的重要趋势之一。柔性自动化的进一步发展是敏捷生产设备。为适应敏捷生产模式，人们正在探求设备自身的结构重组以及生产单元的动态重组

问题。
    目前我国的基础制造装备与国际先进水平相比还存在着阶段性差距。工业发达国家早在20世纪五六十年代就已普遍采用了优质高效低耗的工艺及装备，实现了柔性自动化，目前正向集成化、敏捷化方向发展。而我国大多数企业目前还采用较落后的制造工艺与技术装备进行生产，优质高效低耗工艺的普及率不足10％，数控机床、精密及高效设备不足5％，现在配国产数控系统的中档数控机床还不到25％，高档数控机床的  90％以上依赖进口。数字化机械（如纺织机械、多色胶印机）的  7O％以上依赖进口。
    归纳起来，目前国产基础制造装备普遍存在着“四差”问题，即可靠性相对差、成套性差、外观质量相对差、名牌效应差，从而严重影响了企业的生产效率、产品质量以及产业化规模的提高，同时也严重制约了制造业及其相关行业的发展。

    2．3成套关键装备与技术
    国外在大型、成套装备方面有很大优势，并且在成套装备的高技术化方面，取得了巨大的进展，已经实现了数控化、柔性自动化，并大量采用工业机器人，正向着智能化、集成化的方向发展。
    据统计，中国工业装备整体技术水平落后国际水平1O～15年，制造业与自动化技术落后15～20年，装备中工业机器人数量极少，数控化比例很低（5％），尚处于单机自动化和刚性自动化阶段，现有成套装备中技术经济性能比较先进的只占1/3，近1／5已经老化，超期率近4O％。装备落后，导致产品普遍档次低、质量差，已成为制约制造业发展的瓶颈。
    面向非制造业的成套装备，如各种工程机械、建筑机械已成为当今国际自动化技术发展的一个重要方向。目前国际工程机械的发展正逐步向机。电、液、讯一体化的方向发展。欧洲由产、学。研组成的联合研究团体在政府资助下，在深入开展单体智能化技术研究的基础上，开始了机群智能化技术研究和开发，标志着工程机械智能化的研究又向前迈出了一大步。
    我国工程机械正在完成机械液压一体化的进程，应用信息技术进行工程机械智能化方面的研究还处于起步阶段。对个别机种的单机智能化研究已经开始，并初步得到实际应用。但是从整体上看，无论从单机智能化工程机械种类，还是研究和开发的深度，与技术先进国家相比都还存在很大的差距，机群智能化技术的研究还处于空白。

 

    3.1 主题总体战略目标
    主题发展的战略目标是围绕制造业信息化工程的关键技术与装备，以重大专项与重点课题为主线，研究开发基础技术、单元产品和系统装备，掌握战略必争装备关键技术及竞争前核心技术，增强自主设计与制造重大关键设备的能力，提升制造业基础装备的水平，取得一批具有自主知识产权的创新成果，实现机器人技术与自动化工艺装备的跨越式发展。

    3.2 重点任务
    主题研究内容分为重大专项与重点课题、一般课题2部分。重大专项与重点课题着重解决国家发展急需的战略必争装备、基础制造装备与成套关键装备中的某一重大问题，增强自主设计与制造能力、产品成套及系统集成能力，提升装备制造业的水平。一般课题（即前沿探索性课题）围绕国家发展急需的战略必争装备、基础制造装备、成套关键装备与竞争前核心技术中的某一问题，进行前沿探索性研究，强调原始创新，增强装备制造业的产品创新和技术创新能力，增强技术储备。

    3.2.1 重大专项与重点课题
    重大专项与重点课题是主题工作内容的重中之重。“十五”期间，“机器人技术主题”的重大专项是深海载人潜水器与微机电系统（MEMS）。重点课题是数控关键技术装备、全断面隧道掘进机、智能化工程机械防人形机器人以及水下机器人、（基因）微操作机器人等特种机器人，其目标与指标以及其作用与影响（预期成果）分别分析如下。
    a．7 OO0m载人潜水器。根据该载人潜水器用户（业主）中国大洋协会勘查深海锰结核、富钴结壳、热液矿硫化物和深海生物等资源的计划目标及要求，计划到2005年完成一台采用多种高新技术。新材料和新工艺集成起来的拥有自主知识产权的7 000m载人潜水器，使其总体技术指标达到国际领先水平。该潜水器将在21世纪我国研究开发国际海底资源的伟大事业中发挥不可替代的重要作用，并可向世界展示我国科学技术的实力。
    b．微机电系统（MEMS）。针对国际MEMS发展趋势和未来的产业化前景，结合国家竞争前核心技术发展战略，围绕我国医疗保健、生物基因、环保监测、IT与家电等行的社会经济发展需要，以发展我国MEMS产业化基础的关键支撑技术作为切入点，掌握MEMS相关的材料、设计、制造、工艺、检测、装备与系统集成等方面的具有自主知识产权的理论方法和关键技术，开发出若干小批量、多品种、高质量的MEMS器件及微系统，建立我国的MEMS研发体系和产业化基地，为推动MEMS的可持续发展和产业化打下良好的基础。
    C．数控关键技术与装备。面向国家制造业的关键基础装备产业化需求，以中档精切类数控机床装备的产业化作为切入点，以机制创新和技术创新作为突破口，掌握数控装备关键技术，塑造中国数控机床品牌，提高市场竞争能力；根据国防工业的具体需求，设计制造高精尖精密加工装备，打破国外封锁；通过整机带动相关的机床设计、系统与伺服、高附加值关键部件以及配套工具技术创新及可靠性的发展，全面提升国家基础制造装备的核心竞争力。
    d．全断面隧道掘进机（盾构机）。设计研制适应我国典型土层的6.3m全断面盾构机，完成2～3km的实际施工隧道应用示范工程、形成自主知识产权的盾构设计、制造、安装、调试等系统技术，制定盾构设计、施工的行业标准和规范体系，建立土壤分析、装备设计与制造产业化基地，提高国产盾构机的生产能力。
    e．智能化工程机械。结合国情，选择工业基础较好、共性技术较多和经济效益显著的工程机械产品进行信息化智能化改造升级，选择市场占有率较高、具有行业带动作用的道路施工工程机械，开展在线机群智能化同步施工工程机械的研究开发和示范应用；加快我国工程机械产品的升级换代与产品结构调整，实现新一代工程机械的自主创新性设计，提高我国工程机械产品的国际竞争力，促进产业化的形成。
    f．仿人报机器人。以开发世界先进的仿人形机器人为目标，突破仿人形机器人系统中的各项关键技术，研制具有自主知识产权的国际先进水平的仿人形机器人，为仿人形机器人在服务、科技、军事、工业以及危险环境中的应用奠定基础，推动机械电子、控制、传感技术与人工智能等相关科学的技术革新与发展。

    3.2.2　前沿探索处课题
    一般课题即前沿探索性课题，是“机器人技术主题”开展前沿高技术、竞争前核心技术研究的重点，目标是增强我国在机器人技术和自动化工艺装备中的技术创新和产品创新能力，增强技术储备。
    前沿探索性课题按研究内容分属3个专题。
    a．制造工艺与装备专题。制造工艺与装备专题（专题一）主要围绕高精度、高效益、低成本、高柔性和洁净化的制造过程（系统）对先进制造工艺与装备的要求，开展产品快速开发、纳米级超精密加工、近牌成形、特种材料加工与生物制造等关键工艺技术及装备，以及其他基于先进工艺或新结构的重要装备的研究工作。
    b．特种机器人专题。特种机器人专题（专题二）主要围绕非制造业对特种机器人的复杂环境适应能力、可靠性、智能化等要求，开展水下机器人。医用机器人、（基因）微操作机器人、仿生机器人、服务机器人、网络机器人、管道机器人、农林机器人等方面的关键技术及原型样机研究工作。
    c．基础部件及系统专题。基础部件及系统专题（专题三）主要围绕高速度、高精度、数字化、智能化工艺装备的需求，开展检测与传感器信息融合技术、智能控制与远程操作、先进功能部件、新型数字化驱动系统、高速高精度动机构、开放式结构的网络化控制器等先进基础部件及系统研究工作。

 

参考文献：
［1］机器人技术主题软科学研究组．“十五”863计划先进制造与自动化技术领域机

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