数控机床技术论文：数控机床与基础制造装备领域技术预测若干问题探析

【摘要】：通过借鉴国内外技术预测发展经验，结合数控机床和基础制造装备领域的特点，选择适合的以德尔菲为主的技术预测方法，构建数控机床与基础制造装备领域技术预测模型，并对技术预测过程中备选技术清单、调查指标体系、调查结果统计等重点问题进行分析。
【关键词】：数控机床；基础制造装备；技术预测；德尔菲
Analysis in Issues of CNC Machine Tools and Basic Manufacturing Equipments
Abstract:Base upon the experience of technology forecasting in domestic and abroad
,combined with the characteristics of CNC machinetools and basic manufacturing
equipments,the paper select Delphi survey as the main method,construction model of
technology forecastingin CNC machine tools and basic manufacturing equipments,
then analysis in list of candidate technologies,survey Index System,statisticalfindings
and other key issues in the process of technology forecasting.

Key words:CNC machine tools；basic manufacturing equipments；technology forecasting；delphi
引言
《高档数控机床与基础制造装备》是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》确定的16个科技重大专项之一，时间跨度15年。专项的实施、具体项目的选择是一不断滚动的过程，需要在不断研究领域技术发展趋势、开展技术预测、关键技术选择的基础上逐步筛选出来。本文正是围绕共性技术课题“数控机床与基础制造装备技术预测与关键技术选择”课题的研究工作，针对数控机床与基础制造装备领域技术预测的若干重点问题进行探讨和分析。

1技术预测概述
技术预测是对未来较长时期的科学、技术、经济和社会发展进行系统研究，其目标是确定具有战略性的研究领域，选择对经济和社会利益具有最大贡献的技术群。技术预测的基本特征是采用科学、规范的调查研究方法，全面准确地收集不同领域专家与社会公众对技术发展的认识和观点，经过研究分析，对未来的技术发展方向作出判断。
技术预测的方法多种多样，总体来说技术预测的方法可分为定性预测和定量预测两类，技术预测所采用的方法通常是各种方法的组合。定性预测是指在没有较充分的数据可利用时，只能凭借直观材料，依靠个人经验和分析能力，进行逻辑判断，对未来作出预测。如选用大规模德尔菲调查法，头脑风暴法和情景分析法等可以对广泛领域的问题作出较为可信的预测。定量预测是指利用统计资料，借助数学工具，分析因果关系进行的预测，如趋势外推法、层次分析法和回归分析法等。不同的国家在从事技术预测工作时可能会选择不同的技术预测方法或是若干技术预测方法的组合。

2国内外技术预测活动及特点
日本、美国、德国、英国和中国相关研究机构都开展了多次技术预测和关键技术选择等前瞻性研究，把握相关领域的未来科技发展趋势及其对经济和社会发展的影响。表1列出了国内外主要技术预测活动所选择的方法、涉及的重点领域及主要指标体系情况。
综合以上多个国家的技术预测活动来看，有如下特点：①从研究方法上来看，多数国家主要采用大规模德尔菲调查法，并与情景分析法、专家会议法等相结合应用；②从预测领域来看，各国专家对未来技术发展主要领域的预测具有一定的相似性。主要集中在材料与加工、先进制造、信息与通信、资源与能源、生命科学、交通运输、海洋地球和空间等领域；③从问卷指标来看，各国的德尔菲问卷采用了一些相同类型的指标，如专家熟悉程度、重要度和技术实现时间等。综合以上多个国家的技术预测活动来看，有如下特点：①从研究方法上来看，多数国家主要采用大规模德尔菲调查法，并与情景分析法、专家会议法等相结合应用；②从预测领域来看，各国专家对未来技术发展主要领域的预测具有一定的相似性。主要集中在材料与加工、先进制造、信息与通信、资源与能源、生命科学、交通运输、海洋地球和空间等领域；③从问卷指标来看，各国的德尔菲问卷采用了一些相同类型的指标，如专家熟悉程度、重要度和技术实现时间等。

3数控机床与基础制造装备领域技术预测方法选择
数控机床与基础制造装备领域有独特的特点，也是开展本领域技术预测工作需要着重关注的问题：①领域面较窄。综观国内外技术预测活动涉及的领域大多比较宏观，如材料与加工、先进制造等，还没有对类似数控机床与基础制造装备这类具体领域进行专门的技术预测；②产品种类多。数控机床与基础制造装备领域涉及高速精密复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压设备、重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、大型清洁热处理与表面处理设备等八类主机产品，以及相应共性技术、功能部件等，种类较多；③关联性不强。课题涉及的八类产品之间技术关联性不强，特别是数控机床和基础制造装备之间更是差别甚大，基础制造装备中的铸造、锻压、焊接、热处理、自动化生产线等装备之间也具有较大的技术差异性。
基于数控机床与基础制造装备上述特点，需要围绕领域内多种产品特点，分组进行技术预测，并选择合适的方法进行综合研究，为此，课题选择目前比较通用的大规模德尔菲调查法，同时选用其他辅助方法，如头脑风暴法，构建适合课题特点的技术预测模型。课题研究过程中，拟采用定量的预测方法，运用科学的统计工具和分析方法，对技术预测结果进行论证分析，形成定性与定量相结合的方法体系。
基于以上分析，构建数控机床与基础制造装备领域技术预测模型如图1所示。
围绕上述技术预测模型，说明如下：①备选技术清单是开展本次技术预测的基础，课题将从专家推荐项目、企业需求调查、国家科技计划、国外预测项目、行业发展趋势、用户需求分析等六个方面进行备选技术清单的选择；②针对确定的备选技术清单，课题将进行两轮德尔菲调查，并通过科学的统计方法进行数据处理和意见汇总，并根据收敛性分析，进行调整得出最终预测结果，根据技术预测结果，对备选技术清单的内容进行调整和修正；③科学的技术预测方法是开展技术预测的重要理论支持，课题将选择大规模德尔菲调查、头脑风暴法等作为技术预测方法。

4数控机床与基础制造装备技术预测重点问题分析
围绕数控机床与基础制造装备技术预测，本文重点对备选技术的确定、调查指标体系、调查结果统计等关键问题进行分析。
（1）备选技术的确定。围绕航空航天、船舶、汽车、发电设备等行业发展对高效、高精度成套技术与设备的需求，结合专项特点，课题德尔菲调查备选技术项目选择的基本依据是能促进经济增长、推动技术进步、实现可持续发展，并对航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造四个行业的发展有深刻影响。
课题研究组先后从专家推荐项目、企业需求调查、国家科技计划、国外预测项目、行业发展趋势、用户需求分析六个途径分别对数控机床和基础制造装备领域征询技术项目。选择过程包括前期调研、确定征询专家名单、子领域专家研究提出备选技术项目、征询专家意见、领域专家小组讨论确定技术项目等5个阶段。
（2）调查指标体系。课题研究组在设计德尔菲调查问卷时借鉴了日本、德国等国家技术预测德尔菲调查问卷设计的经验，如区分回函专家的专业熟悉程度、专注技术项目预期实现时间。但在问卷问题设计时结合数控机床与基础制造装备领域的行业特色，形成了自身的逻辑性和独特性，提出技术重要性、技术可比性，技术可能性，技术可行性四类判断性标准。在此基础上，课题研究组设计了11个指标见表2。判断技术的重要性主要是从“对我国科技、经济和社会发展重要性”和“本行业发展的作用”两个层面分别判断技术的重要性。
判断技术的可比性主要是从“研发基础”和“与国际先进水平的差距”来判断技术是否能与国际先进水平相比较。技术可能性的判断主要是从实现时间、实现途径、产业化实现时间三个方面预测技术（产业化）实现的时间和方式。技术可行性的判断则是从人才、设备、技术、资金、政策等制约因素出发，判断技术是否可行。
（3）调查结果统计。课题充分借鉴国内外德尔菲调查的统计分析方法，尤其是指标权重的确定，针对课题德尔菲调查问卷指标设计的特点，对调查问卷各项指标进行统计计算。
对专家熟悉程度中“非常熟悉”、“熟悉”、“一般”和“不熟悉”四类专家的判断分别赋予相应的权重，用加权回函专家人数取代实际回函专家人数，统计对某一问题的认同度，使判断更趋向于熟悉专家的判断。重要程度指数是针对“我国科技、经济和社会发展的重要性”和“研发基础”指标的统计。关于“实现时间”和“产业化实现时间”指标则是采用中位数法进行统计分析。“与国际先进水平的差距”指标是采用领先水平指数，即选择“国际领先”和“同等”选项的专家人数之和与回函专家总数的比例进行统计计算。“实现途径”、“本行业发展的作用”和“制约因素”指标则是采用专家认同度指数，即选择某选项的专家人数占回函专家总数的比例进行统计分析。最后为了对各项技术进行综合比较，对各指数值采用归一化处理。

5结束语
通过构建科学的技术预测模型、选择德尔菲调查方法，是保证数控机床与基础制造装备领域技术预测的重要基础。由于数控机床与基础制造装备领域技术预测涉及范围广、专业强、因素多等问题，为确保预测结果的科学性、客观性和公正性。在实施过程中还需要从多方面进行考虑：一是保证选择的专家应来自不同的社会群体，并在数量上保持相对平衡；二是广泛听取多方面专家学者的意见和建议，尽可能使收集的信息全面、准确和可靠；三是在充分吸收专家组意见的基础上，要发挥大批回函专家对专家组判断的平衡修正作用；四是深入探讨调查结果的统计分析方法,依据重要度、领先水平、研发基础、实现时间、制约因素等，完成对预测结果的客观评价。
参考文献：
[1]中国未来20年技术预见研究组.中国未来20年技术预见[M].科学出版社,2008.
[2]国家技术前瞻研究组.中国技术前瞻报告2006-2007[M].科学技术文献出版社,2008.
[3]国家技术前瞻研究组.中国技术前瞻报告2004[M].科学技术文献出版社,2005.
[4]技术预测与国家关键技术选择研究组.从预见到选择[M].北京出版社,2001.
[5]机械科学研究院.先进制造领域技术预测与技术选择[Z].1999.
[6]穆荣平，王瑞祥.技术预见的发展及其在中国的应用[M].中国科学院院刊,2004,4.
[7]任中保.基于技术预见德尔菲调查的优先发展技术课题遴选方法研究[M].科技政策与管理,2009.