NHÓM CÔNG NGHỆ NGOẠI VI
6. Xu thế phát triển công nghệ chế tạo hiện đại của Việt Nam
Nhân loại đã bước vào thiên niên kỷ mới. Ngành chế tạo trong làn sóng vĩ đại của cuộc cách mạng kỹ thuật mới đang đứng trước những cơ hội và thách thức sau đây:
(1) Thách thức của cuộc cách mạng kỹ thuật mới.
(2) Thách thức của thời đại tin học.
(3) Thách thức của tài nguyên có hạn và áp lực của môi trường ngày càng tăng.
(4) Thách thức của việc toàn cầu hóa ngành chế tạo và tự do hóa mậu dịch.
(5) Thách thức do thay đổi quan niệm của người tiêu dùng.
Trong thế kỷ mới, ngành chế tạo có đặc điểm chủ yếu là phát triển theo hướng
toàn cầu hóa, nối mạng và công nghệ ảo.
Xu thế phát triển của công nghệ chế tạo hiện đại là theo hướng chính xác, linh hoạt, thông minh, tích hợp, toàn cầu hóa.
6.1. Cải cách xí nghiệp sản xuất.
Do nhu cầu ngày càng thể hiện rõ cá tính, cũng như sản phẩm cũng ngày càng toàn cầu hóa, tin học hóa, khái niệm truyền thống về phương thức tổ chức sản xuất của ngành chế tạo cũng thay đổi theo.
Các phương thức sản xuất mới như sản xuất chính xác, chế tạo mẫn cảm, chế tạo thông minh, chế tạo ảo, hệ thống chế tạo theo mạng phân tán, liên tục xuất hiện.
Đặc điểm của các phương thức sản xuất này là:
(1) Chuyển từ lấy kỹ thuật làm trung tâm sang lấy con người làm trung tâm.
(2) Chuyển từ cấu trúc quản lý sản xuất nhiều tầng kiểu Kim tự tháp sang cấu trúc mạng.
(3) Chuyển từ phương thức làm việc truyền thống theo trình tự trước sau sang phương thức làm việc song hành.
(4) Chuyển từ hình thức tổ chức cố định các bộ môn theo chức năng sang hình
thức tổ chức công việc theo tổ, linh hoạt, tự quản lý.
(5) Lấy sách lược cạnh tranh, phản ứng nhanh theo thị trường làm bí quyết thành công.
6.2. Chế tạo xanh.
Do hạn chế ngày càng nghiêm trọng về môi trường và tài nguyên, ngành chế tạo xanh trở nên ngày càng quan trọng. Kỹ thuật chủ yếu có liên quan là:
(1) Kỹ thuật thiết kế xanh: Không ô nhiễm, tiêu hao ít tài nguyên, thu hồi trong
toàn bộ quá trình tuổi thọ sản phẩm.
(2) Kỹ thuật sản xuất sạch.
(3) Công nghệ thu hồi.
(4) Công nghệ chế tạo tuần hoàn của nhà máy sinh thái.
(5) Tiêu chuẩn quản lý môi trường ISO 14000.
6.3. Hiện đại hóa liên tục kỹ thuật thiết kế.
Thiết kế sản phẩm là linh hồn của chế tạo.
Xu thế phát triển chủ yếu của thiết kế hiện đại là:
(1) Hiện đại hóa phương pháp thiết kế: Phát triển mô phỏng số, dùng kỹ thuật ảo, phát triển lý thuyết xây dựng mô hình sản phẩm hiện đại.
(2) Xuất hiện phương pháp và tư tưởng thiết kế mới. Thí dụ DEX (DESIGN FORD X), thiét ké trang kién (ROBUST DESIGN), thiết kế tối wu (OPTIMAL
DESIGN), k¥ thuat nghich (REVERSE ENGINEERING) v.v...
(3) Từ thiết kế đơn giản, cụ thể, chi tiết, chuyển thành quyết sách và thiết kế tổng thể phức tạp, tư duy tổng hợp bao gồm toàn chu kỳ tuổi thọ sản phẩm với các giai đoạn thiết kế, chế tạo, kiểm tra, thử nghiệm, tiêu thụ, sử dụng, duy tu, bảo dưỡng.
(4) Từ đơn thuần tư đuy về nhân tố kỹ thuật, chuyển thành tư duy tổng hợp các nhân tố kỹ thuật, kinh tế và xã hội. Thiết kế không chỉ đuổi theo một chỉ tiêu tính năng nào đó cao hay thấp, mà còn phải tính đến ảnh hưởng của các phương tiện thị trường, giá cả, an toàn, tạo dáng công nghiệp, tài nguyên, môi trường v.v...
6.4. Tạo hình chính xác và sạch.
Bước vào thế kỷ 21, kỹ thuật chế tạo tạo hình đang chuyển từ chế tạo phôi cho chi tiết, từ hình dáng gần với chỉ tiết (Near Net Shape Process), sang phương hướng trực tiếp chế tạo chi tiết, tức là tạo hình chính xác hoặc tạo hình sạch (Net Shape Process). Bao gồm những kỹ thuật sau đây:
(1) Công nghệ đúc chính xác.
(2) Công nghệ tạo hình biến dạng dẻo chính xác.
(3) Công nghệ nối ghép chính xác.
6.5. Gia công siêu chính xác, siêu cao tốc và phát triển thế hệ thiết bị chế tạo mới.
(1) Công nghệ gia công siêu chính xác.
Hiện nay thế giới đã đạt độ chính xác gia công tới 0,025ùm, độ nhám bề mặt tới Ra0,045_m, đi vào thời kỳ gia công ở cấp nanô. Công nghệ gia công cắt gọt siêu chính xác có chiều dày lớp cắt gọt từ bước của tia hồng ngoại tới bước của ánh sáng, thậm chí tới bước của sóng ngắn. Máy công cụ gia công siêu chính xác phát triển theo hướng môđun đa chức năng. Vật liệu gia công siêu chính xác đã từ kim loại sang phi kim loại.
(2) Cắt gọt siêu cao tốc.
Hiện nay tốc độ cắt siêu cao tốc cho kim loại Nhôm đã vượt qua 1600m/min;
cho Gang - 1500m/min; cho hợp kim Ni chịu siêu nhiệt - 300m/ph; cho hợp kim Titan là 200m/min. Cắt gọt siêu cao tốc đã phát triển sang một số vật liệu khó gia công.
(3) Sự phát triển của thiết bị chế tạo thế hệ mới.
Sự phát triển công nghệ mới, vật liệu mới thúc đẩy sự phát triển nghiên cứu thế hệ thiết bị gia công mới. Thí dụ như máy điều khiển số 6 chân (HEXAPOS). Loại máy này đã đột phá loại bỏ phương án kết cấu máy công cụ truyền thống, sử dụng sự thay đổi chiều dài của 6 trục để thực hiện sự thay đổi vị trí gia công tương đối giữa dụng cụ và chỉ tiết.
6.6. Phát triển phương pháp gia công kiểu mới và tích hợp.
(1) Đã hình thành nhiều công nghệ gia công hoàn toàn mới dùng cho gia công đặc biệt, cắt gọt, hàn, nấu chảy, rèn dap, công nghệ bề mặt với chùm năng lượng cao, 62
trên cơ sở sử dụng lade, chùm tia điện tử, chùm tia ion, chùm phân tử, plasma, siêu âm, viba, dung dịch điện phân, điện từ, tia nước cao áp v.v...
Trong đó gia công lade các dạng được phát triển mạnh nhất.
(2) Việc sử dụng vật liệu mới như vật liệu siêu cứng, cao phân tử, phức hợp, sứ kỹ thuật, hợp kim vô định hình, vật liệu đặc biệt v.v... đã mở rong đối tượng gia công, dẫn tới phát sinh một số công nghệ gia công mới như tạo hình siêu dẻo, rèn đẳng ôn, hàn khuyếch tán và công nghệ tích hợp (tạo hình siêu dẻo/ nối ghép khuyếch tán); gia công vật liệu sứ bằng công nghệ áp lực đẳng ôn; đúc rót dung dịch bột, tạo hình bằng tia.
3.2. MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐỔI MỚI HOẠT ĐỘNG KH&CN TRONG NGÀNH CHẾ TẠO CƠ KHÍ Ở VIỆT NAM ĐẾN NĂM 2010, TÂM NHÌN 2020
3.2.1. Khoa học công nghệ ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tảm nhìn 2020.
Ngày 26/12/2002, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 186/2002/QĐ-TTg phê duyệt chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn 2020, với mục tiêu cụ thể là: phấn đấu đến năm 2010 ngành cơ khí trong nước đáp ứng được 45-50% nhu cầu sản phẩm cơ khí của nên kinh tế, trong đó xuất khẩu đạt 30% giá trị sản lượng.
Chiến lược cũng chỉ rõ việc ưu tiên phát triển một số chuyên ngành của ngành cơ khí Việt nam với tám nhóm sản phẩm quan trọng bao gồm:
- _ Thiết bị toàn bộ - May dong luc
- _ Cơ khí phục vụ nông lâm- ngư nghiệp - May cong cu
- Cokhi xay dung - _ Cơ khí đóng tàu thuỷ
- _ Thiết bị kỹ thuật điện-điện tử - _ Cơ khí ôtô- giao thông vận tải.
Chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam là sự cụ thể hoá đường lối phát
triển ngành cơ khí Việt Nam trong giai đoạn 2001 đến 2020 của Đảng và Chính phủ.
Định hướng phát triển ngành cơ khí đã chỉ rõ, là nước đông dân thứ 12 của thé gidi, Việt Nam sẽ là một thị trường đầy tiềm năng, đủ lớn cho ngành cơ khí phát triển, bằng chứng là năm 2003 giá trị nhập khẩu củaViệt Nam đối với máy móc phụ tùng lên đến con số 8,23 tỷ USD chiếm tới 30% tổng kim ngạch nhập khẩu của cả nước.
Phương hướng mục tiêu chung của ngành là xây dựng và phát triên ngành cơ khí Việt Nam đạt trình độ trung bình tiên tiến so với các nước khu vực vào năm 2010, , phần đầu đến năm 2020 Việt Nam trở thành nước có nền công nghiệp cơ khí tiên tiến của Châu Á, đáp ú ứng cơ bản nhu cầu trong nước và tiến dần đến xuất khẩu các sản phẩm
có sức cạnh tranh cao ra ngoài thị trường khu vực và thế giới. Bản chiến lược cũng đã xác định mục tiêu cụ thể và định hướng phát triển cho tám ngành quan trọng của nền công nghiệp cơ khí Việt Nam.
Đối với việc tô chức thực hiện, bản Chiến lược cũng đã chỉ rõ bước đi cho từng giai đoạn. Trước mắt từ 2001 đến 2005, trong giai đoạn này là phát huy nội lực, kết hợp với vốn đầu tư nước ngoài, chủ yếu phục vụ cho nhu cầu trong nước, một phần xuất khẩu và chuẩn bị các điều kiện để thực thi việc Việt Nam tham gia AFTA vào 2006 cũng như hội nhập các tổ chức kinh tế khác như WTO, APEC... Điều đặc biệt lưu ý trong quá trình tô chức, đó là sắp xếp theo hướng chuyên môn hoá và hợp tác hoá ngành cơ khí. Từng bước hiện đại hoá và đầu tư chiều sâu một số các cơ sở cơ khí lớn, có triển vọng của ngành. Trong giai đoạn từ 2006 đến 2010 với phương hướng tiếp tục xây dựng và phát triển các chuyên ngành cơ khí quan trọng với công
nghệ cao, đảm bảo sức cạnh tranh. Phát triển và hiện đại hoá ngành cơ khí theo chiều
sâu và chiều rộng, thực hiện mục tiêu xuất khẩu khoảng 30% giá trị sản lượng. Các
sản phẩm chủ yếu của giai đoạn này là Thiết bị toàn bộ, tàu biển, ôtô, xe máy, thiết bị ngành dầu khí, khai khoáng, máy chế biến và máy nông nghiệp...
Bản chiến lược cũng đưa ra các chính sách và giải pháp cần thiết giúp ngành cơ khí phát triển từ phía Nhà nước trong giai đoạn này như: chính sách vê thị trường, chính sách tạo vôn, thuế, nghiên cứu đào tạo nhân lực...Đối với các giải pháp bản chiến lược đã đề cập hàng loạt các giải pháp tích cực như giải pháp về tổ chức, thi trường, huy động vôn, các giải pháp chủ động hội nhập... ,để nhanh chóng đạt được mục tiêu phát triển của ngành cơ khí, Cho đến nay, Chính phủ đã chính thức phê duyệt các Quy hoạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đến năm 2010, Quyết định ,phê duyệt Chiến lược và quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020, đó là những điều kiện pháp lý thuận lợi cho sự phát triển các ngành công nghiệp cơ khí quan trọng này.
Tiếp theo việc triển khai Quyết dinh 186/QD của Thủ tướng Chính phủ, ngày 9/6/ 2003 Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 112/2003/QĐ-TTg, thành lập Ban Chỉ đạo Chương trình các sản phẩm cơ khí trọng điểm, mà các thành viên là Thứ trưởng của hầu hết các Bộ quan trọng là: Bộ Công nghiệp, Bộ Kế hoạch- Đâu tư, Bộ Tài Chính, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Quốc phòng, Bộ Thương Mại, Bộ Xây dựng, Bộ Giai thông -Vận tải, Bộ NN&PTNT. Ban chỉ đạo do Phó Thủ tướng thường trực Nguyễn Tấn Dũng làm Trưởng ban, Bộ trưởng Bộ Công nghiệp làm phó Ban thường trực. Từ đó đến nay, Ban chỉ đạo đã tiến hành xem xét thâm định và phê duyệt hàng chục dự án đầu tư cho ngành cơ khí với số vốn lên đến hàng ngàn tỷ đồng, nhiều dự án đã được xét theo những quy chế đầu tư ưu đãi đặc biệt của Chính phủ, trong số đó nhiều dự án đã bắt đầu triển khai, hy vọng trong một thời gian không lâu chúng ta sẽ được chứng kiến sự đóng góp có hiệu quả của các dự án đầu tư mới cho nền kinh tế nước nhà.
Có thể khẳng định, Đảng và Nhà nước hiện nay đang giành sự quan tâm đặc biệt
đến sự phát triển của ngành cơ khí và đang làm tất cả những gì có thể để giúp sự phát triển của ngành.
64
Để đạt được mục tiêu cụ thể của chiến lược phải xác định được bước đi và nội dung phát triển của khoa học công nghệ chế tạo máy một cách hợp lý. Quan điểm chung về chiến lược phát triển khoa học - công nghệ chế tạo máy đến năm 2010 là:
- Phấn đấu đáp ứng 40-50% nhu câu sản phẩm cơ khí của cả nước, trong đó xuất
khẩu đạt 30% tổng giá trị về sản lượng.
- Xây dựng ngành chế tạo cơ khí trở thành một ngành kinh tế chủ lực đủ sức trang bị phần lớn máy móc, thiết bị phụ tùng cho các ngành công nghiệp khác nhằm từng bước cơ khí hóa, tự động hóa quá trình sản xuất. Để làm được việc này, trước hết cần tập trung đổi mới các khâu công nghệ cơ bản của ngành, trên cơ sở đầu tư có trọng điểm các thiết bị mới ứng với công nghệ tiên tiến của thế giới; kết hợp hài hòa giữa công tác nghiên cứu triển khai áp dụng các công nghệ mới với sự tiếp nhận chuyển giao công nghệ của nước ngoài. Khai thác tận dụng triệt để cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có trên cơ sở đồng bộ hoá, cải tiến một số tính năng của máy móc thiết bị, kết hợp với trang bị lại một số thiết bị quan trọng trong dây chuyển công nghệ nhằm tạo ra sản phẩm chế tạo máy đạt tiêu chuẩn trung bình tiên tiên tiến của khu vực đáp ứng cho yêu cầu phát triển của các lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp chế biến, khai khoáng, dầu khí, giao thông vận tải...
- Trước hết cần tập trung đổi mới các khâu công nghệ cơ bản của ngành trên cơ sở đầu tư có trọng điểm các thiết bị mới ứng với công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp hài hòa giữa công tác nghiên cứu triển khai áp dụng công nghệ mới với việc nhận chuyển giao công nghệ từ nước ngoài. Tận dụng cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có trên cơ sở đồng bộ hóa, cải tiến và trang bị lại một số thiết bị, kể cả thiết bị lớn trong các dây truyền công nghệ nhằm tạo ra các sản phẩm chế tạo máy đạt chất lượng trung bình tiên tiến trong khu vực nhằm đáp ứng cho yêu cầu phát triển của các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp chế biến, giao thông vận tải, xây dựng, năng lượng, dầu khí...
- Cần thực hiện một cơ cấu công nghệ kết hợp nhiều trình độ, nhiều qui mô, coi trọng qui mô vừa và nhỏ, tranh thủ đi thẳng vào công nghệ hiện đại có chọn lọc ở những khu vực cần thiết, hình thành những khu vực công nghệ cao để tạo đà cho sự phát triển của toàn ngành.
- Phát triển sản phẩm Cơ khí phải gắn liền với các thành tựu khoa học của các ngành khác như vật liệu mới, công nghiệp điện tử - tin học, công nghệ nanô.
Với các định hướng chung nêu trên, thời gian tới cần tiến hành đổi mới công nghệ ở những khâu cơ bản sau:
- Đổi mới cơ bản công nghệ tạo phôi trong ngành chế tạo cơ khí. Hiện nay công nghệ tạo phôi đang là khâu yếu nhất của nên cơ khí Việt Nam. Bất kỳ một máy, thiết bị nào được sản xuất ra thì trọng lượng chỉ tiết đúc, rèn, rập cũng chiếm tới 70%. Loại bỏ dần công nghệ đúc lạc hậu, triển khai áp dụng công nghệ đúc phổ biến hiện nay trên thế giới như đúc fural, khuôn cát tươi tự cứng, công nghệ thao khuôn cát nhựa,tinh luyện kim loại bằng nguồn plasma, đúc bằng mẫu tự thiêu, đúc áp lực cao...,với các phần mền chuyên dụng tiên tiến, đảm bảo chất lượng sản phẩm vật đúc.
Hạn chế đến mức thấp nhất công nghệ rèn tự do trên máy búa, triển khai áp dụng công nghệ rèn khuôn, dập thể tích và các loại hình công nghệ gia công bằng áp lực
tiên tiến.
- Đổi mới cơ bản công nghệ hàn trong công tác chế tạo, sửa chữa, phục hồi. Loại bỏ các thiết bị hàn cũ, lạc hậu, áp dụng các công nghệ hàn tiên tiến như hàn plasma, hàn chùm tia điện tử...tuỳ theo từng điều kiện của các loại sản phẩm mà áp dụng các công nghệ hàn cho phù hợp, cơ khí hoá tiến tới tự động hoá toàn bộ quá trình hàn, đặc biệt cho các công nghệ đóng tàu, thiết bị chịu áp lực, các thiết bị hoá chất,.... Các sản phẩm có yêu cầu cao phải được đúc bằng những công nghệ hiện đại.
- Đổi mới về cơ bản công nghệ và thiết bị nhiệt luyện, mạ, sơn, phủ. Loại bỏ các công nghệ và thiết bị nhiệt luyện đã lạc hậu, không đảm bảo chất lượng. Triển khai áp dụng vào sản xuất các công nghệ nhiệt luyện, mạ, sơn phun phủ kim loại tiên tiến nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng đủ sức cạnh tranh với hàng nhập khẩu trên thị trường trong nước.
- Trên cơ sở đổi mới các công nghệ cơ bản, cải tạo các dây chuyền thiết bị của các nhà máy chế tạo Cơ khí theo công nghệ tiên tiến của sản phẩm. Trang bị có chọn lọc các thiết bị gia công chính xác cần thiết, các thiết bị đo lường kiểm nghiệm nhằm đảm bảo chất lượng yêu cầu của sản phẩm.
- Từng bước trang bị các thiết bị lớn để chế tạo các sản phẩm Cơ khí chế tạo máy hạng nặng cho một số nhà máy Cơ khí đã được chọn lọc, tạo điều kiện cho sự phát triển toàn diện của ngành chế tạo cơ khí trong giai đoạn đến năm 2010.
- Triển khai áp dụng mạnh mẽ kỹ thuật tự động và nửa tự động trong ngành chế tạo cơ khí. Xây dựng một số trung tâm gia công CAD/CAM/CIM/PLC/CNC đủ mạnh
để hỗ trợ cho việc đào tạo và triển khai trong công nghiệp. Cải tạo và nâng cao trình
độ tự động hóa của các nhà máy công cụ hiện có. Dua các nhà máy gia công kim loại CNC vạn năng và chuyên dùng vào quá trình chế tạo các chỉ tiết phức tạp có độ chính xác cao, một số loại khuôn mẫu...
- Đầu tư thích đáng để củng cố và đổi mới các cơ sở nghiên cứu triển khai, giảng dạy đào tạo của ngành chế tạo cơ khí, theo kịp với trình độ phát triển chung của các nước trong khu vực. Trong đó đặc biệt quan tâm tới các kỹ thuật hiện đại, kỹ thuật tự động hóa, các công nghệ về vật liệu mới.
- Củng cố và phát triển công tác đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật, kỹ sư và công nhân lành nghề của ngành Cơ khí trên cơ sở đổi mới chương trình đào tạo, cơ sở vật chất kỹ thuật cho đào tạo. Đặc biệt cần quan tâm đào tạo và đào tạo lại đội ngũ chuyên gia giỏi, các cán bộ khoa học kỹ thuật mạnh về công nghệ cơ bản, công nghệ thiết kế và tự động hóa đủ sức tiếp thu và làm chủ các công nghệ tiên tiến, đồng thời có thể tạo ra công nghệ riêng của đất nước, đáp ứng một cách cơ bản yêu cầu công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước. Cần chú trọng đào tạo đội ngũ kỹ sư thực hành để quản lý vận hành sản xuất.
Cụ thể đối với từng chuyên ngành Cơ khí chế tạo máy cần đáp ứng được các yêu cầu sau: