智能制造呈現(xiàn)新場(chǎng)景：信息技術(shù)與運(yùn)營(yíng)技術(shù)深度融合
發(fā)布日期:2023-01-11
| 在此次美國(guó)考察中，我們還看到了很多新制造技術(shù)如增材制造、AR技術(shù)、仿真技術(shù)等得到了深入研究和實(shí)踐應(yīng)用，其應(yīng)用深度和廣度得到了極大的提升。同時(shí)，越來(lái)越多的廠商致力于促進(jìn)信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的深度融合，從而打造出IT（信息技術(shù)）與OT（運(yùn)營(yíng)技術(shù)）相融合的智能制造新場(chǎng)景。
考察團(tuán)成員此次在Autodesk公司位于舊金山市中心的展廳和創(chuàng)意工坊大飽眼福，看到了許多很具有創(chuàng)意的產(chǎn)品，其中，增材制造（三維打�。┘夹g(shù)的廣泛應(yīng)用無(wú)疑是一個(gè)最大的亮點(diǎn)。
隨著客戶需求的日益?zhèn)�性化，產(chǎn)品越來(lái)越智能，制造企業(yè)亟待進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新、流程創(chuàng)新、材料創(chuàng)新。在這種背景下，Autodesk提出了未來(lái)制造（Thefutureofmakingthings）理念，將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程有機(jī)地集成到Autodesk的產(chǎn)品創(chuàng)新云，形成一個(gè)閉環(huán)。Autodesk還研發(fā)了創(chuàng)成設(shè)計(jì)技術(shù)（GenerativeDesign），用于零件滿足載荷要求的條件下，將零件生成空心的晶格結(jié)構(gòu)，盡量減輕零件重量。然后，再通過(guò)增材制造技術(shù)制造零件，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。Autodesk甚至還開(kāi)發(fā)了三維打印機(jī)，建立了與三維打印領(lǐng)域有關(guān)的基金，以鼓勵(lì)相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新。
作為一家工程設(shè)計(jì)軟件的龍頭企業(yè)，Autodesk非常關(guān)注增材制造。在4月德國(guó)漢諾威工業(yè)展上，我們看到了Autodesk公司與Airbus公司合作，對(duì)空客A320飛機(jī)的一個(gè)支撐件進(jìn)行增材制造的實(shí)際應(yīng)用案例。有分析表明，2016年及未來(lái)幾年，增材制造和復(fù)合材料技術(shù)的成熟將顛覆現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造概念，甚至將有采用增材制造或復(fù)合材料生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)。
通過(guò)將增材制造技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合，最終可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)化（ProductasaService），企業(yè)不再賣產(chǎn)品，而是賣給客戶提供的產(chǎn)品使用期間創(chuàng)造的價(jià)值，例如羅羅公司賣航空發(fā)動(dòng)機(jī)有效的飛行小時(shí)。這種方式最大的好處是可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商和客戶價(jià)值的一致，因?yàn)楣┬桦p方都希望產(chǎn)品的性能和質(zhì)量更好，可以保持最佳的工作狀態(tài)。此次參加考察的一家盾構(gòu)設(shè)備制造企業(yè)的總經(jīng)理就準(zhǔn)備未來(lái)嘗試按照盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)深度來(lái)收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式的創(chuàng)新。
仿真技術(shù)和AR技術(shù)在產(chǎn)品創(chuàng)新中的應(yīng)用深度和廣度不斷提升
全球仿真軟件巨頭ANSYS公司在接待考察團(tuán)時(shí)，重點(diǎn)介紹了仿真技術(shù)在支撐物聯(lián)網(wǎng)的智能互聯(lián)產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用中的關(guān)鍵作用。例如，天線設(shè)計(jì)、信號(hào)強(qiáng)度、電磁輻射、嵌入式軟件仿真等。實(shí)際上，多物理場(chǎng)仿真技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣，考察團(tuán)成員也對(duì)仿真技術(shù)和仿真服務(wù)表現(xiàn)出濃厚的興趣。例如，此次參加考察的一家制造雙聯(lián)式等速萬(wàn)向節(jié)的汽車零部件企業(yè)的總經(jīng)理就認(rèn)為，為了進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品的性能，應(yīng)該更加全面深入地應(yīng)用仿真技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。Autodesk提出的創(chuàng)成設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)際上也包括了仿真與拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。
仿真技術(shù)不僅可以在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中發(fā)揮重要作用，還可以進(jìn)行加工工藝仿真和產(chǎn)品性能仿真，例如通過(guò)分析振動(dòng)和噪聲，來(lái)仿真乘客在乘坐汽車時(shí)的舒適度。根據(jù)媒體報(bào)道，2015年7月，波音展示了其“黑金剛石”項(xiàng)目，其目標(biāo)之一是推進(jìn)基于模型的系統(tǒng)工程仿真技術(shù)，驗(yàn)證將更多的自動(dòng)化裝配技術(shù)融入復(fù)雜的飛機(jī)結(jié)構(gòu)制造中。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和可穿戴技術(shù)將使飛機(jī)裝配工人的技能得到革命性提升。根據(jù)媒體報(bào)道，2015年5月，波音在其加油機(jī)裝配線演示了一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平板，機(jī)械師可以看到現(xiàn)實(shí)世界中他正在裝配的扭矩盒單元，也可以看到數(shù)字化的指導(dǎo)書(shū)、零件和箭頭，以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界中的視野。
信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)融合，支撐智能制造
此外，多家企業(yè)都提到了IT技術(shù)與OT（OperationalTechnology，運(yùn)營(yíng)技術(shù)，Gartner的定義是對(duì)企業(yè)的各類終端、流程和事件進(jìn)行監(jiān)控或控制的軟硬件技術(shù)，主要包括數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制技術(shù)）的融合。在思科公司的客戶體驗(yàn)中心，通過(guò)實(shí)現(xiàn)IT網(wǎng)絡(luò)與工控網(wǎng)絡(luò)集成，可以對(duì)工業(yè)的狀態(tài)進(jìn)行反饋和控制，展示了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)可視化、柔性生產(chǎn)、確保生產(chǎn)線接近于零宕機(jī)和能源高效利用等智能制造的應(yīng)用場(chǎng)景。
QAD專家Glenn先生分享了微軟公司在2015年提出的智能制造應(yīng)用場(chǎng)景，包括智能產(chǎn)品、智能環(huán)境、智能流程、智能運(yùn)營(yíng)、智能供應(yīng)鏈、智能產(chǎn)品應(yīng)用和智能產(chǎn)品全生命周期管理。
智能制造是工業(yè)4.0的核心。根據(jù)媒體報(bào)道，2016年1月，波音獲得了“機(jī)身全自動(dòng)化制造工廠”專利，展示了基于自動(dòng)導(dǎo)向車和移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)化、可重構(gòu)、可移動(dòng)智能生產(chǎn)概念。在此次考察中，Autodesk、QAD、Oracle和Intel都提到了工業(yè)4.0。由此可見(jiàn)，工業(yè)4.0已成為主要工業(yè)國(guó)家進(jìn)行制造業(yè)復(fù)興與轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。
新制造技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于企業(yè)發(fā)展的重要性不言而喻，尤其現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)還面臨著嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)，急需要引入新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型，以期改變現(xiàn)有格局。
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