制造业的未来：数字化技术与智慧工厂的潜力

2014-01-24 10:00

　　目前，大多数开始实施数字化工厂的企业都是对时间和快速变化要求很高的行业，如汽车、航空航天、电子、机械/模具设计、消费品等等。世界上很多工业强国已经开始采用了数字化工厂的解决方案：美国国家航空航天局采用数字化工厂来仿真、分析太空船中的仪器在卫星飞行过程中环境的变化；波音公司采用数字化工厂大幅度降低飞机成本、缩短设计与制造时间、减少产品缺陷；海尔集团采用数字化工厂可以实现500种洗衣机的“按单生产”；康佳集团通过数字化工厂，减少了90%的手工操作错误，透明的研发过程节约了30%的产品研发费用。

　　“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，为制造商及其供应商提供了一个制造工艺信息平台，使企业能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和管理，并将制造信息及时地与相关部门、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。在汽车行业，数字化工厂更是发挥着重要的作用。从产品设计到制造开始的工作转换是汽车开发过程中最关键的步骤之一，“数字化工厂”规划系统可以通过详细的规划设计和验证预见所有的制造任务，在提高质量的同时减少设计时间，从而加速汽车开发周期；并且还可以消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数量等。此外，“数字化工厂”规划系统通过统一的数据平台，实现主机厂内部、生产线供应商、工装夹具供应商等的并行工程。

　　数字化工厂利用其工厂布局、工艺规划和仿真优化等功能手段，改变了传统工业生产的理念，给现代化工业带来了新的技术革命，其优势作用较为明显。通过数字化工厂的建立，信息可以全部覆盖，各方面的信息都能控制，使得各个环节都处于最优状态，以此来保证企业的核心竞争能力。

　　自工业革命以来，工业化的齿轮运转的越来越来快，数字化工厂的实现无疑给这个大齿轮加上了更多的润滑油。它不仅带来了技术上的改变，而且生产中的高度透明化、自动化还将带来众多管理和观念上的改变。我们非常期待着数字化工厂、数字化生活、数字化城市的未来。

　　先进的“虚拟制造”技术

　　虚拟制造是一种新的制造技术，它以信息技术、仿真技术和虚拟现实技术为支持。虚拟制造技术涉及面很广，诸如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交驻功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。其中后3项是虚拟制造的核心技术。

　　由于国内外市场竞争日益加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，使得机械制造业向多品种小批量生产方式发展。因此，缩短产品开发周期成为决定制造业竞争力的首要因素。而虚拟制造技术被认为是加速新产品开发的有效手段，它能很好地解决制造业的TQCS难题，虚拟制造技术对制造业将是一次新的革命，它的广泛应用意义是深远的。