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《從管理視角看數(shù)字化制造64039》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、從管理視角看數(shù)字化制造·美國波音公司在Boeing777~787和洛克希德馬丁公司在F35研制過程中,采用數(shù)字制造與傳統(tǒng)方式相比,縮短了研制周期至1/3,降低研制成本50%,開創(chuàng)了航空數(shù)字化制造的先河。最近,波音公司在新一代戰(zhàn)神航天運(yùn)載工具的研制和C130的航空電子升級中,采用MBD/MBI(基于模型的定義和作業(yè)指導(dǎo)書)縮短裝配工期57%,將數(shù)字化制造推向制造現(xiàn)場的更深層次。盡管中國航空工業(yè)在數(shù)字化制造的部分環(huán)節(jié)近年來已經(jīng)得到了長足的發(fā)展,但是歷史上掉隊(duì)加上研制發(fā)展速度的差距,給我國航空制造業(yè)以嚴(yán)重的壓力。跟上世界航空工業(yè)數(shù)字化制造發(fā)展的步伐,使航空企業(yè)迅速實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向數(shù)字化生產(chǎn)方
2、式的轉(zhuǎn)變,成為我們刻不容緩的任務(wù)?! ∶绹ㄒ艄驹贐oeing777~787和洛克希德馬丁公司在F35研制過程中,采用數(shù)字制造與傳統(tǒng)方式相比,縮短了研制周期至1/3,降低研制成本50%,開創(chuàng)了航空數(shù)字化制造的先河。最近,波音公司在新一代戰(zhàn)神航天運(yùn)載工具的研制和C130的航空電子升級中,采用MBD/MBI(基于模型的定義和作業(yè)指導(dǎo)書)縮短裝配工期57%,將數(shù)字化制造推向制造現(xiàn)場的更深層次。盡管中國航空工業(yè)在數(shù)字化制造的部分環(huán)節(jié)近年來已經(jīng)得到了長足的發(fā)展,但是歷史上掉隊(duì)加上研制發(fā)展速度的差距,給我國航空制造業(yè)以嚴(yán)重的壓力。跟上世界航空工業(yè)數(shù)字化制造發(fā)展的步伐,使航空企業(yè)迅速實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)生產(chǎn)方式
3、向數(shù)字化生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變,成為我們刻不容緩的任務(wù)?! ?shù)字化制造涵蓋了產(chǎn)品的生命周期的全過程,但是目前有關(guān)文獻(xiàn)涉及數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字模擬較多,而從制造管理和數(shù)字化在生產(chǎn)車間“落地”的角度推動數(shù)字化制造更快的發(fā)展,則顯得比較薄弱。本文以數(shù)字化工廠為中心,試圖討論數(shù)字化制造的均衡發(fā)展的問題?! ∫?、數(shù)字化是一場深刻的技術(shù)革命 數(shù)字化不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)手段的進(jìn)步,信息化和數(shù)字化也不能混為一談。以兩院院士顧頌芬為首的幾位航空工業(yè)的專家指出:“數(shù)字化為制造業(yè)開創(chuàng)了一種新型的生產(chǎn)方式”。他們認(rèn)為:“數(shù)字化是一場深刻的技術(shù)革命”,“數(shù)字化正在改變著世界,數(shù)字化的生產(chǎn)方式正在從根本上動搖著傳統(tǒng)制造業(yè)的基礎(chǔ),催
4、生著一場制造業(yè)的技術(shù)革命”。從波音和空客兩大家航空制造的技術(shù)競爭的重點(diǎn)看出,“制造業(yè)的競爭已經(jīng)體現(xiàn)為數(shù)字化這一核心能力的競爭”。 1.工程師自己的工具發(fā)展緩慢 現(xiàn)代的人類社會,工程和產(chǎn)品的發(fā)展是驚人的。而與之形成極大反差的是,工程界自己描述產(chǎn)品、傳遞產(chǎn)品制造信息的手段的發(fā)展卻是緩慢的。從1795年發(fā)明畫法幾何、1840年發(fā)明藍(lán)圖以來,人們一直用二維平面工程視圖來描述產(chǎn)品。這種大約沿用了200多年的二維工程圖樣曾經(jīng)是表現(xiàn)制品信息的惟一辦法。但是,人的思維是多維的,工程師們在創(chuàng)意新產(chǎn)品時,首先涌現(xiàn)的是多維的實(shí)體形象而不是一個個的平面視圖。為了向制造它的人傳遞產(chǎn)品的信息,必須將這個活生生的實(shí)
5、體變成為復(fù)雜的、但為工程界所共識的平面圖形。這當(dāng)中的浪費(fèi)不僅是投影圖的繪制,還包括了從實(shí)體形象向抽象的視圖表達(dá)方式轉(zhuǎn)換的思維,以及在轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的表達(dá)不清和錯誤。制造工程師在接到這種平面圖形以后,又要用想象恢復(fù)它的立體形狀,以編制工藝過程。這又是一番思維、腦力和時間的浪費(fèi)。并且對平面圖形的理解程度往往是能否設(shè)計(jì)出好的制造過程的關(guān)鍵,對圖樣理解的錯誤又經(jīng)常出現(xiàn)。工人拿到這種用平面圖形描述的作業(yè)指導(dǎo)書以后,同樣必須將它理解為三維的實(shí)體,浪費(fèi)和錯誤更容易發(fā)生。百年來,制造業(yè)為這種平面圖形的轉(zhuǎn)換付出了巨大的代價。 此外,二維圖樣對產(chǎn)品的表現(xiàn)是模擬的、非精確的,表現(xiàn)能力是有限的。如飛機(jī)機(jī)翼的形狀
6、是根據(jù)空氣動力學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)得到的復(fù)雜型面,而在圖樣上只能用多個剖面逐點(diǎn)進(jìn)行描述。用二維圖樣表達(dá)這些復(fù)雜形狀,造成了從連續(xù)的精確形狀到不連續(xù)的近似形狀的轉(zhuǎn)換。這個過程同樣既浪費(fèi)了時間和精力,又帶來了誤差。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn),局部地解決了這類科學(xué)曲線(面)形狀的信息傳遞問題。但多數(shù)零件的加工程序還是從平面圖形轉(zhuǎn)換來的?! ≡陲w機(jī)制造中,從產(chǎn)品的圖形到制造它們的模具的凸凹模線、模板、裝配型架以及各級檢驗(yàn)樣板,需要多次傳遞和轉(zhuǎn)移。在沒有數(shù)字化制造的年代,這些工作全是手工描繪,在放大鏡下用精細(xì)刀具磨出來的,效率和精度受著嚴(yán)重的制約?! ?.傳統(tǒng)CAD的功勞 信息技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟
7、件,20世紀(jì)末的CAD僅僅幫助人們繪制二維圖樣?!八Φ魣D板”大大地加快了出二維圖樣的速度,解放了工程師們的體力勞動,也使很多描圖員們下了崗。但是甩掉圖板并沒有甩掉圖樣,也沒有觸及頭腦浪費(fèi)和轉(zhuǎn)換錯誤的根本問題?! ?.實(shí)體造型CAD的出現(xiàn)和數(shù)字化的意義 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步,出現(xiàn)了新一代CAD軟件,在計(jì)算機(jī)的虛擬環(huán)境中,可以按照設(shè)計(jì)員的思維,直接構(gòu)造出產(chǎn)品和零件的實(shí)體模型。給這種虛擬的三維實(shí)體模型賦予必要的特征和屬性以后,