數字化制造技術范文10篇

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數字化制造技術

數字化制造技術范文篇1

1基于數字化的模具設計研究

1.1模具的設計方案分析(1)基于數字化技術的模具設計過程中,要重視對模具制造的工序優化設計。在數字化模具設計過程中,尤其要重視模具沖壓板工藝的不斷優化設計,簡化模具制造工序,降低模具制造難度,還要重視模具生產制造的集約化生產模式的實現,保證在模具制造過程中其沖壓成本的有效控制;(2)在數字化基礎上進行模具設計,要重視先進的NC模面變間隙技術的應用研究,通過對模具制造過程中的零件精度、零件成形性以及零件材料的變化的有效控制,并對模具的模面變間隙進行技術性處理,有效降低模具生產制造時間,降低模具制造難度,進而提升模具生產制造的生產效益及生產質量;(3)基于數字化的模具設計過程中,要重視零件整體變形補償技術的應用研究。比如,在模具生產過程中,可能會遇到一些尺寸較大而且平坦的零件,這會影響其在成形中的拉伸延長,而且其應用可能使整體剛性有所降低,特別是在零件的頂面,很容易造成坍塌現象,因此為了有效保證零件的應用質量,要重視利用零件整體性補償技術的研究,對模具制造過程中的變形進行處理和控制。(4)基于數字化技術的模具設計要重視RE逆向工程技術的應用研究,RE逆向工程技術主要是用來再現產品設計過程中,其有利于生產模具的改型設計,以及模具新產品研發及其質量的檢測等,RE逆向工程技術在數字化模具生產制造中的應用,有利于在保障模具制造質量的前提下,節省模具生產制造時間,進而提升模具的生產制造效益。1.2數字化模具的結構設計分析基于數字化的模具結構設計過程中,需要注意如下4個方面。(1)數字化模具的結構設計過程中,要重視創建三維實體,模具生產制造設計可以充分利用CAD技術,建立所生產的模具的三維實體模型,相對于傳統的模仿工程圖紙的三維圖模式,這種技術更直觀、立體地構建了模具的模型,而且有利于將模具生產的真實狀態顯現出來,有利于發現目錄生產制造過程中可能出現的問題,并及時解決,進而提升模具的生產質量。(2)數字化模具的結構設計時,要善于從模具設計資料庫中尋找有用的信息,一般在模具的設計過程中會利用的模具設計資料庫主要有基本結構庫、典型結構庫、標準件庫以及沖壓設備資料庫等,一般系列化零件、裝配參數化零件要到標準庫件資料庫里查找相關資料,典型結構資料庫以及沖壓設備庫可以提供可行性參考。善于利用各類資料庫的信息資源,有利于提升模具生產效益。(3)數字化模具結構設計過程中,可以應用自動沖壓過程仿真,一般模具生產過程中,各個零件的形態以及運行狀況較為復雜,借助仿真沖壓線過程有利于在模具生產過程中直觀、真實地看到各個部件在整個過程中的位置關系,這更方便對可能還會干涉到各部件性能發揮的問題進行改進,對模具的生產結構設計進行優化。(4)在模具結構設計過程中,要重視端拾機構的及時檢修,盡可能地規避模具在生產制造過程中的連線調試,避免影響模具的正常制造,這有利于在保證模具生產質量的同時,減少生產時間,有利于模具生產成本控制。

2基于數字化的模具制造技術研究

就當前數字化模具生產發展來看,數字化技術的廣泛應用,提高了模具的生產質量,并實現了對模具生產成本的有效控制,數字化技術在模具生產過程中發揮著至關重要的作用,所以要重視基于數字化的模具設計與制造研究。模具生產制造過程中的數字化技術主要是指利用計算機輔助模具生產制造的技術,計算機技術在數字化模具設計與制造過程中占據關鍵地位,利用計算機技術,把控模具設計以及生產制造的全過程,比如模具設計與制造過程中的制造方案設計、加工過程控制、生產計劃實施、制造質量的把握、生產成本的控制等,在模具生產制造過程中,模具生產企業利用計算機輔助制造技術來提升模具生產制造效益,促進模具生產的數字化發展。2.1在加工模板與參數庫中的發展應用。眾所周知,模具的設計與制造過程中,模具生產企業的實踐經驗以及技術水平直接關乎到模具的生產質量,所以模具生產企業要重視模具生產實踐以及經驗的總結分析,構建模具制造信息參數庫,為模具設計與制造提供參考。其次,要聘用專業的模具工程師,讓工程師根據模具生產實際以及市場發展變化的實際情況構建模具生產數據庫以及模具加工模板,在這過程中要特別重視對現代信息化技術的應用,并重視對新技術應用成功的案例進行總結分析,整理出相應資料。另外,數字化模具設計與制造過程中,要重視對其程序的編寫,科學、合理地選擇適合的機床、刀具,并明確加工剩余量、走刀方向等的參數數據,降低模具生產過程中的風險,提高數字化模具制造水平。2.2坯料的選擇?;跀底只哪>呱a制造過程中,坯料的選擇以及建立是十分關鍵的,模具生產制造技術水平、生產原材料等直接關系到模具生產制造質量,但就我國模具設計與生產制造發展現狀來看,毛坯模具制造水平不夠高,模具精度和西方先進國家相比,也還存在一定的差距,這就造成在模具生產過程中,數字化模具設計以及生產制造和模具毛坯間的差異比較大,導致后期模具加工出現撞機、刀具碰撞等問題,進而增加模具生產風險,不利于模具生產質量的提升,所以在加工模具前要重視利用白光掃描技術對毛坯進行掃描成型,再利用三維模型和白光掃描技術成型數據進行比較分析,然后根據對比結果進行程序編寫,及時發現存在的問題,并提出相應的解決措施。

3結束語

總而言之,基于數字化模具設計與制造的研究在模具生產過程中有至關重要的作用,要重視其的研究應用?;跀底只哪>咴O計與制造研究應用,有利于提高模具生產制造水平,縮短模具生產時間,進而有利于在有效保障模具生產質量的同時降低生產成本,可以推進我國模具的設計與制造進一步發展。

參考文獻:

[1]陳鵬.基于數字化技術的模具設計與制造研究[J].自動化與儀器儀表,2017(5):93-95.

[2]王寶雨,胡正寰,曹育紅,等.模具的數字化設計與制造[J].數字制造科學,2005,3(3).

數字化制造技術范文篇2

關鍵詞:裝備制造業;產學研合作;數字化;協同創新;演化博弈

裝備制造業是為滿足國民經濟各部門發展和國家安全需要而制造各種技術裝備的產業總稱,其快速發展也為我國的產業轉型升級與科學技術進步提供重要的保障[1],特別是在當前全球貿易保護主義日益抬頭、外部環境的不確定性日益加劇等巨大變化的背景下,裝備制造業已經對國內市場經濟實現高質量發展具有重要的促進作用[2]。國內外關于我國裝備制造業發展的文獻指出,我國裝備制造業存在產業內部結構單一[3]、高技術設備制造能力滯后[4]、信息化與工業化融合能力下降[5]等問題,嚴重限制裝備制造業的高速發展,制約裝備制造業結構的升級、效益的提高和資源的優化??梢?,目前裝備制造業發展缺乏技術創新能力。為了更快觸達科研創新資源,企業往往傾向與具有較高創新能力的高校和科研單位合作,打造產學研協同合作的新型技術創新生態。然而,在開發投入、技術創新活動以及創新成果應用等方面仍存在內外部環境驅動力較差[6]的問題,主要存在數字化知識共享障礙[7]、產業結構不合理、創新成果轉化率較低[8]以及政府支持力度有限[9]等問題。因此,裝備制造企業迫切需要提高行業內外部驅動力,形成新型科技創新體系[10]。結合當今新興技術的創新以及市場經濟大環境改變,數字化以及數字化協同已經成為促進新經濟時代國民經濟快速發展的要素[11],推動形成以數字資源為核心競爭力的裝備制造業產學研協同創新的新模式,實現跨越融合式發展是必然趨勢。梳理上述文獻發現,仍存在以下不足之處:相關文獻嘗試通過裝備制造業產學研協同模式解決創新能力不強的問題,但協同雙方由于信息的不完全性以及有限理性的特點,可能導致存在知識偏差等,未考慮到參與者決策過程中的利益協調、收益共享等問題;相關研究在產學研模式研究中引入政府因素,探究在靜態視角下政府對于策略選擇的定性影響。而實際上,政府對策略選擇是隨著環境不斷變化的微觀動態的影響過程。因此,本文以產學研數字化協同創新作為提升裝備制造業發展的途徑,將數字化融合發展模式為主要契機,引入博弈模型,將裝備制造業以及學研機構作為博弈雙方,將雙方的博弈行為視為不完全信息下有限理性主體的博弈行為。并將政府的支持力度定量納入裝備制造業產學研數字化協同創新的關系研究中,通過政府引導推動外部資金和內部資金的流動,促進產業集聚。利用數字平臺構筑雙方密切協同創新的平臺生態,獲得數字化創新的財政支持,借助數字化因素優化從原始創新到成果轉化各環節之間的信息屏障,緩解信息不對稱、資源不對稱等問題,增加裝備制造企業創新發展的動態性,實現“數字-實體”融合經濟的支撐性效應與數字化引領作用。

1演化博弈模型構建及分析

1.1演化博弈理論分析

當今科學技術高速發展,裝備制造業實現技術革新,打破數字壁壘,必須采取與其他社會主體參與合作的方式,運用多學科交叉創新模式有效提高創新效能。爭取更大的發展空間,其中較為明顯的利益相關者是企業、政府和具有創新科研能力的大學、科研單位等相關機構。在數字化協同創新活動的過程中,每個參與者都會考慮其他利益相關者的決策行為對自己的影響,從而對行為做出合理的判斷。演化博弈論不同于完全理性下的傳統博弈方法,從有限理性的角度出發,參與活動的主體在不斷試錯的過程中達到平衡狀態,突出重復動力學的特點。在產學研數字化協同創新過程中,裝備制造企業和學研機構等面臨著不確定性和風險等因素,在傳統運行模式以及數字化協同創新模式之間進行策略選擇,這與演化博弈的理論特征相吻合。其中,傳統運行模式是指裝備制造企業通過單向渠道進行價值創造的過程。數字化協同創新模式是指將裝備制造企業將綜合分析能力、連接能力、智力能力整合優化形成數字化、信息化和生態化的融合交互模式。因此,構建演化博弈模型研究裝備制造業產學研數字化協同創新的選擇是合理的。

1.2模型假設條件

本文將在有限理性原則的基礎上,結合系統演化論和博弈論的理論,提出以下的基本假設:假設1:在“自然”的狀態下,裝備制造企業與學研機構作為數字化協同創新的主體,兩個主體因各自擁有獨特的資源和信息被認定為“有限理性”。雙方均會從自身的共同利益角度出發,選擇最有利于自身共同發展的合作決策。因此,將裝備制造企業與學研機構之間的博弈雙方分別以下列符號來表示:裝備制造企業A、學研機構B,A和B均有兩個策略集的選擇,分別是選擇“數字化協同創新模式”或“傳統運行模式”策略。假設2:產學研模式通過技術創新合作形成了互動的效應,企業提供創新資金,給予高校和其他科研機構以及技術創新雄厚的人力和物質支撐,同時利用高校和其他科研機構開發的技術和知識創新成果來幫助自身獲得盈利,使各方通過創新獲得收益。但由于雙方的利益訴求不一致、信息不對稱等原因,很有可能會直接引發“搭便車”、機會主義等行為。因此,各個創新主體之間的行動策略都是不斷改變的。若裝備制造企業本身具有選擇“數字化協同創新模式”的偏好,而學研機構則具有選擇“傳統運行模式”的偏好,或者學研機構本身也具備選擇“數字化協同創新模式”的偏好,而裝備制造的企業在選擇"傳統運行模式”時,雙方的利潤發生變化為Ri(i=a,b),則選擇“數字化協同創新模式”的一方后,其利潤增加Ri,選擇“傳統運行模式”的一方,企業利潤減少Ri。假設3:考慮雙方數字化協同創新的主體之間決策的明顯不確定性,盡管數字化協同合作創新的主體都是為了實現共同的目標組成某個共同體,但是產學研數字化協同創新的過程中,可能因為利益、時間、資源等其他方面的沖突,出現“中途背叛”的現象。此條件下,裝備制造企業與學研機構均按照以往“傳統運行模式”繼續運轉,只能得到正常的收益,則此時裝備制造企業A獲得的投資收益為Ia,學研機構B獲得的投資收益為Ib。假設4:若裝備制造企業選擇“數字化協同創新模式”策略,而學研機構則選擇“傳統運行模式”策略,那么裝備制造企業在技術創新過程中必須按照要求自主對其現有的生產線、硬件設備、軟件設施等技術升級和改造;若學研機構選擇“數字化協同創新模式”策略,而裝備制造企業選擇“傳統運行模式”的策略,則由于學研機構需要投入一定的成本獲得技術支持,或者在行業中投資具有影響力等商業。假設其原成本為Ci(i=a,b)。若雙方通過數字化緊密合作,實現個性化服務定制,裝備制造業顯著提升其產品的質量和使用普適性,學研機構同樣持有積極合作的真誠態度,研發高質量成果進而提升了行業內的水平,雙方收益均隨之增高。因此,將由雙方共同獲得的直接利潤記為Pi(i=a,b)。假設5:裝備制造企業和學研機構之間是一種相互依賴、緊密關聯的關系,雙方在某種程度上對彼此的資源和技術優勢有效的利用和互補。若裝備制造企業A和學研機構B均選擇“數字化協同創新模式”策略,裝備制造業在生產要素等方面創新,學研機構對其技術支持,雙方的成本為Ti(i=a,b),則企業間的技術合作創新會產生作用,此時雙方協同創新需要投入的成本小于僅有一方選擇創新的成本,即Ti<Ci.假設6:在裝備制造企業A和學研機構B均選擇“數字化協同創新模式”策略的前提下,雙方通過企業間的融合互補直接產生協同效應,共同創造間接收益。若利用數字信息技術對企業運營管理的能力越大,通過數字化信息平臺所獲得資源以及創新研發能力也隨之提高,可吸收其他相關行業資源的能力越大。裝備制造企業以系統設計技術、控制技術與關鍵總成技術為重點,增加研發投入,提高企業的創新和研發能力,從而創造的投資收益也越多。所以,將通過數字信息技術獲得資源的能力稱為數字化水平能力設為θ,并將裝備制造企業A通過數字信息平臺獲得的投資收益設為θRa,將學研機構B通過數字信息平臺獲得的額為投資收益設為θRb。同時,產學研數字化協同創新單依靠企業、高等院校、科研單位等人員的支持與參加是不夠的,政府對于產學研協同的管理與監督是不可能被忽略的。若政府的支持參與力度越大,將會增加投入的專項資金以促進產學研協同創新,以政府補助來減少成本支出。所以,設政府支持力度為η。又因當前我國推動裝備制造業自動化發展以進一步推動企業技術創新和轉型升級,將傳統數字化技術模式作為基礎,運用數字化減少轉型升級的成本支出,則將裝備制造業從傳統模式轉型數字化的程度設為μ。假設7:在裝備制造企業與學研機構合作的整個過程中,A和B兩者之間選擇“數字化協同創新”的概率分別是x、y,選擇傳統運行模式的概率分別是1-x、1-y且x,y∈[0,1],均為時間T的函數。

1.3博弈演化模型

基于以上假設,構建裝備制造企業與學研機構數字化協同創新的收益支付矩陣,如表1所示。表1裝備制造企業與學研機構數字化協同創新的收益支付

2演化博弈模型分析

由收益支付矩陣可知,學研機構采取“傳統運行模式”策略下,Pa+Ia-Ca為裝備制造業選擇兩種不同策略的投資收益差;學研機構采取“數字化協同創新模式”策略下,Pa+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta為裝備制造業選擇兩種不同策略的投資收益差;裝備制造企業采取“傳統運行模式”策略下,Pb+Ib-Cb為學研機構選擇兩種不同策略的投資收益差;裝備制造企業采取“數字化協同創新模式”策略下,Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb為學研機構選擇兩種不同策略的投資收益差。以此方式作為判斷依據得出以下推論:

1)當Pa+Ia-Ca<0且Pb+Ib-Cb<0時,(0,0)是整個系統發展和演化過程中的穩定點。該狀態將成為最不有利于裝備制造企業和學研機構所之間的數字化協同創新,即裝備制造企業與學研機構均不愿意協同創新,兩者投資收益都小于0,而且產學研協同技術創新的研發成本過高,均高于雙方選擇“數字化協同創新”策略下的投資收益,所以雙方考慮到經濟成本的影響將選擇采取“傳統運行模式”策略獨自開展技術創新,最終結果將演化為(傳統運行模式,傳統運行模式)的穩定狀態。上述分析說明:裝備制造業在創新鏈與產業鏈之間體現裝備制造業技術創新能力不足的問題,在數字化前沿領域內,產品迭代越來越快、產品生命周期逐步縮短,裝備制造企業的每一個環節的選擇和決策都面臨著更大的風險,單純依靠學研機構知識轉移能力,學研機構壓力過大,產學研創新績效總體較差。

2)當Ia+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta<0且Pb+Ib-Cb>0時,(0,1)是整個系統發展和演化過程中的穩定點。在這種穩定的狀態下,學研機構更愿意與裝備制造企業合作開展數字化技術創新研發,而裝備制造企業卻選擇“傳統運行模式”策略。對于學研機構說,此時數字化協同創新付出的研發費用成本遠遠小于雙方均可以在選擇“數字化協同創新模式”策略下的收益,所以學研機構選擇“數字化協同創新模式”策略;而對于裝備制造業來說,學研機構采取“數字化協同創新模式”策略下,數字化協同創新所獲得的投資收益加上數字化平臺創造的投資收益大于因政府補助以及技術提高作用減少后的研發總成本,受到經濟利益驅動的裝備制造企業會退出數字化協同創新獨自技術創新。經過反復,系統將在穩定自身利益的狀態下選擇(傳統運行模式,數字化協同創新模式)的狀態。上述分析說明:產學研進行數字化協同創新后,學研機構知識轉移促進了知識的產業化,但產學研只有通過相對長的時間的合作,才能慢慢促進創新績效以及裝備制造業的創新績效提升。在此過程中學研機構提升了自身的知識轉化能力,但裝備制造企業投資收益較緩慢,裝備制造企業由于顛覆性技術和市場需求的不確定性,需要在日新月異的發展中快速提升資源、信息等整合能力。因此,通過數字化協同創新帶來的投資收益較低時,裝備制造業參與數字化協同創新的意愿將會降低,最終會選擇“傳統運行模式”策略。

3)當Pa+Ia-Ca>0且Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb<0時,(1,0)是整個系統發展和演化過程中的穩定點。在這種穩定的狀態下,裝備制造業更愿意合作開展數字化協同創新和研發,而學研機構卻選擇“傳統運行模式”策略。對于裝備制造業來說,通過數字化協同創新策略需要付出的研究和投入均遠遠低于雙方認為選擇“傳統運行模式”策略下的投資和收益,而對學研機構來說,在裝備制造企業采取“數字化協同創新模式”策略下,數字化協同創新所獲得的投資收益降低,政府的補助和技術水平的提高等作用而降低了其研發成本,獨立從事技術革命。經過多次反復,系統穩定至(數字化協同創新模式,傳統運行模式)這一狀態。上述分析說明:產學研數字化協同創新后,裝備制造企業既要一手抓創新,又要一手抓市場,使數字化技術研發在產業需求和技術創新的雙驅動下,真正實現產業導向下的基礎研究與應用研究的融合。其中,學研機構作為“智援”是科學技術創新目標得以落實的基礎和保障,能夠很好解決其創新困難。但仍然普遍存在我國高等院校的教育和社會發展需求相互脫節等問題,導致學研機構通過數字化協同創新達到的投資收益較低,最終選擇“傳統運行模式”策略。

4)當Pa+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta>0且Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb>0時,(1,1)整個系統發展和演化過程中的穩定點。該狀態被認為是最理想的狀態。產學研雙方均愿意數字化技術創新及產品研發,對于裝備制造企業和學研機構來說,數字化協同創新所獲得的投資收益加上數字化平臺能力創造的投資收益大于因政府補助以及技術提高作用減少后的研發總成本。故此種情況下,雙方愿意數字化協同創新而獲取更大的投資收益,系統會逐漸演化至(數字化協同創新模式,數字化協同創新模式)的理想狀態。上述分析說明:產學研數字化協同創新后,學研機構在原有技術基礎上借助于市場需求產業化快速發展,裝備制造企業也實現創新能力的顯著提升以及對數字化協同創新績效的促進,博弈雙方在數字化變革中提高對創新環境的適應能力,通過部門的撤并、企業制度的優化以及人事的更替調整內部管理,提升研發過程與科研成果的內部協作水平。同時運用信息流帶動技術流、資金流、人才流的高速流動,貫徹數字化協同的理念,提升裝備制造企業科技創新的整體效能。根據雅克比矩陣的行列式定義為正、跡定義為負時,還包含以下兩種特別的情況:

5)當Pa+Ia-Ca>0,Pb+Ib-Cb>0,Ia+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta<0且Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb<0時,此情況被認為是一種混合的策略,其中包含了上述(2)(3)兩種可能,系統的演化穩定性策略分別稱為(傳統經濟模式,數字化協同創新模式)或者(數字化協同創新模式,傳統運行模式)。

6)當Pa+Ia-Ca<0,Pb+Ib-Cb<0,Ia+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta>0且Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb>0時此情況也可以認為是一種混合的策略,包含了上述(1)(4)兩種可能,系統的演化穩定性策略可以分為(傳統運行模式,傳統運行模式)或者(數字化協同創新模式,數字化協同創新)。根據(5)以及(6)說明,產學研雙方均具有有限理性,通常不是一開始找到最優策略,但均持有“利益最大化”的企業目標,因此雙方的策略選擇一直處于動態變化的環境中。當一方因成本過高而達不到目標績效時,參與數字化協同創新的意愿將會降低,最終選擇“傳統運行模式”策略。而另一方因無法自行承擔高昂成本而被迫選擇“傳統運行模式”策略。若內外部環境給予激勵,策略選擇將可能會發生改變,雙方參與數字化協同創新的意愿提升,裝備制造企業提供產業市場,學研機構作為援助能夠解決創新過程難題,最終整個系統演化至(數字化協同創新模式,數字化協同創新)的理想狀態。

3數值仿真分析

基于上述演化博弈模型的建立和分析,利用MATLAB軟件通過數值仿真分析來描述在裝備制造業產學研數字化協同創新研究的演化過程,數據仿真能夠實現在有限理性的條件下,運用裝備制造企業與學研機構的不完全信息進行動態演繹。當Pa+Ia-Ca<0且Pb+Ib-Cb<0時,兩者投資收益均小于0。裝備制造企業與學研機構均選擇“傳統運行模式”策略。起初裝備制造企業參與意愿高于學研機構,表明我國裝備制造業提高自主創新能力的迫切需要,但因數字化協同創新產生的投資收益差影響參與意愿程度。學研機構策略選擇取決于通過協同創新所獲得業界影響力以及國家支持度,利益分配等問題影響學研機構的選擇。則經反復后趨于穩定點(0,0)。因此,博弈中的雙方如何決定博弈中各自的努力水平和程度,如何衡量各種科技成果的應用價值,如何對博弈中的知識和成本等因素進行科學的計算和轉化,對企業和學研機構協同創新的積極性有重要影響。隨著雙方博弈過程的推進,可能存在協同創新成本高于傳統運行模式創新情況下的成本,或因外部因素激勵不足,市場環境不健全等多種情況,使得協同的一方改變參與意愿,從而選擇策略發生改變,分為以下兩種情況:

1)當Ia+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta<0且Pb+Ib-Cb>0時,裝備制造企業均衡于“傳統運行模式”策略,學研機構選擇“數字化協同創新模式”策略。對于裝備制造企業來說,數字化創新雖然順應了數字時代的發展變化趨勢,但風險較大,創新的成敗與否很難準確地預測未來的收益,所以很多企業都不愿意花費巨額成本開展技術創新。另一方面,裝備制造企業還面臨創新能力薄弱的問題,即數字化協同創新的成敗也取決于其科研能力。對于學研機構來說,作為科研創新的領頭者,是知識、人才以及技術的主要提供者。通過數字化信息平臺獲得影響力將會提升,引起業界的關注,凝聚的科研力量日漸強大,從而創造更多的投資收益,若裝備制造企業給予的財力或影響力具有明顯的提升,參與意愿將會隨之升高,從而穩定到“數字化協同創新模式”的狀態。

2)當Pa+Ia-Ca>0且Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb<0時,裝備制造企業選擇“數字化協同創新模式”策略;學研機構選擇“傳統運行模式”策略。在數字化協同創新的環節中,就需要產學研雙方之間進行知識與資源的共享,知識與資源之間的雙向流動才能有效地降低技術創新的成本,提升技術創新的效率。裝備制造企業為其創新提供有利的條件,數字化技術創新的成功將會增大其在市場中的比例。在抓住市場需求的同時,加大其數字化融合創新力度,從而增加其收益;學研機構作為其數字化協同創新進程中的主要技術創新力量,面臨知識流溢出的風險相對比較高。數字化協同創新一旦成功,付出更多的時間和努力一方將會遭受很大的損失,引發沖突、脫離、背叛等現象。因此,經過迭代系統將穩定到(數字化協同創新模式,傳統運行模式)的狀態。Pa+Ra+θIa-(1-η-μ)Ta>0Pb+Rb+θIb-(1-η-μ)Tb>0時,裝備制造企業與學研機構均選擇“數字化協同創新模式”策略。此時,產學研數字化協同創新受市場需求環境影響,可能導致其參與意愿降低。但產學研數字化協同創新實現創新主體的多方共贏,均獲得“合作價值”。因此,若數字化協同創新所帶來的投資收益大于協同成本,裝備制造企業提供市場環境與產業導向,學研機構提供技術與智力資源,共同解決企業創新的難題。博弈雙方的共同目標是圍繞科研和成果技術創新集聚為合作伙伴,形成具有數字化科研創新能力的新型生態,最終平衡點趨向于穩定點(1,1)。為了更好地分析各參數對于產學研數字化協同創新的影響,本文采用模擬仿真的方法,模擬裝備制造企業與學研機構在數字化協同創新模式選擇策略上的變動,定量分析各因素對協同行為影響。

1)θ對產學研數字化協同創新的影響

在其他因素不變的情況下,圖2分別是數字化水平系數θ取值0.2,0.5,0.8時,對裝備制造業和學研機構數字化協同創新產生的影響。隨著θ取值的逐漸增大,產學研數字化協同創新概率向為1演化。由此可知,數字化水平能力具有正向推動作用。產學研數字化協同創新模式和數字化緊密融合促進我國裝備制造業發展,是推動創新驅動向更大市場需求方向轉化的保證。推動“互聯網+”數字時代和傳統實體經濟的深度融合,實現以移動互聯網為技術基礎的數字化現代技術手段融合發展,打通裝備制造業與其他機構之間的創新鏈、產業鏈、資金鏈,實現企業之間的互聯通、互操作,不斷提高創新效能,最終構建創新全過程信息共享、資源與業務高效協同的數字化協同創新體系。通過變化曲線看出,數字化分析采集分析能力與平臺管理能力的綜合水平越高,變化趨勢越為顯著,博弈雙方獲得間接性投資越多,數字化協同創新的概率也越大

2)η對產學研數字化協同創新的影響

在其他因素不變的前提下,圖3分別是政府支持力度系數η取值0.2,0.5,0.8時,對裝備制造業和學研機構數字化協同創新產生的影響。隨著η的逐步增大,開展數字化協同創新可能性越大。由此可知,政府支持力度越大,推動產學研數字化協同創新力度越大。這充分表明在數字化技術革新中,對于裝備制造業說,政府通過引導推動內外部資金的流動,促進產業集聚。利用數字平臺構筑雙方協同創新的平臺生態,納入國省級科技計劃,從組織上和數據上為創新賦能,推進數字化協同創新,迅速提升我國區域性技術和創新能力;對于學研機構說,通過政產學研合作,政府給予資金支持,提供政策性扶助推動企業發展,并了解其需求從而爭取更多的資源。進一步說明,隨著政府支持力度的加大,博弈雙方數字化協同創新的參與意愿逐步增大。

3)μ對產學研數字化協同創新的影響

在其他因素不變的基礎上,圖4分別是裝備制造業從傳統模式轉型數字化的程度系數μ取值0.2、0.5、0.8時,對裝備制造業和學研機構選擇“數字化協同創新模式”策略的影響。μ取值0.2、0.5時,雙方均選擇“傳統運行模式”策略,μ取值0.8時,雙方均選擇“數字化協同創新模式”策略。μ取值0.2時,裝備制造業數字化轉型程度很低的情況下,裝備制造企業和學研機構選擇數字化協同創新策略的概率呈緩慢下降的趨勢。但當μ取值為0.5時,雙方選擇“數字化協同創新模式”策略的概率增加,增加的速度大于μ為0.2時的情況,但最后曲線變化為緩慢下降趨勢。當μ取值為0.8時,裝備制造企業和學研機構選擇“數字化協同創新模式”的概率增加趨近于1。由此可知,μ小于或等于0.5時,傳統模式轉型程度越小,越抑制產學研數字化協同創新;μ大于0.5時,雙方選擇“數字化協同創新模式”策略的概率增加,愿意數字化協同創新。這同樣說明,我國傳統模式轉型程度較低時,可能因為數字化轉型成本太高,產學研協同創新融資和收益將存在不確定性以及較高風險,因此選擇數字化協同創新策略的概率小于轉化程度較高時的概率。這進一步說明,隨著傳統模式轉型數字化的程度增大,博弈雙方數字化協同創新的參與意愿會逐步增大。綜上,裝備制造業產學研是否進行數字化協同創新呈現出穩定演化狀態取決于多種因素。數字化水平能力、政府支持力度以及裝備制造業轉型的程度均影響產學研數字化協同創新。數字化水平能力和政府支持力度促進產學研合作創新,裝備制造業的創新轉型程度對產學研數字化協同創新的影響方向隨轉型程度的大小而變化。

4結論

1)裝備制造企業和學研機構可能會選擇(傳統運行模式,傳統運行模式)、(數字化協同創新模式、傳統運行模式)、(傳統運行模式、數字化協同創新模式)以及(數字化協同創新模式、數字化協同創新模式)4種策略,而模型穩定于哪種狀態是由多種因素共同影響的結果。

2)對裝備制造企業以及學研機構說,通過數字化協同創新產生的成本投入以及利潤輸出對博弈雙方具有重要影響。主要表現在依賴數字化平臺,數字資源整合形成后數字平臺吸收其他行業資源,博弈雙方策略選擇因利潤的變化發生變化,利潤輸出的提高增加雙方數字化協同創新的參與意愿。

3)數值仿真顯示,數字化水平能力、政府支持力度以及裝備制造業從傳統模式到數字化模式轉型的程度均影響產學研數字化協同創新。其中,數字化水平能力的影響較為顯著。因此,數字化水平能力的增強將提高數字化協同創新過程中的利潤,同時,政府支持力度越大以及裝備制造業現有模式數字化程度越大均通過減少成本來獲取更多的利潤,則均有利促進產學研數字化協同創新。

參考文獻:

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數字化制造技術范文篇3

一、數字化人力資源是現代企業發展的關鍵保障

基于云計算、大數據、物聯網等新一代信息技術所引領的產業變革,為在市場競爭中真正立足戰略高地,數字化企業建設成為當今企業面向未來的重要發展戰略。(一)數字化是現代企業發展的必然選擇科學技術的發展總是引領著社會關系與組織變遷。推動企業做大做強,打造百年老店,必須深刻認識當前企業所處的經濟社會發展的歷史階段及其特點,特別是技術創新所帶來的產業結構變化、消費行為方式改變以及商業模式轉型。數字化是信息化和智能化的技術基礎,智能化是信息化發展的必然趨勢。黨的把數字中國、大數據、智能制造作為國家戰略,是把脈時展規律的頂層擘畫。中國制造2025作為建設制造強國的行動綱領,主攻方向是智能制造,使傳統制造企業能夠通過工業互聯網把供應鏈、生產過程和倉儲物流連接起來,達成生產過程全自動化,產品個性化,將前端供應鏈管理與生產計劃、后端倉儲物流管理,實現全過程智能化。對比我們制造企業的現實而言,雖然如此智能制造還是十分高不可攀,但技術創新與企業變革的實踐總是比我們預想的快得多。在此過程中,數字化企業建設是智能制造的基礎和關鍵。企業必須把人力資源、智力資源和財務等企業核心資產實現數字化,以數字化方式進行管理和運作,尤其要實現設計與制造的數字化。數字化和智能化轉型升級是時展的大勢,不以人們意志為轉移的趨勢。企業如果沉浸于傳統制造的既有榮耀,必然會重蹈諾基亞、摩托羅拉走向衰落的覆轍。企業和產業的發展往往不在于產品技術和經營管理的好壞,而是在于能不能把握和順應時代前進的規律。在當前實施高質量發展的制造強國戰略窗口期,數字化企業建設是必然的選擇。(二)數字化人力資源是數字化企業建設的重要驅動數字化企業是把數據信息作為維系機體的血液,從宏觀的戰略到微觀的業務,都以量化的數字為依據,運用數字化管理的方法與手段,進行有效的決策、計劃、組織、領導和控制等。發人深思的是,管理轉型的速度總是滯后于技術提升的速度,其根本原因在于“組織”轉型的遲緩。數字化企業建設能否成功,關鍵在于數字化組織的轉型,包括領導力、人才、文化、組織架構、流程、系統等。只有抓好人力資源管理,才能驅動組織轉型,使組織與技術發展的要求相匹配,才能成功打造數字化企業。因此,數字化人力資源必然成為數字化企業建設的重要驅動。一是需要加強數字型人才隊伍建設。建立一個具有數字化思維和管理能力的領導團隊,培養一支具有數字化管理技能和掌握數字技術的人才隊伍;二是需要建立數字化的人力資源政策、制度和流程。組織架構、薪酬福利、勞動定額、人才選拔、人才評價、人才盤點、學習發展等,人力資源管理全過程、全要素實現數字化管理,才能精準的控制人工成本,才能精準地落實“能上能下、能增能減、能進能出”的三項制度改革,有效地激發人才的活力;三是需要營造以敏捷文化為特征的數字化企業文化。只有建立了數字化的人力資源政策與制度,方能形成數字化的企業文化。數字化人力資源是數字化文化形成的基礎和前提條件。(三)數字化人力資源是現代企業發展的關鍵保障通過數字化企業建設,加快推進企業高質量發展,與“數字化技術”的應用有著本質區別。數字化管理是企業的一場歷史性深刻變革,將極大地提升戰略決策、市場開拓、技術創新的精準性。以追求持續增長為王道的企業,實施數字化企業建設的關鍵驅動是人力資源管理。在全國人大會議上提出了“三個第一”的觀點:發展是第一要務,人才是第一資源,創新是第一動力。高屋建瓴地道出了發展及其動能轉換的戰略關系。引領變革、落地變革、協助組織轉型的是“人”。數字化人力資源是現代企業數字化建設的關鍵保障。

二、數字化人力資源的目標與主要任務

數字化人力資源,在戰略層面是培育數字化領導力,搭建數字化的組織模式,確保轉型升級和高質量發展;在微觀層面是實施人力資源信息化管理,對選、育、用、留完整業務實行以數據信息為依據的數字化管理,全面跨越和替代手工的、紙檔化的管理模式。其核心目標是為數字化企業建設提供堅實的人力資源保障,使數字化人力資源成為數字化企業建設的重要驅動和支撐。(一)加快數字化領導模式構建和領導班子搭建搭班子、定戰略、帶隊伍是柳傳志提出的著名管理三要素。將“搭班子”放在“定戰略”之前,成為三要素的龍頭,是這一管理思想的精髓所在。不同時代以及企業的不同發展階段,需要不同的領導模式和領導班子。在以新一代信息技術應用為特征的數字化企業建設中,數字化人力資源的首要任務就是數字化領導模式構建和數字化領導班子搭建。領導團隊不僅要具有洞察未來的戰略眼光,還要熟悉數字化的管理原理和工具,具有數字化能力和潛質。領導模式要從層層傳達、匯報的方式,轉變為以信息系統和量化數據為主導,將決策層與管理前端的市場前沿直接對接,使指揮員時刻聽到前沿陣地的“槍炮聲”。因此,數字化的領導模式和領導班子不只是領導人才的選拔問題,更多的是敏捷管理系統和管理文化的構建。(二)推動組織模式向網絡化、平臺化轉型組織架構設計是做好人力資源規劃的基礎。數字化人力資源建設需要從組織模式和組織架構抓起?;ヂ摼W時代組織模式轉型的突出特征就是網絡化、平臺化,建設客戶導向的敏捷組織。阿里巴巴、淘寶、京東、豬八戒網等,都只是提供了一個集中的前端營銷平臺,產品或者服務由眾多的機構、專業人員提供,是一個“眾籌”的方式。通過一個大平臺,打造出一種任何單體企業都無法比擬的強大組織能力。這種組織又很像阿米巴,雖網狀、松散不容易管理,但極其高效和多元化。(三)加強數字化人才隊伍建設數字化人才隊伍是數字化人力資源的主體。要建立數字化人才能力素質模型和人才標準,擁有數字化的高端核心人才團隊,強化數字化技術的教育培訓,培育具有數字化思維和基本技能的人才隊伍。智能制造對現有人才結構的沖擊將是巨大的。要充分評估數字化對人才能力結構和數量結構帶來的變化,組織員工進行能力變革,培養員工適應新時代和應對變化的能力。要充分發揮數字技術的優勢,使培訓與本職工作無縫銜接,讓學習更加便捷,支持員工的學習與成長,促進員工和企業共同與時俱進。(四)打造數字化人力資源管理體系數字化人力資源建設的基礎任務是數字化的制度與流程,也就是打造數字化的人力資源管理體系。要建立大數據支持的人才政策與決策,實施數字化的學習、招聘、薪酬與績效管理,構建數字化的人才評價、盤點和發展體系。要使人力資源的業務從更多的手工與紙質文檔方式,轉變為更多的信息化、表單化、模型化。要使人才管理決策與判斷從更多的依靠直覺和經驗,轉變為更多的依靠數據分析,突出以員工為中心的社會化民意。

三、數字化人力資源的實現路徑

數字化制造技術范文篇4

關鍵詞:數字化加工;集成管理;業務流程

數控技術的發展使制造業得到了革命性的改革,使制造業的發展進入了嶄新的階段,數控技術其以高效率、高精度的技術特性解決了普通機床無法解決的工藝結構復雜產品的機加工問題,使企業的制造水平不斷提高,取得了優異的經濟效益[1]。然而,面對越來越復雜的零件數控加工需求,單純的人工數控編程遠遠無法滿足需求,計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturing)技術應運而生,數控加工也由單一的車間編程加工進入包含產品造型至成品檢測在內的數字化加工階段。機械產品數字化加工是一項復雜的過程,需要分布異地的多個廠所單位部門參與、涉及多個專業學科領域而且協同過程業務活動交互頻繁、產品研發制造任務繁重而且周期短,其工藝設計及管控的水平直接影響著最終的產品加工質量及效率。企業迫切需要整合產品研發制造信息,對信息進行集中管理,打破加工過程信息孤島,實現共享和重用,從而降低信息化成本,提高產品研發效率。因此,有必要對數字化加工集成管理問題進行探討。

1數字化加工集成管理進展

數字化加工,即在數字化技術和制造技術融合的背景下,在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶的需求,迅速收集資源信息,對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組,實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造,進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。某種程度來說,數字化加工是數控加工向上下游的延伸。產品數字化加工過程涉及CAD、CAE、CAM(前置處理)、后置處理、加工仿真、實際加工、成品檢測等多個系統及應用程序的參與,在企業信息化的大背景下,集成多個系統進行數字化加工過程的管理,是提高產品研發效率、保證制造數據唯一性的有效途徑。目前,UG、CATIA、solidworks、PRO/E等CAD軟件均可出色的完成產品三維數模的建立,并通過ANSYS、Abaqus、Hyperworks、Adams等CAE軟件對結構進行優化,修改三維數模后直接進入CAM模塊進行前置處理。前置處理,即由三維設計模型生成刀位文件(APT/CL),目前已經非常成熟,當前廣泛應用的CAD/CAM軟件如UG,CATIA的CAM模塊已經能夠滿足企業生產的需求。后置處理,即將APT/CL文件轉化為機床可識別的數控代碼文件。目前,高檔數控機床所用那發科、西門子、海德漢、馬扎克等數控系統均為封閉式數控系統,無法識別CAM軟件生成的只含刀尖點位置和刀軸矢量的刀位文件,必須采用IMSPost等專用后置處理軟件針對機床特點開發專用后置處理器,將刀位文件后置處理成機床可識別的G/M數控代碼。由于機床和數控系統的多樣性,導致了后置處理器開發的復雜性。后置處理器的開發是目前的數控工藝規劃中的重要環節,也是難點。隨著新型機床的不斷出現,后置處理器及后置處理算法也在不斷的革新??傮w來說,后置處理器的開發雖然復雜,但技術條件相對成熟。四軸、五軸加工時,刀軸矢量隨時變化,數控加工工業設計不合理,很可能造成過切、欠切、碰撞等問題,因此在零件實際加工前,必須進行數控加工仿真。在數控加工仿真方面,目前通用的做法是采用美國CGTECH公司開發的高級數控加工仿真軟件VERICUT進行虛擬仿真,驗證后置處理生成的NC程序的正確性,并對數控程序進一步優化。對于機床聯網控制,目前技術已經非常成熟。雖然數字化加工的每一個關鍵節點都已經有了比較成熟的技術及裝備基礎,但是對于整個過程的集成管控卻缺乏有效的手段?;谟嬎銠C及網絡技術,以提升生產效率、加強管理為目的,相關人員在數字化加工集成管理方面進行了大量的研究。早期的研究主要集中在CAD/CAPP/CAM的集成,期望以CAPP作為CAD與CAM的橋梁,完成CAD與CAM的集成。然而,CAD/CAPP/CAM集成模式下的數控加工過程往往是:設計部門將三維設計模型投影轉化為二維工程圖紙下發工藝設計部門,工藝設計部門為保證產品數據的準確無誤,根據工程圖再次建模,形成工藝設計模型,再通過CAM軟件完成數控工藝的設計。這種模式下,制造信息來回轉換繁瑣且各部門間協作性、一致性差,在制造信息的轉換過程中,還可能會出現相關人員識圖、制圖不準確導致偏離設計意圖的問題。但是由于其代替了手工制圖,極大地縮短了研發周期、提高了效率,不少中小型企業仍沿用至今。

2數字化加工集成管理技術發展趨勢

2.1全三維數字化設計制造技術?;谌S模型定義(ModelBasedDefinition,MBD),是一種數字化產品定義技術,它是以全三維數字化模型為基礎,用這種集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息,從而消除或者減少2D圖紙的使用,將設計信息和制造信息共同定義到產品模型中,實現面向制造的設計。它既能保證數據的唯一性,又能使三維實體模型作為生產制造過程中唯一依據,這對于工藝信息的集成管理是非常有益的。國外對此進行了大量的研究,并應用到了工業生產中。波音、空客等飛機制造企業通過將MBD技術應用于飛機研發中,取得了巨大的成功。在波音787研制過程中,公司全面采用MBD技術,摒棄二維工程圖,建立了三維數字化設計制造一體化集成應用體系,以產品三維數字模型作為產品研發全生命周期的唯一數據依據,實現了產品設計、工藝設計、工裝設計、零件加工、裝配與檢測的高度信息集成、并行協同和融合,開創了飛機研發領域基于三維數字化設計制造的嶄新模式,大幅度提高了產品研制能力,縮短了產品研發周期,確??蜋C的研制周期和質量。國內對基于MBD的數字化集成制造技術也進行了探索,如中航工業集團對于MBD技術在飛機制造領域的應用進行了大量研究,并逐步應用于生產。這些研究主要側重于系統結構的搭建以及對企業現有技術裝備進行升級,以適應基于MBD的設計制造的需求。MBD技術為數字化加工集成管理提供了有效的解決方案,目前國外已經取得了較好的成果,并轉化為實際生產。但是國內目前尚處于探索階段,且由于工業技術人員的習慣問題,尚未得到有效推廣,具體實用場景有限。但是由于MBD技術的優勢,隨著相關技術的進一步完善,技術的優勢得以明顯體現后,它必將成為數控加工的重要發展方向。2.2數字化加工業務流程管理。隨著工業技術的發展,零件的形狀越來越復雜,其數控加工難度也成倍增加,一個產品的研制往往需要多個廠所、單位、部門的參與,高效的業務管理模式,能夠有效的對產品數字化加工過程進行有效的監督管控,對于產品研發效率的提高有著重要意義。近年來,眾多研究人員針對設計、制造及裝配的業務管理模式進行了研究,并應用到了實際生產中。如針對紡織機械制造企業產品加工制造全生命周期的數據管理問題而建立的面向企業領導決策層、業務管理層和業務執行層的數字化智能化管理模型[2],面向建材裝備制造企業、基于多層次視圖的項目進度監控、基于項目物料需求的物料流控制、基于項目裝箱單的制造過程管理模式[3],面向飛機工藝過程的柔性化管理的基于過程驅動的飛機制造工藝管理模式等[4]。產品數字化加工業務流程環環相扣,每個環節都對后續工作有著極大的影響。同時,高檔數控加工設備價格昂貴,是企業生存的命脈,因數控工藝錯誤而導致機床損壞,不但影響加工精度,也會給企業帶來巨大的損失,如何有效的對業務流程進行管理,對于企業有著重要意義。采用數據和領導決策相結合的基于過程驅動的方式可進行業務的有效管理與推進。其主要理念為:面向業務流程,對工藝子過程進行封裝,對于業務的推進采用“數據+領導決策”的模式。即對制造任務層級分解編碼落實到人,對每個子任務設置“資源+指令”的驅動條件,從而對業務流程進行分級多層的控制,隨時把握項目的進度,同時,對于流程間的業務轉移,需要下一環節所需的啟動數據、授權指令、提醒指令同時滿足,才可以進行,從而達到業務流程監控的效果。2.3數字化加工系統集成。將數字化加工過程各環節所需的軟件、硬件系統進行整合,統一集成管理,打通各系統間的數據和信息通道,是數字化加工的另一個重要發展方向。目前,主要的解決策略有基于STEP/XML標準的CAD/CAE/CAM信息集成解決方案,即開發基于STEP標準的統一接口,實現對XML文檔高效地訪問、操作。該策略有效解決了CAD/CAE/CAM之間的信息交換共享問題,但仍無法解決CAM至CNC之間的信息通道。近年來,隨著STEP-NC標準的制定,數控加工領域掀起了基于STEP-NC的CAD/CAM/CNC閉環制造系統的熱潮,以STEP-NC為唯一數據源,將產品設計至數控加工在線監測的整個流程進行集成管理,從而形成一個“CAD—CAM—CNC”的制造鏈?;赟TEP-NC的開放式數控加工是未來的必然趨勢,但在現階段,由于封閉式數控系統的限制,以G/M代碼為核心的數控加工仍是主流。此外,也有學者研究基于自定義加工特征的方法來構建集成系統,但主要應用于一些特征明確固定的場合,通用性不強。隨著軟件及計算機網絡技術的發展,以COM/DCOM和WebService技術實現各軟件系統間的集成和數據交換是另一個研究方向。然而,產品數字化加工相關軟件對人機交互性要求均比較高,目前的集成技術尚不能有效滿足用戶需求。

3總結

隨著大數據、云計算等相關計算機網絡技術的發展,在綠色制造、智能制造的背景和要求下,進行數字化加工的集成管理可有效提高產品研發效率,提升企業信息化水平。未來,全三維數字化設計制造、數字化加工業務流程管理、數字化加工系統集成將是實現數字化加工集成管理的重要技術手段。

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數字化制造技術范文篇5

航空飯金工裝數字化設計制造技術

與其他加工制造方法相比,飯金件的數字化設計制造有自身的特點。飯金件并非一次成形,它的制造過程包括多個工序,因此飯金件的數字化定義不僅包括零件本身的定義,更包括工序件的定義和優化。為了保證制造精度,必須根據零件形狀、成形工藝、材料特性等進行成形過程中工藝數模的定義,作為工序間的制造依據和檢測依據。其次,飯金件成形是塑性變形過程,無法完全定量控制。再次,飯金成形過程中需控制的主要是成形力、溫度等工藝過程參數,而非坐標等幾何參數,控制難度更大。由于材料性能的不穩定性和隨機性,使工藝參數設計和成形過程精確控制十分困難。因此必須從成形工藝開始直至工裝模具試壓交付整個過程進行研究,形成飯金件數字化設計制造的解決方案,建立飯金的數字化設計制造體系。飯金數字化設計制造包括工藝數字化設計、數字化工藝數模(即制造模型)、工裝數字化設計、工裝模具數字化制造等內容,這些內容以產品數模庫、產品工藝數據庫、工藝數模庫、模具設計知識庫、標準件庫、成形分析/仿真庫等共享數據為支撐,通過數據接口與相關部門進行數據交換,由數據管理系統進行管理,進行系統集成,實現并行設計制造,從而提高飯金模具設計質量,縮短制造周期。飯金的數字化設計制造技術工藝設計和制造模型的定義是核心,應該進行以下方面的工作:建立企業共享數據庫。飯金件設計是典型的知識需求密集的過程。企業在以往的制造過程中積累了大量關于飯金材料性能數據、典型流程、工藝參數等經驗及試驗數據,這些數據轉化為共享知識,建立模具工藝知識數據庫,有助于提高飯金工藝設計的效率和成形質量。此外還有模具設計知識數據庫、模具數字化分析數據庫等。研究飯金件制造模型定義方法,建立毛坯和工藝模型的專用計算工具,為工裝設計、工藝參數設計、數控編程等提供數據源,以滿足零件精密成形的需要。圖1中,成形模具的外形制造依據為制造模型中的成形工藝模型而不是零件原始數模。成形工藝模型考慮了零件的回彈等因素,對型面和尺寸進行了合理的預修正。以制造模型為框肋零件橡皮囊液壓成形工藝過程的數據源,改變了反復試錯的制造方式,簡化了模具設計的工作,減少了人為不確定因素的影響,提高了模具設計的效率,同時可保證零件成形后的精度,提高零件制造的質量,實現零件的精密、快速和低成本的制造。圖1框類零件橡皮囊液爪成形過程飛機蒙皮柔性工裝是數字化制造的一個典型案例。圖2所示是一種柔性多點吸盤式夾持工裝系統,采用數字量傳遞的蒙皮制造技術,與工藝數字化和數控設備結合很容易實現蒙皮零件的數字化生產,使工裝制造周期大幅減少,生產效率顯著提高。模具外形調整在10分鐘之內可以完成,對于多品種小批量蒙皮零件的生產具有獨特優勢。國內北京航空制造工程研究所已經開展了這方面的工作5:。

國內航空公司的飯金工裝數字化設計制造

數字化制造技術范文篇6

關鍵詞:數字化轉型,生產方式,國際經濟格局

隨著數字技術的高速發展,數字化轉型對全球經濟和貿易的深遠影響,已經逐漸露出了端倪。雖然數字化引發的變革仍不足以改變當前國際經濟格局,但在生產方式數字化的大趨勢下,未來國際經貿關系的變化是可以預見的。本文探討了數字化轉型在生產方式和國際經濟格局變革中的作用和影響,試圖為中國在數字化轉型大潮中的應對策略,提供一點有益的思考。

1科技革命推動經濟發展的歷史規律

自工業革命以來,科學技術革命一直是影響生產方式變革的根本原因,也是推動國際經濟格局發生變化的關鍵力量。歷史證明,每當社會生產方式發生巨大變革,必然有顛覆現有認知的全新生產技術出現;而以往三次技術革命對國際經濟政治格局產生的影響,同樣是顯而易見的。如今世界進入數字化的時代,物聯網、人工智能、大數據等數字技術被廣泛應用到社會各個領域,數字化轉型的趨勢已不可阻擋。大體而言,科技革命推動經濟發展的歷史規律可以概括如下:科學技術更新——生產要素更新——生產方式更新——國際經濟格局變化。進入數字化時代,以煤炭、石油等舊能源為代表的舊生產要素不再占據主導地位,取而代之的,是物聯網、人工智能、大數據等數字技術所提供的數據資源。數據資源與新能源、新材料的融合,形成了新的核心生產要素。而核心生產要素的變化,又對企業生產經營和資源配置的方式產生了巨大影響,成為了產業革命的催化劑,在社會范圍內推動了產業重組,傳統產業逐漸退出舞臺,新興產業紛紛崛起。在數字技術革命的洗禮下,各個國家和地區的競爭優勢也隨之改變,舊有的國際經濟格局面臨新的挑戰。

2生產方式向數字化轉型的主要表現

2.1互聯網平臺迅猛發展

互聯網技術以平臺為依托,為全社會資源和信息的交換提供了便利,大量用戶紛紛進入平臺,形成平臺經濟。當用戶的數量形成規模,互聯網平臺的價值也就越發凸顯出來。平臺經濟背后蘊含的巨大商機,吸引了越來越多的企業向著平臺化的方向轉型。到目前為止,在阿里巴巴、亞馬遜等大型跨國電商企業的帶動下,服務業的平臺化已經達到較高程度,形成了完整的產業鏈條。在制造行業,互聯網平臺使同一區域內的企業、行業上下游企業、企業與消費者的聯系更加密切,平臺化趨勢已經逐漸形成。

2.2產業融合與產品服務創新

數字化技術的應用,大大提高了企業數據搜集、整理、分析和存儲的能力,數據如同一條紐帶,通過數據的流通,產業鏈條上的所有主體之間的聯系變得更加密切,推動了產業融合的發展。首先,數字化技術對產業一體化起到了重要的促進作用,部分行業的生產環節一直處于分散狀態,生產過程不集中,如今在數字化技術的影響下,出現了明顯的集成特征,開始向著生產一體化的方向發展。如果說以往的技術革命使行業分工更加細化,那么數字技術革命所引領的趨勢則是產業一體化。其次,數字化技術為企業創新提供了有力支撐,企業將數字化技術應用于產品開發,并以數據為參考,對產品和服務進行改良更新,使其更符合用戶需求,打造數字化產品和數字化服務。

2.3互聯網領域加強國際合作

在數字化背景下,資源和信息以互聯網為橋梁,在全球范圍內實現共享,為企業創新創造了良好的外部條件。企業可以通過互聯網、物聯網技術,進行“全球連接”,在國際范圍內尋求合作。以設計為例,在傳統設計模式下,企業需要自行組建設計團隊,獨立研發設計,耗時較長且效率不高;而如能通過互聯網尋求國際合作,進行全球同步設計,將大大縮短設計時間,提高設計效率。

3數字化轉型對國際經濟格局的影響

數字化轉型促進了核心生產要素的轉變,在全球范圍內引發產業革命,舊有的產業分工被重構,創新能力逐漸成為國家核心競爭力的關鍵,以及數字化對貿易、投資等領域的深遠影響,都會在國際經濟格局的變化中得到反映,成為改變國際經濟格局的重要因素。

3.1數據潛力和創新實力成為國家競爭力的重要增長點

互聯網是數字化轉型的關鍵所在,而互聯網價值的評價基于用戶數量,用戶越多,互聯網市場價值越高。在數字化背景下,數據成為國家競爭力的新增長點。對于人口眾多的國家而言,這意味著他們擁有龐大的數據潛力,能夠獲得更多的網絡數據,數字經濟的發展市場更加廣闊,發展前景也更加可觀。此外,數字技術的發展,極大地促進了知識和信息在全球范圍內的傳輸和共享,新興經濟體一旦把握了創新機遇,不斷強化創新能力,必定能實現競爭力的快速增長。

3.2傳統制造業國家不容樂觀

生產過程的數字化依賴于資本投入和技術支撐,基于這一點,制造業在數字化轉型工程中,不可避免地會出現對傳統勞動密集型產業不利的傾斜。對傳統制造業國家來說,這意味著低成本紅利的消失、產業空間遭到擠壓,以及失業率的提高,進而導致這些國家在全球產業分工中的地位下降。反之,技術發達、資本密集、教育水平較高的國家則會在競爭中占據更多的優勢,在數字化轉型過程中搶占先機,提高自己在國際經濟格局中的地位。

3.3跨境投資方向發生轉變

跨國公司數字化的進程正在逐漸加快,數字基礎設施被廣泛應用于跨國公司的生產活動中,在這種情況下,跨境投資的方向也與以往不同,技術和人才成為跨國公司爭奪的焦點。對于一些傳統制造業國家而言,這意味著他們失去了更多獲得投資的機會。在跨國公司的投資戰略中,數據、技術和人才所占的比重越來越大,跨境投資的方向從有形資產逐漸向無形資產轉化。人口較多的國家可以為跨國公司提供廣闊的網絡市場,即數據資源;科技發達的國家則能為跨國公司提供所需的技術和人才,即知識資源。與此同時,在智能化生產技術的沖擊下,部分發展中國家賴以生存的廉價勞動力優勢正在逐漸喪失,對跨境投資的吸引力大幅下降,這會給他們的生存和發展帶來更多的挑戰,而跨境投資流向技術密集型國家,則為這些國家帶來了新的發展機遇。

3.4國際貿易面臨數字化轉型

數字技術革命推動了信息通信技術的發展,促進了全球范圍內的經濟貿易合作,這使得國際貿易的成本大大降低,貿易規模持續增長。不僅如此,國際貿易模式相比以往也有了很大變化。傳統的國際貿易中,實物商品占據了主導地位,然而在數字技術影響下,服務業創新能力大幅提高,從而使得服務出口成為可能,加快了服務業貿易化發展的速度,國際服務貿易呈上升趨勢。服務貿易化的出現,打破了原有的國際貿易格局,與此同時,數字化商品在國際貿易比例中,也占據了相當的份額。服務貿易和數字商品貿易的出現,推動著國際貿易向數字化的方向轉型??梢灶A見,在未來的國際貿易競爭中,重視和發展數字產業將為國家帶來更多競爭力。此外,傳統國際貿易門檻較高,中小企業甚至一些大型企業都沒有足夠的實力參與其中,國際貿易大多在跨國公司之間展開,且多為大宗貿易?;ヂ摼W平臺的興起,促進了國際貿易模式的轉變,催生出跨境電商等一大批依托平臺經濟的新模式。國際貿易的主體呈現出分散化的趨勢,大到跨國公司,小到個人,都可以在成為跨境電商經濟的主體。這意味著,無論是發達國家還是發展中國家,只要大力發展互聯網技術,積極搭建跨國電商平臺,就能在未來的國際貿易中獲得參與機會。

3.5數字企業迅猛發展

在全球公司市值排名中,互聯網公司所占的比例正在逐漸增大。作為數字化轉型的先驅,數字企業通過網絡平臺帶來的龐大用戶群,不斷擴大企業規模,發展速度十分迅猛。相比于傳統企業,數字企業更加富有活力,在未來的市場角逐中前景更為可觀。在國際經濟格局的競爭中,國家的競爭也是企業的競爭,誰在數字企業的發展上走在了前列,誰就能在未來的國際經濟競爭中搶占先機。

4數字化轉型背景下的應對策略

作為人口大國和制造業大國,我國在應對數字化轉型所帶來的影響方面,需要做好充分的準備?;ヂ摼W數據方面,我國擁有龐大的網民基礎,網絡平臺發達,數據潛力十分可觀,網絡平臺的巨大價值,推動著企業在數字化、智能化道路上加快創新和發展步伐,向著技術創新型企業轉變。制造業方面,我國制造業體量較大,產業鏈條完整,低勞動力成本的優勢一定程度上仍然存在,數字化水平還有較大上升空間。在數字化轉型的背景下,制造業應加大數字化技術方面投入,通過技術創新和綠色發展提高行業競爭力。在國際經濟格局方面,我國企業應通過跨境網絡平臺,積極參與全球技術創新,從而增強企業的國際競爭力,提高企業在全球價值鏈的地位。

4.1加快制造業轉型升級

數字化轉型背景下,制造業的傳統生產模式被打破,勞動力低成本的優勢,在人工智能、大數據等數字化技術沖擊下逐漸被削弱,技術取代規模,成為了制造業發展水平的重要標志?;ヂ摼W技術的發展,改變了制造業固有的生產方式,生產變得更加靈活,產業集聚不再是制造業的優勢所在。隨著技術和人才導向的投資比重增加,發達國家將在制造行業獲得更多投資機會,我國傳統制造業的優勢面臨嚴峻挑戰。要鞏固我國制造業在國際經濟格局中的領先地位,就要加大數字化技術投入,加大對傳統制造業的改造力度,全面推進制造業產業升級。

4.2提高基礎技術水平

數字化轉型的發展速度,依賴于基礎技術水平的提高,基礎技術存在不足,就會對數字技術的創新發展形成制約,從而影響數字化轉型的推進速度。數據經濟、網絡經濟推動了產業升級轉型,增強了國家經濟競爭力,然而數字技術在各領域的廣泛應用,又產生了新的安全問題。所以國家在數字技術的投入和研發方面,應以基礎技術的攻堅和創新為重,同時出臺相關激勵政策,積極調動社會力量,促進基礎技術產業化,切實解決關鍵技術瓶頸問題。要在前沿領域和前沿技術上搶占先機,加強政府與企業之間的合作,全面提高基礎技術研發和創新水平。

4.3推動教育改革,培養創新人才

數字化轉型削弱了低成本勞動力的優勢,對勞動力知識和技術水平提出了更高的要求,這極大地沖擊了固有的就業結構,使得社會就業的分化趨于明顯。數字化、智能化生產在提高企業生產效率和產品質量的同時,也縮減了企業用工數量,從而導致企業不斷裁員,形成了失業隱患。我國人口基數龐大,制造業在吸納就業方面發揮著重要作用。面對數字化轉型的挑戰,制造業的勞動力結構也在發生變化,一旦制造業崗位大幅削減,大量的低技能勞動力將面臨失業,給社會就業帶來巨大壓力。為此,國家要大力發展職業培訓,增加職業教育投入,為社會提供更多數字化技術人才;營造良好創業環境,通過增加創業來降低失業壓力;發展靈活就業,促進人才轉型,通過市場調節,實現人才資源的優化配置;推動教育改革,把創新型人才的培養放在首位,以適應數字化轉型的需求。

4.4加強數字經濟領域國際合作

數字經濟時代的到來,加速了全球經濟和貿易的一體化,通過數據網絡的連接,國與國之間的經濟聯系變得更加緊密,開放發展與合作互助將成為未來國際經濟格局的主題。我國擁有完善的基礎設施,為數字技術研發和應用提供了根本保障;互聯網數據方面的巨大潛力,吸引了國際投資機構的目光。以此為依托,數字企業就能走出國門,參與到國際網絡市場的競爭之中。在發展國內網絡市場的同時,也要加強國際合作,積極開拓國際市場,吸引外部資源,建設跨國數字企業。此外,要在數字化轉型的背景下贏得國際話語權,一方面要推動數字產業規范化、國際化,在數字化領域與國際標準接軌;另一方面要積極引領市場,提高我國數字化標準在國際數字領域的權威性,讓中國標準贏得國際認可。

5結語

數字化轉型對生產方式的變革產生了深遠影響,促進了世界經濟的一體化、合作化,也推動了國際經濟格局的變化。技術革命帶動了產業革命,社會資源從勞動力密集型產業逐漸轉向技術和人才密集型產業。對于經濟發達,技術先進,教育水平高的國家而言,數字化轉型意味著更多的資源傾斜和更大的機遇,而科技教育相對落后的國家則面臨著制造業遷移的影響和嚴峻的失業形勢。在這樣的背景下,我國應充分發揮制造業規模、數據資源潛力和數字基礎設施方面的優勢,大力發展數字技術,推進產業結構重組,加大技術創新投入,積極參與國際合作,提高我國在數字領域的競爭力,從而在未來的國際經濟格局中,贏得更高的地位和更多的話語權。

參考文獻

[1]郎平.互聯網如何改變國際關系[J].國際政治科學.2021(02):90-121.

數字化制造技術范文篇7

關鍵詞:機械設計制造;數字化;智能化;發展

在機械制造行業領域,機械設計工作非常關鍵,唯有高質量完成機械設計工作,才能保證機械制造質量。而隨著機械設計制造行業的發展,除了要汲取傳統技術工藝的經驗以外,更要與現代科學技術結合,尤其是隨著用戶需求的不斷增多與提高,一定要重視數字化與智能化技術的應用,才能最大限度地滿足用戶的需求。因此,作為機械設計制造行業技術人員,需要對該行業前沿技術保持關注,緊隨行業發展方向,掌握全新技術工藝,從而提高企業市場競爭力。

1機械設計制造數字化與智能化的應用優勢

隨著現代科學技術的高速發展,數字化與智能化技術在各行業領域中得到廣泛滲透,機械設計制造行業也不例外,屬于時展的必然選擇。從機械設計制造行業應用數字化與智能化技術的實際情況來看,表現出的優勢體現在如下幾個方面:

1.1提高機械設計制造工作效率

在傳統的機械設計制造過程中,會因為存在多方因素的局限,所以行業發展中還存在技術工藝繁雜、效率偏低的問題,導致技術人員的工作時間普遍較長,人才流失率較高,形成對行業發展的不良影響。而隨著數字化與智能化技術的引入,與機械設計制造有機結合,不僅優化了技術人員的工作環境,同時也提高了工作效率。尤其是產品生產制造過程中,自動化生產線的開發,使得傳統的工藝流程得到簡化,節省了大量人力資源,原本要多人完成的工作,只需要一人與自動化機器搭配便可完成,大大提高了產品生產效率。另外,在智能化的管理體系中,能夠實現對產品生產過程的智能化檢測與問題解決,最大程度保障了產品制造質量[1]??偠灾?,數字化與智能化技術的應用,提高了生產線工藝的標準化程度,使得機械設計制造工作效率與產品質量得以全面提高。

1.2提高產品生產流程安全性

在以往的機械設計制造過程中,對生產線的管控與檢測基本由人工完成,但其中涉及到部分危險系數高的故障維修工作,一定程度上會威脅到技術人員的安全。安全性保障在機械設計制造工作中至關重要,保證技術人員的安全才是產品生產的首要前提。而通過應用數字化與智能化技術實現對生產工藝流程的優化,能夠用到更為先進的智能化設備去監測生產過程,第一時間找出故障環節且進行維修,從而保證生產的安全性[2]。比如,可在智能終端安裝諧波濾波器(如圖1所示),借助此裝置消除外界環境因素的干擾,強化對不同類型信號的感知,使得人工智能系統能夠高效參與機械設計制造過程??偠灾?,數字化與智能化技術加持下的監測能夠及時察覺問題并報警,提升了故障檢出率,實現了保護技術生產人員安全的目的。

1.3簡化生產操作技術

在過去的機械設計制造工作中,由于生產方式以人工為主,所以對每一位技術人員的生產操作技術要求非常高。而隨著數字化與智能化技術的應用,推動生產線的智能化升級,不僅如上述所言減少了技術人員的數量,也進一步簡化了操作技術要求,以前較為復雜的生產操作技術也變得更為簡單。另外,生產流程有了數字化的加持,質量標準能得到統一,有助于生產質量的全面提高。

2機械設計制造的數字化與智能化發展趨勢

2.1積極響應綠色發展號召

隨著我國工業化發展速度不斷加快,在發展過程中也出現了對環境的破壞行為,并且破壞程度日漸加劇。所以,為了保證發展可持續化,國家提出了綠色發展口號,那么在機械設計制造行業的發展中,同樣要響應并踐行“綠色發展”的理念,將該理念滲透到未來的發展規劃中。將數字化與智能化技術與傳統機械設計制造流程進行結合,為了保證其可持續性發展,要盡可能選用更環保的材料,或是通過技術優化減少生產過程中造成的環境破壞。所以,將數字化、智能化技術與機械設計制造相結合,一定要完善技術工藝,改進生產線中可能存在環境破壞的技術環節,從根本上解決生產過程中的污染問題。

2.2完善數字化與智能化體系

在當前科學技術水平不斷提高以及機械設計制造行業快速發展的背景下,構建完善的數字化與智能化體系尤為必要。事實上,在近些年的發展中已有許多產品生產技術工藝出現了智能化的升級改造,或是將先進的智能化設備引入到傳統生產線中,然而均未形成完善的數字化與智能化體系,所以無法進行集約化、統一化管理。所以,為了提高生產管理質量,需要在今后的發展中對生產流程予以數字化與智能化完善建設,唯有將整個生產過程中的獨立部分進行體系化串聯,借助大數據挖掘技術構建數字化管理模式,才能達到統一化管理效果,強化各個環節之間的數據交流共享,從而提高產品生產效率與企業經濟效益。

2.3機械設計模型構造的數字化發展

在過去的機械設計制造過程中,模型設計用到的基本是電子版模型,再進行人工搭建,這種設計方式不但費時費力,而且會因為數據之間的誤差難以減小而影響產品的質量。而有了數字化與智能化技術的加持后,便可得到電子模型的三維立體效果,在計算機中結合數據進行虛擬化再現,能明顯提高產品設計與制造的質量[3]。此外,模型設計朝著數字化方向發展,還能促使數據的進一步精細化,生產技術人員只需掌握數字化設備的操作技術,便能輕松完成優質的產品模型設計,降低了技術人員就職門檻以及提高產品設計效率。機械設計模型構造的數字化發展,主要是利用計算機信息技術對設計模型方案進行模擬(如圖2所示),將各項參數與運行環境輸入到系統中,便能自動化生成機械設計方案中的模型以及實施過程,通過觀察方案設計實施情況便能了解其中存在的缺陷,在不需要進行實務操作的前提下,便可對設計模型方案進行改良。機械加工之后熱水洗酸洗活化模擬運作冷卻深加工錄入系統檢查結束水洗除銹圖2機械設計模型方案模擬過程

3數字化與智能化在機械設計制造中應用的注意事項

如上述所言,在機械設計制造領域應用數字化與智能化技術是時展所趨,關系到該行業未來的可持續發展。然而,在數字化與智能化技術的具體應用中,還需要重點關注如下幾個方面:

3.1重視系統優化

在將數字化與智能化技術融入到機械設計制造領域的過程中,雖然對設備與技術的升級改造是關鍵,但一定不能忽視系統優化的重要作用。因為技術升級一定會帶來設備使用與管理方面的細節變化,自然要對整個系統展開升級優化,才能保證設備、技術的作用發揮達到最大化。系統升級并不僅限于先進技術的引入,還要重視生產線內各個環節的協調配合,才能保障產品生產質量。

3.2招聘優質人才

信息化時代的到來讓機械設計制造行業得到迅猛發展的機會,而且在數字化與智能化技術的加持下,機械設計制造行業的工作質量與效率有了大幅提升。然而,目前從事機械設計制造的人員的信息技術素養并不高,對數字化與智能化技術有研究的人員多數集中在互聯網行業,所以機械設計制造行業要想實現突破和長遠發展,需要引入更多專業型人才。唯有更多優質人才的加入,才能實現對智能化設備進行合理使用與管維,還能對技術進一步升級改進,不斷提高企業的市場競爭力,并且為我國機械設計制造行業的健康發展奠定堅實基礎。

3.3重視產品商品化

完成機械設計工作之后,需要由專人對設計方案進行檢驗,明確機械產品的設計目的在于產品商品化,能夠為企業帶來經濟收益價值,所以在開展設計工作與投入生產制造之前,必須把握好市場需求動向,才能找準設計產品的定位,更能滿足市場需求。

4結語

綜上所述,機械設計制造的數字化與智能化發展不僅僅是時展的必然趨勢,同時也是機械制造企業不斷提高市場競爭力的必要手段,通過引入數字化與智能化技術,不但能優化傳統設計制造過程中的不足,還能提高產品的生產效率及質量,有著廣闊發展前景。所以,機械制造企業研發部門應當高度重視先進技術的研發、引入與應用,與現有的產品設計與制造流程相結合,促進整個機械設計制造行業的良好發展。

參考文獻:

[1]曹羽.機械設計制造及自動化的設計原則和發展趨勢[J].內燃機與配件,2020(12):212-213.

[2]涂春蓮.機械設計制造的數字化與智能化發展[J].農機使用與維修,2021(10):40-41.

數字化制造技術范文篇8

關鍵詞:數字化工裝;管控模式;探索

隨著信息技術、自動控制技術和計算機技術的飛速發展,現代化飛機設計制造水平日益提高,為提高飛機裝配質量和裝配效率,降低工人勞動強度,越來越多的數字化工裝被應用到大飛機部件裝配領域。數字化工裝是指在航空產品制造過程中,為了實現數字化、自動化生產制造,確保產品質量、提高生產效率,而設計制造或采購的,在產品制造中以支撐、定位、夾緊、成型、部件加工、檢測和測量等功能為目的,并由工裝部分及機動設備、計算機信息系統等集成一體的裝備。

1現狀與困惑

近年來,隨著我國綜合國力的增強和對制造業的高度重視,國家對航空制造業的投入也逐年加大,新型號研制過程中,越來越多的數字化工裝被用于飛機部件裝配過程,特別是在機翼、機身等大部件裝備過程中,廣泛采用數字化工裝。在飛機制造裝備管理領域,我國航空制造企業主要沿用的是國外的管理模式,即將航空制造裝備嚴格區分為設備和工裝兩部分:工裝主要指與飛機產品制造直接相關的非標工藝裝備,大多依靠企業自身設計、制造和維護;設備主要指通用化、標準化、機床化的標準制造裝備,大多通過采購獲取,后期的日常維護依靠企業自身,較為復雜的維修依靠專業廠家。這兩種裝備無論是從資金來源、立項過程,還是制造、保養維護,都有著截然不同的形式。隨著數字化裝備大量應用,工裝設備化的趨勢日漸凸顯,傳統的明確的工裝、設備管理方式已經滿足不了航空工業的發展需求,只有打破傳統的裝備管理方式,進行裝備的一體化管理改革,才能適應新形勢的發展。

2國內外模式對比

2.1國外模式。波音、空客等世界先進的航空制造企業,數字化工裝設計和制造走的是外委協作的專業化發展道路,主要通過專業的數字化工裝供應商提供完備的裝備和技術服務。數字集成裝備在國外航空制造業中應用較早,早期借鑒汽車數字化生產線經驗,之后移植到航空制造領域,技術基礎和工業體系完備,與之配套的市場比較成熟,有著多年專門從事航空數字化工裝研制的優秀企業,例如西班牙的Aritex、美國的EI、德國的Broetje等,波音、空客在數字化工裝研制方面與他們長期合作,形成戰略合作伙伴,在前期生產線規劃和后期技術服務、維修等方面,形成較為良性的合作關系,能夠為飛機制造企業提供長期、穩定的技術服務和保障。2.2國內模式。在國內數字化工裝應用和管理領域,商飛公司有著較為先進的理念和經驗,形成了較為完善的管理體系。商飛公司在C919型號中大量引進國外企業參與數字化工裝制造,研制初期專門成立了專項裝配生產線IPT團隊,主要由工藝、工裝設計、航研所、項目部、生產保障部、質量部等部門技術人員組成,全程參與生產線的策劃、論證、調研、考察,技術方案的設計和立項,技術協議、質量協議的編制;生產線的資產管理、接受驗收;參與和監督供應商對生產線的更改完善;使用技術指導、技術協調、現場跟蹤和問題處理;加工編程、刀具開發、工藝試驗及鑒定等工作。這種較為穩定的團隊為裝配生產線的使用、維護提供全程的技術保障。但是,由于國內外飛機研制模式不同,C919飛機在研制階段產品更改過于頻繁,致使數字化工裝的方案和結構更改較多,為之提供數字化集成的國外企業提出了較為高昂的更改費用。由于受工業基礎、行業壁壘和經費等因素的制約,數字化工裝在國內航空制造領域應用較晚,近年來,國內一些高校和科研院所在此領域有了一定的突破,在部分新研型號上有了初步的應用,尚未形成成熟完善的市場環境,缺少必要的市場競爭,企業完全借助外部力量解決數字化工裝應用中的技術問題,存在很大的風險。

3探索與出路研究

我國大部分航空制造企業擔負著國家軍機研制生產的戰略任務。一方面,一般的通用裝備可以從國外購買,但是裝配設備與被裝配部件的功能和作用密切相關,需要針對某一系列飛機進行專門研制,國外供應商要求提供產品的詳細技術參數和功能參數等細節信息,出于國防安全保密要求,軍用飛機根本不允許將機型資料交給國外設備生產商,且國外進口的裝配系統價格昂貴,后續的維護返修等維持裝備正常運行的技術不能得到充分保障。另一方面,國內數字化工裝技術尚處于起步階段,技術水平和規模都無法與歐美的模式相比,研制周期和裝備的性能都得不到保證,且未形成完善、良性的競爭市場,完全依靠外委研制勢必受制于人,企業不僅要投入高昂的費用,而且自身的數字化工裝技術水平也得不到提高。因此,要從根本上解決型號生產需求與數字化工裝研發能力不足之間的矛盾,必須依靠自己的力量發展飛機裝配數字化裝備,來確保未來大飛機研制與生產計劃的順利實施[1]。要解決現階段數字化工裝技術水平和管理能力不足的問題,要從以下幾個方面入手[2]:一是通過項目或者課題的形式,與國內外知名企業開展合作。結合具體的項目,派出技術人員,與對方企業員工共同工作、深度合作,對項目共同開發和研究。授人與魚不如授人與漁,在購買先進自動化設備的同時,更要注重先進技術的學習和掌握。在簽訂技術協議時,注明需要對企業的技術人員進行培訓,使企業的技術人員能全面掌握核心技術。二是依托高校,對企業現有技術人員進行脫產式培訓和教育。技術人員可以帶著具體的課題和任務,通過在高校的理論學習,解決實際科研生產中的具體問題,加強技術人員的理論知識,將高校的理論知識與實際科研生產相結合,提高技術水平,解決生產問題。三是派技術骨干參加各種技術交流、峰會、講座、培訓等,了解和掌握數字化工裝先進的技術和理念。四是加強與知名企業的橫向技術交流。組織技術人員加強與國內外先進企業的技術交流,特別是國內外知名航空制造企業,走進他們的車間,走到生產一線,學習先進的技術和管理,師夷長技以自強。五是根據企業發展與實際需求,吸引國內相關領域專家和高端技術人才參與項目攻關。高薪聘請國內外行業專家或領軍人才,與企業的技術人員組成技術團隊,依托專家的技術經驗和企業的資源,解決企業技術發展的困惑和難題,通過解決實際問題,使技術人員得到鍛煉和成長。六是發揮好企業博士后工作站的人才聚合作用。有針對性地聘請博士,充分發揮站內博士的理論知識和企業技術人員的生產經驗,依托自身資源優勢,解決科研生產中的問題,培養專業技術人才。

4結語

隨著數字化工裝在各型號上的應用越來越多,技術和管理能力不足問題也日益暴露,在數字化工裝技術和管理方面部分企業做了嘗試和改革:通過流程優化,初步建立起一套完整的數字化工裝管控體系制度;通過組織結構調整,整合了工裝設計和設備設計等優勢資源,加強了數字化裝備技術水平和管理效率,這是一個很好的開端。同時,還要抓住國家大力推進“兩化融合”和“軍民融合”的契機,借助外部技術和資源,大力推進數字化工裝的技術能力發展和管理水平提升。

參考文獻

[1]陳昌偉,胡國清,張冬至.飛機數字化柔性工裝技術研究[J].中國制造業信息化,2009(9):21-24;28.

數字化制造技術范文篇9

關鍵詞:數字經濟;高質量;制造業;創新;技術

人類經歷了農業革命、工業革命,隨著經濟和科技的快速發展,信息革命時代已經到來,科技和產業變革席卷全球,數據價值不斷提高,數字技術與實體經濟不斷深度融合,數字經濟應運而生,人類已經進入數字經濟時代。國家“十四五”規劃將“加快數字化發展,建設數字中國”單獨成篇,提出加快建設數字經濟、數字社會,數字政府和數字生態。本文通過對數字經濟及其推動經濟高質量發展的相關概念引入,并闡述當前我國經濟高質量發展遇到的困境,再提出以數字經濟推動經濟高質量發展的實踐路徑。本文改進了有關領域研究的理論分析框架,在一定程度上深化了數字經濟對制造業高質量發展影響的機理研究,有助于最大限度地發揮我國數字經濟的巨大優勢,更好地賦能制造業,促進制造業生產效率提高和轉型升級,推動制造業高質量發展。本文通過研究數字經濟對制造業高質量發展的驅動效應和作用路徑,為數字經濟的巨大紅利推動制造業數字化轉型提供了一定的科學指導。

1數字經濟的相關概念

1.1數字經濟的含義

每個時代都有其對應的核心資產要素。農業經濟時代,農業技術是第一生產力,土地、勞動力、農耕工具是核心生產要素;工業經濟時代,蒸汽、電力技術是第一生產力,能源、設備、資本成為核心要素。數字經濟時代,數字技術成為第一生產力,數據資產也已經和土地、勞動力、資本、技術等并列成為生產要素。數據不是只有個人數據,企業數據、公共數據都是可以挖掘的資產。數據資產的時代趨勢是清晰但路徑充滿挑戰的:搜集、確權、加工、分析、定價、使用、監管多個環節、多種困難,解決好這些難題是21世紀每個國家所要面對的重要問題。時代機遇也恰恰存在于解決時代難題的過程中。毫無疑問,21世紀是互聯網數字化的時代、數字經濟的時代,核心生產要素是數據,基礎設施是通信網絡、云計算中心、數據中心等新興事物。新興產業的發展及隨之而來的數字經濟反映了從第三次工業革命到第四次工業革命的轉變。第三次工業革命有時也被稱為數字革命,指的是20世紀后期發生的從模擬電子和機械設備向數字技術轉變。數字經濟滲透到社會的方方面面,包括人們互動的方式、經濟格局、獲得一份好工作所需的技能,甚至政治決策。

1.2高質量發展的含義

高質量發展涉及社會發展的方方面面,現有研究一般對經濟高質量發展研究較多,而對制造業高質量發展研究較少。制造業高質量發展要以數字化創新為核心驅動,重點關注新興產業,從而實現經濟增速與經濟健康發展的有機統一。有關學者對其內涵的界定尚不明確,但制造業的發展是整個國家經濟發展的重中之重,制造業高質量發展是經濟高質量發展的重要內容,而先進制造業是制造業創新能力最強、價值鏈效益最高、最有活力的制造業,代表了制造業高質量發展的方向。因此,發展應以質量、效率和動力為基本方向,堅持提質擴量、效率提高和創新驅動,深化制造業與數字經濟相互融合,優化產業結構轉型升級,形成以生產要素高質量、供給體系高質量和需求體系高質量的全鏈條制造業高質量發展。

1.3數字經濟推動經濟高質量發展的內涵和機理

在數字經濟發展背景下,數字經濟可以直接推動制造業提質擴量、效率提高和轉型升級,從而實現制造業高質量發展。制造企業通過應用數字技術可以有效提升產業的供給水平和供給能力,生產出更高質量的產品和給予消費者更優質的產品服務,同時達到去產能、避免能源資源的浪費、減少環境污染的目的,更符合我國綠色高質量發展的要求。一方面,通過數字經濟與傳統制造業的融合,制造企業依靠自身互聯網、大數據等數字平臺的優勢和競爭力,依托數據信息的整合分析等數字技術應用,可以與消費者搭建溝通橋梁,解決生產者和消費者信息不對稱的問題,大幅降低交易成本。同時,企業能夠全面了解消費者的各項需求,進而生產的產品能夠最大程度地匹配消費者的消費偏好,制造企業數字化轉型能優化制造生產的全產業鏈條,改變制造的研發和生產全過程,逐步形成智能化、數字化的產業鏈,提高生產效率、降低產品壞損率、提高產品和服務質量。另一方面,制造業的數字化轉型能改變傳統粗獷式的發展模式,有效降低能耗、減少環境污染,實現制造業綠色發展,從而引領生產的新方式,形成制造企業新業態。數字技術的應用推動產業鏈融合,極大提高了企業產能。效率提高旨在提高制造業的生產效益,在降低生產投入或投入要素不變的情況下,產出增加,提高制造企業的經濟效率。數字經濟推動制造業效率提高的機制在于:一是在數字經濟的推動作用下,企業創新生產投入更集中于數字化轉型領域,有利于創新能力的提高,可以帶動整個傳統制造業產業轉型升級,創新生產所產生的擴散效應,使傳統行業不斷吸收新的數字技術,促使制造產業持續創新發展,從而達到生產效率和產品質量提高的目的。二是數字經濟可以促進企業內部管理效率和政府外部治理效率的提高。數字經濟會提高企業內部交流互動效率,通過智能制造和智能倉庫顯著降低人員和產品管理成本,提高企業的管理效率。此外,通過云計算、互聯網和物聯網等數字平臺,促進全產業鏈融合互通,可以提高政府監管企業的效率。高技術制造業不僅是數字經濟的重要參與者,還是數字經濟的根本支柱。對研發的投入方面,近年來我國對高技術產業較為支持,對其相關的研發投入呈現出不斷增加的趨勢。除此之外,我國還堅持改革開放,發展“一帶一路”,促進世界經濟的參與度,不斷引進國內外各種最新的、最優質的先進技術。在此基礎上,我國還堅持發展原始自主創新、集成創新及在此基礎上進行消化吸收再創新。高技術制造業的高質量發展首先應具備創新性發展,提高高技術制造業的創新效率是高技術制造業高質量發展的重中之重。(1)高技術制造業的高技術性:高技術制造業具有高技術特征,是知識密集型和技術密集型產業,高技術產業投入了大量的高技術人才資源和資本資源,因此高技術制造業的高技術性質是其最顯著特征。(2)經濟高質量發展均衡性:我國經濟發展進程中,一味地追求速度是不可行的,速度固然重要,但是對于更廣泛相關領域的協調發展來說,經濟發展更重要的是最終的均衡性發展。就經濟活動方面的創新來說,創新在推動高質量發展過程中起到了不可替代的、不可或缺的主要動力引擎作用,創新能夠推動我國的經濟發展從一開始的追求規模和速度,到如今高質量和高效率增長的不斷轉變,因而高質量發展在創新層面的高質量對經濟的發展是重要體現。

2當前我國經濟高質量發展遇到的困境

2.1體制機制不完善

各級大多未建立研究、謀劃、落實高質量發展的專門機構或組織,按照新發展理念要求,在強化研究、超前謀劃、科學決策、系統設計、有序推進上做得不夠。建立健全落實機制方面,存在統籌協調不夠、密切配合不夠及落實不夠的問題,需要深入研究,建立高質量發展工作落實機制,確保中央決策部署落地落實;考核評價方面,存在一定的差距,諸如過去影響高質量發展的各項考核指標和經濟增長模式等,需要進一步健全完善,簡單粗放的國民經濟總量衡量必須有所改變。因此,各方面需要持續發力,建立和完善高質量發展的制度環境。在不斷激化的國際市場中,我國經濟增速整體放緩,如果再不引導各地提高發展質量,就會影響我國的整體國際競爭力??傮w來看,我國在創新、競爭力完善市場機制方面及建立靈活有序的經濟體制方面還存在一定的差距。

2.2發展方式不科學

我國高質量發展及數字經濟發展保持穩步上升的趨勢,但是存在發展的不平衡性。分梯隊來看,廣東、北京、浙江、江蘇無論是數字經濟還是高技術制造業高質量發展,均存在階梯性差異,要發揮第一階梯綜合引領型省份的龍頭作用,帶動促進其他地區的發展。第二梯隊省份占29個省份的70%左右,為特色開拓型省份,要想提升我國高技術制造業高技術發展的水平,就需要帶動中間省份的發展。第三梯隊省份要利用各自的資源優勢,貫徹落實國家的政策,如山西省等資源型城市要加快傳統產業的轉型升級。當前,我國在發展方式方面表現出諸多問題。比如,實體經濟發展水平不高的問題,全社會創新能力不強的問題,等等。不平衡與不充分是相互關聯的,經濟發展不平衡,即在發展過程中,出現了不協調、不匹配的關系。這就要求社會生產必須向形態更高級、結構更復雜、分工更合理、產品更精細、供給更有效方面發展,加上全球經濟貿易保護主義盛行,經濟全球化面臨諸多挑戰。所有這些問題都要通過推動高質量發展來解決。從此角度來講,提出高質量發展是對現代化發展規律的科學把握,彰顯了馬克思主義發展觀中國化過程中的開放性與創新性,又賦予馬克思主義發展觀充實了新的時代內涵。

2.3數字經濟給地區帶來的發展不平衡

我國各地區數字經濟發展狀況與經濟發展水平具有明顯的正相關性,且數字經濟發展(我國數字經濟發展的空間分布狀況與各地區經濟發展水平具有顯著的正向相關性,且數字經濟發展)的空間不平衡特征比較突出,地區之間“數字鴻溝”的基本面是存在的。發達地區憑借其較高的經濟產出水平,數字化基礎的“硬件”和“軟件”環境相對完善成熟,數字化發展處于優勢地位。數字經濟的發展對城市的數字基礎設施建設、數字技術、數字產業、數字化轉型等因素具有較高的要求,而事實上中國區域間數字基礎設施建設和數字化水平存在顯著差異。東西部地區發展差異明顯,其中隨著成渝地區數字產業化和產業數字化等政策的實施,積極推動數字技術與實體經濟相融合,使四川和重慶成為西部地區數字經濟發展的重要增長極,其發展的勢頭得以延續。與此同時,由于缺乏數字經濟發展的先決條件,加之經濟發展水平相對落后,西藏、青海、甘肅、寧夏和貴州五個省份始終處于數字經濟發展的低水平階段。另外,經濟發展相對落后的地區未能充分享受到數字技術帶來的“知識紅利”,反而向經濟發達地區輸送了大量高學歷、高技能人才,進一步強化了“馬太效應”。落后地區的傳統產業受到平臺經濟和互聯網經濟的巨大沖擊,很多產業和零售業實體被“掏空”,這些地區的創業創新環境未能得到有效改善,反而進一步惡化,大量高技能人才的流失或不愿意遷入形成了惡性循環。因此,在把各區域數字經濟發展放入推動區域協調發展中的同時,又要將數字經濟作為促進區域協調發展的重要支撐。數字經濟發展水平在省際和四大區域內不僅呈現相應的非均衡特征,還具有較強的空間關聯性。因此,研究不同區域之間數字經濟發展的相關性,既有利于國家更好地實施區域政策,釋放不同區域的優勢,又能形成區域數字經濟協調發展的新格局,從而縮小區域間數字經濟發展的差距。

3以數字經濟實現高質量發展的實踐邏輯

3.1促進數字產業水平的升級

數字經濟對制造業高質量發展有著顯著的直接促進作用。數字經濟能夠通過推動制造業提質擴量、效率提高和轉型升級全方位助力制造業高質量發展水平提升。為實現數字經濟持續健康發展,首先,在整體上要重構數字經濟發展生態系統,有效促進公開數據共享共用,建立數字技術使用標準,同時強化數字監管力度,推動數字經濟良性發展。其次,需要提高原始數字技術創新能力,如基礎理論、核心算法和關鍵設備,這些核心領域的前沿和核心技術需要進一步突破,推動數字產業化發展。數字經濟的新型基礎設施有待完善,為產業數字化和數字產業化發展提供有力支撐。加大技術人才引進力度,構建人才創新網絡平臺,尤其是注重數字基礎理論和基礎核心技術人才培育,加強國內外制造業領域頂端人才引進,完善激勵機制,充分激發人才的創新潛力和活力,不斷優化人才培育體系,發揮人力資本對制造業高質量發展的積極作用。加大對數字技術的創新投入資金,為數字經濟發展提供活力,支持并引導傳統制造業數字化轉型,降低企業數字化轉型的成本和風險,不斷擴大產業數字化規模,從而促進數字經濟發展水平的提升,助推制造業高質量發展。

3.2推進數字與產業深度融合,提升產品創新水平

數字技術應用能夠有效提高制造業創新效率,數字經濟融合傳統制造業能夠使技術創新廣泛推進到制造研發、生產和銷售的全產業鏈中,數字經濟可以提高制造業產業鏈的自主可控能力,優化產業鏈等分工體系、提升高技術制造業產業鏈國產化水平,極大地促進制造企業生產效率和產品質量與服務的提高。首先,要加快推進數字經濟與實體產業融合,深化數字技術與場景融合,進一步提高數據使用效率和價值,發揮數字經濟的強大動能。其次,完善新興數字基礎設施建設,大力推動互聯網、物聯網、大數據等云平臺的發展,依托人工智能、區塊鏈和5G等數字技術研發與應用,為制造業數字化轉型提供技術支持和基礎保障。最后,加快建設數字經濟產學研一體化平臺,完善成果轉化機制,促使校企合作的創新成果有效轉化,不斷引領新技術向制造業快速滲透,為實現制造業數字化轉型提供動力,進而推動產品創新水平不斷提升,促使產品質量和服務提高,進一步滿足現有市場需求并開辟新市場,促進制造業高質量發展。

3.3扭轉數字經濟負向空間溢出效應,促進區域制造業高質量共同發展

數字經濟對鄰省的制造業高質量發展存在抑制作用。數字經濟發展水平高的地區擁有更多資源優勢和數字技術的壟斷,限制了各種要素資源在地區間的流動,阻礙了數字經濟水平欠發達地區的制造業發展。首先,要削弱“數字鴻溝”,強化各地區對資源和技術的共享機制,建立資源和數字技術共享平臺,加快數字化資源整合,有效提高數字資源的利用效率,減少資源要素和技術壁壘。其次,不僅要打破各省的行政地理界限,還要打破各地方優先發展的思想,不僅要有效推進“強強對話”,還要開展“強弱交流”,加強對數字經濟發展落后地區的扶持力度。最后,要加快各地區各類生產要素的自由流動,不斷深化各地區數字領域的合作交流,共享制造業數字化轉型的成功經驗,形成區域間規?;臄底謨瀯?,不斷擴大數字經濟共享紅利,共同推進區域制造業高質量協調發展。

3.4實施動態化、差異化的數字經濟發展戰略

由于我國東、中、西、東北地區的經濟發展水平、市場化程度和數字基礎設施之間存在差異,四大板塊的數字經濟推動綠色發展的效果存在明顯差異。為了實現經濟均衡綠色發展,我國應根據不同地區的實際特征,加大對經濟欠發達地區數字經濟發展的政策支持力度,向重點區域做重點傾斜和扶持,差異化的政策能夠為有效縮小地區數字經濟發展差距和綠色發展不平衡提供戰略支撐。同時,東部地區應憑借數字與人財物優勢,進一步鼓勵基礎科學和應用科學研究,確保市場能為發明家和投資者提供合理的激勵,以促進新低碳技術的發現和重大綠色技術的原始創新,運用數字技術深度挖掘各類生產管理數據,找出隱藏的規律與模式,提高企業價值創造的效率,通過工藝及管理創新改造傳統產業,降低傳統產業的污染和碳排放,實現數字經濟賦能綠色發展??萍际堑谝簧a力、人才是第一資源、創新是第一動力,西部和東北地區自然資源相對豐富,但經濟發展活力差、創新能力弱、人力資本流失嚴重,數字經濟賦能綠色發展離不開人才支撐。因此,國家應進一步強化西部和東北區域人才強省、人才強市等戰略,整合優勢資源、集成政策效應,通過強化人才發展地區規劃、加大年輕干部交流等渠道提升當地的人力資源水平,確保人才引得進、留得住、用得好。另外,要充分發揮區域協調發展戰略引領數字經濟賦能綠色發展的重要作用,不斷提升四大板塊的聯動性和全局性,實施更因地制宜的差異化數字經濟發展政策,增強區域發展的協同性和整體性,堅持江河聯動、陸海統籌,完善財政轉移支付、土地管理、區域間互助共濟、區域生態補償等制度,逐步縮小南與北、東與西的發展差距,在發展中促進相對平衡。通過構建區域間協同發展和優勢互補機制,形成區域數字經濟協調發展格局,更加因地制宜、精準施策,推動數字經濟賦能綠色發展,促進區域協調發展,縮小區域發展差距。

4結語

推動數字經濟的高速發展本質上是為了解決近20年來我國經濟發展過度依賴土地資本的問題,過去二三十年以來,各地為了經濟增速增量,過度開發土地資源,使國民經濟過度依賴土地財政,給我國經濟的未來健康可持續發展帶來嚴重的隱患。高質量發展本質上是綜合國力的不斷增強,國力的增強最主要的是依靠經濟實力的提高,因此加大科技創新力度,推動數字經濟的發展刻不容緩,也唯有如此才能使我國經濟長久穩定健康地發展,數字經濟毫無疑問將在未來一段時間成為我國經濟發展的重點方向,并為社會主義現代化強國的實現奠定堅實基礎。

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數字化制造技術范文篇10

關鍵詞:硅鋼;數字化;融合;信息系統

2015年5月,我國正式印發《中國制造2025》,明確將智能制造列入了國家重大工程。鋼鐵行業作為工業的脊梁,發展與升級迎來新的機遇期,鋼鐵智能制造的“五化”(即環保智慧化、制造智能化、產品綠色化、產業生態化、企業人本化)發展時代已經拉開序幕[1]。同年,寶鋼股份《智慧制造2016-2021專項規劃》,充分把握新一代信息技術帶來的產業革命契機,將智能化融入鋼鐵制造,來推動鋼鐵工業的高質量發展。硅鋼產品因其生產流程長、過程控制窗口窄、跨工序工藝適配要求嚴,在行業內往往將是否具備生產高質量的硅鋼產品作為評價一個鋼廠制造能力是否先進的標志之一。在全球大數據發展的背景下,寶鋼硅鋼事業部立足“全球硅鋼第一品牌”建設,結合當前國有企業數字化轉型推進中普遍存在的數字能力共享不足和業務柔性化不足等問題(參見企業數字化咨詢公眾號2021年12月28日《國企數字化轉型六大困境是什么?》),提出了“云邊一體化”的系統架構,通過數字化手段,實現產品全生命周期管控融合,推動硅鋼全面領先高質量發展。

1技術架構

1.1硅鋼全要素大數據中臺

原來各個業務領域的數據豎井較多,不利于實現跨業務領域應用。硅鋼產品依托公司大數據中心,以單業務領域的內在聯系,按照各個業務領域相互關聯的特點,構建跨業務領域的數據融合模型,實現采購、營銷、制造、設備、能源、成本、研發等各個業務領域的數據融合,構建硅鋼跨業務領域的大數據中臺。數據中臺的數據以數據服務的方式、電文的方式,實時與周邊系統進行數據交換。

1.2云邊一體化系統架構

以云邊一體化協同為構建思想,結合現有自動化系統現狀及云端應用建設要求,設計云邊一體化系統架構??紤]云端應用“計算資源集中、規模龐大,具備高可用性、高擴展性、共享性”,以及邊緣數字化應用“數據處理、數據存儲、分布式計算,貼近數據源,降低延遲”的特征,在技術架構上設計了云邊兩層應用。將網絡轉發(實時控制命令)、高頻存儲、實時響應數字應用定位于邊緣應用,以降低響應時延、減輕云端壓力、降低網絡帶寬成本;定位于云端的應用匯聚云邊端數據,實現融合貫通、數據共享、數據智能、數據服務,基于多業務域數據的融合與分析、在線決策支持。通過云邊一體化方案,云邊直接服務調用,系統無邊界?,F場實時高頻數據及信號直接觸發邊緣數字化應用,邊緣計算結果若需云端響應,則以信號/服務調用方式觸發云端數字化應用,由云端進行多相關專業決策。通過云邊一體化方案,云邊直接服務調用,系統無邊界?,F場實時高頻數據及信號直接觸發邊緣數字化應用,邊緣計算結果若需云端響應,則以信號/服務調用方式觸發云端數字化應用,由云端進行多相關專業決策。

2應用實踐

如圖1所示,硅鋼以用戶為中心,打通產品研發、制造、交付到用戶技術服務的業務數據鏈路,基于業務數字化解析,構建跨業務領域、覆蓋產品全生命周期核心業務的硅鋼智慧決策模型,打破制造業傳統價值鏈協同體系造成的數據孤島、業務孤島和價值鏈孤島,全業務流程及價值鏈多維數據的集成融合,跨域業務互相滲透、互相關聯、互相優化,推進鏈式結構向網狀結構價值鏈發展,實現跨人機界面、跨產業的數字化、智能化深度融合。圖1以“用戶為中心”的硅鋼跨業務邊界的數據融合實踐2.1產研數據融合驅動的復雜產品智能虛擬設計如圖2所示,以“用戶需求為核心”的研發,通過數據技術方案,將硅鋼用戶端—研發—大生產三方數據有機互聯,用戶需求與研發在線對接實現用戶需求精準預判分析,通過建立起實驗室數據庫實現實驗數據的縱橫聯通,通過實驗室數據庫與大生產數據互聯將大生產現場拓展為“共享實驗室”,開展實驗方案推薦—分析—預判—評估,推動“試錯式”物理實驗向“數據理論預測、實驗驗證”的“虛—實結合”研發模式轉換。相比常規模式,新研發模式周期可縮短30%以上。2.2跨制造邊界融合的生產計劃自適應調整基于計算機智能算法,開發生產計劃自適應技術,根據設備、庫存、質量狀態以及合同交付進度、定檢修計劃等,實現生產計劃的自動編制,并根據計劃執行過程中的突發狀況自動對計劃做出快速響應和調整。原有生產計劃排程系統只是將根據計劃規程和經驗知識的人工排程結果錄入信息系統??缰圃爝吔绲纳a計劃自適應方案,則是采用啟發式的AI智能排程算法,跨生產、設備、工藝、質量、成本等業務邊界,融合庫存量、合同交付、設備定檢修、工藝能力、質量狀態、切換成本等各業務邊界條件,在滿足各機組工藝要求和產能約束條件的前提下,制定出合理的物流平衡和生產計劃,達到產能最大化、工藝切換次數最小化、機組負荷平衡的目標。同時在機組設備狀態、工藝能力等條件發生變化時,系統自動做出自適應調整。2.3工業大數據驅動的工序質量自診斷如圖3所示,以產品制造鏈路全過程質量智能化管控為目標,通過大數據的方法構建全要素質量基因鏈,多維度、全要素打造“數字鋼卷”。在此基礎上,以取向硅鋼產品為載體,構建物料質量風險預警、全流程質量追溯、質量自動判定、批量缺陷自動阻斷、異常缺陷在線分析、剪切方案智能推薦等模型,形成了完整的硅鋼生產質量自診斷解決方案,幫助企業降低質量損失和成本、提升質量和有效產能、提高產品盈利能力。

3效果

寶鋼股份硅鋼事業部在此方案指導下,建設硅鋼第四智慧工廠。如圖4所示,與同規模傳統工廠相比,第四智慧工廠極薄產品生產效率提升15%,產品質量合格率提升10%,制造成本下降10%,制造能力指數提升29.37%,各項技術經濟指標保持行業領先。

4展望

中國寶武于2021年年初提出了“三跨融合”的智慧制造發展愿景,即跨產業、跨基地、跨人機界面的業務數字化、智能化融合。據此目標規劃,尚需結合鋼鐵行業與關聯領域數字化進展,進一步推進跨產業打通鋼鐵產品全生命周期的業務數字化對接、“一總部多基地”模式下跨基地的業務數據融合、跨人機界面的業務數字解析等方面的數字化轉型工作。在此基礎上,推進跨界面的業務融合和業務流程再造,創新數字化業務形態和產品價值鏈模式,以此推進整個鋼鐵行業的數字化轉型升級。

[參考文獻]