來(lái)源：機(jī)電商報(bào)
摘要：現(xiàn)在比較公認(rèn)的，有三大前沿科技：一是大數(shù)據(jù)，二是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，三是智能化生產(chǎn)。現(xiàn)在炒得比較熱的“三維打印”其實(shí)就是智能化生產(chǎn)的一種方式。這三大技術(shù)是引發(fā)新的技術(shù)變革(的關(guān)鍵因素），我們稱(chēng)作——催生第三次工業(yè)革命。
中國(guó)正處于從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，而智能制造正是其中的重要手段之一，也是數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
在從數(shù)字制造走向智能制造的過(guò)程中，工業(yè)軟件應(yīng)如何適應(yīng)和滿足這一新趨勢(shì)下的需求？5月30日下午，北京新世紀(jì)日航酒店，談起這一話題，著名機(jī)械設(shè)計(jì)與研究專(zhuān)家、中國(guó)工程院院士譚建榮如數(shù)家珍。
解析“數(shù)字制造”
《機(jī)電商報(bào)》：關(guān)于21世紀(jì)的前沿科技，有很多種說(shuō)法，你認(rèn)為有哪些最值得一提？
譚建榮：現(xiàn)在比較公認(rèn)的，有三大前沿科技：一是大數(shù)據(jù)，二是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，三是智能化生產(chǎn)。現(xiàn)在炒得比較熱的“三維打印”其實(shí)就是智能化生產(chǎn)的一種方式。這三大技術(shù)是引發(fā)新的技術(shù)變革(的關(guān)鍵因素），我們稱(chēng)作——催生第三次工業(yè)革命。
《機(jī)電商報(bào)》：談到第三次工業(yè)革命，有人說(shuō)“已經(jīng)來(lái)了”，也有人說(shuō)“馬上就要來(lái)了”，還有人認(rèn)為這是在兜售概念。你怎么看？
譚建榮：第三次工業(yè)革命已經(jīng)喊了40年，但還沒(méi)有來(lái)到。最早是在20世紀(jì)70年代，有個(gè)美國(guó)人（注：Alvin Toffler）寫(xiě)過(guò)《第三次浪潮》，認(rèn)為工業(yè)革命將要來(lái)到。最近一次熱炒和三維打印相關(guān)，有人認(rèn)為，它和第三次工業(yè)革命聯(lián)系得很緊密。
工業(yè)軟件要適應(yīng)第三次工業(yè)革命的需要，適應(yīng)大數(shù)據(jù)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和智能化生產(chǎn)的發(fā)展需求。現(xiàn)在，對(duì)數(shù)字化工廠的描述中，有一條是——制造過(guò)程中傳遞和采集的信息是數(shù)字的，3D的，因而也必然是無(wú)紙化的。工業(yè)軟件最終要落實(shí)到數(shù)字化工廠的應(yīng)用中去。
《機(jī)電商報(bào)》：請(qǐng)介紹一下數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造的發(fā)展歷程？
譚建榮：從國(guó)際上來(lái)看，20世紀(jì)80年代主要是二維繪圖，后來(lái)科技部提出“甩圖板”，20世紀(jì)90年代就提出3D建模，然后是21世紀(jì)00年代的面向大批量定制的產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)，而到了21世紀(jì)10年代，我們強(qiáng)調(diào)的是快速響應(yīng)客戶需求。
《機(jī)電商報(bào)》：數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造在我國(guó)已經(jīng)有幾十年的歷史，發(fā)展到今天，企業(yè)對(duì)工業(yè)軟件有哪些新的要求？
譚建榮：這些新的要求概括起來(lái)有五個(gè)方面：首先是自主創(chuàng)新，以前的CAD軟件往往只支持詳細(xì)設(shè)計(jì)，但不支持創(chuàng)新設(shè)計(jì)；再者是高效設(shè)計(jì)，即快速響應(yīng)客戶需求；第三是高性能、高品質(zhì)的設(shè)計(jì)；第四是低碳環(huán)保；最后，我們還要不斷地研究新領(lǐng)域，學(xué)習(xí)新知識(shí)。
《機(jī)電商報(bào)》：在數(shù)字化制造方面，我國(guó)還有哪些不足？
譚建榮：今年（5月30日）上午，在鐵道大廈，我們?cè)u(píng)審一個(gè)幾十億的大項(xiàng)目，無(wú)錫油泵油嘴廠跟我說(shuō)，“我們?cè)炱?chē)的設(shè)備不比國(guó)外差，都是進(jìn)口的，而且是最先進(jìn)的，但我們?cè)斐鰜?lái)的汽車(chē)就不如人家”。
幾年前，原冶金部的一位副部長(zhǎng)跟我說(shuō)，曹妃甸的這個(gè)鋼廠設(shè)備好、環(huán)保好……聽(tīng)完他的介紹，我就提了一個(gè)問(wèn)題，為什么最好的設(shè)備煉不出最好的鋼？我們的鋼鐵虧損得一塌糊涂，但高檔的鋼鐵還得依賴進(jìn)口。
這些例子說(shuō)明，我們的制造過(guò)程還有這些欠缺：一是定量描述，我國(guó)工業(yè)整體上還是比較“粗糙”；二是精確計(jì)算，不能靠類(lèi)比；三是可視模擬，把制造過(guò)程先模擬一遍，仿真一遍，看控制得對(duì)不對(duì)，誤差掌握得怎么樣；四是實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程的智能控制。
關(guān)注新變化
《機(jī)電商報(bào)》：在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方面，有哪些新變化、新趨勢(shì)值得關(guān)注？
譚建榮：一是，從基于幾何設(shè)計(jì)到基于物理設(shè)計(jì)。以前，3D圖形設(shè)計(jì)比較注重產(chǎn)品的形，而對(duì)產(chǎn)品的態(tài)關(guān)注較少，比如強(qiáng)度、剛度、抗變形能力、抗干擾能力等，用數(shù)字化的軟件分析這些方面還比較困難。我們現(xiàn)在推行的并行設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)，目的就是要提升產(chǎn)品內(nèi)在性能。
第二，從單學(xué)科設(shè)計(jì)到多學(xué)科耦合設(shè)計(jì)。以前，我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往是從單學(xué)科考慮，只關(guān)注機(jī)械性能，對(duì)電子學(xué)、電磁學(xué)、流體學(xué)、聲學(xué)等方面的要求都關(guān)注的比較少，現(xiàn)在的多學(xué)科耦合設(shè)計(jì)是一種綜合優(yōu)化的方法，包括考慮不確定因素的影響。比如，設(shè)計(jì)電腦時(shí)，既要考慮怎樣做的薄，又要考慮散熱性能好。
第三，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到全生命周期的設(shè)計(jì)。全生命周期的設(shè)計(jì)包括產(chǎn)品需求、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)銷(xiāo)、運(yùn)行、使用、維修保養(yǎng)、回收再處理的一系列內(nèi)容，其中，最大的難點(diǎn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)前端，即分析市場(chǎng)上需求什么樣的產(chǎn)品。
此外，還包括從加工中心到數(shù)控一代，從虛擬制造到3D打印，從柔性制造到柔性生產(chǎn)，從云計(jì)算到云制造，從數(shù)字制造到智能制造等。
《機(jī)電商報(bào)》：3D打印是最近行業(yè)內(nèi)談?wù)摰谋容^多的話題，它的技術(shù)原理和應(yīng)用前景如何？
譚建榮：用一種便于理解的方式來(lái)說(shuō)，它其實(shí)是種成型技術(shù)。它有很多應(yīng)用前景，尤其是在牙齒單件模具等方面。
3D打印的過(guò)程和CT正好相反。比如，肝臟CT掃描，先把周長(zhǎng)輪廓找出來(lái)，然后進(jìn)行重現(xiàn)3D曲面的肝，再拿標(biāo)準(zhǔn)的肝比較一下，如果變大了，就可能有腫瘤。而3D打印是先將3D模型一片片分層，然后一層層燒結(jié)起來(lái)，或用紙疊加起來(lái)，截面處理是其中最主要的制造環(huán)節(jié)。
3D打印剛炒熱，現(xiàn)在又提出4D打印，在3D打印的基礎(chǔ)上再加一個(gè)變形，也就是，在打印好之后，還可以變形，這是麻省理工大學(xué)的一個(gè)建筑教授提出來(lái)的。
《機(jī)電商報(bào)》：最新提出的智能制造有哪些涵義？
譚建榮：智能制造的內(nèi)涵可以分為三個(gè)方面，形象地說(shuō)，就是產(chǎn)品是智能的，做產(chǎn)品的過(guò)程是智能化的，做產(chǎn)品的工具是智能的。它有知識(shí)庫(kù)、動(dòng)態(tài)傳感、自主決策這三點(diǎn)標(biāo)志。
比如美國(guó)研制出的四足機(jī)器人，能背幾十公斤重的東西，走幾十里路，逢山過(guò)山，逢河過(guò)河，因?yàn)闄C(jī)器人能自主決策，這一步跨到哪里，不需要人工干預(yù)，這點(diǎn)很厲害。
