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   來源：機電商報  

   摘要：現在比較公認的，有三大前沿科技：一是大數據，二是移動網絡，三是智能化生產。現在炒得比較熱的“三維打印”其實就是智能化生產的一種方式。這三大技術是引發新的技術變革(的關鍵因素），我們稱作——催生第三次工業革命。

   中國正處于從制造大國向制造強國轉型的關鍵時期，而智能制造正是其中的重要手段之一，也是數字化制造技術發展的必然趨勢。

   在從數字制造走向智能制造的過程中，工業軟件應如何適應和滿足這一新趨勢下的需求？5月30日下午，北京新世紀日航酒店，談起這一話題，著名機械設計與研究專家、中國工程院院士譚建榮如數家珍。

   解析“數字制造” 

  《機電商報》：關于21世紀的前沿科技，有很多種說法，你認為有哪些最值得一提？

   譚建榮：現在比較公認的，有三大前沿科技：一是大數據，二是移動網絡，三是智能化生產。現在炒得比較熱的“三維打印”其實就是智能化生產的一種方式。這三大技術是引發新的技術變革(的關鍵因素），我們稱作——催生第三次工業革命。

  《機電商報》：談到第三次工業革命，有人說“已經來了”，也有人說“馬上就要來了”，還有人認為這是在兜售概念。你怎么看？

   譚建榮：第三次工業革命已經喊了40年，但還沒有來到。最早是在20世紀70年代，有個美國人（注：Alvin Toffler）寫過《第三次浪潮》，認為工業革命將要來到。最近一次熱炒和三維打印相關，有人認為，它和第三次工業革命聯系得很緊密。

   工業軟件要適應第三次工業革命的需要，適應大數據、移動網絡和智能化生產的發展需求。現在，對數字化工廠的描述中，有一條是——制造過程中傳遞和采集的信息是數字的，3D的，因而也必然是無紙化的。工業軟件最終要落實到數字化工廠的應用中去。

   《機電商報》：請介紹一下數字化設計與數字化制造的發展歷程？

   譚建榮：從國際上來看，20世紀80年代主要是二維繪圖，后來科技部提出“甩圖板”，20世紀90年代就提出3D建模，然后是21世紀00年代的面向大批量定制的產品配置設計，而到了21世紀10年代，我們強調的是快速響應客戶需求。

  《機電商報》：數字化設計和制造在我國已經有幾十年的歷史，發展到今天，企業對工業軟件有哪些新的要求？

  譚建榮：這些新的要求概括起來有五個方面：首先是自主創新，以前的CAD軟件往往只支持詳細設計，但不支持創新設計；再者是高效設計，即快速響應客戶需求；第三是高性能、高品質的設計；第四是低碳環保；最后，我們還要不斷地研究新領域，學習新知識。

  《機電商報》：在數字化制造方面，我國還有哪些不足？

   譚建榮：今年（5月30日）上午，在鐵道大廈，我們評審一個幾十億的大項目，無錫油泵油嘴廠跟我說，“我們造汽車的設備不比國外差，都是進口的，而且是最先進的，但我們造出來的汽車就不如人家”。

   幾年前，原冶金部的一位副部長跟我說，曹妃甸的這個鋼廠設備好、環保好……聽完他的介紹，我就提了一個問題，為什么最好的設備煉不出最好的鋼？我們的鋼鐵虧損得一塌糊涂，但高檔的鋼鐵還得依賴進口。

  這些例子說明，我們的制造過程還有這些欠缺：一是定量描述，我國工業整體上還是比較“粗糙”；二是精確計算，不能靠類比；三是可視模擬，把制造過程先模擬一遍，仿真一遍，看控制得對不對，誤差掌握得怎么樣；四是實現對制造過程的智能控制。

  關注新變化

  《機電商報》：在工業產品設計和制造方面，有哪些新變化、新趨勢值得關注？

  譚建榮：一是，從基于幾何設計到基于物理設計。以前，3D圖形設計比較注重產品的形，而對產品的態關注較少，比如強度、剛度、抗變形能力、抗干擾能力等，用數字化的軟件分析這些方面還比較困難。我們現在推行的并行設計、智能設計，目的就是要提升產品內在性能。

  第二，從單學科設計到多學科耦合設計。以前，我們的產品設計往往是從單學科考慮，只關注機械性能，對電子學、電磁學、流體學、聲學等方面的要求都關注的比較少，現在的多學科耦合設計是一種綜合優化的方法，包括考慮不確定因素的影響。比如，設計電腦時，既要考慮怎樣做的薄，又要考慮散熱性能好。

  第三，從產品設計到全生命周期的設計。全生命周期的設計包括產品需求、規劃、設計、生產、經銷、運行、使用、維修保養、回收再處理的一系列內容，其中，最大的難點在產品設計前端，即分析市場上需求什么樣的產品。

  此外，還包括從加工中心到數控一代，從虛擬制造到3D打印，從柔性制造到柔性生產，從云計算到云制造，從數字制造到智能制造等。

  《機電商報》：3D打印是最近行業內談論的比較多的話題，它的技術原理和應用前景如何？

  譚建榮：用一種便于理解的方式來說，它其實是種成型技術。它有很多應用前景，尤其是在牙齒單件模具等方面。

  3D打印的過程和CT正好相反。比如，肝臟CT掃描，先把周長輪廓找出來，然后進行重現3D曲面的肝，再拿標準的肝比較一下，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，然后一層層燒結起來，或用紙疊加起來，截面處理是其中最主要的制造環節。

  3D打印剛炒熱，現在又提出4D打印，在3D打印的基礎上再加一個變形，也就是，在打印好之后，還可以變形，這是麻省理工大學的一個建筑教授提出來的。

  《機電商報》：最新提出的智能制造有哪些涵義？

  譚建榮：智能制造的內涵可以分為三個方面，形象地說，就是產品是智能的，做產品的過程是智能化的，做產品的工具是智能的。它有知識庫、動態傳感、自主決策這三點標志。

  比如美國研制出的四足機器人，能背幾十公斤重的東西，走幾十里路，逢山過山，逢河過河，因為機器人能自主決策，這一步跨到哪里，不需要人工干預，這點很厲害。