从管理视角看数字化制造64039

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1、从管理视角看数字化制造·美国波音公司在Boeing777~787和洛克希德马丁公司在F35研制过程中，采用数字制造与传统方式相比，缩短了研制周期至1/3，降低研制成本50%，开创了航空数字化制造的先河。最近，波音公司在新一代战神航天运载工具的研制和C130的航空电子升级中，采用MBD/MBI(基于模型的定义和作业指导书)缩短装配工期57%，将数字化制造推向制造现场的更深层次。尽管中国航空工业在数字化制造的部分环节近年来已经得到了长足的发展，但是历史上掉队加上研制发展速度的差距，给我国航空制造业以严重的压力。跟上世界航空工业数字化制造发展的步伐，使航空企业迅速实现由传统生产方式向数字化生产方

2、式的转变，成为我们刻不容缓的任务。　　美国波音公司在Boeing777~787和洛克希德马丁公司在F35研制过程中，采用数字制造与传统方式相比，缩短了研制周期至1/3，降低研制成本50%，开创了航空数字化制造的先河。最近，波音公司在新一代战神航天运载工具的研制和C130的航空电子升级中，采用MBD/MBI(基于模型的定义和作业指导书)缩短装配工期57%，将数字化制造推向制造现场的更深层次。尽管中国航空工业在数字化制造的部分环节近年来已经得到了长足的发展，但是历史上掉队加上研制发展速度的差距，给我国航空制造业以严重的压力。跟上世界航空工业数字化制造发展的步伐，使航空企业迅速实现由传统生产方式

3、向数字化生产方式的转变，成为我们刻不容缓的任务。　　数字化制造涵盖了产品的生命周期的全过程，但是目前有关文献涉及数字化设计和数字模拟较多，而从制造管理和数字化在生产车间“落地”的角度推动数字化制造更快的发展，则显得比较薄弱。本文以数字化工厂为中心，试图讨论数字化制造的均衡发展的问题。　　一、数字化是一场深刻的技术革命　　数字化不仅仅是一项技术手段的进步，信息化和数字化也不能混为一谈。以两院院士顾颂芬为首的几位航空工业的专家指出：“数字化为制造业开创了一种新型的生产方式”。他们认为：“数字化是一场深刻的技术革命”，“数字化正在改变着世界，数字化的生产方式正在从根本上动摇着传统制造业的基础，催

4、生着一场制造业的技术革命”。从波音和空客两大家航空制造的技术竞争的重点看出，“制造业的竞争已经体现为数字化这一核心能力的竞争”。　　1.工程师自己的工具发展缓慢　　现代的人类社会，工程和产品的发展是惊人的。而与之形成极大反差的是，工程界自己描述产品、传递产品制造信息的手段的发展却是缓慢的。从1795年发明画法几何、1840年发明蓝图以来，人们一直用二维平面工程视图来描述产品。这种大约沿用了200多年的二维工程图样曾经是表现制品信息的惟一办法。但是，人的思维是多维的，工程师们在创意新产品时，首先涌现的是多维的实体形象而不是一个个的平面视图。为了向制造它的人传递产品的信息，必须将这个活生生的实

5、体变成为复杂的、但为工程界所共识的平面图形。这当中的浪费不仅是投影图的绘制，还包括了从实体形象向抽象的视图表达方式转换的思维，以及在转换过程中出现的表达不清和错误。制造工程师在接到这种平面图形以后，又要用想象恢复它的立体形状，以编制工艺过程。这又是一番思维、脑力和时间的浪费。并且对平面图形的理解程度往往是能否设计出好的制造过程的关键，对图样理解的错误又经常出现。工人拿到这种用平面图形描述的作业指导书以后，同样必须将它理解为三维的实体，浪费和错误更容易发生。百年来，制造业为这种平面图形的转换付出了巨大的代价。　　此外，二维图样对产品的表现是模拟的、非精确的，表现能力是有限的。如飞机机翼的形状

6、是根据空气动力学计算和实验得到的复杂型面，而在图样上只能用多个剖面逐点进行描述。用二维图样表达这些复杂形状，造成了从连续的精确形状到不连续的近似形状的转换。这个过程同样既浪费了时间和精力，又带来了误差。数控机床的出现，局部地解决了这类科学曲线(面)形状的信息传递问题。但多数零件的加工程序还是从平面图形转换来的。　　在飞机制造中，从产品的图形到制造它们的模具的凸凹模线、模板、装配型架以及各级检验样板，需要多次传递和转移。在没有数字化制造的年代，这些工作全是手工描绘，在放大镜下用精细刀具磨出来的，效率和精度受着严重的制约。　　2.传统CAD的功劳　　信息技术的发展，出现了计算机辅助设计CAD软

7、件，20世纪末的CAD仅仅帮助人们绘制二维图样。“甩掉图板”大大地加快了出二维图样的速度，解放了工程师们的体力劳动，也使很多描图员们下了岗。但是甩掉图板并没有甩掉图样，也没有触及头脑浪费和转换错误的根本问题。　　3.实体造型CAD的出现和数字化的意义　　随着计算机技术进步，出现了新一代CAD软件，在计算机的虚拟环境中，可以按照设计员的思维，直接构造出产品和零件的实体模型。给这种虚拟的三维实体模型赋予必要的特征和属性以后，