圖1 e-works總編黃培博士
一、中國制造業必須走向創新驅動
最近有個詞比較流行,叫做新常態,中國經濟發展的新常態。應該說現在整個國內的經濟在下行,我們跟很多的地方政府、企業都有交流,大家都認為經濟的發展有很大的壓力。
圖2 全球前25名出口經濟體的制造業成本指數
圖2來自波斯頓咨詢的一個報告,過去大家都認為中國制造業的成本低,但實際上現在情況已發生改變,如果將美國的制造業成本指數設定為100,那么中國的成本指數是96,這個成本指數包括一些能源的成本、人力資源的成本等等。由圖可知,中國的制造成本指數現在已經高于美國的鄰國墨西哥,墨西哥的成本指數是91,此外我國的成本指數也遠遠高于很多亞太國家,因此必須走向創新驅動,所以創新不能只停留在一句口號上。
圖3 制造業產品生產模式的變遷
制造業產品生產的方式,在過去的100多年間發生了根本的變化。由圖3可以看出:橫軸是產品的種類、縱軸是產品的批量。從1850年開始,更多的產品是手工制造,這個時期產品的類型很多,但批量很少,很容易理解;然后到了1910年左右,產品的總量越來越少、批量越來越大,到了1955年出現了一個拐點,產品就是在這個時候總量開始增多、批量開始減少,生產的單位產量減少;到了1980年之后,制造業逐漸進入大批量定制產品的時代;2000年開始,隨著全球化的發展,各個區域市場、每個客戶都有獨特的需求,所以未來將走向個性化制造。
二、產品創新趨勢
圖4 現代企業研發管理模式
現代企業研發有六種產出方式,包括基礎研究、應用開發、項目開發、產品開發、提供解決方案和系統集成以及提供服務和運營,如圖4所示。圖4告訴我們企業最終都要走向服務化,不能僅僅是靠賣產品盈利,而最終要靠企業為客戶提供一些服務實現持續盈利。
當然創新無處不在,舉一個很小的例子如圖5,一個非常簡單的托盤,大家可以看到,普通的托盤放置酒瓶與酒杯可能很容易就摔掉了,而在托盤上開一些槽,服務員就可以拿得很穩,所以并不是說只有高科技行業才有創新。
圖5 托盤的創新
當然,在剛剛過去的世界杯也有很多創新。比如是由一個殘疾人開球。雖然他已經失去了控制四肢的能力,但通過機器骨骼識別他的腦電波,幫助他進行開球。這實際上是人機交互的一種新方式,即:Think。
此外,3D打印技術已經不單單是在設計階段看一看、做一個樣件了,而是真正可以打印出實際產品,例如義齒、高效散熱的內空零件、模具等。未來,還可以用于在太空,甚至月球上制造。
圖6 東風汽車用增強現實技術(AR)發布新車
增強型虛擬現實技術開始在我國得到應用。這個技術是把實景和虛擬的數字化內容融合在一起,也許在不久的將來,我的旁邊會有一個虛擬的主持人和我一起來主持論壇。圖6是東風汽車運用增強現實技術(AR)進行新車的發布,可以隨時看到汽車三維的展開圖。在發布會上,東風汽車為了標榜新車的車身設計得好,現場給大家演示了一個汽車的展開圖,這是傳統方式不可想象的。
三、本屆峰會十大看點
第一,我們將真正意義上來介紹完整的PLM應用,延伸到服務生命周期和物聯網應用。物聯網怎么和創新結合起來?舉個例子,如果一個零件通過感知總是出現故障,那么可能表明是我們的設計問題,通過物聯網聯系起來,來促進產品的改進。再比如,豐田有款車型的汽車剎車存在踩下去卻彈不起來的問題,那么為什么在大批量事故出現之前發現不了這個問題呢?大家可以思考一下。
第二,機電軟一體化設計,實現應用生命周期管理ALM。我們的電器設計、軟件設計怎樣融為一體,實現一體化的管理非常重要。
第三,要真正實現全三維設計和CAD/CAM一體化。我們現在的溫差信息并沒有完全傳導,還需要做很多的手工,所以希望未來可以真正實現。前段時間我剛剛寫了一篇博文,為什么說制造領域的軟件成為相關網,因為它是信息化的薄弱環節。昨天有一條非常重要的并購,3D System收購了以色列的Cimatron公司,可以說這是最后一個規模比較大的軟件,被3D打印巨頭并購了。
第四,持續提高工藝設計水平。包括三維CAPP,就是未來的工業設計是在三維條件下;包括DFX檢查,就是面向制造、面向裝備、面向可拆卸、面向維修、面向服務的制造,現在有些技術在工程師設計之后就可以利用系統自動蘊含的規則來自動檢查它是否可以制造。
第五,數字化制造和制造執行系統的集成。真正的實體制造過程和數字化的過程是需要一個融合、匹配,如果在設計過程中發現制造的某個工藝有問題,那么完全可以影射到數字化工藝設計的軟件中。我最近看到西門子也并購了一家非常知名的軟件。
第六,系統工程真正融入到產品研發流程。系統工程的理論已經出現了很多年,大家也都非常熟悉微型的產品研發流程,但是如何與QM流程管理的系統融合起來已經成為企業的關注焦點。
第七,仿真驅動設計。它成為產品設計過程中重要的流程之一,不僅僅是一個驗證的手段。同時要提升仿真結果的置信度,提高仿真結果的有效性。
第八,三維打印更加廣泛的應用。現在在一些非常復雜的零件制造、航空航天領域中,三維打印技術也有應用。實際上三維技術還會涉及到比如三維的零件庫,越來越多的企業在應用這些標準件。
第九,PLM和ERP更多更緊密的無縫集成。長期以來,PLM與ERP如何實現深層次集成,一直是制造企業十分關注的焦點問題。
第十,圖形工作站的云應用。未來的工作站不是所謂的一人一臺,而是很多人共享一個非常強大的工作站,這使得計算性能得到更好的發揮。
四、緬懷中國PLM權威專家——祁國寧教授
圖7 祁國寧教授
中國PLM領域的大專家也是數字化企業網的先鋒——祁國寧教授,于10月9日英年早逝,在此深表懷念。他有很多的著作,如《圖解產品數據管理》、《大批量定制技術及應用》、《現代制造系統工程導論》等,可以說引領了一代中國制造業創新的進程。在這里我想用兩張圖來重溫一下祁國寧教授的教誨,圖8是講述了產品開發過程應該從平臺型產品和定單型產品分開。正如企業的研究,一定要實現平臺化,有自己的平臺型的產品,這是企業主動感知的,等到了市場真正需求時,企業會把多種可能性聯系到具體的訂單而完成一個訂單型產品的開發,這個實際上在很多年前祁教授就總結了。
圖8 產品開發/設計過程重組
圖9 模塊化產品的生命周期數據管理
圖9描述了模塊化產品的生命周期數據管理,從產品的規劃到開發,再到銷售生產過程中BOM的變化。圖9繪制的特別精細,從淺黃色、橙色、到紅色,包含了仿真數據、主數據到交易數據。祁老師給我們留下了非常多寶貴的知識遺產,值得我們不斷重溫。
五、關于e—works
e—works已經專注于制造信息化12年,李培根院士是我們的創始人,目前我們已經擁有68萬的會員。e-works總部設在武漢,在上海、北京、武漢、南寧有四個分支機構。
e—works從事制造業信息化知識傳播與分享,e—works的網站、微信,微信訂閱量已經達到了1.4萬人,每天網站編輯們都會編輯一些非常好的內容。每年,e-works舉行很多制造業信息化專業論壇。
圖10 制造業信息化第三方咨詢服務
e-works第三方信息化服務,我們已經為很多企業提供規劃、分析、包括冠標等服務。
e-works推出了一個制造業信息化在線選型與應用平臺——制信網。它是一個信息大全,以后大家買軟件、買服務、了解典型案例、了解廠商的應用都可以通過制信網平臺完成。同時大家在制信網上還可以實現信息搜索,可以找到相應的經銷商、產品和基于這個平臺的二次開發的各種軟件,甚至一些插件等等,是一個工業軟件的App Store。此外,在制信網上大家還可以發布需求,供應商可以響應需求。
另外,e—works還推出了制造業信息化教育和培訓平臺制學網。每年都有數十萬計的工程師走向企業,他們都需要這樣一些培訓,所以我們提供線上線下相結合的在線培訓,同時我們跟主流廠商有很多合作,提供各種認證的培訓等等。
每年e—works還會發布很多制造業信息化的專業研究報告。e-works與國際PLM權威研究機構CIMdata聯合發布的PLM的研究報告已經成為業界的指南;e-works還與IBM等其他很多大公司聯合發布了很多重要的研究報告,成為引導企業正確推進信息化的指南。
e-works還建立了中國制造業CIO俱樂部,目前已有3000多名CIO加盟,成為CIO的理想家園。
十二年來e—works非常專注、執著地推進中國的信息化,通過信息化服務來助推制造業轉型升級。我希望在未來能繼續得到在座的企業、政府機構、專家學者們的大力支持。我再次代表e—works由衷的感謝各位專家、各位領導出席本次大會。謝謝大家!
本文根據e-works總編黃培博士在“第十屆中國制造業產品創新數字化國際峰會”上的發言整理而成,已經本人確認。
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本文標題:產品創新數字化發展與應用熱點