图1 e-works总编黄培博士
一、中国制造业必须走向创新驱动
最近有个词比较流行,叫做新常态,中国经济发展的新常态。应该说现在整个国内的经济在下行,我们跟很多的地方政府、企业都有交流,大家都认为经济的发展有很大的压力。
图2 全球前25名出口经济体的制造业成本指数
图2来自波斯顿咨询的一个报告,过去大家都认为中国制造业的成本低,但实际上现在情况已发生改变,如果将美国的制造业成本指数设定为100,那么中国的成本指数是96,这个成本指数包括一些能源的成本、人力资源的成本等等。由图可知,中国的制造成本指数现在已经高于美国的邻国墨西哥,墨西哥的成本指数是91,此外我国的成本指数也远远高于很多亚太国家,因此必须走向创新驱动,所以创新不能只停留在一句口号上。
图3 制造业产品生产模式的变迁
制造业产品生产的方式,在过去的100多年间发生了根本的变化。由图3可以看出:横轴是产品的种类、纵轴是产品的批量。从1850年开始,更多的产品是手工制造,这个时期产品的类型很多,但批量很少,很容易理解;然后到了1910年左右,产品的总量越来越少、批量越来越大,到了1955年出现了一个拐点,产品就是在这个时候总量开始增多、批量开始减少,生产的单位产量减少;到了1980年之后,制造业逐渐进入大批量定制产品的时代;2000年开始,随着全球化的发展,各个区域市场、每个客户都有独特的需求,所以未来将走向个性化制造。
二、产品创新趋势
图4 现代企业研发管理模式
现代企业研发有六种产出方式,包括基础研究、应用开发、项目开发、产品开发、提供解决方案和系统集成以及提供服务和运营,如图4所示。图4告诉我们企业最终都要走向服务化,不能仅仅是靠卖产品盈利,而最终要靠企业为客户提供一些服务实现持续盈利。
当然创新无处不在,举一个很小的例子如图5,一个非常简单的托盘,大家可以看到,普通的托盘放置酒瓶与酒杯可能很容易就摔掉了,而在托盘上开一些槽,服务员就可以拿得很稳,所以并不是说只有高科技行业才有创新。
图5 托盘的创新
当然,在刚刚过去的世界杯也有很多创新。比如是由一个残疾人开球。虽然他已经失去了控制四肢的能力,但通过机器骨骼识别他的脑电波,帮助他进行开球。这实际上是人机交互的一种新方式,即:Think。
此外,3D打印技术已经不单单是在设计阶段看一看、做一个样件了,而是真正可以打印出实际产品,例如义齿、高效散热的内空零件、模具等。未来,还可以用于在太空,甚至月球上制造。
图6 东风汽车用增强现实技术(AR)发布新车
增强型虚拟现实技术开始在我国得到应用。这个技术是把实景和虚拟的数字化内容融合在一起,也许在不久的将来,我的旁边会有一个虚拟的主持人和我一起来主持论坛。图6是东风汽车运用增强现实技术(AR)进行新车的发布,可以随时看到汽车三维的展开图。在发布会上,东风汽车为了标榜新车的车身设计得好,现场给大家演示了一个汽车的展开图,这是传统方式不可想象的。
三、本届峰会十大看点
第一,我们将真正意义上来介绍完整的PLM应用,延伸到服务生命周期和物联网应用。物联网怎么和创新结合起来?举个例子,如果一个零件通过感知总是出现故障,那么可能表明是我们的设计问题,通过物联网联系起来,来促进产品的改进。再比如,丰田有款车型的汽车刹车存在踩下去却弹不起来的问题,那么为什么在大批量事故出现之前发现不了这个问题呢?大家可以思考一下。
第二,机电软一体化设计,实现应用生命周期管理ALM。我们的电器设计、软件设计怎样融为一体,实现一体化的管理非常重要。
第三,要真正实现全三维设计和CAD/CAM一体化。我们现在的温差信息并没有完全传导,还需要做很多的手工,所以希望未来可以真正实现。前段时间我刚刚写了一篇博文,为什么说制造领域的软件成为相关网,因为它是信息化的薄弱环节。昨天有一条非常重要的并购,3D System收购了以色列的Cimatron公司,可以说这是最后一个规模比较大的软件,被3D打印巨头并购了。
第四,持续提高工艺设计水平。包括三维CAPP,就是未来的工业设计是在三维条件下;包括DFX检查,就是面向制造、面向装备、面向可拆卸、面向维修、面向服务的制造,现在有些技术在工程师设计之后就可以利用系统自动蕴含的规则来自动检查它是否可以制造。
第五,数字化制造和制造执行系统的集成。真正的实体制造过程和数字化的过程是需要一个融合、匹配,如果在设计过程中发现制造的某个工艺有问题,那么完全可以影射到数字化工艺设计的软件中。我最近看到西门子也并购了一家非常知名的软件。
第六,系统工程真正融入到产品研发流程。系统工程的理论已经出现了很多年,大家也都非常熟悉微型的产品研发流程,但是如何与QM流程管理的系统融合起来已经成为企业的关注焦点。
第七,仿真驱动设计。它成为产品设计过程中重要的流程之一,不仅仅是一个验证的手段。同时要提升仿真结果的置信度,提高仿真结果的有效性。
第八,三维打印更加广泛的应用。现在在一些非常复杂的零件制造、航空航天领域中,三维打印技术也有应用。实际上三维技术还会涉及到比如三维的零件库,越来越多的企业在应用这些标准件。
第九,PLM和ERP更多更紧密的无缝集成。长期以来,PLM与ERP如何实现深层次集成,一直是制造企业十分关注的焦点问题。
第十,图形工作站的云应用。未来的工作站不是所谓的一人一台,而是很多人共享一个非常强大的工作站,这使得计算性能得到更好的发挥。
四、缅怀中国PLM权威专家——祁国宁教授
图7 祁国宁教授
中国PLM领域的大专家也是数字化企业网的先锋——祁国宁教授,于10月9日英年早逝,在此深表怀念。他有很多的著作,如《图解产品数据管理》、《大批量定制技术及应用》、《现代制造系统工程导论》等,可以说引领了一代中国制造业创新的进程。在这里我想用两张图来重温一下祁国宁教授的教诲,图8是讲述了产品开发过程应该从平台型产品和定单型产品分开。正如企业的研究,一定要实现平台化,有自己的平台型的产品,这是企业主动感知的,等到了市场真正需求时,企业会把多种可能性联系到具体的订单而完成一个订单型产品的开发,这个实际上在很多年前祁教授就总结了。
图8 产品开发/设计过程重组
图9 模块化产品的生命周期数据管理
图9描述了模块化产品的生命周期数据管理,从产品的规划到开发,再到销售生产过程中BOM的变化。图9绘制的特别精细,从浅黄色、橙色、到红色,包含了仿真数据、主数据到交易数据。祁老师给我们留下了非常多宝贵的知识遗产,值得我们不断重温。
五、关于e—works
e—works已经专注于制造信息化12年,李培根院士是我们的创始人,目前我们已经拥有68万的会员。e-works总部设在武汉,在上海、北京、武汉、南宁有四个分支机构。
e—works从事制造业信息化知识传播与分享,e—works的网站、微信,微信订阅量已经达到了1.4万人,每天网站编辑们都会编辑一些非常好的内容。每年,e-works举行很多制造业信息化专业论坛。
图10 制造业信息化第三方咨询服务
e-works第三方信息化服务,我们已经为很多企业提供规划、分析、包括冠标等服务。
e-works推出了一个制造业信息化在线选型与应用平台——制信网。它是一个信息大全,以后大家买软件、买服务、了解典型案例、了解厂商的应用都可以通过制信网平台完成。同时大家在制信网上还可以实现信息搜索,可以找到相应的经销商、产品和基于这个平台的二次开发的各种软件,甚至一些插件等等,是一个工业软件的App Store。此外,在制信网上大家还可以发布需求,供应商可以响应需求。
另外,e—works还推出了制造业信息化教育和培训平台制学网。每年都有数十万计的工程师走向企业,他们都需要这样一些培训,所以我们提供线上线下相结合的在线培训,同时我们跟主流厂商有很多合作,提供各种认证的培训等等。
每年e—works还会发布很多制造业信息化的专业研究报告。e-works与国际PLM权威研究机构CIMdata联合发布的PLM的研究报告已经成为业界的指南;e-works还与IBM等其他很多大公司联合发布了很多重要的研究报告,成为引导企业正确推进信息化的指南。
e-works还建立了中国制造业CIO俱乐部,目前已有3000多名CIO加盟,成为CIO的理想家园。
十二年来e—works非常专注、执着地推进中国的信息化,通过信息化服务来助推制造业转型升级。我希望在未来能继续得到在座的企业、政府机构、专家学者们的大力支持。我再次代表e—works由衷的感谢各位专家、各位领导出席本次大会。谢谢大家!
本文根据e-works总编黄培博士在“第十届中国制造业产品创新数字化国际峰会”上的发言整理而成,已经本人确认。
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本文标题:产品创新数字化发展与应用热点