清华大学 吴 澄 [email protected] - acsi.gov.cn · 信息化和人的创新是一致的...
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内容
1. 装备制造业的竞争
2. 深入理解装备的机理，有利于创新
3. 装备中的独占性技术
4. 让人从烦琐劳动中解脱出来
5. 设计流程的重组
6. 资源的优化利用
7. 产业链和协同制造
8. 结束语
1,装备制造业的竞争
竞争的主要表现：
产品（特别是自主创新的产品，P）、上市快（T）、
质量好（Q）、成本低（C）、服务好（S）
P、T、Q、C、S 是制造业追求的永恒主题
装备，都是机电一体化产品，是复杂产品
信息技术对于复杂产品的研究、开发、和管理，对于
提高市场竞争力是非常有效的，可以说100%有效。
竞争优势
创新能力
时间时间产品和服务
产品开发能力和制造过程
体制机制
价值观和企业文化
经营理念
企业创新能力和企业竞争优势
信息化和人的创新是一致的
2000年“全球信息社会冲绳宪章”明确提出（G-8: “Okinawa Charter on Global Information Society”）
信息技术是影响21世纪发展的最强劲的驱动力量
信息化---由信息技术驱动的经济和社会的变革
信息化的本质是利用信息技术帮助社会个人和群体有效利用知识和新思想，从而能建成充分
发挥人的潜力，实现其抱负的信息社会。
2003年 信息社会全球峰会（WSIS）”原则宣言（ Declaration of Principles）”
一个以人为本的、包容性和以发展为目的的、
人人可以创造、获取、使用和分享信息和知识，
使个体和各国人民均能充分发挥自己的潜力，
促进其实现可持续发展并改善其生活质量的社
会
《中国信息化发展战略预研究报告》（国家信息化专家咨询委员会与世界银行合作研究）
“信息化是由信息技术驱动的社会经济变革,其本质是在信息网络环境下有效利用信息和知识,充分发挥人的潜能,促进经济增长和社会发展模式的根本改变”。信息化是由信息技术驱动的，是一个技术主导型的变革过程；信息网络环境建设及加强在网络上信息和知识的有效利用是信息化的主要手段；
对信息化的需求主要表现在要充分发挥人的潜能，促进经济增长和社会发展模式的改变，这也是信息化的综合目标；
十六大：
“实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历史性任务。信息化是我国加快实现
工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化
带动工业化，以工业化促进信息化，走出一
条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、
环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的
新型工业化路子。”
2，深入理解装备的机理，有利于创新
作为机电一体化的装备，对其运动学、动力学的机理的分析
是核心，常规方法一般很困难。
案例：山西经纬纺机厂
我国现有织机120万台,无梭织机10.5万台，无梭化率9%；欧美70%，日本
50%，东南亚20%。
国家纺织工业局“九五”期间无梭化率每年增长1%，即每年新增1.2万台，其中剑杆织机占50%以上。
按传统办法开发新型剑杆织机需要10年时间。
采用虚拟制造：剑杆织机2年内形成500-1000台的生产能力。
实例——剑杆织机
运动学、动力学分析
关键运动学、动力学及机理分析
引纬、打纬机构运动机理
左剑头位置
左剑头速度
右剑头位置
右剑头速度
效益，变“十年磨一剑”→“二年磨一剑”
例，三一高速公路清扫车协同开发
利用清华大学的虚拟制造基地资源，三一设计组与清华
项目组基于协同设计平台进行协同设计，利用CFD仿真吸
尘系统和集尘系统的流场，经过数十轮优化得到虚拟样机，
并基于虚拟样机制造出物理样机。
气路结构与参数优化
吸盘设计与优化
吸盘设计与优化
C剖面局部放大速度矢量图
D剖面局部放大速度矢量图
横截面速度矢量示意图
B剖面速度矢量
吸盘设计与优化
集尘箱结构与参数优化
两种方案对比
三一高速公路清扫车协同开发
国标QC/T 29111-1993
中标ZLJ5150TSL 各项指标实测值
与中标的比较结果
清扫宽度 —— 3500mm 3506mm 持平
清扫效率 >90% >90% 93.8% 超过
清扫能力 —— 70000m^2/h 87500m^/h 超过
最高
清扫速度
—— 20km/h 25km/h 超过
最低
清扫速度
—— 5 km/h 5 km/h 持平
最大
吸入颗粒
>15mm 120mm 140mm 超过
最大
气流速度
>25m/s —— 85.8m/s ——
3，信息技术支持 “独占性”技术产品的创新
案例：徐州工程机械集团（装载机、混凝土摊铺机）
技术：信息集成、虚拟装配、智能技术
装载机厂新产品开发从每年3—4个增加到6—8个；装载机、沥青混凝土摊铺机、沥青混凝土搅拌站3个产品改造；
机器人化装载机形成系列，达到国际同类产品90年代后期水平；
试产当年销售332台，出口到美国、南非、沙特、土耳其等国家，销售额达1.1亿元；
以机器人技术带动产品的升级换代，使传统工程机械产品在短期内增强了国际竞争力。
徐工机器人化装载机系列产品
机器人化摊铺机
对高效、节能、低耗、安全、使用方便的电子机械的需求日益增长
不断发展的电子技术促进“智能无处不在”
嵌入式系统
4，信息技术营造发挥人的创新潜能的环境：
从琐碎事务中解脱出来
工程数据库与变型设计
办公自动化、辅助决策
产品（工艺）数据管理PDM……
PDM PDM ———— 支持产品生命周期管理支持产品生命周期管理
产品生命周期
产品规划
产品开发
产品交付 标准产品配置 A
销售 产品更改 标准产品配置 B
销售 产品更改
. . .
定制产品 A1设计/制造.
定制产品 B1设计/制造.
配置管理
PMR部件
470815REV
CREV
BREV
A
PMR部件
470816REV
BREV
A
PMR零件
470817REV
CREV
BREV
A
PMR零件
470818REV
A
PMR零件
470819REV
CREV
BREV
A
DrMRC
DoMRC
DrMRB
DoMRB
DrMRA
DoMRA
DrMRC
MMRC
DrMRB
MMRB
DrMRA
MMRA
DrMRB
DoMRB
DrMRA
DoMRA
DrMRA
DoMRA
MMRA
DrMRB
MMRB
DrMRA
MMRA
5，设计流程的重组
复杂产品的设计、制造，用于传统方法在设
计时难以考虑复杂的加工和装配，因而往往
造成大量的返工。
并行工程是一种新的设计制造理念，目标就
是为了解决上述问题，用信息技术实现。
对于复杂产品，这种技术是一定有效的。
并行工程： “并行”的产品设计、开发过程Concurrent Engineering
缺乏数字化产品定义、DFA/DFM 工具、产品数据管理
串行产品开发流程
设计与制造是两个独立的功能部门
缺乏支持群组协同工作的计算机与网络环境
方案设计与论证
详细设计
结构分析与优化
工艺审查
原理实验与分析
确定工艺方案
生产准备
加工制造与测试
产品验证
较多
一般
频
繁
偶
尔
并行工程采用新的产品开发模式
方案设计与论证
详细设计
原理实验与分析
DFX
CAPP，CAFD
确定工艺方案
生产准备
加工制造与检测
实验验证
较少
预发布
预发布
偶尔
偶尔
CAE
MPS
RPM
– 全数字化产品定义、
DFA/DFM、
产品数据管理框架
(PDM)
– 集成化、并行化产品
开发过程
– 集成产品开发团队
– 群组协同工作环境
航天产品的开发效益：产品开发时间缩短40%；废品率下降70%
6，资源的优化利用，进一步完善T、Q、C、S
成都飞机公司在3C集成、车间DNC集成、管
理信息化等多期信息化工程的基础上，大大
改善了企业的市场应变能力。
其型号研制、国际合作研制、转包生产等
能力大大增强。
进一步，行业的协同设计和制造
打破企业、部门的界限，追求资源利用的总体最优。
信息时代最具活力的先进制造模式。
航空集成制造的地域分布
上海
沈阳
北京
西安
成都
航空行业集成制造系统
应用
系统电器
工装
标准件库
研制循环
• DMU样机• BOM• 干涉报告• 协调• 审批、发放
VPM/PM服务器
603
共享结构装配,样机
分布式PDM
金航网
装配仿真
C
ITA
A PM服务器
西飞
603所和西飞公司
CIMS系统
603所三维设计
和虚拟装配，
西飞加工制造
资源的优化利用，调度管理
车间级调度：制造执行系统，改变传统调度会议的创
新成果。
7，产业链－－中小企业的配套
钱江摩托、温州打火机的例子，配套的重要性
当今全球化制造的特点：基于信息技术的敏捷制造－－双赢
龙头带动的CPC模式
中小企业群的ASPM模式
8，结束语装备制造业信息化的操作：
企业诊断：企业经营、生产中的瓶颈，需求分析
对我国多数企业，新产品开发能力弱，管理粗放是主要问题。
指导思想：效益驱动、总体规划、分步实施、
重点突破
企业经营过程的重组：简化、合理化、优化
（与企业的体制、运行机制、机构改革相结合）
技术思路
对复杂产品的制造企业CAD/CAE/CAM/PDM/VD/VM/CE 是一定有效的
BPR/ERP/SCM/CRM/CPC/EB先进的经营理念 也会是十分有效的
对简单产品的制造业产品设计中的各种技术 不一定是首要的
PDM/ERP/BPR/SCM/CRM/CPC/EB/先进的经营理念，则是决定的
对流程行业过程的先进控制及控制与管理的集成，集成是重要的。
ERP/CRM/SCM/EB/先进的管理理念，同样会是十分重要的。
细化的技术方案是基于企业需求分析，满足企业各种约束（资金、基础、以有信息化资源等）条件下的上述粗技术方案的细化，并开发企业特定需要的软件、硬件。
谢 谢 !