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安筱鹏软件视角中的未来工业三

2022-04-28 来源:邯郸农业机械网

安筱鹏:软件视角中的未来工业(三)

软件支撑和定义生产方式

站在软件的视角来审视,从未来10年的时间尺度去观察,信息通信技术与制造业融合带来的将是一场制造范式的迁移和一种制造模式的变革,也将是制造体系的重建。其核心在于,软件作为一种工具、要素和载体,为制造业建立了一套赛博空间(Cyber)与物理空间(Physical)的闭环赋能体系,实现了物质生产运行规律的模型化、代码化、软件化,使制造过程在虚拟世界实现快速迭代和持续优化,并不断优化物质世界的运行。

(一)制造范式的迁移:从实体制造到虚拟制造,以快速迭代、持续优化、数据驱动重建制造效率、成本、质量管控新体系

新概念泛滥反映了制造范式的迁移。新技术带给人们的最大困惑之一是各种层出不穷的新概念。从网络制造、协同制造、柔性制造、虚拟制造、云制造到服务型制造,从MRP、ERP、MES、MOM、PLM到SysLM,从工业4.0、工业互联网到第三次工业革命,从规模经济、大规模生产、C2B到产费者(prosumer)。这些令人眼花缭乱的新概念的涌现往往意味着传统概念体系已经难以描述新事物发展特征和规律,意味着新事物对传统既有概念体系的挑战,意味着传统范式的迁移和新范式的出现。

1、虚拟制造:软件定义的新空间

ICT对人类社会带来的重大变革是创造一个新世界:赛博空间(Cyberspace)。制造业数字化、网络化、智能化的过程,是在赛博空间(Cyberspace)重建制造流程,并基于此不断提升制造效率的过程。2010年美国国防预研局(DARPA)发起的自适应运载器制造(AVM)计划,提出“重新发明(Reinvent)制造”,目标是通过彻底变革和重塑装备制造业,将武器装备研制周期缩短到现在的五分之一。AVM的核心思想,就是颠覆“设计——制造——测试——再设计”的流程,通过实现产品设计、仿真、试验、工艺、制造等活动全部在数字空间完成,重建制造新体系。虚拟制造将重新定义制造方式。

软件支撑和定义的虚拟设计。

回顾过去40多年工业软件的发展历程可以看出,研发设计、虚拟仿真、试验验证、产品全生命周期管理等软件的发展,就是把支撑需求分析、概念设计、详细设计、工艺规划、虚拟仿真、验证测试和的信息系统融入赛博空间并实现集成融合,最终实现基于赛博空间的协同研发,今天来看这一进程才刚刚开始。

CAD、CAE、PLM等软件技术的发展实现了基于模型的产品定义(MBD),这一模型正成为产品制造过程中赛博空间信息流转的载体,数字样机从传统的几何样机向性能样机、制造样机和维护样机拓展,并将进一步进化为与实体产品对应的产品数字孪生体(Digital Twin)。波音787、空客380的设计制造过程生动地阐释了这一生产方式。

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