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2013年機器制造未來特色是機電一體化

未知 2019-10-12 15:13

  當前,機器制造業的發展進程正處于轉變之中。過去,在機器制造業中,機械、電氣和軟件是嚴格的相互分開的,并嚴格地按照時間的順序向前發展。而現在,從機電一體化的觀念出發,各種規則融為一體的趨勢越來越明顯。實現機電一體化不僅是通過各種工具的并聯化實現提高生產效益的發展,也是通過機械研發、電子規劃和軟件技術之間的相互匹配,以實現機器制造業中各種工具的更加簡便的完美同步。

  開放的交互界面

  機器制造中工作范圍越來越融為一體,這便要求有一個開放的多交互界面的戰略。為了機器的應用,奧地利BR工業電子有限公司的自動化技術室將現有的專業工具通過一個透明且直通的接口與研發工具的相互作用界面相鏈接在一起,自動化技術室便成了一個集成化的研發平臺,該平臺具備自動化方案的設計所要求的各項功能,如控制程序系統、形成設計的圖像化,與各驅動部件、安全技術系統等設備相鏈接;與此同時,設立的專家工具,如用于電子規劃的EplanElectricP8通過透明的交互界面相連。

  BR工業電子有限公司的EplanElectricP8與自動化技術室實現無縫鏈接,這樣研發工作便可平行同步進行。專家工具EplanElectricP8的使用者稱,通過簡單的硬件設備配置和I/O繪圖裝置的接收,可以避免數據重復輸入并省去冗長的研發工作步驟,所以BR工業電子有限公司的自動化技術室便能夠縮短研發時間并降低研發成本。

  工具相連更易發揮功能

  以前,工程師們必須手工完成硬件的設備配置以實現自動化環境,而這些設備配置在E-CAD-Tool中已經存在。在自動化技術室和EplanElectricP8工作時,只需按動一下按鈕,就能實現硬件的設備配置,同時生成包括I/O繪圖裝置在內的硬件樹。

  相應的過程變量參數直接與自動化技術室的已有變量參數比較和匯總。這個集成化的比較機制可以綜覽式顯示出哪些硬件樹的部件在自動化技術室參與設計,也顯示出EplanElectricP8在使用哪些BR工業電子有限公司的自動化技術室的結構件。研發人員只需輕輕按動幾次鼠標,便可實現設計方案的比較。

  集成化的輸入和輸出機制可使設計人員在日常的研發工作中使用多種工具,因此大大簡化了研發設計工作。而BR工業電子有限公司和EplanElectricP8的研發又繼續向前推進了一步:即采用雙程技術(RoundTripEngineering)實現E設計與自動化設計項目同步。相應的機制使得兩個項目始終在一個水平線上進行。

  這對使用者的優勢是不言而喻的:通過實現自動化的支持數據交換,可以避免在工程-原理交換中出現錯誤,由此提高設計出的產品質量;同時降低了這些產品在保養階段的后續使用成本。此外,采用這種方式進行設計,由于設備的文件和系統軟件是相互更新和同步的,所以改動設計方案可較快、簡便的實現,同時也能節省費用。

  機械、電氣和軟件的知識范圍顯而易見的融為一體,以實現研發效益的最佳化。這就要求人們轉變對設計研發工具的思維。以前,每種工具都是獨立存在的,最多是通過簡單的進出口機制與其他工具連接在一起;而將來,一個開放的、透明的、集成化的及采用同步機制的交互界面則起主導作用。

  這樣,機器制造業能夠從通過各種原理融會為一體中受益,可以大大縮短新產品的研發時間,并大大降低研發成本。BR工業電子有限公司和專家工具Eplan向人們展示了,在電子設計和機器與設備的自動化范疇內,各種設計工具能夠順利鏈接。

  將各部分融為一體

  機電一體化應描述為機械部分、電氣部分和信息部分以及軟件相互融成一體的并以此取代多種類型的機電一體的總系統。機電一體化系統的任務是,用傳感部分、程序部分、機械部分的行動部分及原理要素、電子部分和信息部分以及所需其他功能的相關技術部分轉換成能、材料(原料)和/或信息,并進行輸送和/或儲存。多個機電一體化系統能夠分布到不同的功能組中,這些功能組大多組成一個個調節區,這些調節區由不同的元件,如機械、電、磁、熱以及光學的結構件,和用于檢測系統狀態測量值的傳感件、用于調節和控制的行動部分以及用于進行信息處理的程序和信息部分所組成。

  3D打印已出現就掀起了整個制造業的颶風,從概念到實物,在2012年3D打印元年,3D打印獲得了長足的發展,雖然沒有像蘋果一樣瘋狂,但是其發展強勢不容小覷。工業之母的模具就將3D打印納入自己的發展規劃。

  傳統打印機的最終產品是圖紙,3D打印機是實物模型。模具是工業之母,目前超過90%的工業品由模具制造而來,但這種趨勢正在被3D打印所改寫。3D打印技術無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的產品,從而極大地縮短產品的研制周期,提高生產率,實現低生產成本。

  國際模具及五金塑膠產業供應商協會常務副會長兼秘書長羅百輝預測,如果東莞以模具制造的先發優勢推廣3D打印,預計未來3D模具打印所拉動的工業產值將在200億元以上。

  東莞有發展3D打印基礎和空間

  3D打印技術無疑將給傳統制造模式帶來極大沖擊,未來極有可能會終結流水線制造模式,各類產品的制造可能會由現在的集中生產、全球分銷變成了分散生產、就地銷售,據估算,生產交易和流通成本有可能降到傳統方式的十分之一。

  對發展3D打印,東莞具備一定的發展、孕育空間。羅百輝認為,東莞擁有全球先進的電子元器件生產以及激光等精密設備,這些都能對3D打印機的制造提供產業鏈配套。

  模具作為一個傳統制造業,正在尋求產業升級之道。東莞模具產業占了全國1/5以上的市場規模,可以說,東莞制造業完善的產業鏈、嫻熟的生產工藝,都為3D打印技術在東莞的技術轉化、普及奠定不可替代的基礎。

  羅百輝預測,如果東莞以模具制造的先發優勢推廣3D打印,預計未來3D模具打印所拉動的工業產值將在200億元以上。目前,長安、鳳崗、萬江、中堂等鎮街都已經有3D耗材制造商和貿易商,也有模具設計公司開始引進3D打印技術。

  3D打印技術要正視材料風險

  不過,由于3D打印材料依賴進口,而掌握最多打印材料的以色列Object公司也只使用14種基本材料,107種混搭材料。

  羅百輝說,3D打印機生產商所用的原料一致性太差,從形式到內容千差萬別,這讓材料生產商很難進入,研發成本和供貨風險都很大,難以形成產業鏈。表面上是3D打印機捆綁了3D打印材料,事實上卻是材料捆綁了3D打印,非常不利于降低成本和抵抗風險。

  不單在耗材,3D打印機缺乏標準,同一個3D模型給不同的打印機打印,所得到的結果也是大不相同。而一臺3D打印機只能用同類耗材,比如金屬3D打印機,那么它就只能用幾種金屬做耗材,而不能用尼龍、樹脂等其他材料,如這類金屬3D打印機售價在五六百萬元左右,成本偏高、一般是用在工業設計上而不適合大批量的工業生產,因此制約了3D打印產業在東莞的發展。

  受限市場的大小和國內產業結構密切相關,原創型、技術開發型的企業用得多,東莞代加工企業用得很少。

  建立3D打印產業園培育龍頭

  作為新成立不久的模具產業技術創新戰略聯盟發起人,羅百輝密切關注這項新技術。

  3月8日,該聯盟30多家會員企業代表匯聚華科工研院,普遍關注RFID、3D打印、工業機器人,并希望盡快進入這些新興市場。

  羅百輝建議,東莞模具業要發展3D打印,需在三方面努力:

  一是在政策層面上,把3D打印產業列入戰略新興產業并不夠,還要加快專門出臺舉措扶持。

  二是結合鎮街特色,先在長安、松山湖、橫瀝三個模具產學研基地,引進上游核心技術企業和科研機構。比如,松山湖華科產業孵化園就可建設成3D打印產業園區,引進并培育3D打印的龍頭企業;示范區成功后,推廣下游技術的普及在模具企業的應用。

  三是因3D打印涉及的產業廣泛,盡管目前技術上可以實現,但價格居高不下,建議先扶持東莞汽車電子、時尚玩具、眼鏡、鞋材、創意產業龍頭企業。

  未來,專業鎮街很可能以3D打印模式制造工業品,為東莞帶來新一輪制造業大發展的機遇。

  在今年全國兩會上,中國裝備制造業現狀以及如何由大變強,成為代表委員們的一大熱議話題。

  中國機械工業聯合會會長:行業面臨嚴酷的進口依賴現實

  全國政協提案委員會副主任、中國機械工業聯合會會長王瑞祥指出,當前先進技術靠引進、高端產品靠進口依然是我國裝備制造業面臨的嚴酷現實。高端機床、高端發動機、高端儀器儀表及控制系統,均需要從國外引進。其中,高檔數控機床90%進口,數控系統95%進口,儀器儀表70%進口。王瑞祥強調,面對美國、歐盟等發達國家以及新興經濟體的市場競爭,中國裝備制造業應該樹立敏感和危機意識。

  國機集團董事長:發達國家對中企實施兩大扼殺手法

  全國政協委員、中國機械工業集團有限公司董事長任洪斌指出,發達國家的高端裝備供應商通過兩大慣用手法,扼殺我國正在培養的高端裝備制造:當我國不能自主生產時,大幅提高價格;一旦我國內資企業取得國產化突破,則馬上實行價格跳水,利用我國國產高端產品立足未穩的弱點,利誘用戶、爭奪訂單,使我國內資企業無法獲得訂單,無法回收巨額的前期投入。

  玉柴董事局主席:如不解決內燃機對外依賴,將永遠受制于人

  全國人大代表、玉柴集團董事局主席晏平認為,高端裝備制造業的發展和轉型升級,關鍵在于基礎技術和核心部件的發展。他認為,在裝備制造領域,內燃機是最核心的零部件之一。在內燃機行業,雖然國內企業在很多領域可以跟國外進行抗衡,但是真正的核心零部件,比如電控、噴射系統,基本還是由外國壟斷。他認為,內燃機核心零部件的對外依賴性制約了整個產業的發展水平,如這個問題不能盡快得到解決,將永遠受制于人。

  柳工集團董事長:通過積極走出去戰略,獲取先進技術

  全國人大代表、柳工集團董事長王曉華認為,國內企業一直在試圖突破關鍵零部件的核心技術,越來越多的中國企業出海遠航,加強國際化資本運作,希望借助跨國并購獲得國外的先進技術,提升自身的核心競爭能力。他認為,中國擁有制造優勢,而歐洲有技術、品牌、營銷網絡的優勢,實施國際并購是中國自主品牌企業獲取先進技術,實施全球化運營,由大到強發生轉變,成長為世界級跨國公司的一條有效途徑。

  三一重工總裁:實施海外并購,注重把控三大方面

  全國人大代表、三一重工股份有限公司總裁向文波認為,企業國際并購最大的挑戰是文化上的融合,解決的問題就是本土化。他表示,三一重工在國際并購過程中,盡量少派甚至不派中方管理團隊,而是主要由本地化管理團隊經營;其次,三一重工的并購、出海都是牢牢專注于工程機械,沒有過度多元化;同時,投資節奏的把握、投資時點的把握也是都有講究的,這控制了海外投資的風險。

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