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2023年02月02日

制造技术与信息技术融合发展新趋势

编者语:技术的发展对于产业的融合至关重要,客观、准确、系统地判断当前制造技术与信息技术融合发展的趋势,对于推进信息技术改造提升传统制造业,加快制造业的结构升级,走新型工业化道路,具有重要的现实意义。

制造业是国民经济的物质基础和产业主体,是国民经济高速增长的发动机,是科技创新的主要舞台,也是信息化与工业化融合的突破口和着力点。当前,在信息技术应用日益广泛和深入,信息技术在制造业的研发设计、生产装备、企业管理、产品流通到营销渠道等各个环节的应用进一步深化,制造技术和信息技术融合的步伐进一步加快,推进制造业从生产性制造业向服务性制造业转型。在这一历史进程中,技术的发展对于产业的融合至关重要,客观、准确、系统地判断当前制造技术与信息技术融合发展的趋势,对于推进信息技术改造提升传统制造业,加快制造业的结构升级,走新型工业化道路,具有重要的现实意义。

研发设计技术:集成化、虚拟化、多维化

研发设计和工艺流程设计,是制造业信息化的重要环节,也是制造业最早应用信息技术的领域。

计算机辅助设计、计算机辅助工艺计划、计算机辅助制造、计算机辅助工程分析、计算机辅助测试、产品数据管理、产品生命周期管理等,正成为产品研究设计的重要工具和手段。当前,集成化、虚拟化和多维化,正成为研发设计技术发展的基本趋势。

集成化

制造业产品的研发设计技术,正在经历从单项的技术突破,向集成应用方向的演变。

传统的设计工具和技术日保温涂料益成熟,围绕产品研发和设计,设计技术正在以三维产品模型为核心,向产品设计、分析仿真、工艺规划、数控加工、以及质量检测的一体化方向发展。新技术的应用,使得新产品开发周期更短,设计能力更强,协作效率更高,产业化速度更快。

虚拟化

制造业产品的研究设计工具和技术,在络技术、系统仿真技术的推进下,向虚拟化方向发展。

依托先进络技术的异地设计、虚拟装配等络化协同设计、络制造平台建设,将会进一步展开,仿真技术在产品设计过程中的应用,将变得越来越普及,虚拟样机技术成为技术发展的重要方向。通过虚拟技术实现虚拟产品研制,减少了实际模具试加工、以及各种高成本的实验投入,提高了效率,降低了成本。

多维化

以三维CAD为代表的设计数字化,已经得到巨大发展和广泛应用。

通过数字化设计软件和创新设计工具的应用,企业的产品设计也开始从二维走向三维、从三维走向数字样机,从简单计算与经验设计,走向综合分析与优化设计,并借助于协同设计、并行设计、模化定制等先进的产品开发理念,大大提高了产品的品质与性能,缩短了产品上市时间,满足了用户的个性化和多样性需求。

生产装备技术:集成化、智能化、精准化

信息技术在公司今年锂盐产能大概在3万吨生产过程环节的应用,能够大大提高生产的精度与炼胶机效率,并实现生产过程的自动化。

生产过程和制造装备的自动化水平不断提高,使制造企业的生产运营能力和效率,得到显著提升,企业生产流程不断优化。生产装备在经历了刚性自动化阶段、以单机数控加工阶段、柔性制造阶段、计算机集成制造之后,正在转向由智能机器和人类专家共同组成的一体化智能系统。当前,围绕柔性制造、敏捷制造、络制造发展的新趋势,信息技术与生产装备的融合进一步深化,并呈现出智能化、络化、精准化的发展趋势,这可以生产装备的主要技术发展方向来看:

一是工控技术向集成化、络化方向发展

工业控制系统是制造技术与信息技术集成应用最直接、最深入的环节。集散控制系统、可编程逻辑控制器、现场总线控制系统,正成为工业控制的主流系统,集成化是其发展的重要方向。

DCS在实现传统的过程控制功能基础上,集成了逻辑控制和批处理控制,实现混合这和主机有分明的区分控制。计算机技术在PLC中的应用不断深化,PLC运算速度更快、存储量更大、智能化水平更高,其产品也向超小型及超大型方向发展。现场总线控制系统(FCS)是工控系统发展的重要方向,FCS与DCS相比,有着巨大的优势,但在很长一段时间内,二者还将共同存在,并且会互相结合。

二是数控机床向智能化、高速化弓型卸扣、精准化方向发展

数控机床是实现制造业信息化的基础单元,在信息技术、新材料技术、自动化技术的推动下,数控机床技术的升级换代步伐不断加快,智能化、多功能、多工序、高精度、高效率、高可靠,成为机床的发展趋势。从技术发展角度来看,主要表现在以下几个方面:

首先是智能化。

智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护技术,成为发展的新趋势,数控机床及其制造系统与CAD、CAM、CAPP、MTS的有机集成;其次是高速化。高速化一直是数控机床发展的重要趋势,围绕高速主轴单元、高性能数控和伺服系统、以及数控工具系统的创新,成为数控机床发展的重要方向‘最后是精准化。数控机床正向超精密切削、超精密磨削、超精密研磨抛光、以及超精密加工方向发展,数控机床的精度正在从微米级到亚微米级,乃至纳米级。

三是行业应用电子的智能化与集成化方向发展

在电力、汽车、船舶等制造业领域,信息技术与传统制造产品加速融合,形成电力电子、汽车电子、船舶电子等一批新兴的行业应用电子,随着信息技术的升级换代,行业应用电子也加速向智能化与集成化方向发展。

汽车电子技术:

汽车电子控制装置中的CPU正逐渐从8位机、16位机发展到32位机。

传统的分离的点火控制和燃油喷射控制,合成为发动机控制,再将目前的车速控制、发动机控制、智能行驶控制、ABS/TCS等系统,综合成动力控制系统。分布式控制系统正成为基础构造汽车车载青岛电子络系统的重要趋势;智能交通系统的开发将与电子、卫星定位等结合,汽车将成为一个无所不在络的终端。

电力电子技术:

电力电子技术已发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时代发展。中国新材料技术协会定于2015年10月17⑴9日在浙江·宁波举行“2015(第8届)军民两用新材料论坛”

现代电力电子器件仍然在向大功率、易驱动和高频化方向发展。电力电子模块化,是其向高功率密度发展的重要一步。SiC器件的研发,将成为未来的一个主要趋势,碳化硅是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料,可制作出性能更加优异的高温(300℃~500℃)、高频、高功率、高速度、抗辐射器件。

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