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智能制造迎飞速发展 仿真技术功不可没

供稿:中国工控网 2016/9/12 9:53:12

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  • 关键词: 智能制造 工业仿真
  • 摘要:在工业产品实物化前,利用仿真技术可以对设计思想、产品潜在性能、军事价值、使用效能和适应性等方方面面进行研究和评估,从而极大地减少了研制风险和周期,降低研制成本。

  在工业产品实物化前,利用仿真技术可以对设计思想、产品潜在性能、军事价值、使用效能和适应性等方方面面进行研究和评估,从而极大地减少了研制风险和周期,降低研制成本。

  近两年,中国“网络热词榜”上最引人注目的是“工业4.0”和“互联网+”。“互联网+”我们都知道,它是内涵外延很深的概念。“互联网+”可以是“互联网+金融”、“互联网+零售”、“互联网电子商务”等。但是,你肯定不知道“互联网+制造”就是工业4.0。
  
  “工业4.0”在德国汉诺威工业博览会上提出以后就迅速火遍全球,中国作为世界上最大的制造业国家自然会深受影响。工业4.0的进步在于利用互联网激活了传统工业过程,使工厂设备“能说话、能思考”,同时实现三大功能:较大程度地降低制造业对劳动力的依赖、较大程度满足用户个性化需求,将流通成本降到较低。
  
  与德国不同,现在的中国社会是一个制造业和互联网平行发展的国家,制造业占据了世界第一的规模,而互联网经济也领先欧洲几乎与美国平分天下。中国国情与德国不同,互联网行业已经处于世界领跑地位,探索符合中国国情的发展道路而不是跟风,才能真正把握住工业4.0的机会实现弯道超车。也许,这才是中国政府推出“互联网+”的根本原因。
  
  仿真技术,是以计算机和专用物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验的一门综合性技术。其影响已由最初的航空、航天、核工业等少数领域,逐渐扩大到机械制造、电力、交通、医疗、教育等国民经济各领域。
  
  在工业产品实物化前,利用仿真技术可以对设计思想、产品潜在性能、军事价值、使用效能和适应性等方方面面进行研究和评估,从而极大地减少了研制风险和周期,降低研制成本。
  
  曾有仿真设计总工在接受媒体采访时表示:“在设计产品方案之初,首先建立产品的数字化样机(而非物理样机),然后在计算机上,运用不同的仿真分析软件,模拟产品的性能属性,最大限度缩短产品开发时间,优化产品性能,减少物理样机的问题,从而提高设计的效率。”
  
  比如,过去设计一台汽车,要经过反复的碰撞试验,在碰撞中毁掉数辆真车,研发时间动辄几年,而有了仿真技术,只要在软件中输入数据,各种碰撞结果就能迅速计算出来。仿真技术的最大功用在于将人们平时所思所想,在一个虚拟的世界里进行“重现”。
  
  作为工业生产中的重要环节,产品设计的创新能力一定程度上决定了产品的市场反映。产品设计的新颖与否,主要取决于产品设计师的才能。可设计师的才能是需要一定空间才会得到施展的。而仿真技术的快速发展,就为产品设计师提供了极大的施展空间,为他们插上了想象的翅膀。
  
  目前,仿真技术成为任何复杂系统特别是高科技产业不可替代的分析、研究、设计、评价、决策、训练的重要手段,更是中国从制造业大国向制造业强国转变的重要技术手段。有数据显示,中国每年仿真技术软硬件投入费用在30亿至50亿元。
  
  世界上一些大型企业也广泛地将仿真技术应用到工业智能制造的各个环节,对企业提高开发效率,加强数据采集、分析、处理能力,减少决策失误,降低企业风险起到了重要的作用。
  
  美国波音公司设计和制造波音777时,采用仿真技术,当设计师带上头盔显示器后,就能进入虚拟飞机中,审视飞机的各项性能,由概念设计到仿真定型后直接生成成功试飞的产品,研制周期缩短一半,经费节省数亿美元。总部位于英国的Virtalis使用虚拟现实技术,让制造商们可以真实感知处于施工阶段的工程,比如潜艇或公寓大楼。像英国BAE、利兰汽车和劳斯莱斯这些公司都曾用仿真技术现实系统提高产品制造质量,减少误差,避免返工。英国BAE公司的DeanBrown表示:“毫不夸张地说,人们可以‘行走’在正处于创建中的建筑里,准确排查每一处。”
  
  仿真技术还在军事制造方面发挥巨大作用。最新的飞行模拟器采用全新的电子仪器,高速率大数据运算的计算机,精确的追踪设备以及高品质的图形模拟器,为飞行经验较少的飞行新手提供身临其境的飞行教学与训练,以便于他们能在受控的环境下练就一身过硬的本领和一手精细的技术,为提高飞行员的战斗水平起到了很大的作用。正因为如此,美国把仿真技术列为国防技术领域中一项重要技术,甚至把仿真环境列为现代局部战争的七大需求之一。目前,已有不少国家把仿真技术视为国防工业的优先发展技术并上升到国家战略。


来源:中国网

审核编辑(王静)
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