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標(biāo)題: 軟件定義制造業(yè) [打印本頁]
作者: 寂靜天花板 時(shí)間: 2016-8-24 12:41
標(biāo)題: 軟件定義制造業(yè)
這是中國航空史上一個(gè)奇跡：一架殲擊轟炸機(jī)，從設(shè)計(jì)開始，到完成首飛,，僅僅用了兩年半的時(shí)間。而且,，這是2000年開始。
是的,，這是一個(gè)十六年前的故事,。在當(dāng)下數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造正在成為業(yè)界熱點(diǎn)的時(shí)候，這個(gè)傳奇的全數(shù)字化樣機(jī)的故事,，超前的意識(shí)令人瞠目結(jié)舌,。
2 y* I' m4 L0 ~- X新飛豹（殲轟-7）是中國自主研制的中重型,、超音速,、全天候殲擊轟炸機(jī)，是中國目前進(jìn)攻性主戰(zhàn)機(jī)種,，被稱為是中國唯一一款真正的殲擊轟炸機(jī),。作為中國目前的主戰(zhàn)機(jī)種，新飛豹就是這樣一個(gè)傳奇產(chǎn)品：在原有的設(shè)計(jì)研制基礎(chǔ)上,，新飛豹從2000年開始設(shè)計(jì),，到2002年7月1日完成首飛，僅僅用了兩年半的時(shí)間,。
這是一個(gè)關(guān)于數(shù)字化的萌芽發(fā)展成參天大樹的故事,。在技術(shù)上采用了全數(shù)字樣機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，這是中國第一次大規(guī)模應(yīng)用,，而且應(yīng)用在最為復(fù)雜的產(chǎn)品開發(fā)上,；而在管理上，則徹底打通了設(shè)計(jì)院與制造廠之間的組織墻壁,，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造一體化,。
更重要的是決策：在當(dāng)時(shí)數(shù)字化設(shè)計(jì)在國內(nèi)幾乎是空白的時(shí)候，數(shù)字化思維是一種石破天驚的力量,。
實(shí)際上,，當(dāng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)全機(jī)翼的全數(shù)字設(shè)計(jì)在中國已經(jīng)很了不起了。因此,，有的專家保守地提出：機(jī)翼采取三維的設(shè)計(jì),，機(jī)身仍采用二維的圖紙,。最后，決策組還是力排眾議,，采用了整機(jī)全數(shù)字化的設(shè)計(jì),。因?yàn)椋绻麢C(jī)翼采用三維設(shè)計(jì),，而機(jī)身采用二維設(shè)計(jì),，則界面關(guān)系搞不清楚，數(shù)據(jù)的傳遞將成為阻礙開發(fā)進(jìn)程的重大絆腳石,。沒有全數(shù)字化的軟件支撐,，任何一點(diǎn)細(xì)微的誤差，都可能成為制造業(yè)的夢(mèng)魘,。
痛定思痛,，全數(shù)字化樣機(jī)，成為一代航空人的夢(mèng)想,。
實(shí)際上,，這些成就的取得也源于國內(nèi)數(shù)字化技術(shù)的多年積累。航空工業(yè)的數(shù)字化技術(shù),，源于上世紀(jì)70 年代末,、80 年代初，通過國家“六五”～“九五”計(jì)劃期間的“7760 CAD/CAM系統(tǒng)”,、“CIEM”,、飛機(jī)異地?zé)o紙?jiān)O(shè)計(jì)、“航空CIMS”等項(xiàng)目的多年預(yù)研,，軟件對(duì)工業(yè)的啟蒙,，正在成為航空人士的一股覺醒的原動(dòng)力。
而新飛豹,，則讓數(shù)字化思維得到了大規(guī)模的工程應(yīng)用,。
+ K; T% G2 c; g: [# X9 n: V: R* G! M飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中有兩個(gè)重要的問題要解決，第一個(gè)是氣動(dòng)布局,，也就是外形,；第二個(gè)是總體布置。只有外形和總體布置確定下來,，飛機(jī)所有的研發(fā),，才能向下推進(jìn)。盡管當(dāng)時(shí)國內(nèi)還沒有完整的外形整個(gè)數(shù)字化建模的經(jīng)驗(yàn),，然而工作團(tuán)隊(duì)還是僅僅花了三個(gè)月的時(shí)間,，就完成飛豹飛機(jī)外形的全部設(shè)計(jì)。
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到了2000年底,，全數(shù)字化飛機(jī)樣機(jī)的建模工作基本結(jié)束,，結(jié)構(gòu)98.2%模型全部交付,。接下來的工作就是數(shù)字仿真、工藝研制,、樣機(jī)開發(fā),。由于飛豹具有外形數(shù)字樣機(jī)，整機(jī)可以進(jìn)行仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),，從而大大減少耗資巨大的模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),。
這就是軟件的魅力。如果用傳統(tǒng)方法,，基于圖紙的二維設(shè)計(jì),，兩年半的時(shí)間，或許僅僅能畫完工程圖,。
更為重要的是：在數(shù)字化建模過程中,，數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)也同步制訂出來。要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品,，如果沒有標(biāo)準(zhǔn),，那幾乎就是仿制。新型產(chǎn)品一定是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)共同成長(zhǎng)的,。智能制造的核心是軟件,，而標(biāo)準(zhǔn)一定要同步生成。如果編程完成之后,，再回頭去補(bǔ)文檔,，那么這個(gè)開發(fā)過程就是有問題的。
設(shè)計(jì)做完,，進(jìn)行驗(yàn)證，與此同時(shí)拿出標(biāo)準(zhǔn),，這就是同步成長(zhǎng),。
創(chuàng)新體系，標(biāo)準(zhǔn)為核心,。新型產(chǎn)品應(yīng)該和新型體系共同成長(zhǎng),，這才是可用的研發(fā)體系。有了產(chǎn)品,，同時(shí)有了標(biāo)準(zhǔn),，這才是真正的研制。
十六年過去了,，制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化,。然而，令人痛心的是,，2000年就開始啟動(dòng)并成功的數(shù)字化應(yīng)用,，依然沒有在中國扎根,、發(fā)芽和壯大。中國99%的工廠和研制單位,，至今仍然沒有建立全數(shù)字化制造體系,。
這是當(dāng)下中國制造業(yè)最大的痛。也是我們?cè)诿媾R工業(yè)4.0大潮的時(shí)候,，為何心生崇敬,，卻又對(duì)落地（執(zhí)行）百般疑惑。
飛豹最后形成的數(shù)字樣機(jī)有54000多個(gè)結(jié)構(gòu)件,，43萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件,。作一個(gè)對(duì)比的是，最新列裝的大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)20（胖妞）有近千萬個(gè)零部件,。如此復(fù)雜的產(chǎn)品,，沒有全數(shù)字化設(shè)計(jì)，幾乎是不可想象的,。重要的是,，這就意味著全數(shù)字化設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)入PC機(jī)時(shí)代。這意味著,，大型復(fù)雜產(chǎn)品CAD工程應(yīng)用,，終于來到尋常工程師的辦公桌上。
這技術(shù)水平極高的第一次,，真真切切地發(fā)生在中國,。
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返工修改，是制造業(yè)最大的浪費(fèi),。不幸的是,，這是傳統(tǒng)制造業(yè)最常見的通病。飛豹飛機(jī)有54000多個(gè)結(jié)構(gòu)件,，如用傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì),，在實(shí)際工藝與制造過程中，按常規(guī)考量估計(jì)也要有近6000張工程更改單,。這意味著海量的修改工程,，而第一次采用數(shù)字化設(shè)計(jì)的工程更改單，僅僅有1041張,。
也就是說,，工程返工的數(shù)量，從六千張劇減到一千多張,。工程量減少80%左右,。這就是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段進(jìn)化到數(shù)字化設(shè)計(jì)，所產(chǎn)生的令人瞠目結(jié)舌的效果。
顯然,，全數(shù)字化設(shè)計(jì),，減少了制造業(yè)最為頭疼的：工程更改單——這往往是交貨延期最主要的問題。
數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的推廣應(yīng)用,，已為中航第一飛機(jī)研究院（含現(xiàn)在的上飛院）和制造廠商西飛公司帶來了巨大的效益：當(dāng)年的項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期,，由常規(guī)的2.5年縮短到1年，而工裝準(zhǔn)備周期則可以作到與設(shè)計(jì)同步,，大大縮短了制造周期,；保證了飛機(jī)的研制進(jìn)度。
與此同時(shí),，數(shù)字化的設(shè)計(jì)帶來“摟草打兔子”的效果——數(shù)字化產(chǎn)品帶來的知識(shí)可重用,，軟件帶來的知識(shí)復(fù)用，充分體現(xiàn)在飛機(jī)的數(shù)字化研制上,。
一飛院的設(shè)計(jì)人員乘勝追擊,，在四年之內(nèi)，一口氣設(shè)計(jì)出三款飛機(jī),。
而傳統(tǒng)研制方法,，至少十年才能設(shè)計(jì)制造一架飛機(jī)。不能重用既有的知識(shí),，是設(shè)計(jì)研發(fā)中最大的浪費(fèi),。而通過軟件固化的模型、知識(shí)和前人的經(jīng)驗(yàn),，讓數(shù)字化充分展現(xiàn)神奇的組合與創(chuàng)新,。" Q7 l) l7 K! c& q
“新飛豹”不僅僅具備對(duì)海、對(duì)地的全天候精確攻擊能力,，是攻防兼?zhèn)涞膶?shí)戰(zhàn)武器,、裝備體系的骨干力量之一。而更具有意義的是,，新飛豹全機(jī)數(shù)字樣機(jī)研制對(duì)中國航空業(yè)的發(fā)展,，帶來了巨大的拉動(dòng)作用。隨后,，成都飛機(jī)研究所在超七“梟龍”飛機(jī)研制中，也全面應(yīng)用了數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù),。包括采用全機(jī)外形的三維數(shù)字化定義,，建立了全機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)字樣機(jī)，并以三維模型（全部數(shù)控零件）和二維工程圖樣的方式向工廠發(fā)放數(shù)據(jù),。初步穩(wěn)固地建立了數(shù)字化的技術(shù)體系,，包括數(shù)字化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部分規(guī)范和部分材料庫。這些實(shí)踐,，正在向民用行業(yè)不斷滲透擴(kuò)散,。而“新飛豹”(殲轟－7A)飛機(jī)也培養(yǎng)了大量的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造人才,。當(dāng)年的總設(shè)計(jì)師唐長(zhǎng)紅，已經(jīng)成為運(yùn)-20的總設(shè)計(jì)師,。
軟件以原力覺醒般的驚艷力量,，定義和支撐了制造業(yè)最為復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)制造：新飛豹的身世有著太多的值得挖掘的亮點(diǎn)。與它眾多馳騁在藍(lán)天的兄弟飛機(jī)不同,，巨大的新飛豹數(shù)字樣機(jī)原型投影掛在小湯山中國航空博物館的山洞里面,。除非親歷者會(huì)流著眼淚靠近它，幾乎沒有人注意到它的與眾不同,。那銜著“全數(shù)字化”金鑰匙而誕生的非凡經(jīng)歷,，對(duì)于普通的制造業(yè)而言，似乎也被掩沒在山洞之中,。不過,，在當(dāng)下的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造大潮中，它已經(jīng)感受到了來自航空業(yè)之外的呼喚,。
這終究是中國工業(yè)史上一個(gè)不可磨滅的軟件印跡：數(shù)字化的思維和軟件的支撐,，甫一亮相制造業(yè)，便勢(shì)不可擋,。
作者: 未來第一站 時(shí)間: 2016-8-24 13:13
軟件對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率影響的確巨大,。
作者: 成歌2047 時(shí)間: 2016-8-24 15:45
市場(chǎng)上的國產(chǎn)三維設(shè)計(jì)軟件，與國外先進(jìn)的三維軟件相比,，差距巨大,；不知軍方的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件性能如何，如果很厲害,，應(yīng)該應(yīng)用到民用行業(yè),，增強(qiáng)國產(chǎn)三維設(shè)計(jì)軟件的競(jìng)爭(zhēng)力。
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