工匠精神 智造強(qiáng)國

■ 江門市新會區(qū)會城邦諾模具加工部設(shè)計(jì)部經(jīng)理 柯秉光

工匠精神 智造強(qiáng)國

■ 江門市新會區(qū)會城邦諾模具加工部設(shè)計(jì)部經(jīng)理 柯秉光

隨著德國工業(yè)4.0的推出、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的建立，一場以智能化、工業(yè)化、超精、高效和環(huán)保為標(biāo)志的制造業(yè)革命席卷全球。與此同時，我國制定并全面貫徹落實(shí)《中國制造2025》國家戰(zhàn)略，推動我國從“制造大國”向“智造強(qiáng)國”邁進(jìn)。

智能制造基于自動化生產(chǎn)，運(yùn)用智能控制系統(tǒng)將各地域不同種類的加工設(shè)備以及自動生產(chǎn)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)整合在一起。既可節(jié)能高效地完成傳統(tǒng)加工任務(wù)并實(shí)現(xiàn)快速物流配送，更能借助基于大數(shù)據(jù)的智能分析系統(tǒng)根據(jù)客戶的需求特點(diǎn)專業(yè)定制小批量產(chǎn)品，個人用戶甚至足不出戶即可從家用制造終端獲取私人的定制產(chǎn)品。

在這場變革到來之際，各國的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀有著各自的優(yōu)勢。高精度加工與自動化生產(chǎn)設(shè)備以及高端控制系統(tǒng)，讓德國的企業(yè)長期占據(jù)著各個加工領(lǐng)域與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高端位置。美國有著強(qiáng)大的基礎(chǔ)工業(yè)，其互聯(lián)網(wǎng)已植根到各行各業(yè)當(dāng)中，品種齊全多元化的工業(yè)、設(shè)計(jì)和控制軟件，更是占據(jù)了行業(yè)的主導(dǎo)位置。而中國的優(yōu)勢在于資源豐富齊全，有著全球最完整的供應(yīng)鏈條，從原材料的開采提煉，到零部件的生產(chǎn)加工裝配，乃至高鐵的出口、航天飛船的發(fā)射與回收，均可做到研發(fā)生產(chǎn)本土化。我國的工業(yè)起步較晚，盡管高鐵技術(shù)、航天科技在近年來的發(fā)展取得一定的優(yōu)勢，但整體的工業(yè)水平與歐美發(fā)達(dá)國家相比還存在不少的差距。

以智能制造的標(biāo)準(zhǔn)衡量，首先我們就缺少了國產(chǎn)的工業(yè)、設(shè)計(jì)方面的智能軟件。智能系統(tǒng)是智能制造的大腦，負(fù)責(zé)整個生產(chǎn)過程的安排、跟蹤與協(xié)調(diào)，而智能軟件是智能系統(tǒng)的核心。隨著人們的消費(fèi)能力不斷提高，高端消費(fèi)品的需求不斷提升，高品質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)周期不斷縮短，功能強(qiáng)大、操作方便的智能軟件至關(guān)重要。產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)流程環(huán)環(huán)相扣：產(chǎn)品的功能定位及平面造型效果；整體造型電腦三維模型的建立；三維模型的結(jié)構(gòu)分解以及模擬裝配運(yùn)動；產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)、受力分析以及使用環(huán)境模擬；模具的設(shè)計(jì)以及模擬運(yùn)行；物料的儲備、調(diào)度與生產(chǎn)；車間的產(chǎn)品生產(chǎn)流程與模擬裝配等。上述流程各個環(huán)節(jié)均涉及到軟件的使用，所以一套整合了平面設(shè)計(jì)、3D建模、虛擬裝配、模擬分析、模具設(shè)計(jì)開發(fā)及自動化生產(chǎn)等功能，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能軟件，對于智能制造的落實(shí)以及國家的安全戰(zhàn)略尤其重要。

另外，我們還要加大新材料的研發(fā)力度。新材料應(yīng)用在切削工具上可提升刀具的強(qiáng)度以及使用壽命，從而提高產(chǎn)品的加工精度與速度；新材料應(yīng)用在傳感器上可提高其穩(wěn)定性，縮小體積，滿足各種惡劣環(huán)境下高精度的測控以及物聯(lián)的穩(wěn)定性；新材料用于3D打印上，可提高產(chǎn)品的強(qiáng)度、表面粗糙度質(zhì)量以及穩(wěn)定性，可再生且以便捷的儲存方式，讓私人定制的個人終端生產(chǎn)更趨于完善。

除了技術(shù)上的差距，當(dāng)前我國制造業(yè)還缺少了一種精神——工匠精神。老一輩的機(jī)械工人普遍學(xué)歷不高，但工作過程沉著自信、一絲不茍，充分體現(xiàn)了“精益求精，多快好省”的優(yōu)良品質(zhì)。反觀當(dāng)前的年輕人普遍欠缺吃苦耐勞精神，缺少了對科學(xué)、對技術(shù)的尊崇，以至創(chuàng)新能力不足，逐步拉開與發(fā)達(dá)國家技術(shù)工人之間綜合技術(shù)能力的距離。十年磨一劍，技術(shù)是靠反復(fù)練習(xí)，在不斷的經(jīng)驗(yàn)積累過程中穩(wěn)步提升的。當(dāng)前技術(shù)工人整體的學(xué)歷較高，應(yīng)沉下心來，不斷學(xué)習(xí)新技能、新知識并大膽創(chuàng)新，中國的智能制造大業(yè)離不開這支生力軍，離不開工匠精神。

2015年是《中國制造2025》國家戰(zhàn)略實(shí)施的元年，3D打印、工業(yè)機(jī)器人等先進(jìn)加工新技術(shù)、新裝備已開始逐步應(yīng)用于一些企業(yè)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)當(dāng)中。這里簡單介紹下FDM桌面級3D打印在個性化定制、模具試模后的產(chǎn)品修正以及精密鑄造方面的運(yùn)用。圖1展示了客戶個性化定制的產(chǎn)品以及常規(guī)加工方法一次性不能做出來的鏤空造型產(chǎn)品。圖2所示是某款行李車活動部分的定位卡扣修正。由于開模后產(chǎn)品收縮性問題以及金屬部件批次的差異性，圖2中綠色的卡扣尺寸發(fā)生偏差，起不了定位作用，因此在模具修正之前需要做修正樣的安裝測試。傳統(tǒng)的修改方式是用CNC加工出卡扣修正樣，然后裝回產(chǎn)品進(jìn)行測試，確認(rèn)合適后再按修正樣的實(shí)際尺寸改模。用CNC做出修正樣通常需要1～2h，并且需要人工的修正，而用FDM桌面機(jī)打印出合格的測試樣僅需5min并無需人工修正，而且整個試驗(yàn)過程直接在設(shè)計(jì)室完成。對于生產(chǎn)不銹鋼精鑄件的試樣，直接用FDM桌面機(jī)打印出產(chǎn)品樣件來替代傳統(tǒng)的蠟樣，并進(jìn)行后續(xù)的精鑄工序，可節(jié)省試驗(yàn)?zāi)＞叩拈_發(fā)以及修改費(fèi)用，也縮短了整個試樣制作的周期。

圖1 3D打印的鏤空造型產(chǎn)品

圖 2

科技發(fā)展日新月異，不久的將來，智能化設(shè)計(jì)軟件將結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)并借助大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式對設(shè)計(jì)師的桎梏，讓設(shè)計(jì)過程更人性化，是一場設(shè)計(jì)思維的革命。汽車等高度集成化商品將從智能化的無人工廠生產(chǎn)出來，各種個性化定制產(chǎn)品隨著比重的不斷增加，將通過分布式智能生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行就近生產(chǎn)以及配送，甚至于在社區(qū)乃至家庭生產(chǎn)終端直接獲得。隨著國家全力推動的《中國制造2025》戰(zhàn)略不斷地貫徹落實(shí)，我國正穩(wěn)步邁向智造強(qiáng)國。