來(lái)源：機電商報  

   摘要：現在比較公認的，有三大前沿科技：一是大數據，二是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，三是智能化生產(chǎn)?，F在炒得比較熱的“三維打印”其實(shí)就是智能化生產(chǎn)的一種方式。這三大技術(shù)是引發(fā)新的技術(shù)變革(的關(guān)鍵因素），我們稱(chēng)作——催生第三次工業(yè)革命。

   中國正處于從制造大國向制造強國轉型的關(guān)鍵時(shí)期，而智能制造正是其中的重要手段之一，也是數字化制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

   在從數字制造走向智能制造的過(guò)程中，工業(yè)軟件應如何適應和滿(mǎn)足這一新趨勢下的需求？5月30日下午，北京新世紀日航酒店，談起這一話(huà)題，著(zhù)名機械設計與研究專(zhuān)家、中國工程院院士譚建榮如數家珍。

   解析“數字制造” 

  《機電商報》：關(guān)于21世紀的前沿科技，有很多種說(shuō)法，你認為有哪些最值得一提？

   譚建榮：現在比較公認的，有三大前沿科技：一是大數據，二是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，三是智能化生產(chǎn)?，F在炒得比較熱的“三維打印”其實(shí)就是智能化生產(chǎn)的一種方式。這三大技術(shù)是引發(fā)新的技術(shù)變革(的關(guān)鍵因素），我們稱(chēng)作——催生第三次工業(yè)革命。

  《機電商報》：談到第三次工業(yè)革命，有人說(shuō)“已經(jīng)來(lái)了”，也有人說(shuō)“馬上就要來(lái)了”，還有人認為這是在兜售概念。你怎么看？

   譚建榮：第三次工業(yè)革命已經(jīng)喊了40年，但還沒(méi)有來(lái)到。最早是在20世紀70年代，有個(gè)美國人（注：Alvin Toffler）寫(xiě)過(guò)《第三次浪潮》，認為工業(yè)革命將要來(lái)到。最近一次熱炒和三維打印相關(guān)，有人認為，它和第三次工業(yè)革命聯(lián)系得很緊密。

   工業(yè)軟件要適應第三次工業(yè)革命的需要，適應大數據、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和智能化生產(chǎn)的發(fā)展需求?，F在，對數字化工廠(chǎng)的描述中，有一條是——制造過(guò)程中傳遞和采集的信息是數字的，3D的，因而也必然是無(wú)紙化的。工業(yè)軟件最終要落實(shí)到數字化工廠(chǎng)的應用中去。

   《機電商報》：請介紹一下數字化設計與數字化制造的發(fā)展歷程？

   譚建榮：從國際上來(lái)看，20世紀80年代主要是二維繪圖，后來(lái)科技部提出“甩圖板”，20世紀90年代就提出3D建模，然后是21世紀00年代的面向大批量定制的產(chǎn)品配置設計，而到了21世紀10年代，我們強調的是快速響應客戶(hù)需求。

  《機電商報》：數字化設計和制造在我國已經(jīng)有幾十年的歷史，發(fā)展到今天，企業(yè)對工業(yè)軟件有哪些新的要求？

  譚建榮：這些新的要求概括起來(lái)有五個(gè)方面：首先是自主創(chuàng )新，以前的CAD軟件往往只支持詳細設計，但不支持創(chuàng )新設計；再者是高效設計，即快速響應客戶(hù)需求；第三是高性能、高品質(zhì)的設計；第四是低碳環(huán)保；最后，我們還要不斷地研究新領(lǐng)域，學(xué)習新知識。

  《機電商報》：在數字化制造方面，我國還有哪些不足？

   譚建榮：今年（5月30日）上午，在鐵道大廈，我們評審一個(gè)幾十億的大項目，無(wú)錫油泵油嘴廠(chǎng)跟我說(shuō)，“我們造汽車(chē)的設備不比國外差，都是進(jìn)口的，而且是最先進(jìn)的，但我們造出來(lái)的汽車(chē)就不如人家”。

   幾年前，原冶金部的一位副部長(cháng)跟我說(shuō)，曹妃甸的這個(gè)鋼廠(chǎng)設備好、環(huán)保好……聽(tīng)完他的介紹，我就提了一個(gè)問(wèn)題，為什么最好的設備煉不出最好的鋼？我們的鋼鐵虧損得一塌糊涂，但高檔的鋼鐵還得依賴(lài)進(jìn)口。

  這些例子說(shuō)明，我們的制造過(guò)程還有這些欠缺：一是定量描述，我國工業(yè)整體上還是比較“粗糙”；二是精確計算，不能靠類(lèi)比；三是可視模擬，把制造過(guò)程先模擬一遍，仿真一遍，看控制得對不對，誤差掌握得怎么樣；四是實(shí)現對制造過(guò)程的智能控制。

  關(guān)注新變化

  《機電商報》：在工業(yè)產(chǎn)品設計和制造方面，有哪些新變化、新趨勢值得關(guān)注？

  譚建榮：一是，從基于幾何設計到基于物理設計。以前，3D圖形設計比較注重產(chǎn)品的形，而對產(chǎn)品的態(tài)關(guān)注較少，比如強度、剛度、抗變形能力、抗干擾能力等，用數字化的軟件分析這些方面還比較困難。我們現在推行的并行設計、智能設計，目的就是要提升產(chǎn)品內在性能。

  第二，從單學(xué)科設計到多學(xué)科耦合設計。以前，我們的產(chǎn)品設計往往是從單學(xué)科考慮，只關(guān)注機械性能，對電子學(xué)、電磁學(xué)、流體學(xué)、聲學(xué)等方面的要求都關(guān)注的比較少，現在的多學(xué)科耦合設計是一種綜合優(yōu)化的方法，包括考慮不確定因素的影響。比如，設計電腦時(shí)，既要考慮怎樣做的薄，又要考慮散熱性能好。

  第三，從產(chǎn)品設計到全生命周期的設計。全生命周期的設計包括產(chǎn)品需求、規劃、設計、生產(chǎn)、經(jīng)銷(xiāo)、運行、使用、維修保養、回收再處理的一系列內容，其中，最大的難點(diǎn)在產(chǎn)品設計前端，即分析市場(chǎng)上需求什么樣的產(chǎn)品。

  此外，還包括從加工中心到數控一代，從虛擬制造到3D打印，從柔性制造到柔性生產(chǎn)，從云計算到云制造，從數字制造到智能制造等。

  《機電商報》：3D打印是最近行業(yè)內談?wù)摰谋容^多的話(huà)題，它的技術(shù)原理和應用前景如何？

  譚建榮：用一種便于理解的方式來(lái)說(shuō)，它其實(shí)是種成型技術(shù)。它有很多應用前景，尤其是在牙齒單件模具等方面。

  3D打印的過(guò)程和CT正好相反。比如，肝臟CT掃描，先把周長(cháng)輪廓找出來(lái)，然后進(jìn)行重現3D曲面的肝，再拿標準的肝比較一下，如果變大了，就可能有腫瘤。而3D打印是先將3D模型一片片分層，然后一層層燒結起來(lái)，或用紙疊加起來(lái)，截面處理是其中最主要的制造環(huán)節。

  3D打印剛炒熱，現在又提出4D打印，在3D打印的基礎上再加一個(gè)變形，也就是，在打印好之后，還可以變形，這是麻省理工大學(xué)的一個(gè)建筑教授提出來(lái)的。

  《機電商報》：最新提出的智能制造有哪些涵義？

  譚建榮：智能制造的內涵可以分為三個(gè)方面，形象地說(shuō)，就是產(chǎn)品是智能的，做產(chǎn)品的過(guò)程是智能化的，做產(chǎn)品的工具是智能的。它有知識庫、動(dòng)態(tài)傳感、自主決策這三點(diǎn)標志。

  比如美國研制出的四足機器人，能背幾十公斤重的東西，走幾十里路，逢山過(guò)山，逢河過(guò)河，因為機器人能自主決策，這一步跨到哪里，不需要人工干預，這點(diǎn)很厲害。