毋庸置疑,產品制造的方式正在改變。在美國國防部牽頭組建的數字制造與設計創新機構(DMDII),UI實驗室的雇員正是組織和推動這一轉型的催化劑。
圖1 DMDII創始成員
UI實驗室以及DMDII成員專注于三個技術方向的研究計劃:
先進分析(AA)——AA是對在使用環境中的結構系統使用計算機分析技術,促進設計優化。當連接到實體建模軟件時,技術數據可基于分析改變,制造工藝可以隨之調整。
智能機床(IM)——IM是一臺或一套設備,由一個硬件、傳感器和軟件解決方案的可互操作框架組成,支持啟發式的工藝規劃、自適應控制、決策制定以及制造工藝管理。它可朝著一個最佳解決方案持續改進,以滿足多變的客戶需求,諸如外形、配合、功能、時間和成本。
先進制造企業(AME)——AME是一系列牢靠的、數字驅動的制造策略以及集成的能力,可極大減少在當今全球制造企業(制造實體)中生產復雜系統的成本和時間。一方面是工業信息基礎結構,可在設計、制造、試驗和保障工作之間快速傳遞所有相關數據,而且不受地理位置局限,沒有失真、錯誤或缺失。另一方面是先進的工程工具與實踐,消除產品或工藝合格鑒定所需的多次設計、原型制造和試驗迭代。還有一方面是供應網絡的集成技術和管理實踐,提供連通性和透明度,在離散的和供應網絡中相距很遠的組織之間提升協同性,大幅縮短準備時間。
圖2 DMDII設施
基于DMDII的技術路線圖,以及支持研究的戰略投資計劃,該機構要求其成員提供工業問題的解決方案。其結果是,價值大約8000萬美元的研究項目將在接下來兩年間進行。所有的項目都是具備革命性的,下面是幾個智能制造的潛在亮點:
智能機床的賽博安全
目標:提升數字制造解決方案的安全性,開發工具以增加制造組織的賽博安全。
面向實時機床和工藝診斷、檢測與自修正的我硬件/軟件工具集
目標:向制造機床中實施機器智能。范圍包括帶有嵌入式傳感器和智能的新機床,以及用傳感器和智能翻新的舊機床與系統。
面向數字制造的開源軟件應用
目標:向“數字制造社區”在線社群加入開源數據和軟件,以及展示實際問題如何解決的案例研究。
車間增強現實與可穿戴計算
目標:在制造車間工人與數字線之間,通過可穿戴與移動計算以及數字可視化,形成新的數字連接。
這些項目中開發的知識產權將被商業化,向致力于變革產品制造過程與商業的人們提供解決方案。
“數字列車”已經離開站臺,并推動21世紀的制造革命。現在是時候上車了。