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安世亚太增材制造业务的系统论

      系统性思维是安世亚太这些年来发展壮大的秘诀之一。何为系统性思维?系统性思维就是根据系统论,把研究和处理的对象当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性,并优化系统观点看问题。任何事物都是这个世界的一分子和有机组成部分,不可能脱离这个世界独立存在,系统功能是各要素在孤立状态下所没有的性质。

      增材制造工艺是近年新兴起的一个新制造工艺技术,它发源于当前的工业和人类社会生活的大环境,也服务于这个人类社会的大环境。增材制造技术的应用大大影响着产品设计、制造、服务过程的各个环节,多彩个性化的产品实现也丰富和改变着人们社会生活的各个方面。

      当前产品制造范式

      当前工业制造技术已经经过了上千年的应用和发展,可以说已经发展到极致,传统的车、钳、铣、磨等机加工艺完成了彻底细化,与信息技术结合形成自动化的机床(CNC)加工精度达到了0.002~0.005mm。以传统机加工艺为核心,人类社会的劳动生产模式、产品设计制造模式、产品组织与结构模式已经形成一个完整的体系模式与范式,并进一步形成了人类社会的生存和生活方式。

      归纳起来,产品制造过程可以理解为先做减法、后做加法,先把大件原材料通过切销形成零件,再将零件组装成产品;产品设计过程可以归结为总分总,先粗略规划出产品总体轮廓,拆分到零件详细设计,最后合成一个产品总体设计方案;所有社会产品到处渗透着几何美。PBS(产品分解结构)、WBS(工作分解结构)提出、发展,并深入应用。

      在传统的生产模式下,流水线和批量化成为产品生产的主要特征,任何一款产品只有通过流水线才能提高生产效率,只有通过批量化才能降低产品中所隐含的设计成本。应用相同或相似的产品,人们的生活也同质化,与人类的个性化需求相径庭。

      增材制造的特征

      增材制造简单的理解可以认为是通过堆积的方式制造产品。与传统制造工艺不同,应用增材制造技术可以从下到上,从里到外一次完成产品的制造,甚至不同材料、混合材料、过渡材料的制造也可以完成,大大降低了传统制造过程的限制,节省或减轻了传统工艺的组装工艺过程。

      应用增材制造工艺,生产过程的流水线已经大大削弱;产品整体一次制造过程使传统制造工艺所需要的联接器件成为多余,从而产品设计过程中的制造限制消失,产品设计更加开放和利于创新;独立的完整产品制造过程也使得不同的产品可以同时制造,个性化产品的制造成为可能。增材制造技术的推广和应用,解放了产品设计,使产品设计多彩,使产品更具有艺术美,而不是几何美。

      安世亚太增材制造的系统性思维

      增材制造技术的应用将沿着产品设计开放创新->个性化的产品->多样化的生活道路,影响和改变人类社会。安世亚太从人类社会生活的高度和全局,布局公司增材制造业务。

      1)先进设计理念与创新式设计方法

      增材制造技术的高水平应用,首先要从产品的设计理念入手。产品的设计与制造是产品生命周期中不可分割的两个阶段。针对制造新工艺的应用,安世亚太提出了先进设计理念,包括:正向设计,它解决产品设计过程一定要起始于用户需求问题;再设计,解决已有产品的增材制造新工艺的匹配问题;绿色设计,融入人们的环保意识和要求;智能设计,进一步融合信息化技术。

      创成式设计的基础参数化设计,通过参数化和设计过程辅助形成一个人机交互、软件自我创新的过程。根据输入者的设计意图,生成潜在的可行性设计方案几何模型,然后进行自动化设计综合,从而筛选出设计方案推送给设计者进行最后的决策。创成式设计方法为个性化的产品设计打开了一扇窗。

      2)基于增材制造的仿真分析

      充分应用和发挥安世亚太在工程仿真技术方面的优势,完成了增材制造的仿真分析工具建设。提供了从结构设计到打印工艺的完整解决方案,包括拓扑优化、部件验证、打印设置、工艺过程仿真、支撑生成、打印失败预防、微观结构预测等。

      3)基于增材的服务型制造

      增材制造一次整体成形的产品制造过程和个性化的产品制造需求,促使着产品制造过程的服务化。在云计算技术平台的支持下,产品设计与制造的服务化是当前正在兴起的发展方向。基于此,安世亚太成立以增材制造技术为核心的服务型制造企业,设计开发了服务型制造相配套的产品制造服务云平台。

      4)增材制造核心技术研发

      正如,“一流企业做标准、二流企业做技术、三流企业做产品”,核心技术的掌握是一个企业最核心的竞争力。安世亚太组建全球化的增材制造研究院,在海外成立了若干分院,围绕增材制造进行了全方位的技术跟踪和研究,从基础技术到设备制造技术、再到增材制造材料制备技术。目前已经掌握了若干增材制造的核心关键技术。

      5)增材设备研制

      正如工业机床是制造业的核心,增材制造设备是增材制造工艺应用的核心。安世亚太启动了核心增材制造设备研制,从金属到高分子,从增材工艺到混合工艺,目前已有若干款设备投放市场。

      6)增材制造材料制备

      增材制造材料是增材制造的基础,同时也是一个高技术的生产过程。安世亚太与国内材料研究机构合作共同组建增材制造材料制备企业。

      通过上述的几个方面,安世亚太完成了从产品设计、制造、服务全生命周期角度,从技术研究、设备研制、市场应用的技术应用周期角度,从材料制备、制造服务的全产业链角度,增材制造的全方面系统性布局。

      系统性布局是企业发展的正确姿态

      系统性的思维和技术产业布局是发展壮大的关键要素,国内外不缺这方面的成功或失败的例子。不得不说,国内企业平均寿命较短与企业缺乏系统性的思维和技术产业布局是密切相关的。安世亚太应用系统性思维,站在服务于人类社会发展的高度对公司增材制造技术与业务进行完整化的布局,使其增材制造业务走上了高速发展的快车道。


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