2013年机器制造未来特色是机电一体化
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  当前,机器制造业的发展进程正处于转变之中。过去,在机器制造业中,机械、电气和软件是严格的相互分开的,并严格地按照时间的顺序向前发展。而现在,从机电一体化的观念出发,各种规则融为一体的趋势越来越明显。实现机电一体化不仅是通过各种工具的并联化实现提高生产效益的发展,也是通过机械研发、电子规划和软件技术之间的相互匹配,以实现机器制造业中各种工具的更加简便的完美同步。

  开放的交互界面

  机器制造中工作范围越来越融为一体,这便要求有一个开放的多交互界面的战略。为了机器的应用,奥地利BR工业电子有限公司的自动化技术室将现有的专业工具通过一个透明且直通的接口与研发工具的相互作用界面相链接在一起,自动化技术室便成了一个集成化的研发平台,该平台具备自动化方案的设计所要求的各项功能,如控制程序系统、形成设计的图像化,与各驱动部件、安全技术系统等设备相链接;与此同时,设立的专家工具,如用于电子规划的EplanElectricP8通过透明的交互界面相连。

  BR工业电子有限公司的EplanElectricP8与自动化技术室实现无缝链接,这样研发工作便可平行同步进行。专家工具EplanElectricP8的使用者称,通过简单的硬件设备配置和I/O绘图装置的接收,可以避免数据重复输入并省去冗长的研发工作步骤,所以BR工业电子有限公司的自动化技术室便能够缩短研发时间并降低研发成本。

  工具相连更易发挥功能

  以前,工程师们必须手工完成硬件的设备配置以实现自动化环境,而这些设备配置在E-CAD-Tool中已经存在。在自动化技术室和EplanElectricP8工作时,只需按动一下按钮,就能实现硬件的设备配置,同时生成包括I/O绘图装置在内的硬件树。

  相应的过程变量参数直接与自动化技术室的已有变量参数比较和汇总。这个集成化的比较机制可以综览式显示出哪些硬件树的部件在自动化技术室参与设计,也显示出EplanElectricP8在使用哪些BR工业电子有限公司的自动化技术室的结构件。研发人员只需轻轻按动几次鼠标,便可实现设计方案的比较。

  集成化的输入和输出机制可使设计人员在日常的研发工作中使用多种工具,因此大大简化了研发设计工作。而BR工业电子有限公司和EplanElectricP8的研发又继续向前推进了一步:即采用双程技术(RoundTripEngineering)实现E设计与自动化设计项目同步。相应的机制使得两个项目始终在一个水平线上进行。

  这对使用者的优势是不言而喻的:通过实现自动化的支持数据交换,可以避免在工程-原理交换中出现错误,由此提高设计出的产品质量;同时降低了这些产品在保养阶段的后续使用成本。此外,采用这种方式进行设计,由于设备的文件和系统软件是相互更新和同步的,所以改动设计方案可较快、简便的实现,同时也能节省费用。

  机械、电气和软件的知识范围显而易见的融为一体,以实现研发效益的最佳化。这就要求人们转变对设计研发工具的思维。以前,每种工具都是独立存在的,最多是通过简单的进出口机制与其他工具连接在一起;而将来,一个开放的、透明的、集成化的及采用同步机制的交互界面则起主导作用。

  这样,机器制造业能够从通过各种原理融会为一体中受益,可以大大缩短新产品的研发时间,并大大降低研发成本。BR工业电子有限公司和专家工具Eplan向人们展示了,在电子设计和机器与设备的自动化范畴内,各种设计工具能够顺利链接。

  将各部分融为一体

  机电一体化应描述为机械部分、电气部分和信息部分以及软件相互融成一体的并以此取代多种类型的机电一体的总系统。机电一体化系统的任务是,用传感部分、程序部分、机械部分的行动部分及原理要素、电子部分和信息部分以及所需其他功能的相关技术部分转换成能、材料(原料)和/或信息,并进行输送和/或储存。多个机电一体化系统能够分布到不同的功能组中,这些功能组大多组成一个个调节区,这些调节区由不同的元件,如机械、电、磁、热以及光学的结构件,和用于检测系统状态测量值的传感件、用于调节和控制的行动部分以及用于进行信息处理的程序和信息部分所组成。

  3D打印已出现就掀起了整个制造业的飓风,从概念到实物,在2012年3D打印元年,3D打印获得了长足的发展,虽然没有像苹果一样疯狂,但是其发展强势不容小觑。工业之母的模具就将3D打印纳入自己的发展规划。

  传统打印机的最终产品是图纸,3D打印机是实物模型。模具是工业之母,目前超过90%的工业品由模具制造而来,但这种趋势正在被3D打印所改写。3D打印技术无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的产品,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率,实现低生产成本。

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务副会长兼秘书长罗百辉预测,如果东莞以模具制造的先发优势推广3D打印,预计未来3D模具打印所拉动的工业产值将在200亿元以上。

  东莞有发展3D打印基础和空间

  3D打印技术无疑将给传统制造模式带来极大冲击,未来极有可能会终结流水线制造模式,各类产品的制造可能会由现在的集中生产、全球分销变成了分散生产、就地销售,据估算,生产交易和流通成本有可能降到传统方式的十分之一。

  对发展3D打印,东莞具备一定的发展、孕育空间。罗百辉认为,东莞拥有全球先进的电子元器件生产以及激光等精密设备,这些都能对3D打印机的制造提供产业链配套。

  模具作为一个传统制造业,正在寻求产业升级之道。东莞模具产业占了全国1/5以上的市场规模,可以说,东莞制造业完善的产业链、娴熟的生产工艺,都为3D打印技术在东莞的技术转化、普及奠定不可替代的基础。

  罗百辉预测,如果东莞以模具制造的先发优势推广3D打印,预计未来3D模具打印所拉动的工业产值将在200亿元以上。目前,长安、凤岗、万江、中堂等镇街都已经有3D耗材制造商和贸易商,也有模具设计公司开始引进3D打印技术。

  3D打印技术要正视材料风险

  不过,由于3D打印材料依赖进口,而掌握最多打印材料的以色列Object公司也只使用14种基本材料,107种混搭材料。

  罗百辉说,3D打印机生产商所用的原料一致性太差,从形式到内容千差万别,这让材料生产商很难进入,研发成本和供货风险都很大,难以形成产业链。表面上是3D打印机捆绑了3D打印材料,事实上却是材料捆绑了3D打印,非常不利于降低成本和抵抗风险。

  不单在耗材,3D打印机缺乏标准,同一个3D模型给不同的打印机打印,所得到的结果也是大不相同。而一台3D打印机只能用同类耗材,比如金属3D打印机,那么它就只能用几种金属做耗材,而不能用尼龙、树脂等其他材料,如这类金属3D打印机售价在五六百万元左右,成本偏高、一般是用在工业设计上而不适合大批量的工业生产,因此制约了3D打印产业在东莞的发展。

  受限市场的大小和国内产业结构密切相关,原创型、技术开发型的企业用得多,东莞代加工企业用得很少。

  建立3D打印产业园培育龙头

  作为新成立不久的模具产业技术创新战略联盟发起人,罗百辉密切关注这项新技术。

  3月8日,该联盟30多家会员企业代表汇聚华科工研院,普遍关注RFID、3D打印、工业机器人,并希望尽快进入这些新兴市场。

  罗百辉建议,东莞模具业要发展3D打印,需在三方面努力:

  一是在政策层面上,把3D打印产业列入战略新兴产业并不够,还要加快专门出台举措扶持。

  二是结合镇街特色,先在长安、松山湖、横沥三个模具产学研基地,引进上游核心技术企业和科研机构。比如,松山湖华科产业孵化园就可建设成3D打印产业园区,引进并培育3D打印的龙头企业;示范区成功后,推广下游技术的普及在模具企业的应用。

  三是因3D打印涉及的产业广泛,尽管目前技术上可以实现,但价格居高不下,建议先扶持东莞汽车电子、时尚玩具、眼镜、鞋材、创意产业龙头企业。

  未来,专业镇街很可能以3D打印模式制造工业品,为东莞带来新一轮制造业大发展的机遇。

  在今年全国两会上,中国装备制造业现状以及如何由大变强,成为代表委员们的一大热议话题。

  中国机械工业联合会会长:行业面临严酷的进口依赖现实

  全国政协提案委员会副主任、中国机械工业联合会会长王瑞祥指出,当前先进技术靠引进、高端产品靠进口依然是我国装备制造业面临的严酷现实。高端机床、高端发动机、高端仪器仪表及控制系统,均需要从国外引进。其中,高档数控机床90%进口,数控系统95%进口,仪器仪表70%进口。王瑞祥强调,面对美国、欧盟等发达国家以及新兴经济体的市场竞争,中国装备制造业应该树立敏感和危机意识。

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