毋庸置疑,產(chǎn)品制造的方式正在改變。在美國國防部牽頭組建的數(shù)字制造與設(shè)計創(chuàng)新機構(gòu)(DMDII),UI實驗室的雇員正是組織和推動這一轉(zhuǎn)型的催化劑。
圖1 DMDII創(chuàng)始成員
UI實驗室以及DMDII成員專注于三個技術(shù)方向的研究計劃:
先進分析(AA)——AA是對在使用環(huán)境中的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)使用計算機分析技術(shù),促進設(shè)計優(yōu)化。當(dāng)連接到實體建模軟件時,技術(shù)數(shù)據(jù)可基于分析改變,制造工藝可以隨之調(diào)整。
智能機床(IM)——IM是一臺或一套設(shè)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(fā)式的工藝規(guī)劃、自適應(yīng)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(xù)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(yè)(AME)——AME是一系列牢靠的、數(shù)字驅(qū)動的制造策略以及集成的能力,可極大減少在當(dāng)今全球制造企業(yè)(制造實體)中生產(chǎn)復(fù)雜系統(tǒng)的成本和時間。一方面是工業(yè)信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),可在設(shè)計、制造、試驗和保障工作之間快速傳遞所有相關(guān)數(shù)據(jù),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(chǎn)品或工藝合格鑒定所需的多次設(shè)計、原型制造和試驗迭代。還有一方面是供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)和管理實踐,提供連通性和透明度,在離散的和供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中相距很遠(yuǎn)的組織之間提升協(xié)同性,大幅縮短準(zhǔn)備時間。
圖2 DMDII設(shè)施
基于DMDII的技術(shù)路線圖,以及支持研究的戰(zhàn)略投資計劃,該機構(gòu)要求其成員提供工業(yè)問題的解決方案。其結(jié)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(biāo):提升數(shù)字制造解決方案的安全性,開發(fā)工具以增加制造組織的賽博安全。
面向?qū)崟r機床和工藝診斷、檢測與自修正的我硬件/軟件工具集
目標(biāo):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(tǒng)。
面向數(shù)字制造的開源軟件應(yīng)用
目標(biāo):向“數(shù)字制造社區(qū)”在線社群加入開源數(shù)據(jù)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(xiàn)實與可穿戴計算
目標(biāo):在制造車間工人與數(shù)字線之間,通過可穿戴與移動計算以及數(shù)字可視化,形成新的數(shù)字連接。
這些項目中開發(fā)的知識產(chǎn)權(quán)將被商業(yè)化,向致力于變革產(chǎn)品制造過程與商業(yè)的人們提供解決方案。
“數(shù)字列車”已經(jīng)離開站臺,并推動21世紀(jì)的制造革命?,F(xiàn)在是時候上車了。