工匠精神 智造強國

■ 江門市新會區會城邦諾模具加工部設計部經理 柯秉光

工匠精神 智造強國

■ 江門市新會區會城邦諾模具加工部設計部經理 柯秉光

隨著德國工業4.0的推出、美國工業互聯網聯盟的建立，一場以智能化、工業化、超精、高效和環保為標志的制造業革命席卷全球。與此同時，我國制定并全面貫徹落實《中國制造2025》國家戰略，推動我國從“制造大國”向“智造強國”邁進。

智能制造基于自動化生產，運用智能控制系統將各地域不同種類的加工設備以及自動生產系統通過物聯網、互聯網整合在一起。既可節能高效地完成傳統加工任務并實現快速物流配送，更能借助基于大數據的智能分析系統根據客戶的需求特點專業定制小批量產品，個人用戶甚至足不出戶即可從家用制造終端獲取私人的定制產品。

在這場變革到來之際，各國的工業發展現狀有著各自的優勢。高精度加工與自動化生產設備以及高端控制系統，讓德國的企業長期占據著各個加工領域與生產環節的高端位置。美國有著強大的基礎工業，其互聯網已植根到各行各業當中，品種齊全多元化的工業、設計和控制軟件，更是占據了行業的主導位置。而中國的優勢在于資源豐富齊全，有著全球最完整的供應鏈條，從原材料的開采提煉，到零部件的生產加工裝配，乃至高鐵的出口、航天飛船的發射與回收，均可做到研發生產本土化。我國的工業起步較晚，盡管高鐵技術、航天科技在近年來的發展取得一定的優勢，但整體的工業水平與歐美發達國家相比還存在不少的差距。

以智能制造的標準衡量，首先我們就缺少了國產的工業、設計方面的智能軟件。智能系統是智能制造的大腦，負責整個生產過程的安排、跟蹤與協調，而智能軟件是智能系統的核心。隨著人們的消費能力不斷提高，高端消費品的需求不斷提升，高品質產品的研發生產周期不斷縮短，功能強大、操作方便的智能軟件至關重要。產品設計以及生產流程環環相扣：產品的功能定位及平面造型效果；整體造型電腦三維模型的建立；三維模型的結構分解以及模擬裝配運動；產品的人機工程學、受力分析以及使用環境模擬；模具的設計以及模擬運行；物料的儲備、調度與生產；車間的產品生產流程與模擬裝配等。上述流程各個環節均涉及到軟件的使用，所以一套整合了平面設計、3D建模、虛擬裝配、模擬分析、模具設計開發及自動化生產等功能，具有自主知識產權的智能軟件，對于智能制造的落實以及國家的安全戰略尤其重要。

另外，我們還要加大新材料的研發力度。新材料應用在切削工具上可提升刀具的強度以及使用壽命，從而提高產品的加工精度與速度；新材料應用在傳感器上可提高其穩定性，縮小體積，滿足各種惡劣環境下高精度的測控以及物聯的穩定性；新材料用于3D打印上，可提高產品的強度、表面粗糙度質量以及穩定性，可再生且以便捷的儲存方式，讓私人定制的個人終端生產更趨于完善。

除了技術上的差距，當前我國制造業還缺少了一種精神——工匠精神。老一輩的機械工人普遍學歷不高，但工作過程沉著自信、一絲不茍，充分體現了“精益求精，多快好省”的優良品質。反觀當前的年輕人普遍欠缺吃苦耐勞精神，缺少了對科學、對技術的尊崇，以至創新能力不足，逐步拉開與發達國家技術工人之間綜合技術能力的距離。十年磨一劍，技術是靠反復練習，在不斷的經驗積累過程中穩步提升的。當前技術工人整體的學歷較高，應沉下心來，不斷學習新技能、新知識并大膽創新，中國的智能制造大業離不開這支生力軍，離不開工匠精神。

2015年是《中國制造2025》國家戰略實施的元年，3D打印、工業機器人等先進加工新技術、新裝備已開始逐步應用于一些企業的設計與生產當中。這里簡單介紹下FDM桌面級3D打印在個性化定制、模具試模后的產品修正以及精密鑄造方面的運用。圖1展示了客戶個性化定制的產品以及常規加工方法一次性不能做出來的鏤空造型產品。圖2所示是某款行李車活動部分的定位卡扣修正。由于開模后產品收縮性問題以及金屬部件批次的差異性，圖2中綠色的卡扣尺寸發生偏差，起不了定位作用，因此在模具修正之前需要做修正樣的安裝測試。傳統的修改方式是用CNC加工出卡扣修正樣，然后裝回產品進行測試，確認合適后再按修正樣的實際尺寸改模。用CNC做出修正樣通常需要1～2h，并且需要人工的修正，而用FDM桌面機打印出合格的測試樣僅需5min并無需人工修正，而且整個試驗過程直接在設計室完成。對于生產不銹鋼精鑄件的試樣，直接用FDM桌面機打印出產品樣件來替代傳統的蠟樣，并進行后續的精鑄工序，可節省試驗模具的開發以及修改費用，也縮短了整個試樣制作的周期。

圖1 3D打印的鏤空造型產品

圖 2

科技發展日新月異，不久的將來，智能化設計軟件將結合虛擬現實技術并借助大數據以及物聯網，打破傳統設計方式對設計師的桎梏，讓設計過程更人性化，是一場設計思維的革命。汽車等高度集成化商品將從智能化的無人工廠生產出來，各種個性化定制產品隨著比重的不斷增加，將通過分布式智能生產系統進行就近生產以及配送，甚至于在社區乃至家庭生產終端直接獲得。隨著國家全力推動的《中國制造2025》戰略不斷地貫徹落實，我國正穩步邁向智造強國。