基于管理視角下的數字化制造

宋鴿　王智卿　李旭　張可為　許可

摘要：最近幾年我國航空工業在數字化制造方面得到了很大的進步與發展，但因為在數字化制造上起步晚、研發速度緩慢，和國際上其他國家之間的相差較大，為國內航空制造帶來了很大的壓力，因此推進航空研發快速從傳統生產模式到數字化生產模式上的轉換，已然成為了亟需解決的一項問題。而數字化制造通常包含了一個產品的所有生命周期，當前大多數文獻均是對數字化設計與數字化模擬技術的分析，但從制造管理與數字化著手，落實并分析其在生產車間的運用問題，促進數字化制造的發展進程上則較少，本文將從管理的角度上對數字化制造展開一定分析。

關鍵詞：管理視角；數字化制造；數字化探索

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0205-02

伴隨信息科學技術的發展，數字化逐漸走入人們的工作生活之中，現今已有多項數字化技術應用到各行各業，其中在航空工業上的數字化制造問題是我國最關心的項目之一。但實質上，數字化不能簡單理解為是先進的科學技術，也不能和信息化的概念混為一談。數字化為全球制造行業創造出了一種全新的生產模式，是生產技術的更新。如今數字化技術的應用正逐漸普及，對整個社會來說就是一場全新的變革。本文主要從管理的角度來分析數字化制造技術，期望可以為行業的轉變方向提供一定的參考。

1 解析數字化制造

要完整的解析數字化制造，可從多個角度著手，比如在航空領域中通常會把數字化設計與數字化制造區分開，單獨研究與分析。本文中則主要從制造現場的角度來分析數字化制造，旨在推進數字化制造于制造現場的盡早運用。

1.1 數字化工程概述

一般而言，數字化工廠完整地體現了新型制造方式或是制造能力，其主要通過對產品的三維數字模型來進行界定，并改良產品的制造流程，為制造中所涉及到的各個工種操作者發布數字化的操作指令與作業指導訊息，操作者同時也利用數字化方法與設備等向上級反映數字化工作期間的狀態信息。

數字化工程在很大程度上使整個制造生命周期中所涉及到的多種信息傳遞與反饋的轉變歷程進行簡化，最大程度地發揮制造的效率，能將生產制造期間的物流、作業等損耗減少到最低。對數字化工廠進行辨別的核心在于：以數字化的產品模型與概念作根本，涉及到工藝流程、工藝設備、工廠安排與作業指導等數字化概念與優化，生產指令與指導書通過數字化方式傳遞到操作者手中，數字化信息反映與采集等三大要素。

1.2 對比數字工廠、數字化工廠與傳統工廠

數字工廠主要模擬當然是實際生活中的工廠，目的在于利用模擬模型的數字化方式，改善產品設計與制造流程，提升制造期間的隨機應變能力。

數字化工廠以虛擬世界為基礎，利用人機互動方式，把虛擬的產品與制造流程等詳細信息展現給操作者，操作人員則選用數字化設備把生產狀態與實時數據利用數字化的方式，反映到建立的虛擬數字模型中。制造數據往往不斷穿梭于虛擬與現實環境，其提升了工程的效率，并在制造階段逐步顯露了其優點之所在。如圖1所示。

1.3 數字化制造和數字化工廠的區別

數字化制造的定義和數字化工程類似，但數字化制造的含義更加廣泛，其范疇囊括了產品制造生產的所有流程：工藝設計、制造、應用、服務與檢修等，還涉及到了供應商與合作伙伴。但數字化工廠則受到了實際產品產生的相關流程，也就是包含了工藝設計與加工等多個流程。從本質上來說，數字化制造與數字化工廠幾乎不存在區別，其不同之處主要體現在對實現數字化運行與實施之間進行劃分，最終推動數字化制造的進程。

2 目前進行數字化探索的核心

本文將通過對物料轉換現場制造作業的分析，闡述數字化對信息的傳遞流程，建設數字化工程的信息傳達模型。但通過分析可以看到，進行數字化信息傳遞的過程中，總有幾個環節之間會出現斷點，并未打造出完整的、通暢的數字化鏈條。

2.1 可制造信息的含義

之前對數字化制造的研究一直建立在二維設計的基礎之上，或是和三維設計相結合，始終難以完整地過渡到數字化制造上，近些年以模型為基礎的含義對三維模型直接運用到制造中的空隙進行了補充，其實這也是一項3D產品數字化標注技術，其優點在于：

（1）從三維模型中采用簡單明了的方法直接將產品的制造詳細信息加入其中，達到了對加工、安裝、測量與檢驗的集中式管理，加大了徹底消除二維設計的概率；

（2）對非幾何信息進行了全新界定；

（3）實際上其已經實現了數字化與結構化，是實現制造管理體系數字化的必經之路；

（4）是并行工程打造信息并行與分享的根本；

（5）局部零件能直接進入制造流程中，極大地縮短了編程周期。

2.2 為作業人員傳達數字化信息

對工藝流程設計或是作業指導期間常出現的問題解決之后，并不表示在現場就能順利完成加工過程，實際運用期間還是會出現一些斷層，在實現3D工藝標準、規范或是指導書期間，要將數字化設計訊息直接傳達到最后的操作者之間困難多多，總結來說，主要表現在兩個方面：

（1）要求顯示軟件具備多項性能，比如中立、廉價、安全等；

（2）會和當前各個車間的布設與網絡設置相關，在大部分車間還未安置電腦或并未設置電腦位置的情況下，作業現場尤其是機艙中對網路的要求較高，導致車間內大多運用以太網。而無線網運用期間的信息安全問題、體制與技術問題等均需盡快制定出相應解決措施。

2.3 及時收集現場作業數據并進行數字化信息反饋

現今，數字化進展比較快的公司其數字化管理信息均是利用ERP—MES的方式傳達至制造現場的，而網絡計算機則是管理者和作業人員展開交流的主要平臺，一旦現場實施作業信息反饋的數字化手法不足，缺乏直接數字化的手法，數字化信息鏈便會產生斷層。解決方法一是對記錄的數目與范疇進行規定，盡可能收集比較少的數據；二是科學運用數字化測量工具與無接觸測量，通過模擬的檢測儀表等利用人工輸入的方式傳遞至數字世界中，這邊加大了數字化的投入與工作量，亦為當前制造執行體系尚未廣泛推行的主要阻力。

3 結語

當前，航空制造正逐步走向數字化，數字制造也把制造與創造有機結合在一起，成為了未來制造的根本，打造出了全新的工業制造革命。但是我國在數字化制造技術上的研究起步太晚，還需再加大研究力度，加快運用，逐步和全球航空工業數字化制造發展腳步達成一致，快速實現我國航空公司從傳統的生產模式轉換為數字化生產模式，這是國內航空工業將要面臨的主要任務與挑戰，當然這也是步入先進制造國的極大機會。

參考文獻

[1]陳紹文.從管理視角看數字化制造[J].CAD/CAM與制造業信息化，2010，（04）：25-30.

[2]趙益維，陳菊紅，姚樹俊.知識管理視角下的服務型制造創新機制研究[J].中國科技論壇，2010，（10）：34-39.