在從數(shù)字制造走向智能制造的過程中，工業(yè)軟件應(yīng)如何適應(yīng)和滿足這一新趨勢下的需求？5月30日下午，北京新世紀日航酒店，談起這一話題，著名機械設(shè)計與研究專家、中國工程院院士譚建榮如數(shù)家珍。

解析“數(shù)字制造”

　　《機電商報》：關(guān)于21世紀的前沿科技，有很多種說法，你認為有哪些最值得一提？

　　譚建榮：現(xiàn)在比較公認的，有三大前沿科技：一是大數(shù)據(jù)，二是移動網(wǎng)絡(luò)，三是智能化生產(chǎn)?，F(xiàn)在炒得比較熱的“三維打印”其實就是智能化生產(chǎn)的一種方式。這三大技術(shù)是引發(fā)新的技術(shù)變革(的關(guān)鍵因素），我們稱作——催生第三次工業(yè)革命。

　　《機電商報》：談到第三次工業(yè)革命，有人說“已經(jīng)來了”，也有人說“馬上就要來了”，還有人認為這是在兜售概念。你怎么看？

　　譚建榮：第三次工業(yè)革命已經(jīng)喊了40年，但還沒有來到。最早是在20世紀70年代，有個美國人（注：Alvin Toffler）寫過《第三次浪潮》，認為工業(yè)革命將要來到。最近一次熱炒和三維打印相關(guān)，有人認為，它和第三次工業(yè)革命聯(lián)系得很緊密。

　　工業(yè)軟件要適應(yīng)第三次工業(yè)革命的需要，適應(yīng)大數(shù)據(jù)、移動網(wǎng)絡(luò)和智能化生產(chǎn)的發(fā)展需求?，F(xiàn)在，對數(shù)字化工廠的描述中，有一條是——制造過程中傳遞和采集的信息是數(shù)字的，3D的，因而也必然是無紙化的。工業(yè)軟件最終要落實到數(shù)字化工廠的應(yīng)用中去。

　　《機電商報》：請介紹一下數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化制造的發(fā)展歷程？

　　譚建榮：從國際上來看，20世紀80年代主要是二維繪圖，后來科技部提出“甩圖板”，20世紀90年代就提出3D建模，然后是21世紀00年代的面向大批量定制的產(chǎn)品配置設(shè)計，而到了21世紀10年代，我們強調(diào)的是快速響應(yīng)客戶需求。

　　《機電商報》：數(shù)字化設(shè)計和制造在我國已經(jīng)有幾十年的歷史，發(fā)展到今天，企業(yè)對工業(yè)軟件有哪些新的要求？

　　譚建榮：這些新的要求概括起來有五個方面：首先是自主創(chuàng)新，以前的CAD軟件往往只支持詳細設(shè)計，但不支持創(chuàng)新設(shè)計；再者是高效設(shè)計，即快速響應(yīng)客戶需求；第三是高性能、高品質(zhì)的設(shè)計；第四是低碳環(huán)保；最后，我們還要不斷地研究新領(lǐng)域，學(xué)習(xí)新知識。

　　《機電商報》：在數(shù)字化制造方面，我國還有哪些不足？

　　譚建榮：今年（5月30日）上午，在鐵道大廈，我們評審一個幾十億的大項目，無錫油泵油嘴廠跟我說，“我們造汽車的設(shè)備不比國外差，都是進口的，而且是最先進的，但我們造出來的汽車就不如人家”。

　　幾年前，原冶金部的一位副部長跟我說，曹妃甸的這個鋼廠設(shè)備好、環(huán)保好……聽完他的介紹，我就提了一個問題，為什么最好的設(shè)備煉不出最好的鋼？我們的鋼鐵虧損得一塌糊涂，但高檔的鋼鐵還得依賴進口。

　　這些例子說明，我們的制造過程還有這些欠缺：一是定量描述，我國工業(yè)整體上還是比較“粗糙”；二是精確計算，不能靠類比；三是可視模擬，把制造過程先模擬一遍，仿真一遍，看控制得對不對，誤差掌握得怎么樣；四是實現(xiàn)對制造過程的智能控制。

關(guān)注新變化

　　《機電商報》：在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造方面，有哪些新變化、新趨勢值得關(guān)注？

　　譚建榮：一是，從基于幾何設(shè)計到基于物理設(shè)計。以前，3D圖形設(shè)計比較注重產(chǎn)品的形，而對產(chǎn)品的態(tài)關(guān)注較少，比如強度、剛度、抗變形能力、抗干擾能力等，用數(shù)字化的軟件分析這些方面還比較困難。我們現(xiàn)在推行的并行設(shè)計、智能設(shè)計，目的就是要提升產(chǎn)品內(nèi)在性能。

　　第二，從單學(xué)科設(shè)計到多學(xué)科耦合設(shè)計。以前，我們的產(chǎn)品設(shè)計往往是從單學(xué)科考慮，只關(guān)注機械性能，對電子學(xué)、電磁學(xué)、流體學(xué)、聲學(xué)等方面的要求都關(guān)注的比較少，現(xiàn)在的多學(xué)科耦合設(shè)計是一種綜合優(yōu)化的方法，包括考慮不確定因素的影響。比如，設(shè)計電腦時，既要考慮怎樣做的薄，又要考慮散熱性能好。

　　第三，從產(chǎn)品設(shè)計到全生命周期的設(shè)計。全生命周期的設(shè)計包括產(chǎn)品需求、規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)銷、運行、使用、維修保養(yǎng)、回收再處理的一系列內(nèi)容，其中，最大的難點在產(chǎn)品設(shè)計前端，即分析市場上需求什么樣的產(chǎn)品。

　　此外，還包括從加工中心到數(shù)控一代，從虛擬制造到3D打印，從柔性制造到柔性生產(chǎn)，從云計算到云制造，從數(shù)字制造到智能制造等。

　　《機電商報》：3D打印是最近行業(yè)內(nèi)談?wù)摰谋容^多的話題，它的技術(shù)原理和應(yīng)用前景如何？

　　譚建榮：用一種便于理解的方式來說，它其實是種成型技術(shù)。它有很多應(yīng)用前景，尤其是在牙齒單件模具等方面。

　　3D打印的過程和CT正好相反。比如，肝臟CT掃描，先把周長輪廓找出來，然后進行重現(xiàn)3D曲面的肝，再拿標準的肝比較一下，如果變大了，就可能有腫瘤。而3D打印是先將3D模型一片片分層，然后一層層燒結(jié)起來，或用紙疊加起來，截面處理是其中最主要的制造環(huán)節(jié)。

　　3D打印剛炒熱，現(xiàn)在又提出4D打印，在3D打印的基礎(chǔ)上再加一個變形，也就是，在打印好之后，還可以變形，這是麻省理工大學(xué)的一個建筑教授提出來的。

　　《機電商報》：最新提出的智能制造有哪些涵義？

　　譚建榮：智能制造的內(nèi)涵可以分為三個方面，形象地說，就是產(chǎn)品是智能的，做產(chǎn)品的過程是智能化的，做產(chǎn)品的工具是智能的。它有知識庫、動態(tài)傳感、自主決策這三點標志。

　　比如美國研制出的四足機器人，能背幾十公斤重的東西，走幾十里路，逢山過山，逢河過河，因為機器人能自主決策，這一步跨到哪里，不需要人工干預(yù)，這點很厲害。