12、智能制造的设计研发与生产制造

智能制造的设计研发与生产制造

1. 虚实结合与数字孪生

从狭义上讲，虚实结合与数字孪生是一个充分利用物理模型、传感器更新、运行历史数据，集成多学科的多尺度模拟过程。它在虚拟空间中完成映射，反映相应实体的生命周期。从广义上讲，以智能制造为目标的企业是虚实结合的。例如富士康CEO认为，富士康是一个由“技术、信息、资本”的虚拟流和“人员、流程、物流”的实际流组成的六流企业。

2. 商业模式

2.1 内部研发

企业围绕智能产品和个性化定制优化研发流程，具体业务模式如下：
- 定制需求工程 ：在产品设计前，研发人员进行序列化产品规划以满足定制需求，即个性化定制设计规划。营销人员基于平台为客户提供灵活配置的推荐方案，并利用手持终端和增强现实技术提供可视化产品交互体验。在产品开发过程中，客户可实时监控整个开发过程并按需做出相应更改。以汽车行业为例，供应商需提前准备好每辆车的材料，这需要数据自动化流动和各种工业软件来实现。
- 数字样机（DMU）和基于模型的定义（MBD） ：智能制造的核心是数字化，数字化的核心是建模。MBD是一个集成的3D数据模型，用于表达完整的产品定义信息，成为制造过程的唯一依据。它从根本上改变了产品设计，不再需要2D工程图纸，对下游流程产生重大影响，开启了3D数字时代。通过模型再现产品特性并进行实验研究称为仿真或计算机辅助工程（CAE）。例如，为飞机建立运算模型，记录和动态分析数据以探索其运动特性，减少物理风洞使用，提高设计效率。ISO 10303 - 242中的基于模型的3D系统工程为航空航天、汽车等行业的制造商和供应商提供了有价值的标准，有助于实现