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安世亞太工業再設計戰略解讀：破（pò）局“中（zhōng）國製（zhì）造2025”

2015-9-17 來源：中國船舶在線作者：安世亞太

我國作為製造（zào）業第一大國，但大而不強（qiáng）。中國工業（yè）麵臨著創新能力不強、產品質量（liàng）問題突出、核心（xīn）技術薄弱、資源浪費嚴重等困局。導致以上問題（tí）的主要（yào）原因：一是對“拿來主義”和原始資源型發展模式的過分依賴，造成了從跟（gēn）蹤研仿向（xiàng）自主創新轉（zhuǎn）換的正確引（yǐn）導和正向激勵缺失（shī）；二是長期跟蹤研仿和逆向設計形成了基因性後（hòu）遺症，整個工業體係缺乏（fá）產品正向設計理論和實踐；三是對技術研發與產品研發（fā）之間的協同互動關係認識模糊，造成基礎科研和技術儲備不（bú）足，缺乏（fá）原始創新；四是把（bǎ）複雜問（wèn）題簡單化，認為我們的落後可以通過直接借用西方先進技術彌補（bǔ）甚至跨越，忽（hū）視複雜產品研製和製造業發展的係統性。

《中國製造2025》對中國製造業轉型升級和發展進行了頂層設計，並已啟動和將（jiāng）啟動一係列專項行動（dòng），從多個層麵破（pò）解中國製造業麵臨的困境（jìng），實現中（zhōng）國（guó）工業和中（zhōng）國經濟的轉型和（hé）創新。要解決中國（guó）製造業麵臨的問題並實現（xiàn）超越，必須回到問題的源頭，即從產（chǎn）品設計著（zhe）手，建立創新性正（zhèng）向研（yán）製（zhì）的再設（shè）計體係。所謂再設計，指的是讓設計（jì）回（huí）歸需求本源，重新審視原有設計，以最自（zì）然的方式來探索設計的（de）本質，效法自然。再設計包括對已知產品改良和從無到有的創造。之（zhī）所以能做到再設計往往是由於突破性新（xīn）技術（shù）和新工藝的出現和成熟（shú）。

安世亞太與（yǔ）蘇氏集團聯盟打造工業再設（shè）計體係

安世亞太公司和蘇（sū）氏集團正式結為戰略聯盟，目的（de）即是（shì）利用各自的優勢（shì）打造集成“精益（yì）研發技術+精密（mì）鑄造工藝”的（de）工業再設計體係。這是在最恰當的時間點的合作，為工業再設計的推進和實現在技術（shù）、資源等方麵準備（bèi）了充（chōng）分（fèn）的條件。

安世亞太長期致力於精益研發體係（PERA）的研究，特別是工程（chéng）仿真和正向設計方麵積累了豐富的經驗和能力。蘇氏集團長期致力於精密鑄造技術體係（SIIC）的研（yán）究並取得了突破性成果（guǒ），實現了“無論產品結構（gòu）怎樣（yàng）複雜皆可製造”的鑄造工藝創新。

精密鑄造（zào）技術體係（SIIC）針（zhēn）對傳統（tǒng）精密鑄造工藝的全過程（chéng）進行了100多項微創新，取得三項創新（xīn）性技術：一（yī）是尺寸精準，全程不變形（xíng）的蠟件製備技術；二是強度、剛性、透氣性、退讓性相統一的模殼製備技術；三是長程有序的金屬（shǔ）澆鑄與凝固控製技術。這些新（xīn）技（jì）術杜絕了傳統工藝的所有缺陷，在尺寸精度和內部質量（liàng）方麵均超越（yuè）國內（nèi）外標準。傳統車（chē）、銑、刨（páo）、磨（mó）、鍛等冷加工手段和常規成型手段無法加工、難以加（jiā）工以及依（yī）照價值工程不值得加工的複雜、緊湊的精密零部件，即使（shǐ）對於傳統工藝很難完成的大型（xíng）薄（báo）壁構件，采用該技術製造也可實現（xiàn）零障礙，而且結構具有高精度的近淨形（xíng）、近淨重和近全吻合受力狀態的特（tè）點（diǎn），基本實現免（miǎn）後續加工。

SIIC技術體係的上述特點徹底解放了因製造工藝的限製而對產品設計帶來的製約，使得（dé）在產品研發設（shè）計過程中，工程師隻需關注產（chǎn）品功能的最佳實現而無需顧忌後續的製造工藝約束，極大的拓展了設計人員的自由設計（jì）空間，能最大限度地發（fā）揮創新性設計的潛能，做到“效法自然”。而工業品再設計過（guò）程產生的均是非標準化甚至反傳統（tǒng）的產品，沒有設計標準及知識經驗可參考，唯一能依賴的設計手段就是工程仿真和（hé）實（shí）物試驗。因此，仿（fǎng）真能力是確定產品功能、性能、安全與可靠性的最重要（yào）能力。對工程仿（fǎng）真技術的掌（zhǎng）握，以及大量工業（yè）實踐應用的經驗，正是安世亞太公司的競爭力所在。

戰略聯盟的建立，將安世亞太精益研發、工程仿真技術、與（yǔ）蘇氏精密（mì）鑄造工藝結合，啟動工程仿真（zhēn）驅動的工業再設（shè）計過程，讓設計突破工藝局限，敢於跨量級優化，並產生顛覆式創新。

工業再設計的推進步驟

利用精密鑄造（zào）和精益研發的優勢，可以按照以下步驟推進工業再設計：

一是，提（tí）高產品的模塊化和一體化程度。重新設（shè）計產品結構的分離麵，如（rú）無特定必要，產品部（bù）件可以設計為一（yī）體化結構，無（wú）需由大量零件構成。僅此一項改變，對當（dāng）前產品的性能、可靠性、重量、體積、載重、材料、動（dòng）力、成本、能（néng）耗（hào）、環保等方麵都會帶來改觀。直接（jiē）可見的益處有：性（xìng）能明顯（xiǎn）提升、全結構具有均衡的可（kě）靠性、材料可以替換至最低標準、重量下降、載重量提升、保障功能性能的前提下動（dòng）力要求降到最低、成本下降、能耗環保（bǎo）指標提（tí）升。這將對中（zhōng）國工業體係產生第一（yī）層明顯的提升作用（yòng）。

二是，傳統工業產品的大膽優化（huà）。由於無需擔心不能（néng）製造，可以對（duì）當（dāng）前的產品在結構（gòu）形貌方麵做大膽優（yōu）化（拓撲優化），產生與傳（chuán）統結構差異（yì）巨大（dà）的產品。這種優化通過材料的重新布局和選擇，形成全新的結構，使產品具有等強度、等剛性、剛柔並濟、隨力應（yīng）變等特性，進一步對當前產品的各（gè）項指標產（chǎn）生跨量級的（de）正麵影響。通（tōng）過優化手段對工業（yè）品再設計之後具有明顯的優勢，有可能顛覆大量工業行業（yè）。從已經完成再設計的大量產品來看，在維持原裝備性能、不改變裝備製造材料的前提下，通過再設計，普遍可以實現裝備質量15%~60%的（de）減重。如：航天某院一武器係統，僅因為通過再（zài）設計將（jiāng）殼（ké）體重（chóng）量相對仿製對象降低了超過50%之後，在動力係統明顯落後的（de）情（qíng）況下，實現了該武器係統在航程、航速、精確性方麵對仿製對象的全麵（miàn）超越。

三是，基於（yú）正向設計的顛覆式創新。由於新工藝具有“無論多複雜都能製造”的（de）特性，我們甚至無（wú）需考慮當前產品結構的特征，直接從需求出發，通過正向設（shè）計（jì）產生框架性和顛覆性的創新設計。安世（shì）亞太（tài）精益研（yán）發體係正是基於係統工程理論，從涉眾需求（qiú）出發，經過需求分解（jiě）、功能分析、係統設計、物理設計、工藝設計、虛擬（nǐ）製造、虛擬試驗等設計過程，形成完整的正向設計體係，並據此體係開發了大型工業軟件（jiàn），形成（chéng）數字化研發平（píng）台。精益（yì）研發體係PERA在重大裝備行業落地生根，在引進消化吸收再創新的進程中產（chǎn）生了積極（jí）影響，尤（yóu）其在航空、航天、機車車輛行業效益明顯。突破性工藝帶來的（de）新機遇，結合創新性正向研製體係（xì），使得中國工（gōng）業（yè）有機會在（zài）某些重點工業產品領域在世界範圍內實現彎道（dào）超車。

構建再設計生態圈是第一要務

打造工業再設計體係的首要任務是（shì）打（dǎ）造完善（shàn）的工業再設（shè）計生（shēng）態圈。工業再設計生態圈包含了（le）正向（xiàng）設計研製、工藝定（dìng）型、批量（liàng）生產、專業（yè）生產、整機總成、市場/用戶需求的研究的整個循環。

其中，正向設計研製的能力，是工業再設計生態圈的創新之源。安世亞太完整的精益研發理論係統及平台係統、完整的多學科仿（fǎng）真計算和優化設計軟件體（tǐ）係、以及龐大的工（gōng）程師隊伍和谘詢專家隊伍，能夠快速的結合各個產業的需求，建設針對機械製造各個細分行業的專業設計中（zhōng）心。

工藝定型的能力方麵，蘇氏精密製造技（jì）術體（tǐ）係可以為正向設計提供完備的工藝保障，工（gōng）程師們遵從（cóng）自然法則設計的產（chǎn）品，蘇氏技術完全能夠保障其工藝（yì）實現。

批量生產的能力，設（shè）計的工業零件產品經過試（shì）製和驗證後工藝定（dìng）型，就能夠進入批量（liàng）化生（shēng）產和供應。

專（zhuān）業生產的能力，對於市場需求巨大和需（xū）要定向供應的零件產品，應該有自動化、網絡化和智能化的現代化專業工廠。

整機總成的能力，在（zài）零部件完成生產後就進入到整（zhěng）機組合階段（duàn）。

市場/用戶需求的（de）研究能力，正向設計的宗旨是：從（cóng）研究用戶需求出發，到（dào）滿足用戶需求結束。

打造中（zhōng）國真正自有的、從產品研發到製造完（wán）成的全生命（mìng）周期的、具有獨立自（zì）主工業知識產權和研發（fā）生產能力的完（wán）整生態圈，這是我們的使（shǐ）命和工作目標。

踐行《中國製造2025》

《中國製造2025》是引導中國製造業未來發展的綱領性文件。中國工（gōng）業再設計體係（xì）的建（jiàn）立，將從以下幾方麵深刻踐行《中國製造2025》：

工業再設計體係將針對（duì）《中國（guó）製造2025》提出的重點發展的重（chóng）大行業，創建實體企業直接進行特定工業產品的創新性研製和生（shēng）產。利用工業再（zài）設計體係，將對如下7個領域產（chǎn）生深（shēn）刻變革（gé）：高檔數控機床和機器人、航空航天裝備（bèi）、海洋工（gōng）程裝備及高技術船舶、先進軌（guǐ）道（dào）交通（tōng）裝備、節能與新（xīn）能源汽車、電力裝備、農（nóng）業機械裝備。

《中國製造2025》提出中國（guó）製造業將發生諸多轉變（biàn），再設計體係將幫助實現其中的三項重要（yào）轉變：一（yī）是工業再（zài）設計是一個完整的創新驅動研製過程，能夠實現要素驅動向創新驅動的轉變。二是工業再設計實（shí）現（xiàn）由低成本競爭優勢（shì）向質量效益競爭優（yōu）勢的轉變，實（shí）現由（yóu）資源消耗大、汙染排放物多的粗放製造向綠色製造的轉變。三是工業再設計為（wéi）眾（zhòng）多合作夥伴提供正（zhèng）向（xiàng）研製體係需要的技術、服務和標（biāo）準設計，實現由生產型製造向服務型（xíng）製造的轉（zhuǎn）變。

結束語：

經過不（bú）斷探（tàn）索和努力，安（ān）世亞太與蘇氏（shì）集團在工業再設（shè）計實（shí）踐方麵已經邁出了堅實（shí）的（de）步伐。目（mù）前已建成安陽強基精（jīng）密製造產業園、成立了精（jīng）益研發和精密製造技術的工業產品正向研（yán）製中（zhōng）心，並且在全麵展開與地方政府、企業和機構的合作。相信（xìn）工業（yè）再設計體係的探（tàn）索和實踐具有示範意義，能為中國工業轉型升級帶來積極（jí）的影響（xiǎng）。

來源：安世亞太

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