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安世亞太工（gōng）業再設計戰略解（jiě）讀：破局“中國製造2025”

2015-9-17 來源：中國船（chuán）舶在（zài）線作者：安世亞太

我國作為（wéi）製造業第一（yī）大國，但大而不強。中國工業（yè）麵臨著創（chuàng）新能力不強、產品質量問題突出、核心技術薄弱、資源浪費嚴重等困局。導致以上問（wèn）題的主要原因：一是對“拿（ná）來主義”和原始資源（yuán）型發（fā）展模式的過分依賴，造成了從跟蹤研仿向自主創新轉換的正確引導和正向激（jī）勵缺失；二是長期跟蹤研仿和逆向設計形成了基因性後遺症，整個工業體係缺乏產（chǎn）品（pǐn）正向設計理論和實踐；三是對技術研發與產品研發之（zhī）間的協（xié）同互動關係（xì）認識模糊，造成基礎科研（yán）和技術儲備不足，缺乏原始創新；四是把複雜問題簡單化，認為我們的（de）落後（hòu）可以通（tōng）過直（zhí）接借用（yòng）西方先進技術彌補甚（shèn）至跨越，忽視複雜產品研製和製造業發展的係統（tǒng）性。

《中國製（zhì）造2025》對中國製造業轉（zhuǎn）型升（shēng）級（jí）和發展進行了頂（dǐng）層設計，並已啟動和將啟動一係列（liè）專項行動，從多個層麵破解中國製造業麵臨的困境，實（shí）現中國工業（yè）和中國（guó）經濟的轉型和創新。要解決中國製造（zào）業麵臨的問（wèn）題並實現超越，必須回到問題的源頭，即從產品設計著手，建立（lì）創（chuàng）新性正向研製的再設計體係。所（suǒ）謂再設計，指的是讓設計回歸需求本源，重新（xīn）審視原有（yǒu）設計，以最自然的方式來探索設（shè）計的本質，效法自然。再設計包括對已知（zhī）產品改良和從無到有的創造。之所以能做到再設計往往是由於突破性新技術和新工藝的出現和成熟。

安（ān）世亞太與（yǔ）蘇氏集團聯盟打造工業（yè）再設（shè）計體係

安世（shì）亞太公司和蘇氏集團正式結為戰略聯盟，目（mù）的即是利用各自的優勢打造集成“精益研發技術+精密鑄造工藝”的（de）工業（yè）再設計體係。這是在最恰當的時間點的（de）合作，為工業再設計的推進和實現在技術、資源等方麵準備了充分的條件。

安世亞太長期致力於精益研發體係（PERA）的研究，特別是工（gōng）程仿真和正向（xiàng）設計方麵積累了豐富的經驗和能力。蘇（sū）氏集團長期（qī）致力於精密鑄造技術體係（xì）（SIIC）的研究並（bìng）取得了突（tū）破性成果，實現了（le）“無論產品結構怎樣複雜皆可製造”的鑄（zhù）造工藝創新。

精密鑄造技術體係（SIIC）針對傳統精密（mì）鑄造工藝的全過程進行了100多項微（wēi）創新，取得（dé）三項創新性技術：一是尺寸精準，全程不變形的蠟件製備技術；二是強度、剛（gāng）性、透氣（qì）性、退讓（ràng）性相統一（yī）的模殼製備技術；三是長程有序（xù）的金屬澆（jiāo）鑄與凝固控製技術。這些新技術杜絕了傳統工藝（yì）的所有缺陷，在（zài）尺寸精度和內部質量（liàng）方麵均超越國內外（wài）標準。傳統車、銑、刨、磨、鍛等冷加工手段和常規成型手段無法加工、難以加工以及（jí）依照價值工程不值得（dé）加工的複雜、緊湊（còu）的精密（mì）零部件，即使對於傳統工藝很難完成的大型薄壁構件（jiàn），采用該技術（shù）製造也可實現零障礙，而且結構具（jù）有高精度的近淨形、近淨重和近全吻合（hé）受力狀態的特點，基本實現免後續加工。

SIIC技術體係（xì）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，使得在產品研發設計過程中，工程師隻（zhī）需關注（zhù）產品（pǐn）功能的最佳實現（xiàn）而無需顧忌後續（xù）的製造工藝約束，極（jí）大的（de）拓展了設計人（rén）員的自由設計空間，能最大限度（dù）地發揮（huī）創新性設計的潛能，做到“效法自然”。而工業品再設計過程產生的均是非標準化甚至反傳統的產品，沒有（yǒu）設計標準及知識經（jīng）驗可參考（kǎo），唯一能（néng）依賴的設計手段就是工程仿真和實（shí）物試驗。因此（cǐ），仿真（zhēn）能力是確定產（chǎn）品功能、性能、安全與可靠性的最重要能力。對工程仿真技術的掌（zhǎng）握，以及大量工業實踐應用的經驗，正是安世亞太公司的（de）競（jìng）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、與蘇氏精密鑄造工藝結合，啟動工程仿真驅動的工業再設計過程，讓設計突破工藝局限（xiàn），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（zhòu）

利用（yòng）精密鑄造和（hé）精益研（yán）發的優勢，可以按照（zhào）以（yǐ）下步驟推進（jìn）工業再設計：

一是，提高產品的模塊化和一體化程（chéng）度。重新設計產品結構的分離麵，如無特定必要，產品部件可以（yǐ）設計為一體化結構，無需由大量零件構成。僅此一項改變，對當前產品的性能、可靠性、重量、體積、載重（chóng）、材料、動力（lì）、成本、能耗、環保等方麵都會帶來（lái）改觀。直接可（kě）見（jiàn）的益處有：性能明顯提升、全結（jié）構具有均衡的可靠性、材料可以替換至最低標準、重（chóng）量下降、載重量提升、保障（zhàng）功能性能（néng）的前提下動力要求降到最低、成本下降、能耗環保指標提升。這將（jiāng）對中國工業體係產生第一（yī）層（céng）明顯的提升作用。

二是，傳統工業產品的大膽優化。由於無需擔心不能製造，可以對當前的產品在結（jié）構形貌方麵做大膽優化（拓撲優化），產生與傳統結構差異巨大（dà）的產品。這（zhè）種優化通過材料的重新布局和選擇，形成全新的結（jié）構，使產品具有等強度、等剛性、剛柔並濟（jì）、隨力應變等（děng）特性，進一步對當前產品的各項指（zhǐ）標產生跨量級的正麵影響。通過優化手段對工業品再設計之後（hòu）具有明顯的優（yōu）勢，有可能（néng）顛覆大量工業行業。從已經完成再設計的（de）大（dà）量產品來看，在維持原裝備性（xìng）能（néng）、不改變裝備製（zhì）造材料的（de）前提下，通過再設計，普遍可以實現裝備質量15%~60%的減重。如：航天某院一武器係統，僅因為通過再設計將殼體重量（liàng）相對仿製對象降低了超過50%之後，在動力係統明顯落後的情況下，實現了該武器係統在航程（chéng）、航速、精確性方麵對仿製對象的全麵超越。

三是，基（jī）於正（zhèng）向設計的顛覆式創新。由於新（xīn）工藝具有（yǒu）“無論多複雜都能製造”的特性（xìng），我們甚至無需（xū）考慮當前產品結構的特征，直接從需（xū）求出發，通過正向（xiàng）設計產生框架性和顛覆性的創新設計。安世亞太精益研發體係正是基於係統工程理論，從涉眾（zhòng）需求出發，經過需求分解、功能分析、係統設計、物理（lǐ）設計、工藝設計、虛擬製造、虛擬試（shì）驗等設計過程，形成完整的正向設計（jì）體係，並據此體係開發了大型工（gōng）業軟件，形成（chéng）數字（zì）化（huà）研發平台。精益研發體係PERA在重大裝備行業落地生根，在（zài）引進消化吸收再創（chuàng）新的（de）進程中產生了積極影響（xiǎng），尤其在航空、航天（tiān）、機車車輛行業（yè）效益明顯。突破性工藝帶來的新（xīn）機遇，結合創新性正向研製體係，使得中國工業有機會（huì）在某些重點工（gōng）業產品領域在世界範圍（wéi）內（nèi）實現彎道超車。

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（yào）任務是打造完善的工業（yè）再設計生態圈。工業再設計生（shēng）態圈包含了正向設（shè）計研（yán）製、工藝定型、批量生產、專業生產、整機總（zǒng）成、市場/用戶需（xū）求的研究的整個循環。

其中，正向設計研製的能（néng）力，是工業再設計生態圈的創新之源。安世亞太（tài）完整的精益研發理論係統及平（píng）台（tái）係統、完整的多學科（kē）仿真計算（suàn）和優化設計軟件體係、以及（jí）龐大的（de）工（gōng）程師隊伍和谘詢專家隊伍，能夠快速的結（jié）合各個產業的需求，建設針對機（jī）械（xiè）製造各個細分（fèn）行業的專業設計中心。

工藝定型（xíng）的能力方麵，蘇氏精密製造技術體（tǐ）係可以為正（zhèng）向設計提供完備的工藝保障，工程師們遵從自然法則設計的產品，蘇氏技術完全能夠（gòu）保障其工藝實現。

批量生產的能力，設計的（de）工業（yè）零件產品經過試製和驗證後（hòu）工藝定型，就能夠進入批量化生產和供應。

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

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

市場/用戶需求的研究能力，正（zhèng）向設計的宗旨是：從研究用戶需求出發，到滿足用戶需求結束。

打造中國真正自有的、從產品研發到製造完成的（de）全生命周期的、具有獨立自（zì）主工業知識產（chǎn）權和研發生產（chǎn）能（néng）力的完整生態圈，這是我們的使命和（hé）工作目標。

踐行《中國製造2025》

《中國製造2025》是引導中國製造（zào）業未來發展的綱領性（xìng）文（wén）件。中國工業再設計體係的建立，將從以下幾方麵深刻踐行《中國製（zhì）造2025》：

工業再設計體係將針對《中國製造2025》提出的重點發展的重大行（háng）業，創建實體（tǐ）企業直接進（jìn）行特定工業產品的創新性研製和生產。利用工（gōng）業再設計體係，將對如下7個領域產生深刻變革：高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程（chéng）裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節（jiē）能與新能源（yuán）汽車、電力裝備、農業機械（xiè）裝備。

《中國製造2025》提出中國製造業將（jiāng）發生諸多轉變，再設計體係將（jiāng）幫助（zhù）實現其中的三項重要轉變：一是工（gōng）業再設計是（shì）一個完整的創新驅動研製過程，能夠實現要素驅動向（xiàng）創新驅動（dòng）的轉變。二（èr）是（shì）工業再設計實現由低（dī）成本競爭優勢向質量效益競爭優勢的轉變，實現由資源消耗大、汙染排放物多的粗放製造向綠色製造的（de）轉變。三是（shì）工業再設計為眾多合作夥（huǒ）伴提供正向研製體係（xì）需要的技術、服務和標準設計，實現（xiàn）由生產型製造向服（fú）務型（xíng）製造的轉變。

結束語：

經過不斷探索和努力（lì），安世亞太與蘇氏集團在工業再設計實踐方麵已（yǐ）經邁出了堅實的步伐。目前（qián）已建成安陽強基（jī）精密製（zhì）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製（zhì）中心，並且在（zài）全麵展開（kāi）與（yǔ）地方政府、企業和機構的合作。相信工業再設計體（tǐ）係（xì）的探索（suǒ）和實踐具有示範意義，能為中國（guó）工業轉型升級帶來積極的影響。

來源：安世亞太

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