溫士俊

（福建南方路面機(jī)械股份有限公司，福建 泉州 362000）

在全球信息化時(shí)代的不斷逐步深入發(fā)展的情況下，世界主要國(guó)家先后進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。在數(shù)字化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、科技、社會(huì)、生產(chǎn)、生活、國(guó)防、文化和教育等各個(gè)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍并取得顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的背景下。數(shù)字制造技術(shù)將計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合、創(chuàng)新、發(fā)展和應(yīng)用，為未來(lái)制造企業(yè)、制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的發(fā)展指明了方向。對(duì)制造型企業(yè)而言。通過(guò)匯總、匹配數(shù)字網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)需求，通過(guò)信息共享，動(dòng)態(tài)組合，使得相應(yīng)需求的產(chǎn)品被敏捷而迅速的制作出來(lái)，即把各班組、車(chē)間、設(shè)備、企業(yè)、經(jīng)銷(xiāo)商的人員和定案需求組建成為網(wǎng)上的一個(gè)個(gè)的結(jié)點(diǎn)，使信息開(kāi)放、透明，便于查詢(xún)和使用，將初始的設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售過(guò)程中將各項(xiàng)活動(dòng)或者物料賦予的相應(yīng)的數(shù)字信息，并將其作為廣泛的應(yīng)用，綜合服務(wù)于企業(yè)制造，這將成為日后主宰制造業(yè)最活躍的驅(qū)動(dòng)因素之一。

1 數(shù)字化制造技術(shù)介紹

在虛擬現(xiàn)實(shí)空間、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶(hù)的定制需求，迅速收集相關(guān)資源信息，對(duì)類(lèi)似產(chǎn)品參數(shù)信息、工藝過(guò)程信息和資源調(diào)度信息按照需求進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組的這項(xiàng)技術(shù)就是數(shù)字化制造技術(shù)。是一種從建立數(shù)字應(yīng)用空間，并在其中完成產(chǎn)品制造的全過(guò)程實(shí)際上就是在對(duì)傳統(tǒng)的制造過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化的描述我們稱(chēng)之為數(shù)字化制造技術(shù)。

1.1 數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展

人類(lèi)在20世紀(jì)50年代開(kāi)辟了制造裝備的新起點(diǎn)。借著民用計(jì)算機(jī)的普及和進(jìn)一步發(fā)展的東風(fēng)。歐美國(guó)家相已發(fā)出了工業(yè)機(jī)器人、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等一批重要的數(shù)字化裝備。數(shù)字化制造技術(shù)的本質(zhì)是用數(shù)字控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)行程控制、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)數(shù)字化

20世紀(jì)90年代初期。數(shù)字裝備的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)是對(duì)相關(guān)的海量信息處理數(shù)量和處理速度的均有了大幅度的提高.在數(shù)字仿形技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用激光、超聲波、核磁共振等數(shù)字測(cè)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)零件幾何形狀的數(shù)字化然后通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理、表面建模、實(shí)體建模、后置處理等過(guò)程生成響應(yīng)的數(shù)據(jù)文件(或數(shù)控代碼)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)字設(shè)備 (或數(shù)控機(jī)床)加工或者制造出出新零件。

20世紀(jì)90年代中期，數(shù)字化升級(jí)推動(dòng)了機(jī)械結(jié)構(gòu)并聯(lián)與數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了并聯(lián)機(jī)床.又稱(chēng)虛擬軸機(jī)床，將應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展到虛擬軸坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、六維力傳感器等精密的測(cè)量平臺(tái)設(shè)備，這些設(shè)備通過(guò)相關(guān)坐標(biāo)測(cè)量，并實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)各數(shù)字量的變化，按照設(shè)定的指令各進(jìn)行走刀，最終達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。類(lèi)似各種數(shù)字化設(shè)備的如雨后春筍般的出現(xiàn)，又進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)字化制造技術(shù)的進(jìn)步。

1.2 數(shù)字化制造技術(shù)的現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)后，由于信息化技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的融合出現(xiàn)一定的突破，造成數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用展現(xiàn)出未有的繁榮。發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)企業(yè)由于廣泛得使用CAD／CAM軟件，并結(jié)合想用的三維設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)100%數(shù)字化設(shè)計(jì)從而出現(xiàn)了無(wú)紙化生產(chǎn)。美國(guó)更是將基于建模和仿真的設(shè)計(jì)工具的研究方向在“2010年及其以后的美國(guó)國(guó)防制造業(yè)”計(jì)劃中，列為優(yōu)先發(fā)展的四種重點(diǎn)研究方向之一，并取得了很多成果。

德國(guó)政府通過(guò)發(fā)起工業(yè)4.0活動(dòng)，重塑了自己在工業(yè)領(lǐng)域的龍頭地位。這一規(guī)劃注意著重借助信息產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)將其原有的先進(jìn)工業(yè)模式進(jìn)行智能化和虛擬化，重視智能化水平和是應(yīng)用，并不斷的制定和推出新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為解決老齡化等問(wèn)題的進(jìn)行積極應(yīng)對(duì)。

2012年，美國(guó)啟動(dòng)了“先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃”又稱(chēng)為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，他提出了包括要發(fā)展先進(jìn)制造工藝及設(shè)計(jì)、更新先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)、更新數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等先進(jìn)的數(shù)字化制造技術(shù)來(lái)重塑工業(yè)產(chǎn)業(yè)格局，以期激活傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)。

在中國(guó)制造業(yè)在面臨要解決產(chǎn)品質(zhì)量提升、強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力、制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型等基本問(wèn)題的同時(shí)，開(kāi)展對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行不斷進(jìn)行探索和發(fā)展。這種類(lèi)似于“邊跑動(dòng)邊調(diào)整”推進(jìn)策略，為我們也最終達(dá)到工業(yè)4.0的理想水平提供了指導(dǎo)方向，但實(shí)際上都是挑戰(zhàn)性非常大的課題，于是我國(guó)推出了信息化和工業(yè)化兩化融合的這一戰(zhàn)略舉措。

2 中小制造型企業(yè)數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用情況

近些年來(lái)，我國(guó)一些已經(jīng)積累了一定實(shí)力的中小制造型企業(yè)，從自身的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代制造工業(yè)和世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)也開(kāi)始逐步推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的進(jìn)行數(shù)字化、信息化改造。隨著政府部門(mén)以及相關(guān)企業(yè)不斷提高對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的重視，我國(guó)的數(shù)字化制造技術(shù)取得了比較迅速的發(fā)展。這些發(fā)展主要在集中在快速成型、并聯(lián)機(jī)床、多功能機(jī)床、機(jī)器人化機(jī)床等整機(jī)方面。直線(xiàn)電機(jī)、高速電機(jī)主軸、軟件補(bǔ)償精度等單項(xiàng)技術(shù)方面的突破，為數(shù)字化制造技術(shù)的縱深發(fā)展提供有利條件。

（1）在數(shù)控技術(shù)、制造信息支持系統(tǒng)主體的數(shù)字技術(shù)已有了一定的優(yōu)異成績(jī)的條件下。我國(guó)大量的骨干企業(yè)都不同程度地采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，使得我國(guó)的設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助工藝開(kāi)發(fā)方面也取得了不錯(cuò)的成績(jī)，伴隨著這些軟件的深入二次開(kāi)發(fā)和利用，其逐步提升了相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，在功能導(dǎo)向設(shè)計(jì)中，工程師們可以在關(guān)心平面圖形、三維模型的建立之余，把實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品功能作為核心，通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)將各項(xiàng)核心功能充分表達(dá)，便于開(kāi)展測(cè)試測(cè)試、仿真和檢驗(yàn)這些產(chǎn)品的功能屬性。

（2）與此同時(shí)，伴隨著MES和ERP等相關(guān)軟件在國(guó)內(nèi)企業(yè)中應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，并取得一定的經(jīng)濟(jì)效益的情況下，生產(chǎn)性企業(yè)愿意將自己的基礎(chǔ)信息融入相應(yīng)系統(tǒng)，把更多數(shù)據(jù)匯入數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息資源。

（3）近幾十年，許多具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多種數(shù)控系統(tǒng)，被我國(guó)的工程師開(kāi)發(fā)出來(lái)，通過(guò)幾十年研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，自行開(kāi)發(fā)我們總結(jié)出了根據(jù)自身應(yīng)用，不斷總結(jié)改進(jìn)，并不斷完善相應(yīng)系統(tǒng)的迭代式發(fā)展模式。

（4）以福建南方路面機(jī)械股份有限公司為例，企業(yè)在2008年增加了數(shù)控車(chē)床，2009年追加投資先后投入等離子數(shù)控切割機(jī)，數(shù)控型材切割機(jī)，2010年更是不惜花巨資先后投入了兩套用于攪拌主機(jī)桶體的焊接機(jī)器人，專(zhuān)門(mén)用于焊接焊縫路徑較多，而且比較標(biāo)準(zhǔn)的攪拌主機(jī)桶體，由此可見(jiàn)中國(guó)的中小企業(yè)對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的重視程度，圖1為福建南方路面機(jī)械有限公司引入的用于焊接攪拌主機(jī)桶體的焊接機(jī)器人。

1.4.1 主觀指標(biāo) 在治療前后采用疼痛視覺(jué)模擬評(píng)分法（visual analogue scale,VAS）評(píng)分與腰椎功能障礙問(wèn)卷 （roland-morris disability questionnaire,RMDQ）對(duì)患者的癥狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖1

（5）根據(jù)自身的應(yīng)用情況，福建南方路面機(jī)械有限公司在近年將各工廠、將供應(yīng)商整理數(shù)據(jù)，將各個(gè)單位的數(shù)據(jù)全部匯總到一個(gè)智能制造系統(tǒng)（圖2計(jì)算機(jī)產(chǎn)權(quán)著作權(quán)登記證書(shū)），根據(jù)應(yīng)用權(quán)限，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的視圖，使得各單元可以集成在同一個(gè)平臺(tái)內(nèi)查閱圖紙，跟蹤貨期，明確分工，售后問(wèn)題處理，通過(guò)自身的對(duì)系統(tǒng)的不算完善，目前已經(jīng)功能齊全穩(wěn)定，邁出了通向數(shù)字化制造的第一步。

圖2

3 數(shù)字化制造技術(shù)在中小企業(yè)應(yīng)用情況分析

以福建南方路面機(jī)械股份有限公司為例做通過(guò)SWOT分析，確定對(duì)應(yīng)的生存戰(zhàn)略和發(fā)展戰(zhàn)略的一種決策分析的方法，最終是幫助企業(yè)找到行業(yè)中的機(jī)會(huì)與威脅同企業(yè)內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)和弱點(diǎn)的一種企業(yè)戰(zhàn)略。

3.1 優(yōu)勢(shì)(Strength)

（1）董事會(huì)支持。福建南方路面機(jī)械股份有限公司重視對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)人員技能的提高，因此公司在購(gòu)置數(shù)字化制造裝備，對(duì)于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化改造優(yōu)化董事會(huì)很支持。

（2）先進(jìn)的技術(shù)及裝備。數(shù)字化制造技術(shù)在先進(jìn)的軟件和設(shè)備的支持下，不斷蓬勃發(fā)展，目前企業(yè)擁有從CAD二維畫(huà)圖到Solidworks三維制圖轉(zhuǎn)變加上先后引入德國(guó)的SAP企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和法國(guó)達(dá)索公司的PLM系統(tǒng)，在加上近年來(lái)自主開(kāi)發(fā)的智能制造系統(tǒng)，逐步將營(yíng)銷(xiāo)、技術(shù)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)各系統(tǒng)逐步貫穿起來(lái)，逐步向著世界先進(jìn)數(shù)字化方向邁進(jìn)。

（3）無(wú)形的合作伙伴力量。福建南方路面機(jī)械股份有限公司有一個(gè)教育部設(shè)立的博士后工作站，和華僑大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)有多年的技術(shù)交流和科研合作經(jīng)驗(yàn)，最關(guān)鍵的是近年來(lái)不斷為了打造數(shù)字化和信息化，而進(jìn)行的自上而下進(jìn)行數(shù)據(jù)整理優(yōu)化、研發(fā)項(xiàng)目管理、客戶(hù)關(guān)懷系統(tǒng)而引入的第三方機(jī)構(gòu)。

（4）銷(xiāo)售收入和利潤(rùn)的增長(zhǎng)。數(shù)字化設(shè)計(jì)／制造裝備基本上都比較昂貴，尤其是現(xiàn)代數(shù)字終端技術(shù)互聯(lián)互通，需要不斷的去淘汰以往不能進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的，焊接設(shè)備，傳統(tǒng)機(jī)床等落后的設(shè)備，想要更大規(guī)模的提升數(shù)字化制造水平，必須要有穩(wěn)定的銷(xiāo)售收入和利潤(rùn)的增長(zhǎng)。

3.2 弱點(diǎn)(Weakness)

（1）市場(chǎng)地位。數(shù)字化制造技術(shù)市場(chǎng)現(xiàn)處于成長(zhǎng)初期階段，國(guó)內(nèi)設(shè)備穩(wěn)定性還有待提高，兼容性也需要的不斷的提升。

（3）企業(yè)在數(shù)字化制造技術(shù)服務(wù)和產(chǎn)品方面的標(biāo)準(zhǔn)尚未達(dá)成統(tǒng)一。由于相應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在大多數(shù)企業(yè)中尚未建立，企業(yè)的員工從CAD二維設(shè)計(jì)，三維軟件到數(shù)字化制造技術(shù)使用的格式均不同，公司也沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化，因此在運(yùn)作中還不斷有問(wèn)題產(chǎn)生。

（4）失敗風(fēng)險(xiǎn)。在部分?jǐn)?shù)字化制造裝備在論證不充分的情況下，匆忙上馬，后期又缺乏相應(yīng)的配套措施和手段，沒(méi)有從戰(zhàn)略的角度的整體評(píng)估處理各項(xiàng)問(wèn)題，很可能導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用效果不佳，這會(huì)不利于數(shù)字化技術(shù)制造技術(shù)在企業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期應(yīng)用，甚至出現(xiàn)倒退。

3.3 機(jī)會(huì)(Opportunity)

（1）市場(chǎng)情況。目前數(shù)字化制造技術(shù)裝備生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越多，由于充分競(jìng)爭(zhēng)，為企業(yè)降低購(gòu)置成本提供了機(jī)會(huì)。

（2）政策扶持。國(guó)內(nèi)部分地區(qū)的地方政府會(huì)根據(jù)企業(yè)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用情況，對(duì)企業(yè)給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼，同時(shí)在融資和稅收政策以及項(xiàng)目申報(bào)方面給予較大支持，擬將公司發(fā)展成為本區(qū)內(nèi)具有競(jìng)爭(zhēng)力的重工業(yè)制造企業(yè)。

（3）信息社會(huì)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，萬(wàn)物互聯(lián)所帶來(lái)的巨大機(jī)會(huì)，由此產(chǎn)生的形成了資源以及信息的互補(bǔ)和利用，促使需求的多樣化和服務(wù)方式的多樣化。

3.4 威脅(Threats)

（1）惡性競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的巨額投資，引發(fā)各地工程機(jī)械設(shè)備大規(guī)模上馬，重復(fù)投資，相互爭(zhēng)搶?zhuān)嬖趷盒愿?jìng)爭(zhēng)的可能，這對(duì)福建南方路面機(jī)械有限公司的銷(xiāo)售收入和利潤(rùn)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到企業(yè)對(duì)數(shù)字化制造裝備的投入。

（2）技術(shù)期望。福建南方路面機(jī)械股份有限公司有些員工甚至部分高管對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)裝備的期望過(guò)高，以為利用這一先進(jìn)的技術(shù)可以解決他們難以解決的任何制造方面的問(wèn)題。于是出現(xiàn)了少部分人，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或者進(jìn)度問(wèn)題，便不再樂(lè)意接受新的數(shù)字化技術(shù)裝備。

（3）人才流失。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，公司引進(jìn)的數(shù)字化制造技術(shù)裝備，是由部分一線(xiàn)技術(shù)骨干力量使用的，一旦，他們經(jīng)不住其他企業(yè)的高薪誘惑，便會(huì)直接影響到公司的數(shù)字化制造裝備的使用。

（4）不確定因素。當(dāng)前新冠疫情仍在持續(xù)，世界各地國(guó)外仍處于疫情高發(fā)區(qū)域，國(guó)內(nèi)各地零星散發(fā)，對(duì)企業(yè)的正常運(yùn)行順暢運(yùn)行存在很多不確定性因素。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化制造技術(shù)及其裝備在中小型制造企業(yè)中的重要地位以及應(yīng)用趨勢(shì)勿庸置疑，但要求科研單位對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)裝備的研發(fā)仍是制約數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。為了與國(guó)際先進(jìn)水平接軌，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)去中心化，大力研究與發(fā)展數(shù)字化制造技術(shù)和裝備是非常必要的。另外國(guó)內(nèi)的數(shù)字化制造技術(shù)裝備的研究也剛剛起步，仍然存在一些不足之處，相信，在日后的研究過(guò)程中，還將會(huì)遇到更多新的問(wèn)題，需要中小型制造企業(yè)與科研單位一起共同解決。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展及各種需求的出現(xiàn)，將區(qū)塊鏈技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)的集成應(yīng)用到數(shù)字化制造技術(shù)，將會(huì)是下一步各中小企業(yè)的應(yīng)用方向。