数字化制造技术的应用价值研究解析

　　对数字化制造技术应用价值的讨论，我认为是非常重要的。这不仅仅是对提高效率、减
低成本之类的常规评估，还必须看到数字化制造技术有两点革命性的突破：

　　其一是填平了人的思维与工程表达之间鸿沟。用二维平面工程视图来描述产品的方法大
约沿用了

200 多年。但是，人的思维是多维的，工程师们在创意新产品时，首先涌现的是多

维的实体形象而不是一个个的平面视图。为了向制造它的人传递产品的信息，必须将这个活
生生的实体变成为复杂的、但为工程界所共识的平面图形。这当中的浪费不仅仅是投影图的
绘制，还包括了从实体形象向抽象的视图表达方式的转换的思维，在转换过程中出现的表
达不清和错误。制造工程师在接到这种平面图形以后，又要用想象恢复它的立体形状，以编
制工艺过程。这又是一番思维、脑力和时间的浪费。并且对平面图形的理解程度往往是能否设
计出好的制造过程的关键，对图纸理解的错误又经常出现。工人拿到这种用平面图形描述的
作业指导书以后，同样必须将它理解为三维的实体，浪费和错误更容易发生。

2D 产品定义

的数据链存在着人力物力的巨大的浪费。制造业为这种平面图形的转换付出了巨大的代价 。
3D 产品定义和直接使用 3D 数据传递，消除了人的思维的变换和由此造成的一切不清晰和
失误，压低了几乎所有作业人员的学习曲线。数字化制造成为精益制造近期革命性的进展。

　　第二是数字化制造对支撑创新和创造有重要作用。数字制造又一个最大的优势是，在计
算机的虚拟世界中将产品和工艺设计中可能发生的错误和决策失误提前揭露和消灭。在实地
制造之前验证是否实现了客户的需求和设计的意图。比起在现实的物质世界中验证效果，会
大大地节省时间、资源和金钱。对加快创新产品的研制速度、推向市场的时间起着关键的作用。
例如，欧洲的机床工业，目前向定制化机床发展，按照客户的要求将若干功能组合到一起
实现某种特定零件的全部加工。过去类似机床的设计制造，一直到装配出来的试切才能验证
设计的成功，花费时间长，研制成本高。而利用数字制造，在虚拟环境先设计、运动模拟，
工艺仿真、在虚拟环境中装配出机床，虚拟运行来验证是否能够达到客户的需求，还演示给
客户看，既节省了资源和时间，又抓住了客户。这是数字化支持创新的典型案例之一。加速
客户化产品的研制的周期是数字化制造的主要领域。同样在航空航天等复杂产品制造中，将
模型置于虚拟环境中模拟，预先确认设计和工艺，将大大减少因反复带来的一切弊病，可
以降低创新产品的风险和加快创新产品投放市场的步伐。所以，数字化制造对于客户化定制
行业、敏捷制造会有更大的潜力。

　　数字化制造技术未来的发展前景

　　谈及关于数字化制造技术未来的发展前景，我认为需要给出一个比较具体的

“蓝图”来。

从数字制造的观点，描述未来前景用

“蓝图”的比喻已经过时，但是在这里提出一个数字化

制造的未来

“模型”就太严肃也确实不容易建立。这里我借鉴美国人现在做的事和他们正在执

行的一个计划来表达数字化制造的未来，可能有助于大家讨论。这里只谈两件事：

　　☆数字线

digitalthread