綠色環保是工業品未來發展方向

“傻大黑粗(cu)”、“低效能”是(shi)傳統工業(ye)品給人們(men)留下的印象，也是(shi)一直被詬(gou)病的問題所在。

在過去(qu)，節(jie)能技術(shu)似乎是一種可(ke)有可(ke)無(wu)的“附屬(shu)品”，但在今天，環保(bao)的重要性(xing)已不可(ke)忽視，并(bing)且(qie)成(cheng)(cheng)為工業品性(xing)能、品質改善(shan)過程中(zhong)必須關(guan)注的重要領(ling)域。隨著(zhu)工業企業對“中(zhong)國制(zhi)造2025”的深(shen)入踐行，生態設計、綠色制(zhi)造成(cheng)(cheng)為大勢(shi)所(suo)趨。

安世亞太科技股份有限(xian)公司(si)（以下簡稱安世亞太）迎合制造(zao)(zao)升級(ji)(ji)的需(xu)要提(ti)出工(gong)(gong)業(ye)(ye)再(zai)設(she)(she)計(ji)戰略，就是利用(yong)工(gong)(gong)程(cheng)仿真手段和(he)(he)精密(mi)鑄(zhu)造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝(yi)創新對(dui)現有傳統工(gong)(gong)業(ye)(ye)品(pin)的設(she)(she)計(ji)過程(cheng)和(he)(he)工(gong)(gong)藝(yi)過程(cheng)進行優化(hua)(hua)、完善與升級(ji)(ji)。從(cong)設(she)(she)計(ji)源(yuan)頭開(kai)始(shi)基于先進精密(mi)鑄(zhu)造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝(yi)、仿真及優化(hua)(hua)手段，進行工(gong)(gong)業(ye)(ye)品(pin)再(zai)設(she)(she)計(ji)，在提(ti)高工(gong)(gong)業(ye)(ye)品(pin)性能、升級(ji)(ji)產品(pin)品(pin)質(zhi)的同時(shi)，使(shi)其走向(xiang)集(ji)成化(hua)(hua)、輕量化(hua)(hua)、智(zhi)能化(hua)(hua)，推動和(he)(he)建立我國生態(tai)設(she)(she)計(ji)和(he)(he)綠(lv)色制造(zao)(zao)的工(gong)(gong)業(ye)(ye)模(mo)式。

綠(lv)色(se)制造基因

打(da)造工(gong)(gong)業(ye)再設(she)計(ji)體系的首要任務是打(da)造完善的工(gong)(gong)業(ye)再設(she)計(ji)生(sheng)態圈(quan)。工(gong)(gong)業(ye)再設(she)計(ji)生(sheng)態圈(quan)包(bao)含了(le)正向設(she)計(ji)研制、工(gong)(gong)藝(yi)定型、批量(liang)生(sheng)產(chan)、專(zhuan)業(ye)生(sheng)產(chan)、整機總成、市場/用戶需求(qiu)的研究的整個循環。

與傳統制(zhi)造(zao)業的去料(liao)(liao)加工技(ji)術(shu)相比，以3D打印(yin)(yin)為代表的快(kuai)速成型技(ji)術(shu)被看作是引發新一(yi)輪制(zhi)造(zao)革命的關鍵(jian)要素。精(jing)密(mi)鑄造(zao)技(ji)術(shu)可以稱為是“金屬(shu)材料(liao)(liao)的3D打印(yin)(yin)”，并且具(ju)有弱化材料(liao)(liao)選擇性、規模化生產的優(you)勢(shi)。

日前，安(an)世亞太和蘇氏(shi)精(jing)(jing)密制(zhi)造(zao)技術（北京）股(gu)份有(you)限公(gong)司正式結為(wei)戰略(lve)聯盟，目(mu)的(de)(de)即是利用各自的(de)(de)優勢(shi)打造(zao)集成(cheng)“精(jing)(jing)益研發技術+精(jing)(jing)密鑄造(zao)工(gong)藝”的(de)(de)工(gong)業(ye)(ye)再(zai)設(she)(she)計體系。這是在最恰(qia)當的(de)(de)時間點的(de)(de)合作(zuo)，為(wei)工(gong)業(ye)(ye)再(zai)設(she)(she)計的(de)(de)推進(jin)和實(shi)現在技術、資源(yuan)等方(fang)面準(zhun)備了充分的(de)(de)條件。

安(an)世亞太(tai)長期致(zhi)力(li)于精益研(yan)發體系（PERA）的研(yan)究，特別是工程仿真和正向設計方面積累了豐富的經驗和能力(li)。蘇氏集(ji)團長期致(zhi)力(li)于精密鑄(zhu)造技術(shu)體系（SIIC）的研(yan)究并取得了突破性成果(guo)，實現了“無論產品(pin)結構怎(zen)樣復雜皆可制造”的鑄(zhu)造工藝(yi)創新。

相較于傳統的制造(zao)(zao)工(gong)藝(yi)(yi)，蘇(su)氏精密(mi)鑄造(zao)(zao)工(gong)藝(yi)(yi)實現(xian)了重要的技(ji)術(shu)創(chuang)新。以高精度的近凈(jing)形(xing)、近凈(jing)重和近全吻合(he)受(shou)力狀態的能力制造(zao)(zao)傳統工(gong)藝(yi)(yi)無法、難(nan)以或(huo)不(bu)值得(de)加(jia)工(gong)的精密(mi)零部件，并免后續加(jia)工(gong)，實現(xian)“無論產品結(jie)構(gou)怎樣復雜(za)皆可制造(zao)(zao)”。

“蘇氏集成精密成型(xing)技術體系”是在傳統失蠟(la)熔模精密鑄造工(gong)藝(yi)(yi)基礎上(shang)對所有工(gong)藝(yi)(yi)流程經過100多項微創新(xin)而發展起(qi)來，實現(xian)了精密鑄造領(ling)域(yu)的(de)(de)“系統集成創新(xin)”，基本上(shang)杜絕了傳統鑄造工(gong)藝(yi)(yi)容易產生的(de)(de)所有質量(liang)問題，尺寸精度和內部(bu)質量(liang)方面(mian)均全面(mian)超越國內外標準。此突破性(xing)新(xin)工(gong)藝(yi)(yi)對綠色制造具有直接推動作用。

通過集成(cheng)精密成(cheng)型技術(shu)體(ti)系的(de)(de)應用(yong)，可以在(zai)確(que)保產(chan)(chan)(chan)品(pin)功能、性(xing)能指標的(de)(de)前提下，弱化產(chan)(chan)(chan)品(pin)對材料性(xing)能的(de)(de)苛求，拓(tuo)寬材料的(de)(de)選擇范圍，在(zai)產(chan)(chan)(chan)品(pin)用(yong)組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)設計過程(cheng)中去(qu)除(chu)“多(duo)余質量”，實現產(chan)(chan)(chan)品(pin)及組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)減重；可獲得精確(que)的(de)(de)近凈形尺寸精度與形位公差原(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)，減少或去(qu)除(chu)產(chan)(chan)(chan)品(pin)后續的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)或處理流程(cheng)，大幅度簡化復雜(za)精密零件(jian)(jian)(jian)(jian)產(chan)(chan)(chan)品(pin)及組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)制(zhi)(zhi)造工(gong)藝流程(cheng)；此外，可以使原(yuan)來(lai)含多(duo)個(ge)零件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)或產(chan)(chan)(chan)品(pin)能夠(gou)一次性(xing)加(jia)(jia)工(gong)制(zhi)(zhi)造，實現簡約(yue)的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)品(pin)或組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)集成(cheng)制(zhi)(zhi)造，綜(zong)合(he)(he)成(cheng)本更低(di)，綜(zong)合(he)(he)性(xing)能更高。

目前，我國鑄造工(gong)(gong)藝(yi)水(shui)平低、資源消(xiao)耗大、環境污染(ran)嚴重，平均能耗為(wei)(wei)工(gong)(gong)業(ye)發(fa)達國家的1.6倍(bei)(bei)，平均排污是工(gong)(gong)業(ye)發(fa)達國家3～6倍(bei)(bei)。通過產品輕量化、簡(jian)化加工(gong)(gong)制造流(liu)程、提高產品集(ji)成度(du)，可以從總體上減少(shao)資源消(xiao)耗，實(shi)現節能減排，并為(wei)(wei)產生生態設計提供基礎支撐。

生(sheng)態理念(nian)植(zhi)入

研究表明，工(gong)業產品(pin)80%的(de)資(zi)源消耗和環(huan)境影響(xiang)取決(jue)于產品(pin)設(she)計階段(duan)，這使得生(sheng)態(tai)設(she)計、綠(lv)色設(she)計受到了(le)越(yue)多(duo)越(yue)多(duo)的(de)青睞(lai)。所謂生(sheng)態(tai)設(she)計就是在設(she)計階段(duan)，充分考(kao)慮現有(you)技術條件、原材料(liao)保障等因素(su)，力求產品(pin)在全生(sheng)命周期(qi)中優(you)化解決(jue)各個環(huan)節資(zi)源環(huan)境問題。

由于打破了傳統鑄造工藝的束縛，產品設計就無需采用原來的設計思路和方法，從而產生了工業品的重新設計和改造，即工業再設計。工業再設計將生態理念深入到工業品研發中，形成對綠色制造的強有力支持。
 
如實施工業再設(she)計，設(she)計師可以(yi)重(zhong)新設(she)計產(chan)品(pin)結構的分(fen)離(li)面，如無(wu)特定(ding)必要(yao)，產(chan)品(pin)部件可以(yi)設(she)計為(wei)一體化結構，無(wu)需(xu)由大量(liang)零件構成(cheng)。僅此一項改變，對當前產(chan)品(pin)各方面都會帶來直接的改觀：性(xing)能(neng)明顯提升(sheng)、全結構具有均衡(heng)的可靠性(xing)、材料可以(yi)替換至最低(di)標準、重(zhong)量(liang)下(xia)降、載重(zhong)量(liang)提升(sheng)、保障(zhang)功能(neng)性(xing)能(neng)的前提下(xia)動力要(yao)求降到最低(di)、成(cheng)本(ben)下(xia)降、能(neng)耗環(huan)保指標提升(sheng)。

同時，利用工程仿真和優化技術，可以盡早進行產品設計、工藝設計和虛擬試驗與制造的迭代，獲得最合理的結構、最好的加工方式、高成功率的試驗以及最合理的制造裝配模式。結構和工藝集成優化設計技術將工程仿真體系和精密鑄造工藝技術體系集成在一起，實現結構力學與材料力學的最優化組合，用最少的材料與最有效的空間實現結構共享，受力共擔，使“剛柔并濟”、等剛性體、等強度體的結構處于最符合價值工程的效果。
 
由(you)于無需擔心不(bu)能(neng)制造，可以對當(dang)前的(de)產(chan)(chan)品在結構形貌方面做大膽(dan)優化(hua)，產(chan)(chan)生與傳統(tong)結構差異巨大的(de)產(chan)(chan)品。這(zhe)種優化(hua)通(tong)過(guo)材(cai)料的(de)重新布局和選擇(ze)，形成(cheng)(cheng)全(quan)新的(de)結構，使產(chan)(chan)品具有等(deng)強(qiang)度、等(deng)剛性(xing)(xing)、剛柔(rou)并(bing)濟、隨力應變等(deng)特(te)性(xing)(xing)，并(bing)對當(dang)前產(chan)(chan)品性(xing)(xing)能(neng)、重量(liang)、材(cai)料、成(cheng)(cheng)本、能(neng)耗等(deng)各(ge)項指標產(chan)(chan)生跨量(liang)級的(de)正面影(ying)響(xiang)。

并且，通過優化手段對工業品再設計后，在產品組件設計過程中去除“多余材料”從而去除“多余質量”，可以實現產品及組件的減重，進一步降低自走式結構在整個運行壽命中的能耗。從已經完成再設計的大量產品來看，在維持原裝備性能、不改變裝備制造材料的前提下，通過再設計，普遍可以實現裝備質量15%~60%的減重。 
工業再設計(ji)(ji)是(shi)綠色設計(ji)(ji)和綠色制造一體化的(de)有益探索，這種精(jing)益設計(ji)(ji)往往能讓我們事(shi)半功倍。航天某院(yuan)一武(wu)器系(xi)統(tong)(tong)，僅因為(wei)通過(guo)再設計(ji)(ji)將殼體重量相對(dui)(dui)仿(fang)制對(dui)(dui)象降低了超過(guo)50%之后，在(zai)(zai)動(dong)力系(xi)統(tong)(tong)明顯落后的(de)情況下，實現了該武(wu)器系(xi)統(tong)(tong)在(zai)(zai)航程、航速(su)、精(jing)確性方面對(dui)(dui)仿(fang)制對(dui)(dui)象的(de)全面超越。

安(an)世亞(ya)太將(jiang)工(gong)(gong)程仿真技術、工(gong)(gong)業(ye)再設計方(fang)法與蘇氏精密鑄造工(gong)(gong)藝結合，將(jiang)徹底(di)打通產品設計與生產的(de)藩籬，并且在實踐方(fang)面已(yi)經邁出了堅實的(de)步伐(fa)。

據悉，安(an)世亞太與蘇氏合作打造(zao)的工(gong)業(ye)(ye)(ye)再設(she)計(ji)(ji)(ji)體(ti)系已(yi)建設(she)了以精(jing)密(mi)(mi)(mi)成型(xing)制(zhi)造(zao)為(wei)中心的精(jing)密(mi)(mi)(mi)制(zhi)造(zao)產(chan)業(ye)(ye)(ye)園(yuan)和精(jing)密(mi)(mi)(mi)制(zhi)造(zao)模(mo)范工(gong)廠(chang)(chang)。通(tong)過開(kai)展產(chan)學研戰(zhan)略合作，共同開(kai)發研制(zhi)生(sheng)產(chan)模(mo)范工(gong)廠(chang)(chang)的智(zhi)能(neng)自動化(hua)生(sheng)產(chan)線成套設(she)備(bei)和工(gong)裝，攻(gong)關鑄造(zao)領域的生(sheng)態設(she)計(ji)(ji)(ji)、綠色(se)工(gong)藝及裝備(bei)技術一(yi)體(ti)化(hua)集成，形成技術研發、成果轉讓、產(chan)品商業(ye)(ye)(ye)化(hua)于一(yi)體(ti)的產(chan)業(ye)(ye)(ye)鏈條。從而在軍工(gong)行業(ye)(ye)(ye)、通(tong)用航空航天行業(ye)(ye)(ye)、汽車行業(ye)(ye)(ye)、能(neng)源行業(ye)(ye)(ye)、通(tong)用基礎零部件設(she)計(ji)(ji)(ji)制(zhi)造(zao)等國家(jia)重大行業(ye)(ye)(ye)，提(ti)供(gong)一(yi)體(ti)化(hua)和輕量化(hua)再設(she)計(ji)(ji)(ji)及技術支持(chi)服務(wu)。

《中國制(zhi)(zhi)造2025》提(ti)出中國制(zhi)(zhi)造業將(jiang)發生諸多轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)，安世亞(ya)太負責人表示，再(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)體系(xi)將(jiang)幫助實(shi)現(xian)其中的(de)三(san)項重要轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)：一是(shi)工(gong)(gong)業再(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)是(shi)一個完整(zheng)的(de)創新驅動研(yan)制(zhi)(zhi)過程(cheng)，能夠實(shi)現(xian)要素驅動向創新驅動的(de)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)。二是(shi)工(gong)(gong)業再(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)實(shi)現(xian)由(you)(you)低成本競爭優勢向質量效益競爭優勢的(de)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)，實(shi)現(xian)由(you)(you)資源消耗大、污(wu)染排放(fang)物(wu)多的(de)粗放(fang)制(zhi)(zhi)造向綠色(se)制(zhi)(zhi)造的(de)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)。三(san)是(shi)工(gong)(gong)業再(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)為眾多合作(zuo)伙伴(ban)提(ti)供正向研(yan)制(zhi)(zhi)體系(xi)需要的(de)技術、服務(wu)和標準設(she)計(ji)(ji)，實(shi)現(xian)由(you)(you)生產(chan)型制(zhi)(zhi)造向服務(wu)型制(zhi)(zhi)造的(de)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)。