第3章 无人操作的机床到工业数字化

不用人直接操作的机床——数控机床。机床操作，本来要人工选定刀具，确定切削方向、移动距离、旋转速度等，工作强度大，加工精度低。而用数控机床加工零件，却免去如此繁杂的人工劳动，只要把加工的各种数据输入机床的数控系统，该系统就犹如“大脑”一样指令机床自动加工，自动生产出合格产品。数控机床拥有科学的检测装置，加工精度高。目前人们已研制了数控铣床、数控镗床、数控旋床、数控冲床等多种数控机床。

数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家或地区数控机床的产量和技术水平在一定程度上就代表这个国家或地区的制造水平和竞争能力，尤其是技术水平更能彰显竞争的实力。

数字化工厂的实现给工业化这个大齿轮加上了更多的润滑油。它不仅带来了技术上的改变，而且生产中的高度透明化、自动化还将带来众多管理和观念上的改变。

目前，大多数开始实施数字化工厂的企业都是对时间和快速变化要求很高的行业，如汽车、航空航天、电子，机械/模具设计、消费品等等。

全球化的市场，竞争的加剧，以及客户对物美价廉的车型更多的期待，面对这些变化，制造商不得不考虑一些极为重要的问题：产品设计师要不要继续不顾市场反应，敢于拿研发经费打水漂？工厂是否还能再承受长期停产的压力或者突然而来的订单变更？工厂还能再拿几百万经费只为开发一个样品吗？由此，“精益生产”成为每个制造商的口号。

数字化工厂能够根据市场需求，实现产品设计、制造工艺设计、产品仿真、虚拟试生产等多个环节的数字化，即无需投资制作样品，也可模拟未来产品，并预见生产这件产品时可能遇到的问题，这可以在最大限度上节约研发的时间和费用。

拿中国的汽车工业来作对比，奇瑞汽车公司有大约2万名员工，生产车型达12种，涵盖乘用车、SUV 和公交巴士。奇瑞因其在中国汽车市场的迅猛发展而闻名，同时也是数字化工厂的用户。2004年，奇瑞汽车销量为86000辆，排名行业第九。近两年来，公司销量增至305000辆，跻身于国内汽车厂商的第四位。

奇瑞公司负责产品生命周期管理的人员提到对数字化工厂的使用心得时总结到：“奇瑞汽车公司数字化工厂解决方案最终取得成功的标志，应当是产品的更高市场占有率和更高客户满意度，而这两点在实施数字化工厂之后都有所体现。”

其他很多行业领先企业已经开始采用了数字化工厂的解决方案：美国国家航空航天局（NASA）采用数字化工厂来仿真、分析卫星飞行过程中环境的变化；波音公司采用数字化工厂大幅度降低飞机成本、缩短设计与制造时间、减少产品缺陷；海尔集团采用数字化工厂可以实现500种洗衣机的“按单生产”；康佳集团通过数字化工厂，减少了90％的手工操作错误，透明的研发过程节约了30％的产品研发费用。

自工业革命以来，工业化的齿轮运转的越来越来快，数字化工厂的实现无疑给这个大齿轮加上了更多的润滑油。它不仅带来了技术上的改变，而且生产中的高度透明化、自动化还将带来众多管理和观念上的改变。我们非常期待着数字化工厂、数字化生活、数字化城市的未来。