8月17日，由數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)新聯(lián)盟、北京信息化和工業(yè)化融合服務(wù)聯(lián)盟共同主辦的2018數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造高峰論壇在京舉行。會(huì)上，清華大學(xué)教授、中國(guó)工程院院士柳百成做了題為《加快研發(fā)設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵支撐軟件》的主旨報(bào)告。

發(fā)展智能制造切忌一擁而上 

柳百成在報(bào)告中表示，制造業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)家的繁榮及安全至關(guān)重要。目前，世界各國(guó)都在大力發(fā)展制造業(yè)，美、德、英等國(guó)均將智能制造作為發(fā)展趨勢(shì)和主要研究領(lǐng)域。我國(guó)也相繼開展了制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略研究，并出臺(tái)了一系列扶持政策鼓勵(lì)智能制造的發(fā)展。  

他說(shuō)，德國(guó)首先公布了工業(yè)4.0發(fā)展戰(zhàn)略，工業(yè)4.0就是智能制造加互聯(lián)網(wǎng)。美國(guó)2011年6月宣布啟動(dòng)“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”（AMP），去年正式改名為Mfg.USA，目標(biāo)就是要求美國(guó)在制造業(yè)方面處在全世界的領(lǐng)導(dǎo)地位。截至目前，美國(guó)已經(jīng)建立了14個(gè)制造創(chuàng)新研究院，其中4個(gè)和智能制造有關(guān)，它們建立國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新研究院的目的是填補(bǔ)制造技術(shù)基礎(chǔ)研究和商業(yè)化生產(chǎn)之間的空缺。

中國(guó)是世界制造大國(guó)，這已是不爭(zhēng)的事實(shí)。1999年，我國(guó)制造業(yè)增加值在全世界范圍占到6%，排名第四；2013年，中國(guó)已經(jīng)遙遙領(lǐng)先，成為制造業(yè)的世界大國(guó)，制造業(yè)增加值在全球占24%，估計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到28%。

柳百成說(shuō)，中國(guó)制造業(yè)取得舉世矚目成就，但卻大而不強(qiáng)。他表示，中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)應(yīng)聚焦五大工程：創(chuàng)新體系工程、強(qiáng)基工程、智能制造工程、綠色制造及高端裝備。高端裝備又聚焦在十大領(lǐng)域，包括航空航天、大飛機(jī)等。五大工程中，我們國(guó)家應(yīng)根據(jù)世界的發(fā)展形勢(shì)，把智能制造作為主攻方向，需依賴“創(chuàng)新體系工程”“工業(yè)強(qiáng)基工程”等支持和協(xié)同。他強(qiáng)調(diào)，我國(guó)智能制造在發(fā)展過(guò)程中，要認(rèn)清基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)材料、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝是發(fā)展智能制造的基礎(chǔ)，要加大投入和加強(qiáng)“強(qiáng)基工程”研發(fā)，為智能制造提供技術(shù)支撐。另外，還需要建設(shè)機(jī)器人、傳感器、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造等一批支撐智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)的創(chuàng)新研究中心。

柳百成特別強(qiáng)調(diào)，發(fā)展智能制造要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，選擇有條件的企業(yè)作為示范點(diǎn)，要制定智能制造發(fā)展路線圖，切忌急躁情緒、一擁而上。

建模與仿真是智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)

柳百成認(rèn)為，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是智能制造過(guò)程關(guān)鍵共性技術(shù)，而建模與仿真是數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的科學(xué)基礎(chǔ)。我國(guó)在《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》中，將建模與仿真及相關(guān)支撐軟件作為重要關(guān)鍵共性技術(shù)。美國(guó)智能制造創(chuàng)新研究院也將建模與仿真作為關(guān)鍵共性技術(shù)。他指出，廣泛采用先進(jìn)建模與仿真技術(shù)，能更好、更快、更符合要求地制造創(chuàng)新產(chǎn)品。他舉例說(shuō)，美國(guó)波音777是采用數(shù)字化設(shè)計(jì)的典范：數(shù)字化設(shè)計(jì)能讓它縮短40%研發(fā)周期，減少50%的返工量。波音公司2005年研發(fā)B767時(shí)，要進(jìn)行77次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；而在研發(fā)B787時(shí)，只需進(jìn)行11次實(shí)驗(yàn)，大大縮短了研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本。波音787則實(shí)現(xiàn)了4D：數(shù)字化設(shè)計(jì)、研究開發(fā)、制造及全生命周期、創(chuàng)新虛擬飛機(jī)。

柳百成認(rèn)為，設(shè)計(jì)與制造的建模與仿真及相應(yīng)關(guān)鍵工業(yè)支撐軟件是智能制造的技術(shù)支撐。波音公司在研制787飛機(jī)時(shí)，用了8000種軟件，除了不到1000種外購(gòu)的商業(yè)軟件外，有7000多種是自己開發(fā)的。波音關(guān)于飛機(jī)的設(shè)計(jì)、技術(shù)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)等都凝結(jié)在這7000多種軟件，是工業(yè)核心支撐軟件的典范。此外，美國(guó)工業(yè)界十分重視ICME（Integrated Computational MaterialsEngineering，綜合計(jì)算材料工程）應(yīng)用，美國(guó)通用電氣公司采用ICME技術(shù)研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片制造技術(shù)。2014年，美國(guó)通用電氣公司采用高性能計(jì)算機(jī)（HPC），進(jìn)一步將數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)與增材制造技術(shù)（DMLM）集成，模擬和優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴設(shè)計(jì)，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，降低油耗，減少污染，壽命提高了5倍。

柳百成表示，我國(guó)在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006━2020年)》對(duì)重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題進(jìn)行規(guī)劃和布局，其中就包括了發(fā)展數(shù)字化和智能化設(shè)計(jì)制造。工業(yè)和信息化部也多次強(qiáng)調(diào)，要緊緊抓住這一機(jī)遇，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，推動(dòng)工業(yè)化與信息化深度融合。《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》提出，要加強(qiáng)建模與仿真及相關(guān)專業(yè)支撐軟件的研發(fā)與創(chuàng)新。

近年來(lái)，基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化設(shè)計(jì)-制造-服務(wù)平臺(tái)已在我國(guó)航空及汽車工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片鑄件多尺度建模、重型燃機(jī)高溫合金定向凝固葉片多尺度仿真均取得進(jìn)展。在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，大大縮短了研發(fā)周期，并降低研發(fā)費(fèi)用。最近徐工集團(tuán)也把數(shù)字化設(shè)計(jì)制造提高了一步，他們已經(jīng)把數(shù)字化加入了互聯(lián)網(wǎng)，建立了以仿真為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。結(jié)合汽車等領(lǐng)域發(fā)展輕量化材料成形制造及建模與仿真，降低10％重量，提高熱效率7％，降低污染10%。

柳百成指出，我國(guó)在設(shè)計(jì)與制造建模與仿真領(lǐng)域研究已經(jīng)具有較好科學(xué)基礎(chǔ)。下一步，要大力加強(qiáng)設(shè)計(jì)與制造建模與仿真的研發(fā)及相關(guān)的關(guān)鍵工業(yè)支撐軟件的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化。柳百成說(shuō)，目前，我國(guó)正在籌建國(guó)家制造業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造（以CAE專用軟件為基礎(chǔ)）創(chuàng)新中心，聚焦制造工藝和工業(yè)建模軟件。