柔性顯示技術(shù)論文
柔性顯示技術(shù)論文
柔性制造技術(shù)是當(dāng)前制造領(lǐng)域的主流技術(shù)，下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的柔性制造技術(shù)論文，希望你們喜歡。
柔性制造技術(shù)論文篇一
基于柔性制造技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計研究
摘要：柔性制造技術(shù)是當(dāng)前制造領(lǐng)域的主流技術(shù)，以其為基礎(chǔ)上產(chǎn)生的適合多品種、中小批量生產(chǎn)的新型生產(chǎn)模式能夠幫助企業(yè)及時調(diào)整生產(chǎn)、快速應(yīng)對市場變化，同時柔性制造技術(shù)也為產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展創(chuàng)造了良好條件并提出了新的要求。產(chǎn)品設(shè)計必須針對柔性制造技術(shù)的機理特性和發(fā)展趨勢等因素，通過不斷改進和創(chuàng)新，形成與之相適應(yīng)的設(shè)計理論、模式和手段等，從而更好地為社會、企業(yè)以及消費大眾服務(wù)。
關(guān)鍵詞：柔性制造技術(shù) 產(chǎn)品設(shè)計 創(chuàng)新 模式 流程
工業(yè)革命后形成的標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)方式在短期內(nèi)創(chuàng)造了巨大的社會財富，滿足了物質(zhì)相對匱乏時期社會大眾的基本生活需求。但這種大一統(tǒng)的生產(chǎn)方式在一定程度上限制了產(chǎn)品的多樣性，導(dǎo)致了消費需求多元化與產(chǎn)品品種相對單一之間的矛盾。尤其進入豐裕社會后這一矛盾日漸突出，20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的波普風(fēng)格、后現(xiàn)代主義等設(shè)計風(fēng)格就是大眾對單調(diào)、乏味的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計形式的直接對抗。與此同時，在制造領(lǐng)域中適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)的柔性制造技術(shù)逐漸成型，并在計算機信息技術(shù)的支持下將工程設(shè)計、生產(chǎn)制造和經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)整合為一個有機系統(tǒng)，實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)化和總體的高效益、高柔性[1]。
1 柔性制造技術(shù)綜述
柔性制造技術(shù)集現(xiàn)代信息技術(shù)、自動化技術(shù)以及機械裝備加工等高精技術(shù)于一體，是指導(dǎo)現(xiàn)代制造業(yè)快速應(yīng)對市場變化，實現(xiàn)訂單式生產(chǎn)的實用性先進制造技術(shù)[2]。柔性制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)有較大區(qū)別：運用傳統(tǒng)制造技術(shù)的生產(chǎn)線比較適合單一品種產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，所以傳統(tǒng)制造技術(shù)也被稱為剛性制造技術(shù);而運用柔性制造技術(shù)的生產(chǎn)線則具有較高的可塑性，可以通過調(diào)整設(shè)備、工藝、流程等要素適應(yīng)不同產(chǎn)品的制造要求，能夠在滿足社會大眾的多元需求的同時較好地控制成本，提高產(chǎn)品性價比，增強市場競爭力。
1.1 柔性制造技術(shù)發(fā)展概述 柔性制造技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)60年代，英國莫林斯公司研制的“Molins system-24”被認(rèn)為是最早運用了這一技術(shù)及理念的柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，簡稱FMS)。隨后柔性制造技術(shù)在歐美、日本以及蘇聯(lián)等國家和地區(qū)倍受重視，形成了不同的技術(shù)特點和豐富的理論內(nèi)涵：1988年美國通用公司和里海大學(xué)共同提出敏捷制造戰(zhàn)略;1990年開始，美國、日本、加拿大等國聯(lián)合進行為期十年的智能制造系統(tǒng)(IMS)的研究與開發(fā);1992年德國和美國提出精益生產(chǎn)理念(Lean Production) [3]等等。目前，柔性制造技術(shù)已成為制造領(lǐng)域的核心技術(shù)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造系統(tǒng)中。
1.2 我國的柔性制造技術(shù)研究現(xiàn)狀 我國對柔性制造技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚，第一套柔性制造系統(tǒng)誕生于1985年;1985年之后我國對柔性制造技術(shù)的重視程度不斷提高，在國家機電部“七五”重點科技攻關(guān)項目等工程項目的帶動下，柔性制造技術(shù)進入自行開發(fā)和部分進口相結(jié)合的發(fā)展階段?？傮w而言，我國比較注重對柔性制造技術(shù)本身的應(yīng)用，對產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)組織、資源配置以及經(jīng)營銷售等相關(guān)環(huán)節(jié)及配套理論的關(guān)注度較低。但事實上柔性制造技術(shù)對這些環(huán)節(jié)的要求與傳統(tǒng)制造方式有較大區(qū)別，因此在應(yīng)用柔性制造技術(shù)的同時還必須對相關(guān)環(huán)節(jié)及理論進行研究和改進，才能充分發(fā)揮柔性制造技術(shù)的效能，而產(chǎn)品設(shè)計作為產(chǎn)品生產(chǎn)的初始環(huán)節(jié)更是首當(dāng)其沖地需要加以改進。
2 柔性制造技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展的意義
當(dāng)前，柔性制造技術(shù)作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)“哲理”和工廠自動化的先進模式而被國際上所公認(rèn)，成為現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展的主流方向[4]。柔性制造技術(shù)的進步不僅推動了制造工藝技術(shù)群的快速發(fā)展，同時也對產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展產(chǎn)生了積極促進作用。
2.1 推動產(chǎn)品更新?lián)Q代，構(gòu)建了有利于產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展的外部環(huán)境 就產(chǎn)品設(shè)計的角度而言，產(chǎn)品品種越豐富、更新速度越快對產(chǎn)品設(shè)計理論、方法以及技術(shù)等發(fā)展的促進作用就越大。由傳統(tǒng)剛性制造技術(shù)形成的自動化生產(chǎn)線由于資金投入大、建設(shè)周期長，改造成本極高，所以往往在較長時期內(nèi)持續(xù)生產(chǎn)同一產(chǎn)品。比如福特的T型車從投產(chǎn)到停產(chǎn)延續(xù)將近20年，總產(chǎn)量超過1500萬臺，成為汽車發(fā)展史當(dāng)中的傳奇。但在這近20年的生產(chǎn)過程中T型車只做了少量的局部設(shè)計改進，其功能、造型基本保持不變，原因之一就是生產(chǎn)線的改造成本過高。可見傳統(tǒng)剛性制造技術(shù)成為了產(chǎn)品更新?lián)Q代的障礙，不利于產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展。而柔性制造技術(shù)的特征之一就是產(chǎn)品的“柔性”，能夠根據(jù)市場變化快速適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)，促進產(chǎn)品更替。同時，柔性制造系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代社會的基礎(chǔ)性生產(chǎn)方式：到上世紀(jì)末，在歐、美、日等制造業(yè)發(fā)達國家中以中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品在數(shù)量上約占85%，在產(chǎn)值上約占60%-70%[5]。柔性制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用為產(chǎn)品的快速更替提供了技術(shù)保障，也為產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。
2.2 促進學(xué)科交叉滲透，增強了推動產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展的內(nèi)在動力 柔性制造技術(shù)充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)以及管理技術(shù)等最新成果，這些成果提高了生產(chǎn)制造的難度、精度和速度，同時也成為產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展的驅(qū)動力。如隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)(CAD)的出現(xiàn)和成熟，使產(chǎn)品設(shè)計的平面、三維虛擬表現(xiàn)變的更加快捷，有效地縮短了設(shè)計周期、提高設(shè)計效率;而計算機輔助制造技術(shù)(CAM)的發(fā)展則使得不規(guī)則曲面等原來難以批量生產(chǎn)的形態(tài)變得易如反掌，大幅提升了產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新空間;此外，柔性制造技術(shù)涉及領(lǐng)域的相關(guān)理論也為產(chǎn)品設(shè)計的理論發(fā)展提供了豐富的養(yǎng)分，如模塊化、并行工程以及產(chǎn)品族等理論的應(yīng)用就極大地豐富了產(chǎn)品設(shè)計的理論內(nèi)涵。柔性制造技術(shù)在技術(shù)和理論兩個層面都為產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展提供了充足的“燃料”，只要加以合理利用就能轉(zhuǎn)化為強大的動力。
3 柔性制造技術(shù)條件下產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展要點
現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計理論產(chǎn)生于工業(yè)革命之后，主要建立在傳統(tǒng)剛性制造技術(shù)基礎(chǔ)之上。由于柔性制造技術(shù)與剛性制造技術(shù)各方面差異較大，原有的產(chǎn)品設(shè)計理論、模式等已不能很好地適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的要求，必須深入研究柔性制造技術(shù)的機理特性、發(fā)展趨勢等，在此基礎(chǔ)上不斷改進、創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計的理論、流程、模式以及手段等，才能適應(yīng)社會經(jīng)濟、市場需求的快速變化，符合制造技術(shù)發(fā)展的要求。 3.1 持續(xù)深化產(chǎn)品設(shè)計與其他學(xué)科的理論融合 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計涉及經(jīng)濟、技術(shù)、文化和藝術(shù)等眾多領(lǐng)域，是不同學(xué)科交叉滲透的成果。產(chǎn)品設(shè)計必須加強對相關(guān)領(lǐng)域的理論研究，從中汲取可借鑒的內(nèi)容充實自己，才能突破固有設(shè)計理論的限制，不斷發(fā)掘、豐富自身理論內(nèi)涵，如模塊化設(shè)計就是產(chǎn)品設(shè)計與模塊化理論融合的成果。模塊化是柔性制造系統(tǒng)構(gòu)建的基本理念，而模塊化設(shè)計則是在對產(chǎn)品進行市場預(yù)測、功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列通用的功能模塊;并根據(jù)用戶的要求對模塊進行選擇和組合，以構(gòu)成不同功能或功能相同但性能、規(guī)格不同的產(chǎn)品[6]。模塊化設(shè)計注重功能模塊的相對獨立，使各功能模塊的設(shè)計、測試、制造等工作能夠同步進行，有效縮短產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)周期，較好地適應(yīng)柔性制造技術(shù)高效、靈活的生產(chǎn)特性;同時，模塊化設(shè)計可以通過不同功能模塊的交叉組合形成產(chǎn)品族，而柔性制造技術(shù)源于成組技術(shù)，其特點之一就是較適合同一產(chǎn)品族產(chǎn)品的生產(chǎn)。模塊化設(shè)計理論與柔性制造技術(shù)各方面的高度適配性使它成為了當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計的重要指導(dǎo)理論之一，被企業(yè)和設(shè)計師廣泛采用。柔性制造技術(shù)綜合運用了多學(xué)科、多領(lǐng)域的最新理論，產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)充分利用這一平臺加強與其他學(xué)科的滲透與融合，不斷充實、深化理論內(nèi)涵。
3.2 深入推進設(shè)計模式的創(chuàng)新實踐 理論與實踐相對獨立又相輔相成的：理論引導(dǎo)實踐、實踐檢驗理論，兩者必須緊密結(jié)合才能實現(xiàn)各自價值。產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域同樣如此，在充實設(shè)計理論的同時還必須改進設(shè)計流程、步驟等環(huán)節(jié)，形成與理論相匹配的設(shè)計模式，才能更好地適應(yīng)柔性制造技術(shù)。并行設(shè)計就是在并行工程、模塊化等理論指導(dǎo)下創(chuàng)新設(shè)計模式的實踐成果。在傳統(tǒng)批量化大生產(chǎn)方式條件下，產(chǎn)品設(shè)計往往采用串行設(shè)計模式：整個設(shè)計過程被盡量細(xì)致地劃分為一系列連續(xù)的工作環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)的設(shè)計任務(wù)由不同部門或個人分別承擔(dān)，依次執(zhí)行和完成。串行設(shè)計模式以職能和分工任務(wù)為中心，條理清晰、職責(zé)明確，但設(shè)計周期長、運行效率低，且容易導(dǎo)致設(shè)計與制造等其他環(huán)節(jié)脫節(jié)，不能適應(yīng)柔性制造技術(shù)條件下短、頻、快的生產(chǎn)節(jié)奏，而并行設(shè)計則較好地解決上述問題。并行設(shè)計借鑒了并行工程的工作模式，對產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造和支持過程)進行一體化設(shè)計[7]，并運用模塊化理念打破了傳統(tǒng)的部門劃分和封閉的組織模式，強調(diào)不同功能模塊團隊的協(xié)同工作，重視對產(chǎn)品開發(fā)流程的優(yōu)化重組，從而達到縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本等目的。產(chǎn)品設(shè)計的“并行”主要表現(xiàn)在以下幾個方面：其一是同一產(chǎn)品不同功能模塊的設(shè)計工作并行開展;其二是同一產(chǎn)品族不同產(chǎn)品的設(shè)計工作并行開展;其三是產(chǎn)品的設(shè)計與制造、裝配、檢測等環(huán)節(jié)并行開展。并行設(shè)計模式本身還需不斷改進和完善，同時它作為一種對設(shè)計模式的創(chuàng)新實踐也值得進一步研究和推廣。
3.3 不斷加強高新科技的設(shè)計應(yīng)用 “科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計注重創(chuàng)意，同時也必須充分利用高新科技改進設(shè)計方法和手段、拓展設(shè)計范圍和內(nèi)容。產(chǎn)品設(shè)計對高新科技的應(yīng)用包括以下幾個方面：一是利用高新科技作為設(shè)計輔助手段，提高設(shè)計能力和效率。比如以往設(shè)計中常常需要花費大量的財力、物力和時間在產(chǎn)品模型的制作上，而3D打印技術(shù)的應(yīng)用使這一環(huán)節(jié)變的簡便、快捷。福特公司利用這一技術(shù)打印出同一零部件的不同式樣供測試使用，將這一環(huán)節(jié)由數(shù)月縮短至幾天，極大地提高了設(shè)計的效率和質(zhì)量;二是將高新科技應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)制造當(dāng)中，創(chuàng)新個性化生產(chǎn)模式。同樣以3D打印技術(shù)為例，近年來隨著相關(guān)技術(shù)日益成熟，3D打印的成本不斷下降，個人用戶持續(xù)上升。在不久的將來，每個人都可以成為設(shè)計師和生產(chǎn)者，完全按照個人意愿設(shè)計、制造日常用品?？梢灶A(yù)見這一全新的設(shè)計、制造模式將對產(chǎn)品設(shè)計和制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊，需提前準(zhǔn)備、及時應(yīng)對;三是將高新技術(shù)運用于產(chǎn)品當(dāng)中，開發(fā)新產(chǎn)品、滿足新需求。比如觸屏技術(shù)在數(shù)碼產(chǎn)品中的應(yīng)用、3D虛擬顯示技術(shù)在行車導(dǎo)航儀中的應(yīng)用等。
3.4 實時更新設(shè)計師的信息儲備 柔性制造技術(shù)能夠根據(jù)生產(chǎn)需要對制造工藝、流程以及資源等進行適度調(diào)整，但其調(diào)整是相對有限的。設(shè)計師一方面需充分了解包括柔性制造技術(shù)在內(nèi)的科技發(fā)展整體趨勢，另一方面還需掌握企業(yè)本身的柔性制造能力、資源配置能力等個體信息。在此基礎(chǔ)上通過信息的整合、分析，綜合考慮整體和個體的各方因素，以便有針對性地進行設(shè)計創(chuàng)新，避免因產(chǎn)品設(shè)計要求超越企業(yè)的“柔性”范圍而增加額外成本，同時也能夠從設(shè)計的角度對企業(yè)的生產(chǎn)組織、工藝設(shè)置等提出較為專業(yè)的建議。
4 結(jié)語
柔性制造技術(shù)在國內(nèi)、外的制造企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的核心技術(shù)。產(chǎn)品設(shè)計必須深入了解柔性制造技術(shù)及相關(guān)理論，并以此為平臺不斷創(chuàng)新設(shè)計理論、模式和手段等，充分適應(yīng)以柔性制造技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生產(chǎn)制造模式，才能設(shè)計出性能更卓越、價格更合理、品種更豐富的產(chǎn)品，更好地為社會、企業(yè)以及消費者服務(wù)。
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作者簡介：王岳(1975-)，男，浙江諸暨人，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，研究方向：工業(yè)設(shè)計。
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