研究表明,工業(yè)產(chǎn)品80%的資源消耗和環(huán)境影響取決于產(chǎn)品設(shè)計階段,這使得生態(tài)設(shè)計、綠色設(shè)計受到了越多越多的青睞。所謂生態(tài)設(shè)計就是在設(shè)計階段,充分考慮現(xiàn)有技術(shù)條件、原材料保障等因素,力求產(chǎn)品在全生命周期中優(yōu)化解決各個環(huán)節(jié)資源環(huán)境問題。
由于打破了傳統(tǒng)鑄造工藝的束縛,產(chǎn)品設(shè)計就無需采用原來的設(shè)計思路和方法,從而產(chǎn)生了工業(yè)品的重新設(shè)計和改造,即工業(yè)再設(shè)計。工業(yè)再設(shè)計將生態(tài)理念深入到工業(yè)品研發(fā)中,形成對綠色制造的強有力支持。
如實施工業(yè)再設(shè)計,設(shè)計師可以重新設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分離面,如無特定必要,產(chǎn)品部件可以設(shè)計為一體化結(jié)構(gòu),無需由大量零件構(gòu)成。僅此一項改變,對當前產(chǎn)品各方面都會帶來直接的改觀:性能明顯提升、全結(jié)構(gòu)具有均衡的可靠性、材料可以替換至最低標準、重量下降、載重量提升、保障功能性能的前提下動力要求降到最低、成本下降、能耗環(huán)保指標提升。
同時,利用工程仿真和優(yōu)化技術(shù),可以盡早進行產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和虛擬試驗與制造的迭代,獲得最合理的結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)和工藝集成優(yōu)化設(shè)計技術(shù)將工程仿真體系和精密鑄造工藝技術(shù)體系集成在一起,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學與材料力學的最優(yōu)化組合,用最少的材料與最有效的空間實現(xiàn)結(jié)構(gòu)共享,受力共擔,使“剛?cè)岵?、等剛性體、等強度體的結(jié)構(gòu)處于最符合價值工程的效果。
由于無需擔心不能制造,可以對當前的產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)形貌方面做大膽優(yōu)化,產(chǎn)生與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)差異巨大的產(chǎn)品。這種優(yōu)化通過材料的重新布局和選擇,形成全新的結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品具有等強度、等剛性、剛?cè)岵?、隨力應(yīng)變等特性,并對當前產(chǎn)品性能、重量、材料、成本、能耗等各項指標產(chǎn)生跨量級的正面影響。
并且,通過優(yōu)化手段對工業(yè)品再設(shè)計后,在產(chǎn)品組件設(shè)計過程中去除“多余材料”從而去除“多余質(zhì)量”,可以實現(xiàn)產(chǎn)品及組件的減重,進一步降低自走式結(jié)構(gòu)在整個運行壽命中的能耗。從已經(jīng)完成再設(shè)計的大量產(chǎn)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(shè)計,普遍可以實現(xiàn)裝備質(zhì)量 15%~60%的減重。
工業(yè)再設(shè)計是綠色設(shè)計和綠色制造一體化的有益探索,這種精益設(shè)計往往能讓我們事半功倍。航天某院一武器系統(tǒng),僅因為通過再設(shè)計將殼體重量相對仿制對象降低了超過50%之后,在動力系統(tǒng)明顯落后的情況下,實現(xiàn)了該武器系統(tǒng)在航程、航速、精確性方面對仿制對象的全面超越。
安世亞太將工程仿真技術(shù)、工業(yè)再設(shè)計方法與蘇氏精密鑄造工藝結(jié)合,將徹底打通產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的藩籬,并且在實踐方面已經(jīng)邁出了堅實的步伐。
據(jù)悉,安世亞太與蘇氏合作打造的工業(yè)再設(shè)計體系已建設(shè)了以精密成型制造為中心的精密制造產(chǎn)業(yè)園和精密制造模范工廠。通過開展產(chǎn)學研戰(zhàn)略合作,共同開發(fā)研制生產(chǎn)模范工廠的智能自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備和工裝,攻關(guān)鑄造領(lǐng)域的生態(tài)設(shè)計、綠色工藝及裝備技術(shù)一體化集成,形成技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)讓、產(chǎn)品商業(yè)化于一體的產(chǎn)業(yè)鏈條。從而在軍工行業(yè)、通用航空航天行業(yè)、汽車行業(yè)、能源行業(yè)、通用基礎(chǔ)零部件設(shè)計制造等國家重大行業(yè),提供一體化和輕量化再設(shè)計及技術(shù)支持服務(wù)。
《中國制造2025》提出中國制造業(yè)將發(fā)生諸多轉(zhuǎn)變,安世亞太負責人表示,再設(shè)計體系將幫助實現(xiàn)其中的三項重要轉(zhuǎn)變:一是工業(yè)再設(shè)計是一個完整的創(chuàng)新驅(qū)動研制過程,能夠?qū)崿F(xiàn)要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。二是工業(yè)再設(shè)計實現(xiàn)由低成本競爭優(yōu)勢向質(zhì)量效益競爭優(yōu)勢的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)由資源消耗大、污染排放物多的粗放制造向綠色制造的轉(zhuǎn)變。三是工業(yè)再設(shè)計為眾多合作伙伴提供正向研制體系需要的技術(shù)、服務(wù)和標準設(shè)計,實現(xiàn)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)變。