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谭建荣院士做客南强学术讲座,讲述创新设计与智能制造
发布时间:2020年11月11日 浏览次数:

2020117日,我院有幸邀请到谭建荣院士做客厦门大学第1043期南强学术讲座,在厦门科技培训中心做了一场题为“创新设计与智能制造:关键技术与发展趋势”的精彩学术报告。厦门市科技局和厦门市工业和信息化局的领导以及众多企业家受邀来到现场,我院院长舒继武教授也莅临讲座现场并为谭建荣院士颁发讲座纪念奖章。

(第1043期南强学术讲座在厦门科技培训中心举办)

上午十点半,我院姚俊峰副院长担任主持人,首先简单介绍了谭建荣院士的个人事迹。随后,厦门市工业和信息化局副局长邓建华就数据重构生产力,对软件B(Business)端与C(customer)端的消费力与欧美之间进行了比较。邓局长指出,当今社会从产品为中心到了以客户为中心的阶段。大数据信息化的飞速发展,使得基础IT(Internet Technology)+IC(Integrated Circuit Chip)能够精准地描绘出消费群体,激发出消费能力。制造业的经营模式发生改变,使得创新设计与智能制造成为了可能。邓局长简单地抛砖引玉,引出了今日的主题——创新设计与智能制造:关键技术与发展趋势。

(我院院长舒继武教授为谭建荣院士颁发讲座纪念奖章)

讲座的开始,谭建荣院士提出,当今中国最大的短板是产品设计,而产品与装备的发展趋势又是多变的:从18世纪的机械化到19世纪的电气化,再到20世纪的信息化,最后到21世纪的智能化。与此同时,市场需求也发生了从批量化到定制化,从单一化到多品种,从周期长到更新快等多样的变化。但这也不能一概而论,谭院士以口袋为例,指出定制化的时候也不能全部定制化,定制化的同时也需要标准化。

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(谭建荣院士谈产品与装备的发展趋势)

谈到什么是设计,谭院士从产品的功能设计、结构设计、物理设计、工艺设计、工业设计还有市场设计进行了展开。创造、扩大、延伸、综合产品的功能,实现产品功能的最简、最好、最易实现的结构,保证产品功能的物理性能(强度、刚度、可靠性等),更加高效地成型、加工、装配,更加美观、跟从消费心理以及产品的消费定位、客户群都是产品设计需要考虑的问题。随后,谭院士又论述了设计的价值:实现转型升级、提升附加价值、掌握核心技术、拓展新的市场、塑造自主品种以及延伸产业链条。

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(谭建荣院士谈设计的价值)

创新概念的引入,也是智能制造成功的关键。现代意义的创新概念源于美籍经济学家熊比特在1912年出版的《经济发展概论》——创新是指把一种新的生产要素和生产条件的“新结合”引入生产体系。其包括五种情况:引入一种新产品;引入一种新经验、方法、技巧;开辟一个新的市场;获得原材料或半成品的一种新的供应来源;实现工业的重新组合。

谭院士强调与一般设计相比,创新设计强调在新原理、新功能、新机构、新结构、新外观、新材料或新工艺等一个或多个创新要素方面与原产品有着本质的变化,能够满足用户或者市场新的需求,并在市场中竞争取胜。创新设计的科学问题,创新设计认识论,创新设计方法学,创新设计技术集等等都是值得研究的重要课题。

(谭建荣院士谈数字孪生仿真应用)

针对智能制造的内涵,谭院士指出智能制造的核心由知识库、动态传感和自主决策共同构成,而数字孪生又与智能制造关系密切。数字孪生的概念最初是由Grieves教授于2003年在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上提出,并被定义为三维模型,包括实体产品、虚拟产品以及二者的连接,由于当时技术和认知上的局限,数字孪生的概念并未得到重视。到了2014年,由Grieves提出的“Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication”才被美国国防部、PTC公司、西门子公司、达索公司等接受,并开始在市场宣传中使用。

数字孪生主要有八大关键技术:复杂装备多源异构数据转换与集成技术、复杂装备几何-物理-行为-工况建模技术、复杂装备数字孪生多性能耦合分析技术、大数据驱动下的数字孪生行为仿真技术、复杂装备全生命周期作业过程仿真技术、智能车间布局规划与生产调度优化技术、运行状态可视分析与故障智能预测技术以及基于增强现实的维修维护操作导航技术。为了更好地让现场体会数字孪生与智能制造的关系,谭院士也列举了几个欧美发达国家的成功案例帮助理解。通过福特福克斯车门焊接生产线数字孪生仿真等实例可以看出,数字孪生技术是驱动智能制造发展的关键技术。

最后谭院士简要介绍了智能制造的十大典型应用,以此结束了本场精彩的讲座。

人物名片:

谭建荣(1954.10.10- ) ,机械工程专家,浙江湖州人,1987年研究生毕业于华中科技大学,1992年博士研究生毕业于浙江大学,先后获工学硕士、理学博士学位,浙江大学求是特聘教授、博士生导师,担任浙江大学机械工程学院设计工程及自动化系系主任,浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室学术委员会副主任、浙江大学CAD&CG国家重点实验室学术委员会委员,中国机械工程学会副理事长、中国图学学会副理事长、教育部工程图学教学指导委员会主任,先后获首届“国家杰出青年科学基金”、“中青年图形科技跨世纪人才”、国务院政府特殊津贴、“浙江省重点学科带头人”、“浙江省‘151’人才工程第一层次”、“浙江省新世纪重点学科带头人”、“浙江省‘151’人才工程第一层次”、“浙江省新世纪重点培养人才”、国家863计划自动化领域CIMS主题设计自动化专题专家、国家“百千万人才第一二层次”、“科技部十五863先进个人”、“科技部十一五国家科技计划执行突出贡献奖”等荣誉和称号。

谭建荣院士提出了多品种大批量定制设计技术、多性能数字化样机设计技术和多参数分析与匹配设计技术,研究成果获国家科技进步二等奖4项,省部级科技进步一等奖7项,教学成果获国家级优秀教学成果奖3项,其中一等奖1项,二等奖2项。将提出的技术固化在软件中,开发并获得计算机软件著作登记权12项。研究成果被国家自然科学基金委员会工程与材料科学部和中国机械工程学会列为2004年机械工业科学技术9项重大进展之一,在包括一批装备行业大型骨干企业在内的多家有影响的制造企业得到成功的应用,有效地支撑和支持了国产重要装备的设计与创新,推进了装备制造企业的技术进步和数字化设计与制造技术的发展。近年来在国内外重要学术期刊发表的高水平论文185篇,其中SCI/EI检索142篇,引用1600多次,出版学术专著9本。

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