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CAI提升制造业信息化

全世界的工业化进程截至目前，86%的研发投入和90%以上的发明专利都掌握在发达国家手里。中国处在国际分工的外围和产业链的下游，中国的工业化进程自1949年到1979年是封闭状态下的自力更生，1980年改革开放到2004年是开放形式下的“市场换技术”，进入新世纪以来，这个格局发生了变化，成为开放格局下的自主创新。

中国的制造业产业、中国的经济大环境处在一个转型、转轨时期。将从劳动密集型向知识密集首先检查实验机周围是不是有共振型发展，从高污染、高能耗向节能环保的方向过渡，从过去低端的产品向高端产品过渡。在转变的过程当中我们需要什么呢？伴随着工业化的进程，一定是信息化发展的一个过程，同时也一定是技术创新的过程。

过去我们有一定的误区，我认为制造业信息化的发展，曾经出现过为了信息化而信息化。我曾经问过一个企业，你们单位应用的软件从50套到100套是不是意味着你们单位有一定能力的提升呢？答案是否定的。我们从国际分工的外围进入核心，从产业链的下游进入上游，我国一直未能掌握核心技术。希望中国的制造业企业能够抓住这个转型的契机，掌握关键的核心技术，从中国制造走向中国设计、中国创造。

绥芬河市场换技术在过去二十几年被认为是不成功的，甚至是失败的。最典型的行业是汽车行业，目前市场上的全世界品牌已经齐备，但我们真正的核心技术却没有换回来。我们可以把所有的CAD图纸，包括造型文件拷进来，但却仍然无法对产品进行设计、改造、创新，这也就是说，吸收消化再创新已经进入一个不良的阶段，在这种恶性循环下的引进只能是落后引进。道理很简单，我们知其然不知其所以然，我们不知道用什么样的知识、什么样的创新方法设计这个产品。

因此，对我们来说这种教训是非常值得我们认真分析和汲取的。实际上现在国际上，经过考证，这些创新型国家的创新型企业在其资产整合过程，其中以知识产权专利为代表的无形资产约占75%，也就是2/3到3/4属于智力资产，专利从何而来？一定是创新的结果。

大家可以看到，CAD、CAM、CAE、CAPP，包括DFA、DFQ等也许会有不同的组合应用。但所有的制造业信息化应用发展到今天，带来的最重要的收益还是提高了研发的效率，缩短研发周期。在今天制造业信息化发展的过程中，CAD纸包线、ERP、电子商务、电子政务都已应用，那么下一步需要解决什么问题呢？我们不妨把眼光汇集到产品的周期来解决这个问题。任何一个产品都有它完整的生命周期，从市场需求调查分析开始，进行概念的构造，到详细的设计、仿真、工艺、批产、组装、库存，再到用户手上使用维护，最后报废，再进行下一轮的设置再循环。

在这个工业化进程中，典型的产品生命周期是客观存在的。但是伴随着工业化的进程，信息化不断加速，有了各种各样的单元技术，二维CAD、三维CAD，这些技术为我们带来了各种各样的效益。在信息集成技术方面，产、供、销、人、财、物，产生的所有数据都能够予以集成。但唯独缺少概念设计、方案设计、产品策划等源设计，这些设计过程中产生的创新就是原始创新。我们希望能够进行研发知识的管理，而不仅仅只是产品知识或图纸知识、文档知识的管理。PDM已经解决了这个问题，但是它并不能囊括全部。在产品生命周期任何一个阶段出现了问题，比如装配、加工、模具，甚至是使用，仍然会出现各种各样的问题，这些问题应该怎样解决呢？因此，这就需要进行改进，最后生成具体的解决方案，再去实施和验证，证明它是行之有效的。

产品创新需要生成概念，在产品生命周期各个阶段，这是制造业信息化真正和工业化融合的最关键的结合点。美国国家科学基金会在1984年组织的调查研究中指出，产品的性能与成本70%是由概念设计卫生纸阶段决定的。但目前在我国，这个阶段还只能靠我们去推测、想象和反复实验，因为过去十几年中国的制造业都是以图纸为基础的，缺乏有效的方法与知识，尤其是创新的方法，另外还缺乏有效的信息化工具。

精益研发是一种以精益为目标的研发方法，它集成了技术创新、协同仿真以及立体质量设计三大核心技术，实现产品质量跨越式的提升。它的发展从早期的传统式串行研发模式，到现在的基础研发平台，其未来的发展趋势是精益研发平台，创新、仿真和质量设计，提高了高技术的附加值和效率，并将进一步发展到精益创新、精益仿真和精益质量设计。

CAI是将发明问题解决理论、本体论、现代设计方法学、语义处理技术与计算机软件技术融为一体的一门高技术。提供原理级的“定性分析”技术，生成设计概念，对企业产品提供具有突破意义的创新研发方案。CAI也是“精益研发”平台中的重要组成部分。

技术创新是基于知识、方法的融会贯通，把知识变成力量，把无形资产变成有形资产。基于方法是指基于创新的原理和方法，基于产品技术的进化路线，知识的融会贯通，增值利用。基于知识是指在本体关系的组织下，把所有与创新相关的知识汇总到一个大的创新知识库下，并将其进行有序地组织，以TRIZ为核心的创新原理与方法可以找到所有使用者所关心的知识领域，最终组成一个计算机辅助创新平台。输入的是客户的具体问题，输出的是解决问题的方案和方法。

创新知识管理是非常重要的，创新是基于方法、基于知识的。方法是创新方法学，知识是与我们最相关的研发知识。而不是把所有的电子邮件，所有的文档贴到一起的知识大杂烩，那是内容管理，这里强调的是研发知识管理。国务院发展研究中心曾有报道说，企业的研发成果和实践经验是以知识的形式存在于知识库中，企业的积累越丰富，知识库越充实，从而企业的技术创新能力就越强大。CIMdata的数据调查结论表明，目前在企业中每天大约有1/3到1/4的设计、管理工程技术人员不是专心于自己的本职工作，而是开会、讨论、等待或处理各将稀土产业作为“1025”重点培养的战略性新型产业之1种信息。所以，对知识进行很好的管理和综合的利用，将会对技术创新的提升有极大的促进作用。

具体在知识管理方面，应关注外部知识内部化、内部知识体系化、隐性知识显性化、个体知识组织化和组织知识产品化。在知识的表达方面，以“文字+动画+图”的方式来清晰地表达知识，让读者在短时间内获得最大的信息量。在组织上，建立知识之间的联系（本体关系），让知识全部关联起来，形成知识链和知识。在应用上，基藏饰耳饰于知识和方法学，解决实际研发问题，实现技术创新，这就需要CAI工具来帮忙。

在制造业信息化的发展过程中，发展精益研发平台是必由之路。从创新设计到并行设计，再到集成产品开发、协同仿真平台、精益研发平台，平台的基础是质量管理。CAI重在概念设计，同时在产品生命周期各个阶段都起着非常重要的作用。ERP、PDM重在管理，管理那些可以被物化的知识，而像经验、方法、技巧等非物化的知识，则需要CAI来管理。CAI是管理知识的方法，作为产品生命周期的最前端，以创新知识的方式来支持产品创新的工作。以往我们采用信息化推进工作的手段主要是ERP，如果强调设计，我们会注重CAD，而再向前推就是产品生命周期的最早阶段——产品的更新、概念设计，如果不能走到这一步就无所谓原始创新能力和集成创新能力了。

精益研发实现了企业级的协同仿真和研发质量的管理。精益研发技术的实现是通过计算机辅助创新的平台，因此它既解决了CAD缺乏的一面，也解决了知识缺乏管理的问题。总之，基于知识、基于方法的协同仿真、研发质量管理组成了精延伸率又叫伸长率,是指材料试样受拉伸载荷折断后,总伸长度同原始长度比值的百分数,用δ表示益研发平台。可以说，CAI对制造业信息化来讲是一种新的提升和发展。(end)