DFM技术在机加领域的应用研究

通过分析传统机加制造的产品开发过程中设计与制造的脱节,以及传统人工可制造性检查的滞后性和不一致性,研究了自动化DFM技术在机加领域的应用过程及实现前景。分析提出了基于MBD模型的机加结构设计的自动化DFM实现路径和规则库迭代优化方法,有利于在机加领域通过自动化DFM技术优化实现产品竞争力提升的目的。

智能制造:概念演化、体系解构与高质量发展

智能制造作为高阶制造业态和新型生产方式,已然成为新一轮工业革命的核心驱动力。当前,我国制造业处于转型升级和提质增效关键期,传统产业亟须通过新旧动能转换焕发新的生机,新兴技术产业和未来产业需要通过富有竞争力的制造模式抢占全球制高点,智能制造高质量发展成为我国制造业嵌入全球价值链高端的关键支撑。智能制造具有以智能工厂为载体、以生产制造关键环节和主要流程的智能化为核心、以工业互联网为关键支撑和以端到端数据流为基础的显著特征。推动智能制造高质量发展,要以关键核心技术攻关为核心,加快智能制造装备、工业软件和智能制造系统解决方案高端化智能化发展,推动智能工厂全面推广落地,打造传统制造业数字化转型样板,推动工业互联网标准体系建设。

面向DFMA的装配式异形BIM构件快速建模设计与深化应用

通过引入制造业中面向DFMA的产品设计思路,该文研究并设计了面向DFMA的装配式异形预制构件的快速建模设计方法与应用。以飘窗预制构件为例分析了预制构件的组成规律,将预制构件二次拆分为各种功能模块,建立组成构件的模块类别,并从设计、制造与装配的角度制定模块规则,形成模块的设计图纸,组成模块的数据库。为面向DFMA的模块化设计方法更好地实施,引入BIM与参数化设计,并基于BIM软件Revit开发相应的参数化设计工具软件,以工具软件创建的参数化标准模块为基础,通过关联、匹配、调取、组合和拆解等技术实现异形构件的深化设计,并在实际装配式建筑项目中对该研究方法进行测试。结果表明,该文的设计方法与工具软件有效提升了深化设计阶段异形预制构件的标准化程度与快速建模速度,建模速度提升达70%,深化设计效率提升达75%。该方法有利于飘窗构件标准化与多样化的统一,加快了BIM集成应用的推进,强化了设计和生产中的数字化协同,提升了构件标准化的设计和生产,提高了装配式建筑的综合效益。

面向制造与装配的DFMA技术及其应用实例分析

DFMA(Design for Manufacturing and Assembly)是指面向制造与装配的设计技术,DFMA技术可用于产品设计、打样、制造、检测等全过程中,以提升产品质量控制水平,有效降低制造成本。现简单介绍DFMA的主旨、分类、优势,并基于某国际知名公司的DFMA实践方法,描述DFMA应用的最佳时间点、创建DFMA的前提、DFMA详细的设计与评价准则以及DFMA专题研讨的主要步骤;然后结合DFMA在某款集成开关设计中的一个应用实例,介绍DFMA专题研讨的具体实施过程、评估及设计优化方案,并给出最终的输出成果。研究内容为DFMA技术的应用提供了实践的方法与启示,指明了DFMA在未来智能制造中的应用前景。

新质生产力的演化:维度、结构及路径

新质生产力体现为全方位、系统性、持续性的变革过程,其不仅能优化经济基础的应用场景和能力层级,而且能推进产业协同升级和整体跃迁,其发展进程呈现动态性和加速性,可对已有高质量发展范式、路径进行破坏性创新、爆发性升级、动态性更迭。新质生产力是“制度型生产力→干预型生产力→跨越式生产力→信息化生产力→新质生产力”和“结构型生产力→市场型生产力→可持续生产力→信息化生产力→新质生产力”的有机统一。新质生产力是对信息化生产力的继承和发展,是一种更为先进的生产力形态,具有更新颖的数智技术革命背景、更复杂的内在运作机理、更前瞻性的经济系统以及更深邃的演化路径,也更能代表生产力的最新发展趋势。

智能制造对制造企业创新效率的非线性影响——基于制造业服务化的调节效应

增强制造业创新能力是实施制造强国的重点任务,深度探究制造业转型升级中的创新效率问题有助于推动制造业创新发展。基于2013—2019年中国沪深A股制造业上市公司的数据,通过实证考察智能制造对制造企业创新效率的非线性影响,并探究制造业服务化在其中的调节作用,研究结果表明:智能制造对我国制造企业创新效率具有显著U型影响效应,主要影响机制是通过降低内部组织成本、减少企业内部融资两个途径提升制造企业创新效率。通过非线性影响的调节效应模型检验发现,制造业服务化对智能制造与制造企业创新效率的非线性关系起到正向调节作用,制造业服务化水平越高,智能制造前期对企业创新效率的负面影响就越弱。异质性分析发现,在大规模或实施策略性创新的企业中智能制造与制造企业创新效率的U型影响关系较显著。为此,企业应系统应对智能制造应用过程中不同阶段对企业创新驱动的作用效应,充分发挥服务化转型对推动智能制造创新发展的重要作用,要根据自身规模和创新方式等选择适宜的智能制造推进路径。同时,应充分发挥政府对智能制造的协调、支持作用。

中国数字经济与制造业绿色发展耦合协调研究

文章基于数字经济与制造业绿色发展的耦合机理,构建评价指标体系,运用熵权法测度了中国30个省份2013—2021年的数字经济发展水平与制造业绿色发展水平,利用耦合协调度模型探讨数字经济与制造业绿色发展的时空演化特征,利用障碍度模型分析耦合协调进程中的障碍因子,并实证分析了两者耦合协调的影响因素。研究发现:中国数字经济与制造业绿色发展存在较强的耦合互动关系,耦合协调度呈上升趋势,但整体水平不高且局部不均衡;数字经济与制造业绿色发展受到经济发展水平、政府参与程度、城镇化发展的正向影响。

月球资源开发利用的进展与展望

中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官,后续将建立国际月球科研站,并进一步规划建立月球基地。月球探测任务由探测勘察进入到开发利用新阶段,月面资源的勘查、开发和利用是未来月球探测的重点任务。总结了月球资源开发利用方面的国内外重要进展,涉及月球资源勘探、水冰等挥发分分析、月球矿物冶炼与材料制备、月面建造与月壤3D打印等四个方面。同时,月球资源开发利用面临极端月面环境、独特月壤理化特性、全流程无人自主控制等重大挑战,为解决这些问题,提出了未来月球资源开发利用的重点任务和研究思路,可为后续科学研究和工程任务实施提供参考。

瘤胃源粪臭素降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

【目的】旨在从绵羊瘤胃中分离粪臭素降解菌,并评估其粪臭素降解能力和生长性能,以期开发适用于反刍动物降臭的直接饲喂微生物。【方法】以绵羊瘤胃液为分离来源,使用含有粪臭素的MSM培养基进行富集和分离,通过细菌菌落形态观察进行初步分类;应用16S rRNA基因扩增、测序及系统发育分析进行物种鉴定;绘制菌株生长曲线,通过HPLC技术测定粪臭素降解曲线。【结果】从绵羊瘤胃液中分离出25株粪臭素降解菌,经菌落形态鉴定选出11株代表菌株进行后续研究。物种鉴定结果显示,MSML2和MSML6属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),MSML4、MSML5、MSML7和MSML10属于阿氏普里斯特氏菌(Priestia aryabhattai),MSML3和MSML11属于污染伯克霍尔德氏菌(Burkholderia contaminans),MSML1、MSML8和MSML9属于成都假单胞菌(Pseudomonas chengduensis)。其中,MSML5生长速度最快,在约12 h后进入稳定期,稳定期菌体浓度最高;MSML3和MSML8在前16 h生长缓慢,32 h后进入稳定期。在粪臭素降解方面,MSML2粪臭素降解效率最高,48 h内的降解率达到23.03%,其次是MSML7、MSML8和MSML10,降解率均超过20%。【结论】成功从绵羊瘤胃中分离获得25株粪臭素降解菌,涉及4个物种,首次报道了具备粪臭素降解能力的枯草芽孢杆菌、阿氏普里斯特氏菌和成都假单胞菌,为直接饲喂反刍动物的菌剂开发提供了宝贵的菌株资源。

模块化如何赋能企业智能制造升级? 一个探索性案例研究

随着VUCA(易变性、不确定性、复杂性、模糊性)时代的到来和新一轮科技革命的快速演进,中国制造企业如何进一步提升智能制造效能,快速响应碎片化和个性化的用户需求,进而塑造企业独具一格的竞争优势,成为业界和学术界普遍关注的课题。以海尔集团为例,采用扎根理论进行探索性单案例研究,着重探讨模块化赋能智能制造升级的具体路径。研究结果显示:模块化可以解决用户需求与企业智能制造的映射问题,并从设计模块化、生产模块化、组织模块化3条路径赋能智能制造升级,驱动模块构建→模块运用→效应发酵的过渡;进一步地,形成模块化运用弹性化、效率化和平台化三方面抓手,推动案例企业智能制造的价值创造与模式转变,满足用户多元化需求。

制造发展的三个范式:制造发展规律的研究

基于对人类社会发展历史和科学技术发展内在规律的认识,本文详细分析了制造发展的三个范式,论证了原子及近原子尺度制造是制造范式III的核心使能技术。文章回顾了国内外各机构对原子级制造研发规划现状,指出我国目前处于原子级制造技术发展的重要战略机遇期,并从设计、材料、加工和检测等角度分析了原子级制造的技术体系内涵;梳理了原子级表面制造、原子级结构制造、原子级测量与表征等领域的研究进展,呈现了当前具有原子级制造能力的部分代表性技术,包括原子级切削、原子级抛光、电化学加工、等离子体原子级加工技术、原子精准操控以及原子分辨测量与表征技术,并对原子级制造战略规划提出发展建议。

面向智能制造仿真实验的产线数字孪生建模

针对智能制造领域人才培养中,实践教学存在的成本高、安全保证难等问题,该研究构建了智能制造仿真实验系统。首先,以智能产线为基础、车间信息化平台为桥梁,融合产线数字孪生技术,构建了面向智能制造仿真实验的数字孪生系统框架;其次,对系统中包含的产线物理实体模型、数据采集及车间信息化平台、数字孪生产线的多维度模型及智能制造仿真实验平台展开了详细阐述;最后设计产线生产调度优化实验,验证了该数字孪生仿真实验系统的有效性。

原子级制造的关键基础科学问题

人类的制造技术逐步向原子级推进,原子作为化学反应中的最小粒子,虽然它可以分成更小的原子核、电子等,但是从制造的角度看,原子级制造可以说是人类制造的最底层技术,也是继微纳制造之后新的制造范式,可将制造精度以及产品性能推向极致水平,代表着人类对物质世界认知和制造能力发展的新阶段,是引领未来产业变革发展的战略性技术,也是保障国家安全和推动国计民生重大装备跨代升级的重要前沿方向。本文基于第330期双清论坛总结了原子级制造的研究现状、发展趋势及机遇挑战,凝练出未来5~10年原子级制造的焦点问题和亟需解决的关键科学问题,探讨了相关领域的前沿发展方向和科学基金资助战略。

科技金融、技术转移与制造业价值链攀升

在当前“双循环”新发展格局下,科技金融为破除我国制造业在全球价值链中的低端锁定提供了有力支撑。利用2011-2021年中国省级面板数据,从技术转移视角实证考察科技金融对制造业价值链攀升的影响。研究发现:科技金融能够促进制造业价值链攀升,且该促进作用表现出地区及来源异质性。一方面,科技金融对东部地区价值链攀升作用明显;另一方面,来自风险投资机构、资本市场、企业的科技金融投入对制造业价值链攀升有显著推动作用。在影响机制方面,技术转移在科技金融促进制造业价值链攀升的过程中发挥部分中介作用;对于不同来源的科技金融投入,技术转移的中介作用具有异质性。此外,科技金融对制造业价值链攀升的促进效应还具有非线性特征,当技术转移水平跨越门槛值时,促进效应才会凸显。

数字化转型、平台化变革与企业创新绩效——基于“技术—组织—创新”范式的分析

在数字经济和实体经济深度融合、全球创新竞争加剧的背景下,加快数字化转型和平台化变革,塑造多元互动和整体进化的创新生态系统,是增强制造业企业自主创新能力的重要途径。在传统技术经济范式中引入数字要素和平台理念,构建“技术—组织—创新”理论框架,分析数字化转型促进组织平台化变革进而提升企业创新绩效的作用机制。在理论分析的基础上,基于2014—2021年中国制造业上市公司的面板数据,实证检验了数字化转型、平台化变革与企业创新绩效之间的关系。研究结果表明:数字化转型对企业创新绩效的提升具有普遍的促进作用,并且对数字化水平更高和股权集中度更高的企业效果更显著;数字化转型促进了企业组织的平台化变革,基于数字平台形成创新生态系统进而增强了企业自主创新能力;数字化对企业平台化的推动作用主要通过专业化分工和企业互联互通实现,这是工业互联网平台发挥作用的两个重要维度。推动制造业企业的数字化转型和平台化变革,充分发挥数字平台的创新基础设施作用,能够提升企业创新绩效,推动制造业高质量发展。

基于大数据技术的服装智能制造创新模式

为进一步提高服装行业的智能化水平,在对目前服装行业面临的智能制造建设任务分析的基础上,探讨大数据技术在数字经济时代助力服装行业转型升级实现智能化过程中所发挥的关键作用。通过梳理大数据技术在服装流行趋势智能预测、数字化设计、智慧工厂生产、个性化营销4个方面的现有研究,提出由大数据技术驱动的服装智能制造创新模式,探讨从预测、设计、生产到销售整个闭环的智能化制造流程,以及基于大数据技术的服装智能制造发展趋势。

我国先进制造业与生产性服务业融合生态位研究

基于2012-2021年省级面板数据,运用生态位模型测度先进制造业与生产性服务业融合差异与竞争现状。结果表明:先进制造业与生产性服务业融合生态位宽度空间上呈现东高西低分布特征,其中融合基础生态位宽度两极分化极其严重是导致我国生态位宽度呈梯度分布的主要原因。生态位重叠现象普遍,区域间存在激烈竞争,其中地理位置和优势主导产业相近更易形成相同的融合路线,导致重叠度较高。生态位适宜度整体水平偏低,融合子系统生态位适宜度均呈现“东高、中平、西低”特征。

应用人工智能优化制造业人力资源结构的对策建议

人工智能相关技术、智能化设备和服务在高技术制造业中的广泛应用,对制造业劳动力素质提出了更高要求。为深入探讨人工智能在高技术制造业中的应用对制造业就业结构的影响,分析保持制造业劳动力资源优势所面临的挑战,开展文献分析和实地调研,认为在智能化时代下,部分就业岗位产生机器替代效应,新技能的岗位需求和用工缺口形成,劳动力市场供给进入负增长常态化阶段,同时多种产业新业态的灵活就业渠道分流了部分高素质劳动力。着眼于人工智能技术发展和应用对制造业(尤其是高技术制造业)及其从业人员的影响,基于对国内3家机构的调研与2018—2020年我国30个省份的面板数据,采用模糊集定性比较分析方法实证分析发现,产业智能化水平、劳动力受教育程度和专利投入规模是影响制造业就业结构变化的3个关键因素。为此,从提高制造业人力资源优势的视角,提出强化统筹规划、推广新兴技术、加快人才培养等多措并举,促进我国制造业就业结构优化,保持制造业人力资源优势的政策建议。

中国制造业企业海外投资多元化对经营绩效的影响研究

中国制造业企业积极参与海外投资,是提升中国制造国际影响力和促进“双循环”发展格局的重要途径。采用中国制造业上市公司海外投资数据,实证考察企业海外直接投资的行业和地区分散度对其经营绩效的影响效应和作用机制。研究发现:第一,制造业上市公司海外投资行业或地区多元化程度的提高,均显著降低了企业经营绩效;第二,在非国有企业和高技术企业中,海外投资多元化程度的提高对企业经营绩效的负面影响表现更为显著;第三,经营成本上升和资源利用效率下降,是海外投资多元化导致企业经营绩效下降两条重要机制路径。研究结论可以从理性权衡企业多元化经营成本—收益、加大创新提升企业核心竞争力、政府出台产业政策引导投资风向着手改善制造业企业海外投资效率和合理性。

人工智能影响我国全要素生产率的机制与效应研究

人工智能作为引领新一轮科技革命与产业变革的战略性技术,具有溢出带动性很强的“头雁”效应,有利于提升全要素生产率。本文分别基于宏观省级层面和微观企业层面的数据,利用企业机器人数据和智能制造试点示范项目的准自然实验,采用交叠DID和双重机器学习等方法实证识别了人工智能对全要素生产率的作用效应。研究结果表明,人工智能发展应用在宏观和微观两个维度均较为显著地促进了我国全要素生产率的提升。在宏观层面,人工智能对东部沿海地区全要素生产率的作用效应强于对中西部地区的影响;对高市场竞争环境下的全要素生产率作用效应更明显。在微观层面,人工智能对低技术企业全要素生产率的影响强于对高技术企业的影响,对规模较大企业的影响强于对规模较小企业的影响。人工智能提升全要素生产率的机制包括提高要素配置效率、降低企业成本和增强企业研发能力。本文研究结论对于进一步深化人工智能与实体经济融合,提升全要素生产率,实现经济高质量发展具有明确意义。