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3D升级助模仿走向创新 中国制造走出山寨局面

2010年03月09日 ?? 收藏0

  提到中国制造,现如今人们最容易联想到的一个词便是“山寨”——从山寨手机、山寨上网本到山寨平板电视;从山寨谷歌、山寨电视剧到山寨春晚。山寨如此“横行”,也引来了两会代表委员的关注。全国人大代表张正贵最近在谈到中国企业如何提升核心竞争力时,忧心忡忡地说,一些高科技企业为了眼前的经济效益,放弃了对新产品的研发,导致国内市场上“山寨”数码产品泛滥,这样的企业难以持续发展。其实去年,全国政协委员倪萍就递交了“应坚决抵制山寨产品” 的提案。“中国要摆脱‘模仿大国’称号,成为创新型国家,我们必须抓住当前3D技术大发展的契机,推进信息化与工业化融合,鼓励人人参与创新。”国家制造业信息化培训中心3D办主任鲁君尚说。

  山寨旋风的背后

  北京时间2010年1月28日凌晨,苹果公司在美国旧金山正式发布了旗下最新的产品——iPad平板电脑。仅仅过了一周,国产的“山寨iPad”就摆上了北京中关村一些电子卖场的货架。

  那么,如此迅猛的山寨旋风是如何刮起来的呢?

  在传统的工业设计中,要生产一件产品,首先要由设计师提供外观图纸,然后由工厂的老师傅或技师用黏土将产品形状用手捏出来,再以土法炼钢的方式制作出造型近似的模具,其中的过程十分复杂而且无法产生CAD/CAM(计算机辅助设计制造)所需的数据。

  为了克服这些问题,逆向工程技术应运而生。

  据业内人士介绍,只要一台三维激光扫描仪或者三坐标测量仪,就可以对物体的表面进行全面的3D扫描或测量。现如今,一台先进的3D 扫描仪可以以每秒数十万个点的扫描速率获得物体表面的三维点数据,再利用逆向工程软件对数据进行整理、编辑,获取所需的三维特征曲线,最终得出可以准确表达物体外形的数学模型。工程师在此基础上,根据需要把模型进行简单的修改和调整,传到一般的计算机辅助设计系统,再由数控机床加工出精度很高的模具。

  很多以往无法获得的物体外形数据,或者需要耗费大量时间、精力才能完成的模具制造过程,通过逆向工程技术都可以变得简单、快速而精确。如今,从机车零件、运动器材、医疗辅具等工业产品的精密设计加工,到人头像、人造腿骨、齿模等复杂曲面的准确测量,这一技术都得到了广泛的应用。

  “作为中国引进与使用三维数字化技术最早的地区之一,珠江三角洲一带的小厂、小作坊中的普通工人每人掌握一到两种三维数字化软件绝对不是什么新鲜事。”山东科技大学机械电子工程学院副院长钟佩思教授说,这些厂家通过应用三维数字化技术,以极低的成本模仿主流品牌产品的外观或功能,从而可以快速占领需求正旺的中低端市场。

  推动模仿走向创新的那只手

  前不久,《国家大型企业集团创新能力研究》南开—清华课题组在调研中发现,我国企业集团创新“九成模仿、一成突破”。多数企业集团将模仿作为基本战略,走“逆向”分解与模仿创新的技术路线。这类创新主要是在引进平台基础上进行的衍生技术创新,其结果就是以实用新型和外观设计为主的专利。只有少数企业集团能够构造出技术壁垒,在平台技术和前沿技术上有所突破。

  3D技术的革新和运用,如果只是被一些企业用来提高外围模仿能力,那绝对是大材小用了。事实上,三维CAD已经成为现代产业的基础性工具,在研发创新中发挥着不可取代的作用。

  去年国庆60周年庆典上,中国空军的王牌“空警2000”预警机闪亮登场,赢得一片喝彩。其实,早在上世纪60年代末,我国就曾开展预警机研制,但因解决不了关键的技术问题而中途夭折。2001年,三维数字化技术被引进预警机研制流程中,科技人员通过采用三维数字化设计,以电子样机代替物理样机,在看不见的电磁频谱空间,完成了电磁兼容性控制,一举突破技术瓶颈,推动了我国预警机技术的发展。

  “空警2000”的成功研制只是三维数字化技术在国家重点项目领域成功应用的一例。中国工程院院士、“863”计划先进制造与自动化领域专家委员会主任孙家广认为,现代产品的创新设计离不开三维CAD,因为只有三维CAD才能进行结构设计、强度设计、外形设计以及优化设计等,从某种意义上说,没有三维CAD就没有创新设计。

  国家制造业信息化科技工程专家组组长、全国3D大赛组委会副主任杨海成教授把三维数字化技术形容为信息化条件下新“工程师语言”。他表示,制造业是我国国民经济的主要支柱。三维CAD/CAM软件是制造业提升产品创新能力的关键支撑性软件,应用三维CAD/CAM技术,可以大大缩短设计周期,降低研发成本,提高研发质量,设计与加工复杂曲面,是航空航天、装备、汽车、造船、电子、消费品、模具等制造行业的企业应对经济危机挑战,满足客户个性化需求的必备工具软件。如果没有三维数字化技术与人才,产品创新、产业升级将无从做起,提升中国制造业水平就成了一句空话。


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