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2014年:美国制造业发展新动力(三)_0

2019-06-10 11:29 出处:未知 人气: 评论(

  OFweek工控控讯:零部件制造仍然是大部分工业的命脉。这些部件大小各异,生产数量不等,使用的材料也不尽相同。模具可以看作是一次性工件,开始是成本为5000美元的工具钢,一个月后,经过大量加工,价值几十万美元。模具制造商是一类合同制造商(也叫加工车间),另一类合同制造商则生产数量为几万到几十万零部件。大规模的定制化减少了对大批量生产的要求。传统的螺纹切削机车间正采用数控杠技术,减少CAM操作机器的设置时间,提高系列刀具的更换速度,缩短换刀距离。

美国制造

  多任务机器受到制造商欢迎,一次设置就能完成或接近完成零部件制造。

  对于机床供应商和第三方供应商来说,未来的趋势是把向客户提供全套方案作为业务重点。第三方供应商的产品包罗万象,从切割工具、工件夹紧解决方案、自动化设备到监测工具。制造商的员工团队中缺乏足够的工程师能自行完成这些工具的制造,所以希望机床供应商(机床厂和分销商)能够提供创造性的解决方案。有些机床厂看到了企业维修方面的需求缺口,创造了商业模式向客户提供服务。

  制造业中的软件

  软件继续推动着制造业创新,最新的编程工具不仅使旧有系统和流程重新焕发生机,还领衔探索与应对制造业生产设计面临挑战的新方法。

  随着CAC/CAM/CAE和产品生命周期管理(PLM)等软件的出现,产品设计人员和制造专家从最初的设计理念到最终的工厂装配都可以设计出新方法,并生产出振奋人心的新产品。

  在CAD/CAM领域中,集成3D设计造型的普及应用成为新趋势,工程师可以使用CAD设计和创造新产品。CAM软件系统以制造为中心,可在AutodeskInventor、达索系统公司的SolidWorks或者西门子公司的SolidEdge等建模软件中兼容运行。

  现在的CAM软件为用户提供了更多选择,可以为越来越复杂的多任务加工机床(multitaskingmachines,MTM)和五轴联动加工的操作编程。多任务加工机床只需一次设置,减少了装夹次数和加工成本。随着价格下降,多任务加工机床越来越普及。这些复杂的机床编程需要模拟,CGTech公司的Vericut软件或CAM软件的内置模拟等高端数控模拟工具让编程人员在实际切割金属之前在虚拟世界中看到并验证产品设计。

  除了多任务加工机床和模拟,很多新的CAM软件包增加了优化走刀路线的功能,可提高占大部分加工时间的粗车加工的速度。高速粗车加工技术中有的是用第三方软件,如CeleritiveTechnologies公司的老牌VoluMill刀路优化程序;有的则使用二次开发的系统,比如DPTechnology公司的ProfitMilling或Delcam公司最近开发的旋风铣Vortex高效区域清除策略。这一策略已经集成到该公司的PowerMill和PartMaker两款CAM软件中,目前正在申请专利。

  在云端

  向云端迁移的步伐还在继续,现在发布的产品生命周期管理软件和企业资源规划软件都有云版本。云端模型降低了成本,成为对制造商越来越具有吸引力的选择。云应用节约了安装现场应用和企业内部应用的高昂成本,同时把与新软件安装和内部软件支持的成本外包了出去。基于云的CAE模拟应用,如Autodesk的Sim360系统中的有限元分析,为用户提供了使用基于网络的CAE应用,让用户有机会利用互联网上近乎无限的计算能力。另一新品Autodesk的CAM360,最近也把CAM软件放在了云端。GeometricTechnologies和达索系统公司等其他开发商,也已经测试并向用户提供至少是有限的云端CAM。

美国制造

  高端软件是未来高端制造业的主要支撑,这些软件将越来越多地开发云版本。

  云端企业资源规划软件现在可以让工厂管理人员轻松地在智能手机上查看厂区设备的状态,这些系统越来越紧密地与制造执行系统(MES)结合起来,几乎可以实时查看机器状态,并根据条件的改变进行调整。

  在数字控制(CNC)方面,直接在车间数控编程的选择越来越多。另一项进展是直接通过车间的CNC控制器而不是机器人自身的控制器为机器人编程。西门子和库卡公司合作,直接通过西门子的控制系统控制库卡公司的机器人。Fanuc公司也在对自己的机器人产品做类似的尝试。

  检查和测量方面。2013年为三坐标测量机(CMM)开发的触屏版DMIS软件上市,旨在降低CMM使用者的学习曲线。还有两款新型触屏软件包,即Hexagon公司的PC-DMISTouch和NextMetrologySoftware公司的TouchDMIS系统。在航空航天领域,计量软件工具必不可少。像Verisurf公司的X7Model-BasedDefinition(MBD)这样的软件,能让航空航天工程师创造、建设、测量和分析复杂的飞机系统和机身零部件,这些应用对整个任务至关重要,因此对其精度有很高要求。

  航空航天和国防领域持续增长

美国制造

  航空航天制造业,从钻孔到测量,为了跟上需求增长逐渐自动化。

  上一年,商用和防务航空航天产业的销售额均超出预期。根据德勤、Teal集团和普华永道的预测,2014年,全球商用航空航天领域收入和利润将继续增长。

  随着787的电池风波过去一年,波音以令人欣喜的成绩给2013年画上句号。2013年12月,波音称已接近长期以来的目标,即月产10架787飞机。2014年初,波音与其机械师联盟签署协议,确保777X在华盛顿州的制造。6月,波音的商用飞机销量喜人,单通道飞机和高效节油飞机需求上涨,预计市场规模高达5万亿美元。波音预计,未来20年对新飞机的需求量为35000架。

  2014年1月,另外一家商用航空业巨头空客宣布,超额完成2013年商用飞机目标,共向93位客户交付了626架飞机,其中493架A320、108架A330、25架A380,交付数量创历史新高;毛订单数为1619架,创业界新高,比2011年的前最高纪录多11架。鉴于印度和中国的需求增长,空客公司预测,20年后商用飞机市场价值将达到4.4万亿美元。2013年4月,该公司新型A320系列装配线在阿拉巴马州正式开建。空客公司称,这个工厂将为1000多名高技能工人提供就业机会,这些工作岗位可能在工厂或者供应链中。

  前途未卜的国防工业

  笼罩国防工业全年的是自动减赤计划。2014年3月,《预算控制法案》自动减赤机制生效,包括减少370亿美元国防支出,并宣布未来9年有望每年减少520亿美元。一年里的大部分时间,利益相关方(包括航天工业协会)都在警告这一削减可能产生的灾难。尽管付出了努力,取得了一定成效,但似乎并没有达到理想状态。航天工业协会在年终报告表示,工业军用飞机销售下降了6%,导弹和航天都下降了5%。但尽管如此,国防出口上升的4%帮助了产业,而且五角大楼利用先前未指定用途的基金减轻了这次打击。航空航天工业的税后净利润上涨17%,达230亿美元。

  2013年岁末,美国众议院和参议院的预算谈判达成一致,出台预算协议,在未来两年,降低自动减赤机制对军事和国内消费的影响。2015年9月,取消全面削减国内和国防支出630亿美元的计划,国防工业再次受到了鼓励。

  商业层面的产品需求和国防层面的支出缩减,都给整个航空航天工业继续寻找提升生产流程和产品质量的方法带来压力。

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