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现代工业的基本特征是什么

我最近经常想两个问题:1、推进数字化转型时,要遵从现代工业的基本特征。但现代工业的基本特征是什么?2、当批评一个人“不懂工业”的时候,到底是在批评他什么?我想到了三句话:安全稳定是底线,经济性是目标,分工、标准化、持续改进是手段。安全稳定是底线很多人不明白:企业为什么不采用某些先进技术、效果更好的算法、更高的自动化程度?一个重要的原因,就是“安全稳定是底线”。20年前我在编写一个在线实时控制软件的时候,明明知道隐式差分方法的精度更高,我却拒绝采用。拒绝采用的原因,是这个方法需要线性方程求解。我的担忧就是:万一由于某种意外,方程求不出来怎么办?我当时总结出一个原则:除非可以证明一个方法是可靠的,我就认为它是不可靠的。在实时控制软件中,用于防止错误所写的代码,可能是“用于完成功能”代码的若干倍。经济性是目标企业是经济实体,采用新技术时一定要考虑经济性。在一个工厂里,单纯地提高产量、质量、自动化水平、控制精度、响应速度等,都不一定能够提高经济性。比如,提高非瓶颈环节的产量,只会增加库存而不会增加全厂的产量;性能指标超出需求时,质量更高并不为企业和用户带来更多价值;劳动力成本低的时候,过高的自动化水平会降低企业的盈利、并导致职工失业。缺乏“系统性考虑问题”的习惯时,往往就是因为缺乏工业常识。对于多数企业来说,经济性往往比技术性能更重要。这就像穷人知道吃肉更有营养,但还是很少会吃肉。分工、标准化、持续改进是手段人们在推进智能化时,总是强调系统优化、模型化。但当我们到一家现代化企业落实时,系统优化往往是建立在特定分工的基础上开展的。虽然数字化可以优化分工,却不是想怎么优化就怎么优化,而是要服从现代企业的制度。模型化往往也是基于分工和标准化体系的,模型的自动功能不能无限扩大,往往需要有人在旁边监督。原因很简单:自动化功能的扩大可能会冲击安全、稳定的底线。当我强调智能化往往是“用人明白的道理,让计算机去做”,包含一个潜台词:“人明白的道理”往往就是可以标准化的知识。强调持续改进的前提,是接受不完美的结果,而不是强调理论计算出来的最优解。现实中,理论计算出来的“最优”结果,可能会引发一些意想不到的问题,甚至冲击安全、稳定的底线。所谓持续改进,往往是在安全稳定的前提下,找到一个比较好的。如果要改进的话,也一点点地去改,从而化解风险。版权声明:原创文章,作者郭朝晖,来源蝈蝈创新随笔,本文已经授权,欢迎分享,如需转载请联系作者。

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当今社会最大的误导就是:制造业不行了

该内容为我国发改委原司长年勇在一次演讲中发表的观点,本文为整理后发布,欢迎各位网友在评论区表达自己的看法以下为演讲速记:制造业还是我们国民经济的基础,是我们科学技术的基本载体 今天要讲制造业,有人跟我说不太理解,说你还讲制造业,题目和内容都有点low。我说讲什么不low呢?讲大数据、云计算、区块链不low,但是我说你理解错了,我们这个社会目前最大的误导就是制造业不行了,制造业落后了,要讲大数据、云计算、区块链、量子计算之类,才跟得上形势,才与时俱进。这是当前社会最大的问题。要谈制造业是因为当前制造业还是我们国民经济的基础,是我们科学技术的基本载体。一个国家的科技水平和经济实力体现在哪里?唯一的标志就是制造业发不发达。这个是我们现在没人说的,不想说,不愿意说。我总结,人类的发展进步就是制造业的发展进步。人家会说我偏激,我说人和动物的区别就是在于人可以制造工具。现在有一个说法叫做美国是服务经济了,后工业社会,不搞制造业了,而中国制造业很发达。你知道美国的具体情况是什么样?我分享一下我的观点,可能不一定对,大家共同交流。去年美国服务业的比重是81%,以此证明美国是后工业经济,是不要制造业的经济。但是很多人不知道,81%背后的东西是什么?美国的服务业里头60%以上都是为制造业服务的,大体这些年占美国经济总量48%、49%、50%。什么意思?美国为制造业服务的生产占一半,就是说美国经济全部总量里有一半是为制造业服务。加上制造业本身,就超过了60%。换句话说,可以说美国制造业占美国经济总量超过60%。美国其实还是一个制造业大国,美国从来没有放弃制造业,直到今天。前天特朗普还说,美国要成为世界制造业的超级大国,中心意思是讲要摆脱中国的依赖。如果我们中国对这个认识不清楚,天天忽悠新概念,我估计中国要为此付出沉重的代价。 人类历史就是科学技术不断为制造业赋能的历史第一,昨天。人类历史就是科学技术不断为制造业赋能的历史,我们不断发明新的科学技术,不断应用在制造业上,促进制造业的发展进步。智能制造提出的时间不长,是1988年美国的怀特教授出的一本书《智能制造》,这里面首次提出来,提出来以后到现在也就32年,时间很短。实际上说起智能制造,往前追溯,应该说是从第一次工业革命开始,那个时候是1776年,瓦特发明蒸汽机,那个时候制造业开始比较快的进步。瓦特发明蒸汽机,是动力的进步,不用人去拉,人就可以解放出来。那个时候开始我们就已经进入了制造业的现代化进程。第二次工业革命是以1821年法拉第发明电动机为标志,人类进入了电气化时代。从1946年发明电子计算机开始,我们进入了第三次工业革命的时代。第三次工业革命这个时代还在持续,至于持续多长时间不知道。这个过程当中我们经历了自动化或者叫数字化,后来经历了网络化,近几年由于大数据、云计算、人工智能等等新技术的出现,包括人工智能的技术,��三次工业革命就被认为是智能化时代。在过去200多年当中,第一次工业革命以来,发达国家从来没有放弃过制造业,而且始终处在制造业的领先地位。 从国内来看,我们国家改革开放40年来,我们紧跟发达国家的步伐,向他们学习,抓住全球产业大势,特别是新一代信息技术和传统的制造技术有机融合,这方面还是取得非常大的进步,取得了很多成就,这些成就就不一一列举。为什么有这个成就?一个原因是我们积极向别人学习借鉴,一个是我们自己不断努力的结果。国内制造业发展迅速,存在的问题也很多 第二,今天。尽管过去40年我们制造业取得很大成就,发展成世界第一大制造体系(总规模),制造业存在的问题也是很多,距离发达国家差距还非常巨大。尽管块头不小,但是比较高端的这部分差距还是非常巨大。当然,我们真正走工业化的时间还是比较短,实际上也就这40年,换句话说,现在我们取得的成就实际上是我们用三四十年的时间走完了西方发达国家近300年的工业化道路。走过了第一次工业革命的一百年,走过了第二次工业革命的一百年,又走过了第三次工业革命的前三四十年,这么短的时间内我们急速追赶,势必肯定缺失了很多东西,少了很多环节。归纳起来比较突出的有三个方面:第一,产业基础十分薄弱。其中最为突出的就是基础研究,基础研究对后面的应用至关重要。因为前面工业化时间很短这个客观现实,好多基础研究没有跟上,大学研究机构和大企业的基础研究都很差。一百多年前美国有一个物理学家叫做亨利·罗兰,他有一个演讲,他说为了应用科学,科学本身必须成功,假如我们停止科学的进步而只留意科学的应用,很快就会退化成中国人那样。多少代人以来他们都没有什么进步,因为他们只满足科学应用,却从来没有追问过他们所做事情的原理,这些原理就构成了科学。到了一百多年之后的今天,我们改的怎么样了?我回答不了这个问题。但是我们看到的现实是我们重大的基础理论、重大的原创核心技术几乎是空白。高端的芯片、智能的工业机器人等等这些硬件我们目前几乎不能生产,原创的操作系统等这些关键软件也要依靠进口。比方说驱动电机,生产驱动电机的一个小部件国内生产规模很大,全世界没有人可比,但是制造这个电机所需的高速精密轴承、耐电材料、高精度位置和温度传感器、电子开关IGBT等等这些东西,我们没有一件能生产。由于基础的研究差,导致了底层的硬件、底层的软件都要依赖别人,这是我们跟发达国家和美国最根本、最大的差距。 第二个短板是产业生态上不去。制造业的整个产业链不完整,这个问题非常突出,有的环节是空白的。为智能制造服务的关键基础设施还差得很远。 第三,产业环境亟待提升。我归纳有三个偏差。第一个偏差是不重视制造过程、制造经验。就是好大喜功,没有认识到工业1.0、2.0、3.0到4.0要一步一步走。工业化的进程可以缩短,但不可以省略。省略了任何一个环节将来都要付出沉痛的代价,而且早晚还要补上。你想跳过,将来都要付出代价,而且这个代价非常沉痛。所以第一个偏差是认知偏差。第二,引导偏差,很多引导策略不系统、不完整,碎片化,没有办法执行,针对性和可操作性都很差,重点也不突出。这种情况下怎么形成共识、形成合力?第三个偏差就是执行偏差,在推进制造业智能化或者推进智能制造过程中,没有看见主导力量,各自为政,一片散沙,资本、人力、物力的投入都浪费掉了。 这就是��们今天面临的形势,就是这么严峻。面临的问题就是努力的方向第三,明天。明天面临什么?实际上很清楚,今天面临什么短板、瓶颈,那就是我们明天要努力的方向。第一,要夯实基础。有大学的问题、研究机构的问题、企业的问题,这些基础都要夯实,没有这个基础想飞是不可能,必须全社会有这个意识。大学在基础研究中承担至关重要的角色,美国的经济起飞有两个引擎,一个在美国的西部,在加州的旧金山湾区,一个在美国的东部,在麻省的波士顿。西部地区有加州大学、斯坦福大学这样一系列的著名大学。东部地区有哈佛大学、麻省理工学院等。这些大学有雄厚的研究力量,有长期的积累,有源源不断的学生进来和出来,提供了源源不断的一代又一代的精英人才。美国这两个地方围绕着大学形成产业。同时,这一套发达国家的制造业体系和发达的金融业体系确保了美国从大学的基础研究出来的成果能够小试、中试、产业化,然后放大,最后就是很大的产业。工厂可以不放在美国,可以放在中国、欧洲。但是,它的原创成果在它的大学里,而且这些教授、实验室主任领着老师学生围绕着某一个细分领域持续研究,从前几代的实验室主任手里接过来这个接力棒。曾经有一个中国小孩在那工作,我就问他,你是干什么的,他就做研究,来了半年。我说我想知道这半年你的学习、生活状态是什么样子?他说我的半年全部在实验室,早上起床吃点东西就到实验室,到晚上十一二点回去。他说也不是老师要求他这样子,从实验室主任到一帮年轻老师到学生都是这样的状态,而且全是自愿的,每天的状态都非常激昂,觉得有意义。我说这就是美国强大的唯一原因,谁能做到一点谁就是最大最强的。 第二,健全生态。一个是健全智能制造产业链,把短板补上。一个是推进智能制造的基础设施建设,包括工业互联网、5G。一个是人才体系的建设,没有人什么都干不成。第三,完善环境。第一,提升认知水平。第二,加强引导,要破除引导策略的碎片化。我曾经牵头制定了一个《增强制造业核心技术三年行动计划》。为什么要制定这个?就是想集中少数重点领域,把各种资源、资金、人才都集中到这个领域,使这个领域尽快有所突破。现在已经执行到第二轮,支持了一大批项目,效果非常好。第四,推动实施。我们讲智能制造,重心还是制造,你不能想象你的制造不行,上面加个计算机,加个软件就行了,不是这样的。制造业需要积累,需要摸索,它有很多隐性知识,不是三天两天就学的来的。如果不熟悉制造过程、制造程序、制造工艺,那后面的再多的数据都没有用,你根本不知道数据背后是什么。中西方结合引领智能制造的发展 从这个意义上讲智能制造的推进可能需要一个制造业巨头来引领来主导,没有的话,这个事情就很难做。制造巨头才了解制造业,才明白制造工艺、制造程序,掌握制造的核心技术,不掌握这个,你想引领也引领不了。国际上最典型就是GE,上百年的制造经验,它对制造工艺的理解比任何其他企业都深刻。同时又有巨大的实力来提升信息技术水平,掌握了大量信息技术的关键,这样,两方结合才可能引领智能制造的发展。---------------------------------------------------------------------------------------------版权声明:原创文章,来源应力与变形控制,本文已经授权,欢迎分享,如需转载请联系作者。

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【工程思考】地铁隧道锚杆设计相关问题技术探讨

【水哥寄语】 各位粉丝,大家好,本次很荣幸邀请到了隧道设计大咖丁大师来给大家分享工程实际经验,感谢丁大师在百忙之中撰写此文,若大家对此文内容有任何疑问,可在文章下方留言,丁大师会根据疑问做一一解答,下期推文会将答案给出,感谢大家的支持!锚杆是地铁隧道设计过程中经常遇到的加固支护方式,以西南地区岩层区域地铁暗挖隧道为例对设计过程中相关问题进行探讨,本次探讨主要分如下五个方面内容:1)、隧道中的系统锚杆起什么作用?2)、系统锚杆的间距怎么设置?3)、系统锚杆纵向间距有无必要跟拱架间距一致?4)、计算书中把锚杆作为拱架的支点正确吗?5)、锚杆长度如何定? 下面分别针对上述问题一一论述。一、隧道中的系统锚杆起什么作用根据普式压力拱理论认为压力拱以上区域为稳定区,压力拱以下至隧道外轮廓为松动区。围岩压力主要来自压力拱以下的变形。从变形的角度理解,隧道开挖后压力拱以上的区域变形基本上可以忽略,压力拱以下的区域产生变形随着靠近隧道外轮廓变形逐渐增大。以A型列车为例,单洞单线的隧道跨度在7.0m左右,根据《铁路隧道设计规范》(TB10003-2016)Ⅳ级围岩条件下塌落拱高度大约为4.3m,跨度在14m的单洞双线隧道的塌落拱高度在6.8m左右,目前设计的锚杆长度通常都是2.5m、3m、3.5m、4m这样的参数,依此锚杆长度完全还没有打入到塌落拱以上的稳定区,从这个角度来分析,我们目前设置的锚杆并不是为了将松动区与稳定区锚固在一起,这样我们的锚杆并未起到减小围岩压力的作用。目前设置的锚杆的主要作用是:1、锚杆与岩体粘结在一起,提高了岩体的整体性;2、对不稳定岩体起到悬吊作用;3、锚杆可以改变隧道表面岩体的受力状态,使受力状态由二向受力状态变为三向受力状态。二、系统锚杆的间距怎么设置?锚杆的间距应该根据锚杆的作用来设置,根据上面的分析,锚杆的设置主要目的不是受力,而是将破碎岩体用锚杆穿插为一个整体。所以锚杆的间距应该主要受岩体的破碎程度来控制。相对完整的岩体,锚杆间距可以设置的稀疏些,相对破碎的岩体间距应该更密一些。但是如果是特别破碎的岩体,这时候打锚杆估计也没什么用了。三、系统锚杆纵向间距有无必要跟拱架间距一致?拱架的主要作用是承担围岩压力,围岩压力是由拱架和“围岩的自稳”共同承担,拱架分摊的围岩压力比例主要跟围岩的变形有关。如果拱架施工时,围岩变形已完成,可认为拱架不受力,如果拱架施工完成后围岩还将发生较大变形,那么拱架承担压力也较大。设计时往往通过要求拱架与掌子面的间距来控制拱架安装的时机,比如要求拱架与掌子面的间距不超过5m。对于较硬岩,掌子面推进5m后围岩的变形可能已经完成了,而对于软岩后续可能还会发生较大变形。因此,同样的设计参数,对于软岩来说拱架所承担的压力更大,硬岩来说拱架承担的压力更小。所以拱架的型号和纵向间距应该主要受岩体的软弱程度来控制。根据以上分析,锚杆的纵向间距主要受岩体的破碎程度来控制,拱架间距主要受岩体的软弱程度控制,而软弱程度和破碎程度没有直接的联系,所以本作者认为系统锚杆的纵向间距完全没必要跟拱架间距一致。比如,完整性较好的软弱岩层,应该设置较密的拱架,较稀疏的锚杆。目前设计中采用锚杆与拱架等间距是基于方便施工设计的,为了方便施工,锚杆设计的间距可以是拱架间距的整数倍。四、计算书中把锚杆作为拱架的支点正确吗?现在的很多初支的计算书采用地层结构法进行计算,将初支拱架与锚杆连接,这样的计算模型是否正确呢? 计算书中的锚杆轴力图及拱架弯矩图现场锚杆通常由两种常见的施工工艺,1、为锚杆与拱架直接焊接,2、为锚杆打设在两榀拱架中间,通过锚杆垫板固定与喷射混凝土中。锚杆与拱架焊接 锚杆打设在两榀拱架中间1、如果锚杆跟钢拱架是不直接相连的,锚杆打设在两榀拱架之间,锚杆远端通过钢垫板固定,这种方式显然不能通过上述计算模型。2、锚杆焊接在钢拱架上,但是系统锚杆并未打设到稳定区,锚固长度较短,这时锚杆是随着围岩一同变形的,并不是锚杆固定在稳定岩层上,拉住拱架不产生变形,所以我认为这种情况下也不能采用上述计算模型不正确。根据我们前面的分析,打设在完整岩层上的这种“短锚杆”应该不受力,或者受力很小,可以通过现场测量锚杆轴力的试验来验证我们的假设是否正确。五、锚杆长度如何定?1、根据前面的分析,目前设置的这种短的系统锚杆的长度应该主要受破碎岩体的大小来控制,但是这种破碎岩体的大小,只能定性分析,所以我认为目前系统锚杆的长度只能通过经验设置,很难计算得到。2、关于锁脚锚杆的长度确定,我认为锁脚锚杆可以参照锚杆挡墙的计算方式计算。假如我们采用的为单根C22的锁脚锚杆,钢筋被拉断的极限承载力为380.1*360=136.8kN,采用50mm的锚孔,锚固体与岩层间被拉环的极限长度:锚杆与砂浆间被拉坏的极限长度:因此,当我们设置单根C22的锁脚锚杆时,锚固长度2.4m为其最优长度,小于此值不能充分发挥钢筋的作用,大于此值钢筋会被先拉断,比较浪费。加上自由端的长度,C22的锁脚锚杆的最优长度约为2.5m。关于锚杆的抗拔力检测值的计算,根据基坑支护规范二级支护结构锚杆的抗拔力检测值取轴向力标准值的1.3倍。C22的锚杆抗拔力可以取为136.8/1.8*1.3=98.8kN。根据这个设置原则计算常用C22及C25锁脚锚杆的长度如下。【水哥写在最后】 工程经验来之不易,感谢丁大师对本公众号的大力支持,也非常感谢丁大师愿意分享自己的宝贵心得,欢迎各位从事相关行业的粉丝参与讨论,相互学习,共同进步! 丁大师下期文章预告: 如何基于CAD地形图建立三维数值模型地表,敬请关注!

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特斯拉柏林工厂最新进展(截至6月12日)

1.6月2日,特斯拉柏林工厂的第十五次施工许可通过了当地政府部门的批准。第十五次施工许可的通过对于特斯拉柏林工厂建设来说是非常重要的一步。其中包括油漆车间,铸造车间,白车身车间的设备功能调试允许,以及污水处理水箱的安装等施工项目。2.6月1日,大量的钢筋正铺设在特斯拉柏林工厂电池车间的地基上。3.5月27日,当地环境部门通过了特斯拉柏林工厂第十四次的施工许可B部分,包括排风罩的安装,以及一些特殊工种延长工作时间的申请。4.5月22日,特斯拉柏林工厂厂房的屋顶已经安装完成。5.5月19日,当地政府通过了特斯拉柏林工厂第十三次的施工许可。施工许可内容主要为:总装线设备的安装调试工作。其中包括内饰,座舱和底盘等汽车零件的安装,以及下线测试,门板线和返修设备等的安装调试。6.5月18日,即将被埋在地下的长达5km的污水处理管道。7.5月16日,在特斯拉柏林工厂正在调试的一体化大型铸造机。8.5月15日,正在被直升飞机吊运,用于安装在油漆车间屋顶上的排风罩。特斯拉柏林工厂现场视频:

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SYNOPSYS™光学设计软件,是目前世界上功能强大的光学设计软件之一。58 年的发展更新和 Windows 界面使得新手很容易上手使用;能轻松面对更高的专业需求。其开发者 OSD 公 司是世界领先的光学设计软件的开发者之一, 同时提供光学设计服务,OSD 公司几乎在所有类 型的光学系统设计方面有着丰富的经验,包括测试仪器、天文、照明、微光夜视、红外系统、目 镜等方面,设计完成了超过了 28000 个的项目。

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ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(FEA)软件,是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件,能与多数计算机辅助设计(CAD,computer Aided design)软件接口,实现数据的共享和交换,如Creo, NASTRAN、Algor、I-DEAS、AutoCAD等。是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

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