美國國防部通過空軍研究實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了“國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”信息征詢書（RFI），為2016年建設(shè)的兩家制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)聚焦的技術(shù)領(lǐng)域征集建議。國防部給出了其考慮的6個(gè)潛在技術(shù)領(lǐng)域，第四個(gè)是“先進(jìn)機(jī)床與控制系統(tǒng)”。
這一領(lǐng)域無疑就是所謂的智能制造裝備，是實(shí)現(xiàn)智能制造的使能技術(shù)之一，同時(shí)也是智能制造的關(guān)鍵組成部分之一。數(shù)字制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)中，先進(jìn)機(jī)床就是三個(gè)重點(diǎn)技術(shù)方向之一，但是主要涉及軟件技術(shù)。這次國防部提出的技術(shù)領(lǐng)域，則是大幅增加了硬件和軟硬集成的內(nèi)容。同時(shí)，早在2012年，美國空軍未來工廠專項(xiàng)計(jì)劃也提出了先進(jìn)自動化、工廠C3（天眼）、柔性可重構(gòu)工廠基礎(chǔ)設(shè)施和新型工藝探索這4個(gè)子專項(xiàng)，先進(jìn)機(jī)床與控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的技術(shù)方向無疑已經(jīng)充分體現(xiàn)在了這些子專項(xiàng)中，現(xiàn)在部分處于TRL/MRL4-7級的技術(shù)可以借由國防工業(yè)向民用工業(yè)推廣。這也將是振興美國制造業(yè)和中國制造2025戰(zhàn)略中能夠產(chǎn)生交鋒的一大領(lǐng)域。
圖空客A350機(jī)身機(jī)器人柔性脈沖裝配線
下一代先進(jìn)機(jī)床和控制系統(tǒng)將能以高效、無暇的質(zhì)量和較少的人工干預(yù)生產(chǎn)具有價(jià)格競爭力的產(chǎn)品。國防工業(yè)基礎(chǔ)十分依賴由這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)制造能力。這些技術(shù)中的優(yōu)勢還對于提升民用制造商產(chǎn)品的優(yōu)越性至關(guān)重要。盡管美國在許多子系統(tǒng)中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，但對這一技術(shù)領(lǐng)域，本土工業(yè)在系統(tǒng)級是薄弱的，諸多先進(jìn)能力仍在國外。本次輸入在于尋求競爭前技術(shù)領(lǐng)域，能夠用于完善先進(jìn)機(jī)床與控制系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)。
圖德瑪吉公司增材/減法混合制造機(jī)床
旨在提升美國機(jī)床和工業(yè)控制系統(tǒng)國防能力與全球競爭力的制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)關(guān)注的部分方向如下：
——減少占用空間、提升布局柔性的機(jī)器人加工系統(tǒng)
——低成本、高質(zhì)量和高精度機(jī)床
——集成的開源連通性與提升的機(jī)床界面和編程能力
——面向閉環(huán)控制系統(tǒng)的集成傳感器
——使用最先進(jìn)技術(shù)，面向直觀、實(shí)時(shí)分析和優(yōu)化的人機(jī)界面（HMI）
——用于機(jī)床和工作臺的新物料，更輕、更便宜、具有更高剛度、在大的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定、阻尼振動，并且在一家工廠內(nèi)能夠模塊化配置和動態(tài)安裝
——在多個(gè)層級上的集成自動化；設(shè)計(jì)、工藝、物料、物料-機(jī)、機(jī)-機(jī)、機(jī)-工廠
——完全無縫的混合技術(shù)，包括增材/減法制造、制作和檢測
——先進(jìn)工裝實(shí)現(xiàn)更快的周期、更高的經(jīng)濟(jì)性和更好的質(zhì)量批次
——實(shí)現(xiàn)“一批次”（耐久地控制工藝、內(nèi)外部因素，首件生產(chǎn)就是合格零件）制造，包括完全集成的仿真與質(zhì)量測量
——探索面向制造的新技術(shù)，如激光