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美国科研新材料,自动温控的“衣服”

智能制造类 哦然后呢 2017-03-20 18:04 发表了文章 来自相关话题

在这反复无常、昼夜温差还是比较大的时间里,我们每天都会纠结——“明天到底要穿多少件衣服出去”。仔细想来,在很长的一段时间里,这个问题肯定是困扰了不少纠结症患者。 
 
 
不过还好,穿多了,热的时候可我们可以潇洒地脱了;穿少了的话,如果遇上气温骤降的时候,我们就只能靠一身正气取暖,抑或者只能在风中凌乱了。
 
 
也许,接下来介绍的这款“控温纺织物”或许能帮你逃离这种窘境了。



近日,在一年一度的美国先进能源研究计划署(ARPA-E)成果展示大会上,科研团队Otherlab展示了一款“可自动伸缩的控温织物”,它能够根据环境温度的变化来改变其自身隔热性能,从而实现自动控温,未来将能用于制作“控温保暖衣”。







备注:美国先进能源研究计划署隶属于美国能源部,由奥巴马政府在2009年成立。据《麻省理工科技评论》介绍,ARPA-E的新能源项目资金来源于美国复苏与投资法案,该项目以国防高级研究计划局(DARPA)为模板,旨在协助研发那些投资者或其他政府机构可能引入市场的高风险能源技术。


简单来说,现在我们每个人身上穿的衣服就是一种隔热材料。我们通过改变穿着的衣服数量来保持身体的最舒适温度,天热的时候,我们会少穿点衣服,天冷的时候,我们会多穿点衣服。不过,这对很多人来说还是很麻烦的,无法实现自动温度调节,我们需要随着温度的变化增加衣服,这就要我们准备很多不同的衣服,而且记得随气温变化更换,费时费力还费钱。我们就想买一件一年四季都可以穿的、好看的、耐磨的、可以自动调温的衣服。







Otherlab是一个善于研究各种奇怪事物的科研小团队,今年年初的时候它就打造出了一款能在关键时刻救人性命的纸飞机。而现在,他们已经利用ARPA-E提供的资金开发出所谓的“热控温纺织物”——这种织物能够根据环境温度动态地改变其隔热性能。

 

也许,看到这里,你们会想,该“控温纺织物”中是不是存在着电路元件、化学物质,又或者是其他的机械系统……不过小编要告诉你的是,实际上,它里面什么都没有,仅仅是一些普通的合成纤维。这些纤维的热膨胀系数各不相同,经过精心地设计及编织后,能形成一种随着温度变化而自动伸缩的特殊结构层。






下面这个视频是以十倍速度快进播放的,但这种材料确实能够快速响应环境温度的变化——它从完全舒展到完全收缩仅需要1分钟左右的时间,再1分钟就又恢复到舒展状态。这种材料的布料若制成衣服,其保温效果相当于从一件厚T恤到一件厚的户外大衣之间进行切换,隔热能力变化了3倍,足以应对15℃的温度变化。


所以,当你有了这件衣服的时候,你可以自由行走在寒冬腊月抑或者皎阳似火的夏季。

 
项目负责人Brent Ridley表示:“当温度变化时,这两种材料的长度变化将会不同,其中一种纤维伸展速度快于另一种纤维,这将会在整体纺织结构中产生一个弯曲空间,使其变成一个能够容纳空气的有开口的波浪形织物材料,从而让厚度变化。”

 
就像视频中显示的那样,当温度上升时“控温纺织物”会自动伸展成扁平状,这时它的隔热性能较低,保暖程度与薄长衫相当。而温度下降时它则会收缩膨胀,纺织物内充入空气,隔热性能显著提升。研究人员表示,当“控温纺织物”膨胀至最松软状态时,它的隔热能力将会提升三倍,穿着它就如穿着羽绒服一般。






另外,纺织物从扁平到完全膨胀的“变身过程”只需约一分钟,快速的变化为产品的商业化提供了条件。

 

更重要的是,这一特性不会因磨损、洗涤或折皱而消失,因为该纺织物本身压根就没有可被破坏的机械或电子部件,也没有使用什么能耗尽的化学品。不得不承认他们真是太有才了!除了令我们的生活变得更加舒适便捷外,还节约了大量的能源。


也就是说,如果你穿了这件衣服,不仅能自动调温,还能为人类环保事业做出“巨大”的贡献,厉害了。


以下是Otherlab对该技术的自我评价:

根据环境温度变化而改变自身隔热性能的衣服,能使穿着者在更宽温度范围内保持舒适度。若在办公楼、学校或工厂的每个人都穿这种自适应材料的衣服,将会减少对供热或制冷的需求,从而显著降低能耗。若需要开空调或开暖气的温度能再提高2℃,那么能源消耗和相关排放可能就会降低2%。在户外,这项技术可以使通勤、徒步旅行等活动变得更加舒适。我们致力于使舒适无处不在。



据悉,目前Otherlab的研究成果已经走出实验室并被制成了商品材料,而且在制造过程中,制造商发现它还可以被用来生产其他织物。项目负责人Ridley表示,在明年年底内,他们的研究成果将有可能被批量生产为成衣。

 
现在,网上不少的小伙伴们已经沸腾了:太好了,我以后不用换衣服了;儿时的愿望就要实现了;原理不难,做出不易;希望平常的老百姓能买的起。小编我也只是希望自己能买的起。
 
 
 
 
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来源:机器人2025  何雅琴 查看全部
在这反复无常、昼夜温差还是比较大的时间里,我们每天都会纠结——“明天到底要穿多少件衣服出去”。仔细想来,在很长的一段时间里,这个问题肯定是困扰了不少纠结症患者。 
 
 
不过还好,穿多了,热的时候可我们可以潇洒地脱了;穿少了的话,如果遇上气温骤降的时候,我们就只能靠一身正气取暖,抑或者只能在风中凌乱了。
 
 
也许,接下来介绍的这款“控温纺织物”或许能帮你逃离这种窘境了。



近日,在一年一度的美国先进能源研究计划署(ARPA-E)成果展示大会上,科研团队Otherlab展示了一款“可自动伸缩的控温织物”,它能够根据环境温度的变化来改变其自身隔热性能,从而实现自动控温,未来将能用于制作“控温保暖衣”。


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备注:美国先进能源研究计划署隶属于美国能源部,由奥巴马政府在2009年成立。据《麻省理工科技评论》介绍,ARPA-E的新能源项目资金来源于美国复苏与投资法案,该项目以国防高级研究计划局(DARPA)为模板,旨在协助研发那些投资者或其他政府机构可能引入市场的高风险能源技术。


简单来说,现在我们每个人身上穿的衣服就是一种隔热材料。我们通过改变穿着的衣服数量来保持身体的最舒适温度,天热的时候,我们会少穿点衣服,天冷的时候,我们会多穿点衣服。不过,这对很多人来说还是很麻烦的,无法实现自动温度调节,我们需要随着温度的变化增加衣服,这就要我们准备很多不同的衣服,而且记得随气温变化更换,费时费力还费钱。我们就想买一件一年四季都可以穿的、好看的、耐磨的、可以自动调温的衣服。

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Otherlab是一个善于研究各种奇怪事物的科研小团队,今年年初的时候它就打造出了一款能在关键时刻救人性命的纸飞机。而现在,他们已经利用ARPA-E提供的资金开发出所谓的“热控温纺织物”——这种织物能够根据环境温度动态地改变其隔热性能。

 

也许,看到这里,你们会想,该“控温纺织物”中是不是存在着电路元件、化学物质,又或者是其他的机械系统……不过小编要告诉你的是,实际上,它里面什么都没有,仅仅是一些普通的合成纤维。这些纤维的热膨胀系数各不相同,经过精心地设计及编织后,能形成一种随着温度变化而自动伸缩的特殊结构层。

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下面这个视频是以十倍速度快进播放的,但这种材料确实能够快速响应环境温度的变化——它从完全舒展到完全收缩仅需要1分钟左右的时间,再1分钟就又恢复到舒展状态。这种材料的布料若制成衣服,其保温效果相当于从一件厚T恤到一件厚的户外大衣之间进行切换,隔热能力变化了3倍,足以应对15℃的温度变化。


所以,当你有了这件衣服的时候,你可以自由行走在寒冬腊月抑或者皎阳似火的夏季。

 
项目负责人Brent Ridley表示:“当温度变化时,这两种材料的长度变化将会不同,其中一种纤维伸展速度快于另一种纤维,这将会在整体纺织结构中产生一个弯曲空间,使其变成一个能够容纳空气的有开口的波浪形织物材料,从而让厚度变化。”

 
就像视频中显示的那样,当温度上升时“控温纺织物”会自动伸展成扁平状,这时它的隔热性能较低,保暖程度与薄长衫相当。而温度下降时它则会收缩膨胀,纺织物内充入空气,隔热性能显著提升。研究人员表示,当“控温纺织物”膨胀至最松软状态时,它的隔热能力将会提升三倍,穿着它就如穿着羽绒服一般。

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另外,纺织物从扁平到完全膨胀的“变身过程”只需约一分钟,快速的变化为产品的商业化提供了条件。

 

更重要的是,这一特性不会因磨损、洗涤或折皱而消失,因为该纺织物本身压根就没有可被破坏的机械或电子部件,也没有使用什么能耗尽的化学品。不得不承认他们真是太有才了!除了令我们的生活变得更加舒适便捷外,还节约了大量的能源。


也就是说,如果你穿了这件衣服,不仅能自动调温,还能为人类环保事业做出“巨大”的贡献,厉害了。


以下是Otherlab对该技术的自我评价:

根据环境温度变化而改变自身隔热性能的衣服,能使穿着者在更宽温度范围内保持舒适度。若在办公楼、学校或工厂的每个人都穿这种自适应材料的衣服,将会减少对供热或制冷的需求,从而显著降低能耗。若需要开空调或开暖气的温度能再提高2℃,那么能源消耗和相关排放可能就会降低2%。在户外,这项技术可以使通勤、徒步旅行等活动变得更加舒适。我们致力于使舒适无处不在。



据悉,目前Otherlab的研究成果已经走出实验室并被制成了商品材料,而且在制造过程中,制造商发现它还可以被用来生产其他织物。项目负责人Ridley表示,在明年年底内,他们的研究成果将有可能被批量生产为成衣。

 
现在,网上不少的小伙伴们已经沸腾了:太好了,我以后不用换衣服了;儿时的愿望就要实现了;原理不难,做出不易;希望平常的老百姓能买的起。小编我也只是希望自己能买的起。
 
 
 
 
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来源:机器人2025  何雅琴
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助力制造升级 | 软件定义制造过程

机械自动化类 功夫熊猫 2016-10-20 09:56 发表了文章 来自相关话题

无论是德国工业4.0和中国制造2025白皮书中,都浓墨重彩地提出未来工业发展的一种新型模式:智能制造。
和以往生产过程不同,主要是在生产全过程更加关注软件开发以及软硬件的集成应用。在新的生产制造过程中,利用软件的定义,给生产制造过程注入新的活力。软件对生产过程的定义和支撑,是实现中国未来制造目标的重要工程之一,也是制造业需要发展的重点方向。
三大组织,一种典型模式
对于生产制造过程的软件重新定义,首先要分析下生产制造型企业的典型业务模型。这样才能够在一个较为固化的模式下,进行生产过程的研究和实践。
对于典型的生产型企业来说,主要包含三种组织模式:
一种是大型企业生产组织模式,这主要是指以大型整机装备为核心产品的主制造商。这类企业规模庞大,通常分为企业、分厂、车间三层生产组织体系。
 





图1 大型企业生产组织结构
针对此类型企业,主要应用于大型装备制造企业,尤其是军工企业的主机制造装配厂,在中航工业的典型代表如西飞、成飞、陕飞等。
第二种是研究院所生产组织模式,在国内军工制造业领域,尤其是航空制造领域,机载系统及其它附件设备多是由研制一体的研究院所完成。
 





图2 研究院所生产组织模式
这些研究院所通常有研发和生产两条线,如动控所,雷电院等,都是典型的研究院所的生产组织模式。
还有一种是中小企业生产组织模式。一些市场化程度较高的电器仪表制造企业,弱化生产部的计划功能,直接由销售部门下达生产计划。
 





图3 中小企业生产组织模式
这种由销售部门直接下达生产计划的模式,缩短了计划周期,非常适合生产周期短交货期敏感的企业。
这类企业按照不同的产品系列设立若干个装配分厂,前端的零件加工按照工艺分为若干个加工车间。企业通常不设中央库房,由加工车间直接将半成品零部件交付装配分厂,基本实现了装配拉动的生产方式。
针对不同的生产组织模式,对应的生产业务模型也不尽相同,但是对于生产型企业来说,企业的创造价值的根本没有改变,企业主价值链的过程节点也趋近相同。生产型企业典型生产业务模型如下:





图4 典型生产管理业务模型

企业需求的来源多种多样,首先最重要的就是企业的销售订单形成的需求,这也是企业整个生产过程面向的最重要的利润实现点。
企业的需求确定以后,企业生产部门会根据需求编制企业的生产计划,包括年度计划、季度计划和月度计划,来从不同的颗粒度指导企业的生产。
企业的生产计划指导企业车间作业计划的制定并作用于其的执行,其作用范围包括企业所有生产类车间,如毛坯车间、零件加工车间、热处理及表面处理车间和部装总装车间。
以上所述就构成了一个典型的生产企业的业务模型,通过计划执行主线,搭建了企业价值创造过程的主流程,同时为了支撑主流程的正常运行,需要配套的物流、资源的支持,相互紧密联系,共同构成了企业的生产全过程。
五步骤助力制造过程
要实现企业生产制造向智能制造模式的转变,首先要对企业智能制造的业务模式进行研究。然而百变不离其宗,中航工业将其总结为十六字箴言:动态感知、实时分析、自主决策和精准执行。





 
图5 制造过程之变革

要实现智能制造业务模式的转变,需要集成车间现场软硬件技术,能够实现生产现场信息的动态感知,充分集成工程领域的产品三维数字模型,同时将三维模型充分应用到生产现场并进行模型信息的反馈和修正,基于生产全过程管理建立智能的生产管控系统,对生产过程信息进行实施分析并对生产过程做出相应调整,同时生产现场的软硬件也可以针对统计信息进行自主判断,以更好的服务生产。
实际上,这是围绕着五个步骤而来
一是要打通计划物流线,建立生产制造信息基础
以企业一个车间或者部分车间为试点,打通企业需求主生产计划物料需求计划车间计划工序计划的企业价值主线,打通企业进销存的物流主线,建立企业统一信息化平台和统一数据源,打造企业生产制造全过程信息管理基础。
如中航工业宝成通过对企业进销存物流线的优化升级,选取应用条件最为成熟的机加车间为典型代表,将企业生产计划从需求贯穿到生产现场,实现了主线打通和信息流动,为企业生产效率的提升以及软件后续的发展奠定了良好的基础。
二是实现全面无纸化,建立横向协同计划机制
通过企业全面制造执行的横向推广,实现企业全面无纸化,提升对企业价值主线的支撑和保障,建立生产计划纵向之间、横向之间、计划与物流和计划与资源的全面协同机制。
成飞集团的信息化建设一直走在时代的制造业的前沿,在实现了主线打通和数据流动之后,全面整合生产制造全过程中的设备信息、工装工具信息、质量检验信息等,实现信息和数据的有效处理,实现企业的全面无纸化。
三是将车间管理下沉,建立车间级层级递推
在建立企业全面制造执行实现车间现场管理的基础上,围绕MES集成生产现场多种软硬件技术,针对数字化自动化水平较高、具有一定专业代表性的典型产品建立示范性智能车间/生产线,然后推广到其他车间和生产线。
在机加类型车间、在装配类型车间、在复合材料类型车间、在在航电/机电系统,分层次推进。
四是将生产管理前移,深度集成产品三维数据模型
在实现企业生产过程全面管理的基础上,深度集成产品三维数据模型,充分应用模型的产品标注信息、工艺标注信息以及检验标注信息。
利用三维模型,自动应用到生产管理过程的物流、工艺和质量检验过程,并通过实际生产过程,对三维模型信息进行修正并反馈回工程领域,实现虚拟生产和物理制造的结合。
五是将计划管理上浮,全面实现生产过程智能管控
在实现需求→主生产计划→物料需求计划→车间计划→工序计划的企业价值主线的基础上,实时获取生产过程尤其是生产计划全过程的信息,进行处理和分析,建设生产过程的智能管控系统,为企业生产全过程提供智能分析和决策数据,并通过前面所建立的信息系统进行反馈,实现调整和执行。
软件是主旋律
生产制造过程的变革和进步是一套完整、复杂且系统的过程,就如一篇华丽的乐章,企业要想完美的演奏乐章,需要完成的生产过程所需要的设备作为演奏乐器,需要管理人员、生产人员、信息化人员等作为不同的演奏家。软件就是主旋律,用软件贯穿设备性能、人员能力和资源调配,从简单到复杂层层推进,逐步奏响制造过程进步的乐章,实现生产制造的蜕变和升华。
 
 
 
来源:网络 查看全部
无论是德国工业4.0和中国制造2025白皮书中,都浓墨重彩地提出未来工业发展的一种新型模式:智能制造。
和以往生产过程不同,主要是在生产全过程更加关注软件开发以及软硬件的集成应用。在新的生产制造过程中,利用软件的定义,给生产制造过程注入新的活力。软件对生产过程的定义和支撑,是实现中国未来制造目标的重要工程之一,也是制造业需要发展的重点方向。
三大组织,一种典型模式
对于生产制造过程的软件重新定义,首先要分析下生产制造型企业的典型业务模型。这样才能够在一个较为固化的模式下,进行生产过程的研究和实践。
对于典型的生产型企业来说,主要包含三种组织模式:
一种是大型企业生产组织模式,这主要是指以大型整机装备为核心产品的主制造商。这类企业规模庞大,通常分为企业、分厂、车间三层生产组织体系。
 
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图1 大型企业生产组织结构
针对此类型企业,主要应用于大型装备制造企业,尤其是军工企业的主机制造装配厂,在中航工业的典型代表如西飞、成飞、陕飞等。
第二种是研究院所生产组织模式,在国内军工制造业领域,尤其是航空制造领域,机载系统及其它附件设备多是由研制一体的研究院所完成。
 
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图2 研究院所生产组织模式
这些研究院所通常有研发和生产两条线,如动控所,雷电院等,都是典型的研究院所的生产组织模式。
还有一种是中小企业生产组织模式。一些市场化程度较高的电器仪表制造企业,弱化生产部的计划功能,直接由销售部门下达生产计划。
 
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图3 中小企业生产组织模式
这种由销售部门直接下达生产计划的模式,缩短了计划周期,非常适合生产周期短交货期敏感的企业。
这类企业按照不同的产品系列设立若干个装配分厂,前端的零件加工按照工艺分为若干个加工车间。企业通常不设中央库房,由加工车间直接将半成品零部件交付装配分厂,基本实现了装配拉动的生产方式。
针对不同的生产组织模式,对应的生产业务模型也不尽相同,但是对于生产型企业来说,企业的创造价值的根本没有改变,企业主价值链的过程节点也趋近相同。生产型企业典型生产业务模型如下:

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图4 典型生产管理业务模型

企业需求的来源多种多样,首先最重要的就是企业的销售订单形成的需求,这也是企业整个生产过程面向的最重要的利润实现点。
企业的需求确定以后,企业生产部门会根据需求编制企业的生产计划,包括年度计划、季度计划和月度计划,来从不同的颗粒度指导企业的生产。
企业的生产计划指导企业车间作业计划的制定并作用于其的执行,其作用范围包括企业所有生产类车间,如毛坯车间、零件加工车间、热处理及表面处理车间和部装总装车间。
以上所述就构成了一个典型的生产企业的业务模型,通过计划执行主线,搭建了企业价值创造过程的主流程,同时为了支撑主流程的正常运行,需要配套的物流、资源的支持,相互紧密联系,共同构成了企业的生产全过程。
五步骤助力制造过程
要实现企业生产制造向智能制造模式的转变,首先要对企业智能制造的业务模式进行研究。然而百变不离其宗,中航工业将其总结为十六字箴言:动态感知、实时分析、自主决策和精准执行。

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图5 制造过程之变革

要实现智能制造业务模式的转变,需要集成车间现场软硬件技术,能够实现生产现场信息的动态感知,充分集成工程领域的产品三维数字模型,同时将三维模型充分应用到生产现场并进行模型信息的反馈和修正,基于生产全过程管理建立智能的生产管控系统,对生产过程信息进行实施分析并对生产过程做出相应调整,同时生产现场的软硬件也可以针对统计信息进行自主判断,以更好的服务生产。
实际上,这是围绕着五个步骤而来
一是要打通计划物流线,建立生产制造信息基础
以企业一个车间或者部分车间为试点,打通企业需求主生产计划物料需求计划车间计划工序计划的企业价值主线,打通企业进销存的物流主线,建立企业统一信息化平台和统一数据源,打造企业生产制造全过程信息管理基础。
如中航工业宝成通过对企业进销存物流线的优化升级,选取应用条件最为成熟的机加车间为典型代表,将企业生产计划从需求贯穿到生产现场,实现了主线打通和信息流动,为企业生产效率的提升以及软件后续的发展奠定了良好的基础。
二是实现全面无纸化,建立横向协同计划机制
通过企业全面制造执行的横向推广,实现企业全面无纸化,提升对企业价值主线的支撑和保障,建立生产计划纵向之间、横向之间、计划与物流和计划与资源的全面协同机制。
成飞集团的信息化建设一直走在时代的制造业的前沿,在实现了主线打通和数据流动之后,全面整合生产制造全过程中的设备信息、工装工具信息、质量检验信息等,实现信息和数据的有效处理,实现企业的全面无纸化。
三是将车间管理下沉,建立车间级层级递推
在建立企业全面制造执行实现车间现场管理的基础上,围绕MES集成生产现场多种软硬件技术,针对数字化自动化水平较高、具有一定专业代表性的典型产品建立示范性智能车间/生产线,然后推广到其他车间和生产线。
在机加类型车间、在装配类型车间、在复合材料类型车间、在在航电/机电系统,分层次推进。
四是将生产管理前移,深度集成产品三维数据模型
在实现企业生产过程全面管理的基础上,深度集成产品三维数据模型,充分应用模型的产品标注信息、工艺标注信息以及检验标注信息。
利用三维模型,自动应用到生产管理过程的物流、工艺和质量检验过程,并通过实际生产过程,对三维模型信息进行修正并反馈回工程领域,实现虚拟生产和物理制造的结合。
五是将计划管理上浮,全面实现生产过程智能管控
在实现需求→主生产计划→物料需求计划→车间计划→工序计划的企业价值主线的基础上,实时获取生产过程尤其是生产计划全过程的信息,进行处理和分析,建设生产过程的智能管控系统,为企业生产全过程提供智能分析和决策数据,并通过前面所建立的信息系统进行反馈,实现调整和执行。
软件是主旋律
生产制造过程的变革和进步是一套完整、复杂且系统的过程,就如一篇华丽的乐章,企业要想完美的演奏乐章,需要完成的生产过程所需要的设备作为演奏乐器,需要管理人员、生产人员、信息化人员等作为不同的演奏家。软件就是主旋律,用软件贯穿设备性能、人员能力和资源调配,从简单到复杂层层推进,逐步奏响制造过程进步的乐章,实现生产制造的蜕变和升华。
 
 
 
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美国科研新材料,自动温控的“衣服”

智能制造类 哦然后呢 2017-03-20 18:04 发表了文章 来自相关话题

在这反复无常、昼夜温差还是比较大的时间里,我们每天都会纠结——“明天到底要穿多少件衣服出去”。仔细想来,在很长的一段时间里,这个问题肯定是困扰了不少纠结症患者。 
 
 
不过还好,穿多了,热的时候可我们可以潇洒地脱了;穿少了的话,如果遇上气温骤降的时候,我们就只能靠一身正气取暖,抑或者只能在风中凌乱了。
 
 
也许,接下来介绍的这款“控温纺织物”或许能帮你逃离这种窘境了。



近日,在一年一度的美国先进能源研究计划署(ARPA-E)成果展示大会上,科研团队Otherlab展示了一款“可自动伸缩的控温织物”,它能够根据环境温度的变化来改变其自身隔热性能,从而实现自动控温,未来将能用于制作“控温保暖衣”。







备注:美国先进能源研究计划署隶属于美国能源部,由奥巴马政府在2009年成立。据《麻省理工科技评论》介绍,ARPA-E的新能源项目资金来源于美国复苏与投资法案,该项目以国防高级研究计划局(DARPA)为模板,旨在协助研发那些投资者或其他政府机构可能引入市场的高风险能源技术。


简单来说,现在我们每个人身上穿的衣服就是一种隔热材料。我们通过改变穿着的衣服数量来保持身体的最舒适温度,天热的时候,我们会少穿点衣服,天冷的时候,我们会多穿点衣服。不过,这对很多人来说还是很麻烦的,无法实现自动温度调节,我们需要随着温度的变化增加衣服,这就要我们准备很多不同的衣服,而且记得随气温变化更换,费时费力还费钱。我们就想买一件一年四季都可以穿的、好看的、耐磨的、可以自动调温的衣服。







Otherlab是一个善于研究各种奇怪事物的科研小团队,今年年初的时候它就打造出了一款能在关键时刻救人性命的纸飞机。而现在,他们已经利用ARPA-E提供的资金开发出所谓的“热控温纺织物”——这种织物能够根据环境温度动态地改变其隔热性能。

 

也许,看到这里,你们会想,该“控温纺织物”中是不是存在着电路元件、化学物质,又或者是其他的机械系统……不过小编要告诉你的是,实际上,它里面什么都没有,仅仅是一些普通的合成纤维。这些纤维的热膨胀系数各不相同,经过精心地设计及编织后,能形成一种随着温度变化而自动伸缩的特殊结构层。






下面这个视频是以十倍速度快进播放的,但这种材料确实能够快速响应环境温度的变化——它从完全舒展到完全收缩仅需要1分钟左右的时间,再1分钟就又恢复到舒展状态。这种材料的布料若制成衣服,其保温效果相当于从一件厚T恤到一件厚的户外大衣之间进行切换,隔热能力变化了3倍,足以应对15℃的温度变化。


所以,当你有了这件衣服的时候,你可以自由行走在寒冬腊月抑或者皎阳似火的夏季。

 
项目负责人Brent Ridley表示:“当温度变化时,这两种材料的长度变化将会不同,其中一种纤维伸展速度快于另一种纤维,这将会在整体纺织结构中产生一个弯曲空间,使其变成一个能够容纳空气的有开口的波浪形织物材料,从而让厚度变化。”

 
就像视频中显示的那样,当温度上升时“控温纺织物”会自动伸展成扁平状,这时它的隔热性能较低,保暖程度与薄长衫相当。而温度下降时它则会收缩膨胀,纺织物内充入空气,隔热性能显著提升。研究人员表示,当“控温纺织物”膨胀至最松软状态时,它的隔热能力将会提升三倍,穿着它就如穿着羽绒服一般。






另外,纺织物从扁平到完全膨胀的“变身过程”只需约一分钟,快速的变化为产品的商业化提供了条件。

 

更重要的是,这一特性不会因磨损、洗涤或折皱而消失,因为该纺织物本身压根就没有可被破坏的机械或电子部件,也没有使用什么能耗尽的化学品。不得不承认他们真是太有才了!除了令我们的生活变得更加舒适便捷外,还节约了大量的能源。


也就是说,如果你穿了这件衣服,不仅能自动调温,还能为人类环保事业做出“巨大”的贡献,厉害了。


以下是Otherlab对该技术的自我评价:

根据环境温度变化而改变自身隔热性能的衣服,能使穿着者在更宽温度范围内保持舒适度。若在办公楼、学校或工厂的每个人都穿这种自适应材料的衣服,将会减少对供热或制冷的需求,从而显著降低能耗。若需要开空调或开暖气的温度能再提高2℃,那么能源消耗和相关排放可能就会降低2%。在户外,这项技术可以使通勤、徒步旅行等活动变得更加舒适。我们致力于使舒适无处不在。



据悉,目前Otherlab的研究成果已经走出实验室并被制成了商品材料,而且在制造过程中,制造商发现它还可以被用来生产其他织物。项目负责人Ridley表示,在明年年底内,他们的研究成果将有可能被批量生产为成衣。

 
现在,网上不少的小伙伴们已经沸腾了:太好了,我以后不用换衣服了;儿时的愿望就要实现了;原理不难,做出不易;希望平常的老百姓能买的起。小编我也只是希望自己能买的起。
 
 
 
 
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来源:机器人2025  何雅琴 查看全部
在这反复无常、昼夜温差还是比较大的时间里,我们每天都会纠结——“明天到底要穿多少件衣服出去”。仔细想来,在很长的一段时间里,这个问题肯定是困扰了不少纠结症患者。 
 
 
不过还好,穿多了,热的时候可我们可以潇洒地脱了;穿少了的话,如果遇上气温骤降的时候,我们就只能靠一身正气取暖,抑或者只能在风中凌乱了。
 
 
也许,接下来介绍的这款“控温纺织物”或许能帮你逃离这种窘境了。



近日,在一年一度的美国先进能源研究计划署(ARPA-E)成果展示大会上,科研团队Otherlab展示了一款“可自动伸缩的控温织物”,它能够根据环境温度的变化来改变其自身隔热性能,从而实现自动控温,未来将能用于制作“控温保暖衣”。


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备注:美国先进能源研究计划署隶属于美国能源部,由奥巴马政府在2009年成立。据《麻省理工科技评论》介绍,ARPA-E的新能源项目资金来源于美国复苏与投资法案,该项目以国防高级研究计划局(DARPA)为模板,旨在协助研发那些投资者或其他政府机构可能引入市场的高风险能源技术。


简单来说,现在我们每个人身上穿的衣服就是一种隔热材料。我们通过改变穿着的衣服数量来保持身体的最舒适温度,天热的时候,我们会少穿点衣服,天冷的时候,我们会多穿点衣服。不过,这对很多人来说还是很麻烦的,无法实现自动温度调节,我们需要随着温度的变化增加衣服,这就要我们准备很多不同的衣服,而且记得随气温变化更换,费时费力还费钱。我们就想买一件一年四季都可以穿的、好看的、耐磨的、可以自动调温的衣服。

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Otherlab是一个善于研究各种奇怪事物的科研小团队,今年年初的时候它就打造出了一款能在关键时刻救人性命的纸飞机。而现在,他们已经利用ARPA-E提供的资金开发出所谓的“热控温纺织物”——这种织物能够根据环境温度动态地改变其隔热性能。

 

也许,看到这里,你们会想,该“控温纺织物”中是不是存在着电路元件、化学物质,又或者是其他的机械系统……不过小编要告诉你的是,实际上,它里面什么都没有,仅仅是一些普通的合成纤维。这些纤维的热膨胀系数各不相同,经过精心地设计及编织后,能形成一种随着温度变化而自动伸缩的特殊结构层。

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下面这个视频是以十倍速度快进播放的,但这种材料确实能够快速响应环境温度的变化——它从完全舒展到完全收缩仅需要1分钟左右的时间,再1分钟就又恢复到舒展状态。这种材料的布料若制成衣服,其保温效果相当于从一件厚T恤到一件厚的户外大衣之间进行切换,隔热能力变化了3倍,足以应对15℃的温度变化。


所以,当你有了这件衣服的时候,你可以自由行走在寒冬腊月抑或者皎阳似火的夏季。

 
项目负责人Brent Ridley表示:“当温度变化时,这两种材料的长度变化将会不同,其中一种纤维伸展速度快于另一种纤维,这将会在整体纺织结构中产生一个弯曲空间,使其变成一个能够容纳空气的有开口的波浪形织物材料,从而让厚度变化。”

 
就像视频中显示的那样,当温度上升时“控温纺织物”会自动伸展成扁平状,这时它的隔热性能较低,保暖程度与薄长衫相当。而温度下降时它则会收缩膨胀,纺织物内充入空气,隔热性能显著提升。研究人员表示,当“控温纺织物”膨胀至最松软状态时,它的隔热能力将会提升三倍,穿着它就如穿着羽绒服一般。

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另外,纺织物从扁平到完全膨胀的“变身过程”只需约一分钟,快速的变化为产品的商业化提供了条件。

 

更重要的是,这一特性不会因磨损、洗涤或折皱而消失,因为该纺织物本身压根就没有可被破坏的机械或电子部件,也没有使用什么能耗尽的化学品。不得不承认他们真是太有才了!除了令我们的生活变得更加舒适便捷外,还节约了大量的能源。


也就是说,如果你穿了这件衣服,不仅能自动调温,还能为人类环保事业做出“巨大”的贡献,厉害了。


以下是Otherlab对该技术的自我评价:

根据环境温度变化而改变自身隔热性能的衣服,能使穿着者在更宽温度范围内保持舒适度。若在办公楼、学校或工厂的每个人都穿这种自适应材料的衣服,将会减少对供热或制冷的需求,从而显著降低能耗。若需要开空调或开暖气的温度能再提高2℃,那么能源消耗和相关排放可能就会降低2%。在户外,这项技术可以使通勤、徒步旅行等活动变得更加舒适。我们致力于使舒适无处不在。



据悉,目前Otherlab的研究成果已经走出实验室并被制成了商品材料,而且在制造过程中,制造商发现它还可以被用来生产其他织物。项目负责人Ridley表示,在明年年底内,他们的研究成果将有可能被批量生产为成衣。

 
现在,网上不少的小伙伴们已经沸腾了:太好了,我以后不用换衣服了;儿时的愿望就要实现了;原理不难,做出不易;希望平常的老百姓能买的起。小编我也只是希望自己能买的起。
 
 
 
 
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来源:机器人2025  何雅琴
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助力制造升级 | 软件定义制造过程

机械自动化类 功夫熊猫 2016-10-20 09:56 发表了文章 来自相关话题

无论是德国工业4.0和中国制造2025白皮书中,都浓墨重彩地提出未来工业发展的一种新型模式:智能制造。
和以往生产过程不同,主要是在生产全过程更加关注软件开发以及软硬件的集成应用。在新的生产制造过程中,利用软件的定义,给生产制造过程注入新的活力。软件对生产过程的定义和支撑,是实现中国未来制造目标的重要工程之一,也是制造业需要发展的重点方向。
三大组织,一种典型模式
对于生产制造过程的软件重新定义,首先要分析下生产制造型企业的典型业务模型。这样才能够在一个较为固化的模式下,进行生产过程的研究和实践。
对于典型的生产型企业来说,主要包含三种组织模式:
一种是大型企业生产组织模式,这主要是指以大型整机装备为核心产品的主制造商。这类企业规模庞大,通常分为企业、分厂、车间三层生产组织体系。
 





图1 大型企业生产组织结构
针对此类型企业,主要应用于大型装备制造企业,尤其是军工企业的主机制造装配厂,在中航工业的典型代表如西飞、成飞、陕飞等。
第二种是研究院所生产组织模式,在国内军工制造业领域,尤其是航空制造领域,机载系统及其它附件设备多是由研制一体的研究院所完成。
 





图2 研究院所生产组织模式
这些研究院所通常有研发和生产两条线,如动控所,雷电院等,都是典型的研究院所的生产组织模式。
还有一种是中小企业生产组织模式。一些市场化程度较高的电器仪表制造企业,弱化生产部的计划功能,直接由销售部门下达生产计划。
 





图3 中小企业生产组织模式
这种由销售部门直接下达生产计划的模式,缩短了计划周期,非常适合生产周期短交货期敏感的企业。
这类企业按照不同的产品系列设立若干个装配分厂,前端的零件加工按照工艺分为若干个加工车间。企业通常不设中央库房,由加工车间直接将半成品零部件交付装配分厂,基本实现了装配拉动的生产方式。
针对不同的生产组织模式,对应的生产业务模型也不尽相同,但是对于生产型企业来说,企业的创造价值的根本没有改变,企业主价值链的过程节点也趋近相同。生产型企业典型生产业务模型如下:





图4 典型生产管理业务模型

企业需求的来源多种多样,首先最重要的就是企业的销售订单形成的需求,这也是企业整个生产过程面向的最重要的利润实现点。
企业的需求确定以后,企业生产部门会根据需求编制企业的生产计划,包括年度计划、季度计划和月度计划,来从不同的颗粒度指导企业的生产。
企业的生产计划指导企业车间作业计划的制定并作用于其的执行,其作用范围包括企业所有生产类车间,如毛坯车间、零件加工车间、热处理及表面处理车间和部装总装车间。
以上所述就构成了一个典型的生产企业的业务模型,通过计划执行主线,搭建了企业价值创造过程的主流程,同时为了支撑主流程的正常运行,需要配套的物流、资源的支持,相互紧密联系,共同构成了企业的生产全过程。
五步骤助力制造过程
要实现企业生产制造向智能制造模式的转变,首先要对企业智能制造的业务模式进行研究。然而百变不离其宗,中航工业将其总结为十六字箴言:动态感知、实时分析、自主决策和精准执行。





 
图5 制造过程之变革

要实现智能制造业务模式的转变,需要集成车间现场软硬件技术,能够实现生产现场信息的动态感知,充分集成工程领域的产品三维数字模型,同时将三维模型充分应用到生产现场并进行模型信息的反馈和修正,基于生产全过程管理建立智能的生产管控系统,对生产过程信息进行实施分析并对生产过程做出相应调整,同时生产现场的软硬件也可以针对统计信息进行自主判断,以更好的服务生产。
实际上,这是围绕着五个步骤而来
一是要打通计划物流线,建立生产制造信息基础
以企业一个车间或者部分车间为试点,打通企业需求主生产计划物料需求计划车间计划工序计划的企业价值主线,打通企业进销存的物流主线,建立企业统一信息化平台和统一数据源,打造企业生产制造全过程信息管理基础。
如中航工业宝成通过对企业进销存物流线的优化升级,选取应用条件最为成熟的机加车间为典型代表,将企业生产计划从需求贯穿到生产现场,实现了主线打通和信息流动,为企业生产效率的提升以及软件后续的发展奠定了良好的基础。
二是实现全面无纸化,建立横向协同计划机制
通过企业全面制造执行的横向推广,实现企业全面无纸化,提升对企业价值主线的支撑和保障,建立生产计划纵向之间、横向之间、计划与物流和计划与资源的全面协同机制。
成飞集团的信息化建设一直走在时代的制造业的前沿,在实现了主线打通和数据流动之后,全面整合生产制造全过程中的设备信息、工装工具信息、质量检验信息等,实现信息和数据的有效处理,实现企业的全面无纸化。
三是将车间管理下沉,建立车间级层级递推
在建立企业全面制造执行实现车间现场管理的基础上,围绕MES集成生产现场多种软硬件技术,针对数字化自动化水平较高、具有一定专业代表性的典型产品建立示范性智能车间/生产线,然后推广到其他车间和生产线。
在机加类型车间、在装配类型车间、在复合材料类型车间、在在航电/机电系统,分层次推进。
四是将生产管理前移,深度集成产品三维数据模型
在实现企业生产过程全面管理的基础上,深度集成产品三维数据模型,充分应用模型的产品标注信息、工艺标注信息以及检验标注信息。
利用三维模型,自动应用到生产管理过程的物流、工艺和质量检验过程,并通过实际生产过程,对三维模型信息进行修正并反馈回工程领域,实现虚拟生产和物理制造的结合。
五是将计划管理上浮,全面实现生产过程智能管控
在实现需求→主生产计划→物料需求计划→车间计划→工序计划的企业价值主线的基础上,实时获取生产过程尤其是生产计划全过程的信息,进行处理和分析,建设生产过程的智能管控系统,为企业生产全过程提供智能分析和决策数据,并通过前面所建立的信息系统进行反馈,实现调整和执行。
软件是主旋律
生产制造过程的变革和进步是一套完整、复杂且系统的过程,就如一篇华丽的乐章,企业要想完美的演奏乐章,需要完成的生产过程所需要的设备作为演奏乐器,需要管理人员、生产人员、信息化人员等作为不同的演奏家。软件就是主旋律,用软件贯穿设备性能、人员能力和资源调配,从简单到复杂层层推进,逐步奏响制造过程进步的乐章,实现生产制造的蜕变和升华。
 
 
 
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无论是德国工业4.0和中国制造2025白皮书中,都浓墨重彩地提出未来工业发展的一种新型模式:智能制造。
和以往生产过程不同,主要是在生产全过程更加关注软件开发以及软硬件的集成应用。在新的生产制造过程中,利用软件的定义,给生产制造过程注入新的活力。软件对生产过程的定义和支撑,是实现中国未来制造目标的重要工程之一,也是制造业需要发展的重点方向。
三大组织,一种典型模式
对于生产制造过程的软件重新定义,首先要分析下生产制造型企业的典型业务模型。这样才能够在一个较为固化的模式下,进行生产过程的研究和实践。
对于典型的生产型企业来说,主要包含三种组织模式:
一种是大型企业生产组织模式,这主要是指以大型整机装备为核心产品的主制造商。这类企业规模庞大,通常分为企业、分厂、车间三层生产组织体系。
 
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图1 大型企业生产组织结构
针对此类型企业,主要应用于大型装备制造企业,尤其是军工企业的主机制造装配厂,在中航工业的典型代表如西飞、成飞、陕飞等。
第二种是研究院所生产组织模式,在国内军工制造业领域,尤其是航空制造领域,机载系统及其它附件设备多是由研制一体的研究院所完成。
 
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图2 研究院所生产组织模式
这些研究院所通常有研发和生产两条线,如动控所,雷电院等,都是典型的研究院所的生产组织模式。
还有一种是中小企业生产组织模式。一些市场化程度较高的电器仪表制造企业,弱化生产部的计划功能,直接由销售部门下达生产计划。
 
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图3 中小企业生产组织模式
这种由销售部门直接下达生产计划的模式,缩短了计划周期,非常适合生产周期短交货期敏感的企业。
这类企业按照不同的产品系列设立若干个装配分厂,前端的零件加工按照工艺分为若干个加工车间。企业通常不设中央库房,由加工车间直接将半成品零部件交付装配分厂,基本实现了装配拉动的生产方式。
针对不同的生产组织模式,对应的生产业务模型也不尽相同,但是对于生产型企业来说,企业的创造价值的根本没有改变,企业主价值链的过程节点也趋近相同。生产型企业典型生产业务模型如下:

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图4 典型生产管理业务模型

企业需求的来源多种多样,首先最重要的就是企业的销售订单形成的需求,这也是企业整个生产过程面向的最重要的利润实现点。
企业的需求确定以后,企业生产部门会根据需求编制企业的生产计划,包括年度计划、季度计划和月度计划,来从不同的颗粒度指导企业的生产。
企业的生产计划指导企业车间作业计划的制定并作用于其的执行,其作用范围包括企业所有生产类车间,如毛坯车间、零件加工车间、热处理及表面处理车间和部装总装车间。
以上所述就构成了一个典型的生产企业的业务模型,通过计划执行主线,搭建了企业价值创造过程的主流程,同时为了支撑主流程的正常运行,需要配套的物流、资源的支持,相互紧密联系,共同构成了企业的生产全过程。
五步骤助力制造过程
要实现企业生产制造向智能制造模式的转变,首先要对企业智能制造的业务模式进行研究。然而百变不离其宗,中航工业将其总结为十六字箴言:动态感知、实时分析、自主决策和精准执行。

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图5 制造过程之变革

要实现智能制造业务模式的转变,需要集成车间现场软硬件技术,能够实现生产现场信息的动态感知,充分集成工程领域的产品三维数字模型,同时将三维模型充分应用到生产现场并进行模型信息的反馈和修正,基于生产全过程管理建立智能的生产管控系统,对生产过程信息进行实施分析并对生产过程做出相应调整,同时生产现场的软硬件也可以针对统计信息进行自主判断,以更好的服务生产。
实际上,这是围绕着五个步骤而来
一是要打通计划物流线,建立生产制造信息基础
以企业一个车间或者部分车间为试点,打通企业需求主生产计划物料需求计划车间计划工序计划的企业价值主线,打通企业进销存的物流主线,建立企业统一信息化平台和统一数据源,打造企业生产制造全过程信息管理基础。
如中航工业宝成通过对企业进销存物流线的优化升级,选取应用条件最为成熟的机加车间为典型代表,将企业生产计划从需求贯穿到生产现场,实现了主线打通和信息流动,为企业生产效率的提升以及软件后续的发展奠定了良好的基础。
二是实现全面无纸化,建立横向协同计划机制
通过企业全面制造执行的横向推广,实现企业全面无纸化,提升对企业价值主线的支撑和保障,建立生产计划纵向之间、横向之间、计划与物流和计划与资源的全面协同机制。
成飞集团的信息化建设一直走在时代的制造业的前沿,在实现了主线打通和数据流动之后,全面整合生产制造全过程中的设备信息、工装工具信息、质量检验信息等,实现信息和数据的有效处理,实现企业的全面无纸化。
三是将车间管理下沉,建立车间级层级递推
在建立企业全面制造执行实现车间现场管理的基础上,围绕MES集成生产现场多种软硬件技术,针对数字化自动化水平较高、具有一定专业代表性的典型产品建立示范性智能车间/生产线,然后推广到其他车间和生产线。
在机加类型车间、在装配类型车间、在复合材料类型车间、在在航电/机电系统,分层次推进。
四是将生产管理前移,深度集成产品三维数据模型
在实现企业生产过程全面管理的基础上,深度集成产品三维数据模型,充分应用模型的产品标注信息、工艺标注信息以及检验标注信息。
利用三维模型,自动应用到生产管理过程的物流、工艺和质量检验过程,并通过实际生产过程,对三维模型信息进行修正并反馈回工程领域,实现虚拟生产和物理制造的结合。
五是将计划管理上浮,全面实现生产过程智能管控
在实现需求→主生产计划→物料需求计划→车间计划→工序计划的企业价值主线的基础上,实时获取生产过程尤其是生产计划全过程的信息,进行处理和分析,建设生产过程的智能管控系统,为企业生产全过程提供智能分析和决策数据,并通过前面所建立的信息系统进行反馈,实现调整和执行。
软件是主旋律
生产制造过程的变革和进步是一套完整、复杂且系统的过程,就如一篇华丽的乐章,企业要想完美的演奏乐章,需要完成的生产过程所需要的设备作为演奏乐器,需要管理人员、生产人员、信息化人员等作为不同的演奏家。软件就是主旋律,用软件贯穿设备性能、人员能力和资源调配,从简单到复杂层层推进,逐步奏响制造过程进步的乐章,实现生产制造的蜕变和升华。
 
 
 
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