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    [技術(shù)]您是否精通光學(xué)制造語(yǔ)言？——簡(jiǎn)化光學(xué)元件制造流程 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 正序閱讀 樓主  發(fā)表于: 07-16
    從初始設(shè)計(jì)到最終量產(chǎn)，光學(xué)系統(tǒng)的制造鏈在目前的技術(shù)條件下，依舊是一個(gè)容易產(chǎn)生誤解的領(lǐng)域。 3bR 6Y[  
    這一觀點(diǎn)由瑞士東部應(yīng)用科技大學(xué)光子學(xué)系統(tǒng)制造部門負(fù)責(zé)人、歐洲光學(xué)學(xué)會(huì)工業(yè)咨詢委員會(huì)主席奧利弗·費(fèi)恩勒（Oliver Fähnle）向《Electro Optics》雜志闡述。 #QKgY7  
    他指出，制造鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要高度專業(yè)化的知識(shí)，以至于不同環(huán)節(jié)間的溝通如同跨語(yǔ)言交流般困難。 T#=&oy7  
    費(fèi)恩勒解釋道："制造鏈?zhǔn)加诮K端用戶對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的描述。他們與光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師溝通，后者借助Zemax、Code V等專業(yè)軟件，將光作為工具的應(yīng)用需求轉(zhuǎn)化為光學(xué)系統(tǒng)的具體架構(gòu)。 vU!<-T#  
    系統(tǒng)設(shè)計(jì)師產(chǎn)出技術(shù)圖紙并定義多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，包括所需鏡片數(shù)量、系統(tǒng)尺寸、是否配置主動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)、鏡片幾何構(gòu)型、面形精度與表面粗糙度等要素。 %s#`Z [8,  
    接下來(lái)的關(guān)鍵步驟由光學(xué)制造設(shè)計(jì)師完成——將系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的制造流程鏈，包括粗加工、精加工、終加工、超精加工、組裝等環(huán)節(jié)，這本質(zhì)上是又一次跨領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)譯過(guò)程。 3NlG,e'T2  
    傳遞至生產(chǎn)部門的這些信息，將決定所需采用的制造鏈，并最終主導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)量、質(zhì)量與生產(chǎn)成本。 G~19Vv*;  
    促進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)制造鏈全流程的透徹理解，將釋放該領(lǐng)域更深層次的創(chuàng)新潛能。 skBzwVW I  
    費(fèi)恩勒進(jìn)一步指出："生產(chǎn)部門同樣擁有專屬的術(shù)語(yǔ)體系。他們需要決策適配各制造環(huán)節(jié)的設(shè)備選型、工藝流程優(yōu)化、技術(shù)人員技能矩陣構(gòu)建、車間布局拓?fù)湟?guī)劃等關(guān)鍵維度——這實(shí)質(zhì)上是制造鏈中的又一次技術(shù)轉(zhuǎn)譯過(guò)程。" c\N-B,m&  
    "當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)最終完成生產(chǎn)時(shí)，信息已經(jīng)歷了多輪轉(zhuǎn)譯傳遞，這導(dǎo)致關(guān)鍵參數(shù)的完整性受損，"他指出，"最終使光學(xué)系統(tǒng)制造的復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)上升。" --g? `4  
    費(fèi)恩勒強(qiáng)調(diào)："這不僅加劇了光學(xué)系統(tǒng)制造的挑戰(zhàn)性，更因制造技術(shù)的多元化發(fā)展及制造鏈各環(huán)節(jié)的高度專業(yè)化，導(dǎo)致技術(shù)協(xié)同難度呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。" Ov|Uux  
    "這導(dǎo)致制造鏈各環(huán)節(jié)人員間的理解壁壘日益加深，"費(fèi)恩勒指出，"光學(xué)制造設(shè)計(jì)師試圖與光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師溝通訴求時(shí)，雙方的專用術(shù)語(yǔ)體系已形成認(rèn)知鴻溝。一方可能在談zeta電位、表面物理效應(yīng)、諧振頻率等微觀參數(shù)，另一方則圍繞MTF（調(diào)制傳遞函數(shù)）、成像分辨率、通光孔徑、光闌位置等系統(tǒng)指標(biāo)展開討論。" q Qc-;|8  
    1. 通過(guò)調(diào)制進(jìn)行優(yōu)化 XO"BEj<x  
    "因此，光學(xué)制造各環(huán)節(jié)急需建立更深層次的協(xié)同認(rèn)知，"費(fèi)恩勒指出，"這一問(wèn)題正通過(guò)'制造鏈調(diào)制'技術(shù)體系得到系統(tǒng)性解決。 m*\XH DB  
    他解釋道："在過(guò)去20年間，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的每個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)都已通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化調(diào)制，但制造鏈環(huán)節(jié)的調(diào)制進(jìn)程幾乎停滯。這種失衡正引發(fā)行業(yè)日益加劇的焦慮。" TuMD+^x  
    他補(bǔ)充道："若制造鏈各環(huán)節(jié)能實(shí)現(xiàn)深度協(xié)同認(rèn)知，光學(xué)系統(tǒng)的全生命周期生成流程將實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)解。" j(`V& S  
    費(fèi)恩勒所指的"制造鏈調(diào)制"，其本質(zhì)是將制造鏈各環(huán)節(jié)的物理機(jī)理、技術(shù)訣竅、工藝經(jīng)驗(yàn)及多維視角封裝為可互聯(lián)互通的軟件化模塊。他透露，過(guò)去幾年中，全球已有數(shù)十家企業(yè)沿光學(xué)制造鏈布局此類模塊化系統(tǒng)，首個(gè)商業(yè)化應(yīng)用案例可追溯至2020年。 I.'sK9\Zp  
    "當(dāng)軟件能夠模擬制造鏈調(diào)制后，軟件將會(huì)生成一個(gè)所有相關(guān)方都能看到的決策報(bào)告，"他指出，"各環(huán)節(jié)參與者可對(duì)這一結(jié)果展開技術(shù)解析、方案討論與參數(shù)協(xié)商，最終達(dá)成制造鏈最優(yōu)解。" V1\x.0Fs  
    "此類調(diào)制技術(shù)不僅能消解光學(xué)制造鏈各環(huán)節(jié)間的知識(shí)壁壘，更能系統(tǒng)性攻克國(guó)際協(xié)作中衍生的社會(huì)認(rèn)知差異、心理阻抗與文化沖突等多維挑戰(zhàn)。" 1" #W1im  
    "光學(xué)系統(tǒng)制造往往呈現(xiàn)出全球化分布格局——終端用戶可能位于美國(guó)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)駐扎歐洲，而制造基地則分布在亞洲。這不僅意味著技術(shù)背景存在差異，更涉及文化認(rèn)知鴻溝與語(yǔ)言交流障礙。盡管ISO10110等標(biāo)準(zhǔn)體系能提供部分解決方案，但無(wú)法從根本上消解這些系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。" ZO!)G   
    "人工智能技術(shù)正在對(duì)光學(xué)元件的制造優(yōu)化流程進(jìn)行深度革新，例如俄羅斯ITMO大學(xué)1和加拿大拉瓦爾大學(xué)2目前所做的研究。 R\>=}7  
    "我們應(yīng)盡可能地使用“制造鏈調(diào)制”這一技術(shù)，這樣就不會(huì)把時(shí)間浪費(fèi)在可以由軟件完成的人際交流上，"費(fèi)恩勒強(qiáng)調(diào)，"這樣就可以將更多的資源用于技術(shù)創(chuàng)新與高風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)探索當(dāng)中。" Jk=d5B  
    2. “制造鏈調(diào)制”的技術(shù)勢(shì)能 Fhbp,CX4p  
    "通過(guò)光學(xué)制造鏈調(diào)制技術(shù)，可在光學(xué)設(shè)計(jì)階段就對(duì)透鏡進(jìn)行可制造性驗(yàn)證，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)量產(chǎn)成本并確定關(guān)鍵制造路徑。由費(fèi)恩勒聯(lián)合創(chuàng)立的PanDao軟件，正致力于實(shí)現(xiàn)從圖紙到成品的制造鏈智能仿真。" -% g{{'9B  
    以制造一款用于成像的75mm直徑礦物玻璃非球面彎月透鏡（背面為球面）為例，PanDao軟件測(cè)算顯示，在10,000片批量生產(chǎn)條件下，單件成本為69歐元（圖1）。系統(tǒng)推薦采用磁流變拋光技術(shù)加工非球面?zhèn)龋褂脭?shù)控拋光處理球面?zhèn)取?/span> 82~ZPZG  
    圖1.75mm直徑非球面彎月透鏡的制造鏈調(diào)制流程示意圖（圖片來(lái)源：M.Tinner/ PanDao）
    費(fèi)恩勒?qǐng)?jiān)信PanDao等軟件具備與光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行深度互聯(lián)的技術(shù)潛力。然而，要實(shí)現(xiàn)全制造鏈調(diào)制的規(guī)模化效益仍需攻克多重挑戰(zhàn)。費(fèi)恩勒表示，目前商業(yè)生產(chǎn)鏈的排序和工作量規(guī)劃也在進(jìn)行構(gòu)建中。 Avo"jN*<d  
    "下一階段將聚焦于調(diào)制工藝系統(tǒng)的復(fù)雜度與自動(dòng)化程度。費(fèi)恩勒指出：“如果下一階段可以實(shí)現(xiàn)，那么就能夠在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)生成鏈中都使用人工智能來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和規(guī)劃：從光學(xué)設(shè)計(jì)到制造，最終應(yīng)用于生產(chǎn) ?G$X 4KY6`  
     
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