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Copyright (c) 2012 機電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來(lái)，隨之而來(lái)的將是前所未有的變革和機遇。
作為此次革命的核心驅動(dòng)力——數字技術(shù)正在變得越來(lái)越快捷和經(jīng)濟，帶給更多人看得見(jiàn)、摸得著(zhù)的切實(shí)利益。隨著(zhù)人工智能 (AI)、機器學(xué)習、生成式設計和大數據等新興技術(shù)正在加速各行各業(yè)的發(fā)展， 3D 打印技術(shù)也正在一步一步地顛覆傳統制造業(yè)。
數字化轉型帶來(lái)的深遠影響是不可估量的，這一點(diǎn)無(wú)可厚非。但工業(yè)4.0時(shí)代不僅需要新的技術(shù)，還需要新的技能和新的思維與工作方式。
對許多企業(yè)來(lái)說(shuō)，這一變革非同小可，因為這意味著(zhù)要注入新的投資、實(shí)施組織變革和提升員工技能。而為了增強客戶(hù)關(guān)系和吸納新業(yè)務(wù)，這種變革是必須的。企業(yè)必須作出積極轉變，擁抱工業(yè) 4.0。
解鎖新的可能性，需要思維上的轉變
以 3D 打印為例：3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)，可以通過(guò)不斷疊加和粘合材料層，從無(wú)到有地構建出一個(gè)完整的功能部件，而無(wú)需建造注塑模具。這一轉變對制造流程和產(chǎn)品形態(tài)所產(chǎn)生的影響是巨大的。3D打印帶來(lái)了整體效率的提升——不但縮短了設計周期，降低了總生產(chǎn)成本，還縮短了從生產(chǎn)到交付的時(shí)間。
影響還不僅于此：3D打印技術(shù)還改變了設計師和制造商的工作方式，他們所采用的技術(shù)以及所需的培訓也完全不同以往。
首先，3D打印技術(shù)可以說(shuō)為設計師和工程師們打開(kāi)了一扇全新的大門(mén)，讓他們有充分的自由空間，發(fā)揮自己的創(chuàng )意靈感，擺脫以往的限制和束縛。
因為無(wú)需再使用注塑成型的模具，即使是為大批量生產(chǎn)而設計，設計師也不再需要考慮拔模角度或接縫的問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，他們需要摒棄種種來(lái)自傳統制造業(yè)的桎梏。工業(yè)4.0時(shí)代需要的是全新的思維模式、設計思路和技能，因為增材制造可以允許設計師創(chuàng )造出更復雜、甚至前所未有的新部件，固守傳統的設計思維會(huì )漸落人后。
其次，不同于傳統制造業(yè)的線(xiàn)性工作流程，3D 打印要求設計師和工程師在流程的每個(gè)節點(diǎn)都要更緊密地協(xié)作。傳統的制造流程中，設計師和工程師之間的互動(dòng)十分有限，設計師完成產(chǎn)品設計后，交由工程師開(kāi)展原型構建和測試工作，之后再構建注塑成型的摸具并進(jìn)行批量生產(chǎn)。然而，這也意味著(zhù)針對功能方面的考量?jì)H僅出現在開(kāi)發(fā)周期的后半階段，包括材料性能、結構完整性和設計耐用性等。
而 3D 打印生態(tài)系統則鼓勵構建一個(gè)集成度更高、互動(dòng)性更強的流程。設計師必須從設計周期伊始就考慮一個(gè)零部件是如何制造出來(lái)的。全新的 CAD 技術(shù)（即計算機輔助設計技術(shù)）已經(jīng)可以支持在設計視覺(jué)構建期間就將功能因素也納入考量，因此工程師也必須在設計初期就參與進(jìn)來(lái)。
新的數字技術(shù)帶來(lái)新的機遇
3D打印還為設計師和制造商帶來(lái)了學(xué)習和應用新技術(shù)的機會(huì )。生成式設計和機器學(xué)習這兩大創(chuàng )新技術(shù)是促成這個(gè)機遇的關(guān)鍵。
隨著(zhù)數字化制造的普及，CAD技術(shù)也在不斷發(fā)展和更新?，F在的 CAD 軟件已經(jīng)可以與虛擬現實(shí) (VR) 或增強現實(shí) (AR) 技術(shù)結合使用，支持設計師將計算機生成的任一圖像疊加到真實(shí)場(chǎng)景中。而且 CAD 軟件的操作也變得更加簡(jiǎn)單易懂，有些甚至是專(zhuān)為非專(zhuān)業(yè)程序員打造的。這些趨勢正在推制造業(yè)的大眾化，讓每一個(gè)具有設計創(chuàng )造力的人都有機會(huì )成為一個(gè)制造者。
自動(dòng)化的生成式設計軟件能支持設計師快速查看零部件設計，并基于所選材料、生產(chǎn)方法和成本約束等數據參數生成多種設計排列方式。工程設計領(lǐng)域的領(lǐng)導者歐特克(Autodesk)提出，AI 系統可通過(guò)應用生成式設計原則，從單一設計中自動(dòng)生成多種高性能的產(chǎn)品選擇。這對設計師來(lái)說(shuō)大有裨益，因為他們可以舉一反三，在A(yíng)I系統生成的成百上千個(gè)更多的設計作品中挑選出一個(gè)最符合其重要標準的設計。此外，原始三維設計文件還能夠直接連接到 3D 打印機，計算出精確的材料使用量并快速地進(jìn)行原型構建，避免浪費。
企業(yè)如何幫助員工更從容地應對轉變
面對眾多可供選擇的新工具和新技術(shù)，如何打造合適的工作環(huán)境和員工支持系統是企業(yè)邁向數字化制造轉型的關(guān)鍵一步。
首先是鼓勵工程師接觸新技術(shù)并進(jìn)行積極嘗試。這些工程師們已經(jīng)習慣于傳統的注塑成型工作流程，在面臨學(xué)習新技能時(shí)可能會(huì )感到有些挑戰。但在嘗試新工具、學(xué)習新技能的過(guò)程中，他們會(huì )體驗到全新的設計力量。探索新功能，發(fā)現自身局限，將有助于激發(fā)新的思維方式。
在工程師嘗試熟悉 3D 打印技術(shù)時(shí)，持續性的培訓必不可少。在惠普，30％ 的 Indigo 打印機工程師都接受了增材制造設計 (DFAM) 培訓。從麻省理工學(xué)院到南洋理工大學(xué)，一些世界知名的高校也推出了在線(xiàn)課程和短期課堂培訓，向處于職業(yè)生涯中期的工程師介紹 3D 打印的基礎知識、應用和商業(yè)意義。
惠普還為處于數字化轉型的客戶(hù)提供諸多幫助。為了更好地了解客戶(hù)的需求及其當前的制造方式，我們從生產(chǎn)線(xiàn)入手，去查看生產(chǎn)線(xiàn)上的不同組件，了解每個(gè)零部件的應用和標準。這樣，我們可以識別出能用3D打印技術(shù)更優(yōu)化、更快捷地生產(chǎn)的部件，從而最大限度地降低成本或減少對現有生產(chǎn)周期的影響。以這樣的方式，我們與各個(gè)公司合作，幫助他們確定在制造流程中哪些零部件的生產(chǎn)可以用3D打印技術(shù)替換。
讓下一代做好迎接數字化制造的準備
隨著(zhù)工程和設計變得越來(lái)越密不可分，混合高等教育課程也將在下一代工程師中越來(lái)越普及。帝國理工學(xué)院和賓夕法尼亞州立大學(xué)等高校已分別開(kāi)始提供設計工程綜合碩士學(xué)位和增材制造與設計工程碩士學(xué)位?；萜杖ツ?10 月推出的 HP-NTU 企業(yè)實(shí)驗室也將專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)關(guān)于增材制造設計的教育課程，涵蓋數據管理、安全性、用戶(hù)體驗和業(yè)務(wù)模式等領(lǐng)域。
這些課程將設計思維、工程知識和實(shí)踐相結合，能夠為畢業(yè)生提供促進(jìn)數字化制造發(fā)展所需的技能。在短短幾年內，他們將成為加速和規范數字化制造的主力軍。
行業(yè)的發(fā)展日新月異，如果制造商能夠采用正確的工具和技術(shù)并激勵員工探索創(chuàng )造性解決方案來(lái)應對業(yè)務(wù)挑戰，那我們將有機會(huì )解鎖無(wú)數嶄新的商機。
