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　　3D列印、大統(tǒng)計數(shù)據(jù)、機(jī)器人：三大藍(lán)海

　　國際金屬加工網(wǎng)

　　一流制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys我國機(jī)器人金融行業(yè)典型研討會

　　“我國制造2025”發(fā)布后，國內(nèi)外民營企業(yè)紛紛為此展開高度關(guān)注和科學(xué)研究。他們透過比較“我國制造2025”、英國“再工業(yè)化設(shè)想”、日本“工業(yè)智能化”和瑞典“工業(yè)4.0”之后表示，亞洲地區(qū)一流制造業(yè)正在聚焦3D列印、大統(tǒng)計數(shù)據(jù)、機(jī)器人等最前沿領(lǐng)漲板塊，我國在實行“我國制造2025”的民主化中，需要緊密跟蹤借鑒亞洲地區(qū)制造業(yè)最前沿領(lǐng)漲板塊和產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展方向，引導(dǎo)民營企業(yè)適時適度完善和調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展重點，使“我國制造2025”在亞洲地區(qū)同類規(guī)劃沃蘇什卡有市場競爭力和主動性。

　　3D列印應(yīng)用領(lǐng)域到行業(yè)龍頭產(chǎn)業(yè)發(fā)展

“歸根結(jié)底，一流制造技術(shù)使得新設(shè)計新金屬材料得以應(yīng)用領(lǐng)域。”GE公司科學(xué)研究開發(fā)中心我國副總經(jīng)理庫茲馬海評價3D列印技術(shù)稱。

　　前段時間，歐洲和英國等的制造業(yè)國聯(lián)機(jī)構(gòu)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展3D列印行業(yè)龍頭金融行業(yè)展開了較為明確指向，他們把3D列印技術(shù)的市場市場需求主要定位在醫(yī)療和飛機(jī)關(guān)鍵小部件的制造上。

　　為此，我國工程建設(shè)院有關(guān)報告表示，3D技術(shù)將對智能制造、智能加工和智能設(shè)備帶來推動作用。我國3D列印技術(shù)應(yīng)該在可佩戴電子設(shè)備、可佩戴器件、個人化術(shù)后大別列茲尼區(qū)以及一些醫(yī)療模型等方面有更大的作為。

3D技術(shù)是一種以位數(shù)模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末金屬或塑料等可粘合金屬材料，透過逐級列印的方式來預(yù)制構(gòu)件體的技術(shù)。雖然前段時間幾年才走入公眾視野并引發(fā)普遍高度關(guān)注，但誕生于上世紀(jì)80年代的3D列印技術(shù)，很早就在醫(yī)療金融行業(yè)嶄露頭角。

　　比利時瑪里斯三維列印技術(shù)我國區(qū)副總經(jīng)理凱艾姆·皮埃爾表示，僅2013年，該公司就列印了15萬個醫(yī)療模型，包括個人化術(shù)后大別列茲尼區(qū)以及一些醫(yī)療模型等，目前亞洲地區(qū)已有1000多萬人開始使用定制化的3D列印電子儀器產(chǎn)品。

　　上海交通大學(xué)[博客]位數(shù)醫(yī)學(xué)教育部工程建設(shè)科學(xué)研究中心教授王成燾表示，個體化、精準(zhǔn)化、神經(jīng)外科化、遠(yuǎn)程化是21世紀(jì)藥學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展的四大方向，其中，位數(shù)技術(shù)是主要支撐，3D列印技術(shù)是重要內(nèi)容。

據(jù)王成燾介紹，目前3D列印技術(shù)在藥學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域有三大領(lǐng)域——打模型、助力精準(zhǔn)術(shù)后、量體個人化種植，接下來的研發(fā)方向是軟組織系統(tǒng)和組織工程建設(shè)支架的3D列印，同時也對模型的耐熱性提出更高市場需求，如能否列印血管肌肉等。

　　據(jù)了解，3D列印技術(shù)本質(zhì)上并不是印刷技術(shù)，而是一種制造技術(shù)，業(yè)內(nèi)也稱其為“involves制造”，與現(xiàn)代制造業(yè)透過加工原材料最終成形不同，3D列印技術(shù)是“無中生有”的制作過程，不僅不受原材料幾何花紋的約束，還幾乎不產(chǎn)生廢物，能有效節(jié)約成本。

　　“3D列印技術(shù)能解決很多現(xiàn)代工藝解決不了的難題。”GE公司科學(xué)研究開發(fā)中心我國副總經(jīng)理庫茲馬海表示，一流制造業(yè)的根本是一流產(chǎn)品，而制造一流產(chǎn)品必須有一流可靠的加工手段，能夠把新型金屬材料加以應(yīng)用領(lǐng)域，3D列印技術(shù)在制造繁雜、個人化產(chǎn)品方面要比現(xiàn)代制造工藝有競爭優(yōu)勢。

庫茲馬海舉例說，飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片前面的防鳥撞零件花紋繁雜，加工起來很有難度，但3D列印技術(shù)能實現(xiàn)“一次成形”，不僅提高了制造效率，而且使產(chǎn)品具有機(jī)械特質(zhì)以滿足功能市場需求。

　　當(dāng)然，3D列印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與管理也絕不僅僅局限于一臺3D列印機(jī)，也不是說只要有了機(jī)器、模型、好的金屬材料就一定能夠制造出好的產(chǎn)品，3D列印金融行業(yè)跟現(xiàn)代制造業(yè)一樣，也需要工藝流程來展開管理操作，機(jī)器只是其中一個環(huán)節(jié)。

　　雖然3D列印技術(shù)日益受到重視，3D列印產(chǎn)業(yè)發(fā)展也成為“十大增長最快的工業(yè)”之一，但與現(xiàn)代制造業(yè)的規(guī)模相比，仍然是之句之一粟。據(jù)世界3D列印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展國聯(lián)統(tǒng)計，直到2013年，亞洲地區(qū)3D列印市場規(guī)模才近40億美元，還不及一家大型民營企業(yè)一年的產(chǎn)值。

業(yè)內(nèi)人士表示，3D列印技術(shù)更適合“制造和銷售高利潤的產(chǎn)品和服務(wù)項目，為消費者提供個人化和革命化的體驗”，它產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展的出路不是與現(xiàn)代制造業(yè)一較高下，而是透過其高度的加工制造柔性與廣為的金屬材料精確性來與現(xiàn)代制造業(yè)競爭優(yōu)勢展開互補(bǔ)，以其“精、準(zhǔn)、快”的制造特點，促進(jìn)現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級換代。

　　3D列印技術(shù)正成為一場世界性的科技角逐，既為一流制造業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展指明了一條方向，也為現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級換代表示一個方向。

　　大統(tǒng)計數(shù)據(jù)+云計算：內(nèi)嵌制造各個環(huán)節(jié)

　　英國的“再工業(yè)化設(shè)想”、日本的“工業(yè)智能化”和瑞典的“工業(yè)4.0”都把大統(tǒng)計數(shù)據(jù)和云計算等新一代信息技術(shù)內(nèi)嵌到制造業(yè)的制造和服務(wù)項目各個環(huán)節(jié)，其實行的民主化和效果已被廣為高度關(guān)注。

“多數(shù)制造民營企業(yè)所理解的市場競爭，主要著眼于遇到難題解決難題，這只是看得見的市場競爭，更聰明的民營企業(yè)已經(jīng)在努力避免難題上下功夫，這就是看不見的市場競爭，未來的市場競爭主要是這個。”英國國家科學(xué)基金會(NSF)智能維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)合作中心主任李杰說，互聯(lián)網(wǎng)時代亞洲地區(qū)制造業(yè)格局正在發(fā)生改變，大統(tǒng)計數(shù)據(jù)技術(shù)將扮演重要角色。

　　大統(tǒng)計數(shù)據(jù)是指所涉資料數(shù)量巨大，無法透過目前的主流軟件在合理時間內(nèi)擷取、管理、處理，使其成為能夠幫助民營企業(yè)經(jīng)營決策、達(dá)成更積極目的的資訊，又稱巨量資料。

李杰說，信息時代制造業(yè)的大統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源，就是6C：連接(Connection，傳感器和網(wǎng)絡(luò))、云(Cloud，任何時間及市場需求的統(tǒng)計數(shù)據(jù))、虛擬網(wǎng)絡(luò)(Cyber，模式與記憶)、內(nèi)容(Content，相關(guān)性和含義)、社群(Community，分享和交際)與客制化(customization，個人化服務(wù)項目與價值)。

　　“大統(tǒng)計數(shù)據(jù)技術(shù)的最大價值，就是利用上述大統(tǒng)計數(shù)據(jù)找出隱性的、還沒有發(fā)生的難題，然后避免難題發(fā)生。”李杰說。

　　據(jù)介紹，為防止出現(xiàn)尿布滲漏等質(zhì)量難題，寶潔公司過去要用相機(jī)逐一篩查，找到難題后必須停機(jī)，挑出不合格尿布，再重新開機(jī)制造。如何讓制造線不停機(jī)也能挑出不合格產(chǎn)品?

　　在大統(tǒng)計數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，寶潔公司改變以前發(fā)現(xiàn)難題再處理的現(xiàn)代方式，而是透過實時監(jiān)控尿布制造情況，預(yù)先發(fā)現(xiàn)不健康狀態(tài)，并將處于這一狀態(tài)下的尿布統(tǒng)統(tǒng)去除，保證了制造線連續(xù)工作，僅此一項，每年就為寶潔節(jié)省4.5億美元制造成本。

“我國有最大的應(yīng)用領(lǐng)域市場，有很多統(tǒng)計數(shù)據(jù)，高鐵統(tǒng)計數(shù)據(jù)，機(jī)床統(tǒng)計數(shù)據(jù)，制造線統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如果不能分析，我們就損失掉最大的市場。英國缺乏19萬大統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析工程建設(shè)師，我國缺乏190萬。”李杰說。

　　高德納咨詢公司表示，大統(tǒng)計數(shù)據(jù)成為海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)的前提，需要有新的處理模式，這就是云計算(Cloud Computing)。

　　“云計算，用一個簡單的詞來說，就是網(wǎng)絡(luò)計算，即計算不需要再圍繞CPU轉(zhuǎn)，而是圍繞網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)，就像附著在網(wǎng)絡(luò)上的一層能力，網(wǎng)絡(luò)延伸哪個地方，你的計算能力就延伸到哪個地方，無處不在。”思科(CISCO)大中華區(qū)高級副總裁殷康說。

　　云計算是現(xiàn)代計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展的典型產(chǎn)物，它使零碎統(tǒng)計數(shù)據(jù)能變成相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，使衰敗統(tǒng)計數(shù)據(jù)能變成鮮活統(tǒng)計數(shù)據(jù)，透過云計算，共享的軟硬件資源和信息能按市場需求提供給計算機(jī)和其他設(shè)備。

殷康說，云計算使得大數(shù)據(jù)有了生存空間和價值，有了“從智能走向智慧”的可能性。專家表示，信息化和工業(yè)化的融合非常重要，驅(qū)動這個融合過程的是兩個引擎——縱向上的云計算性能的提高和橫向上的產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展空間的開放。

　　IBM[博客]軟件集團(tuán)智慧城市事業(yè)部首席架構(gòu)師朱華宇表示，制造過程中的洞察力有賴于大統(tǒng)計數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和有效預(yù)測，而產(chǎn)品優(yōu)化上的洞察力則還要依靠客戶的反饋，所以，對非結(jié)構(gòu)化統(tǒng)計數(shù)據(jù)的處理能力，是大統(tǒng)計數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域于制造業(yè)需要突破的一個瓶頸。

　　大統(tǒng)計數(shù)據(jù)與云計算的結(jié)合，具體到一個民營企業(yè)上，就是促進(jìn)民營企業(yè)從制造型制造向服務(wù)項目型制造轉(zhuǎn)變，透過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)消除不對稱的商業(yè)模式，并且培養(yǎng)制造過程中的洞察力和產(chǎn)品優(yōu)化上的洞察力。

上升到整個制造業(yè)層面，大數(shù)據(jù)與云計算能為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來更高的效益、制造的靈活性與安全性，以及新的創(chuàng)新平臺，促進(jìn)制造業(yè)從制造型制造向服務(wù)項目型制造轉(zhuǎn)變，最終朝著智能制造和云制造方向跨進(jìn)。

　　人機(jī)共融成新一代機(jī)器人發(fā)力點

　　未來機(jī)器人不僅能跟人融合，而且還會變得比較便宜。讓中小民營企業(yè)用得起機(jī)器人，既要靈活，又要便宜，這是目前很難實現(xiàn)的目標(biāo)，但卻是下一步努力的方向。

根據(jù)國家部署，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來十年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展，將圍繞汽車、機(jī)械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人，以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)項目、教育娛樂等服務(wù)項目機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域市場需求，積極研發(fā)新產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展，擴(kuò)大市場應(yīng)用領(lǐng)域。突破機(jī)器人本體、減速器、伺服電機(jī)、控制器、傳感器與驅(qū)動器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計制造等技術(shù)瓶頸。

　　工業(yè)機(jī)器人作為自動化技術(shù)的集大成者，一直被譽(yù)為自動化領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。據(jù)我國工程建設(shè)院院士王天然介紹，工業(yè)機(jī)器人自誕生以來實現(xiàn)廣為產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展，而且還在向其他領(lǐng)域展開技術(shù)轉(zhuǎn)移，派生出新的領(lǐng)域，如服務(wù)項目機(jī)器人等。

　　據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，機(jī)器人是未來影響人類工作與生活的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中，用于增加人的制造能力的工業(yè)機(jī)器人和用于醫(yī)療方面的機(jī)器人將會產(chǎn)生很大的影響。

特別是在緩解勞動力不足等難題上，工業(yè)機(jī)器人所發(fā)揮的作用越來越大。以日本為例，王天然說，20世紀(jì)70年代至90年代，日本經(jīng)濟(jì)高速增長，勞動力嚴(yán)重短缺，用了20年時間變成機(jī)器人第一大國，而且變成制造強(qiáng)國。進(jìn)入90年代，亞洲經(jīng)濟(jì)快速產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展，該區(qū)域工業(yè)機(jī)器人市場需求量增幅亞洲地區(qū)最高。目前亞洲地區(qū)對工業(yè)機(jī)器人的市場需求仍然很廣為，按照工作崗位算，工業(yè)機(jī)器人只占5.63%。

　　王天然說，目前，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在汽車整車及零部件、工程建設(shè)機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力等領(lǐng)域有了較好的應(yīng)用領(lǐng)域，而且機(jī)器人技術(shù)仍在不斷提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展，主要是兩個方向：一是在機(jī)器人操作能力上追求完美，提升其速度、精度、適應(yīng)性，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域;二是在機(jī)器人智能化、網(wǎng)絡(luò)化上不斷努力，提高機(jī)器與人的交互能力。

有統(tǒng)計顯示，從1990年到2000年，工業(yè)機(jī)器人定位精度提高了61%，平均無故障時間增加了137%，價格差不多降了一半。據(jù)日本預(yù)測，到2030年，機(jī)器人重復(fù)定位精度將會翻一番，絕對定位精度將提高一個數(shù)量級。

　　“現(xiàn)在教機(jī)器人怎么干活的辦法很笨，人要拿著示教器，一步一步教機(jī)器人怎么操作，機(jī)器人跟著周而復(fù)始重復(fù)操作，不能挪地方換產(chǎn)品，否則還要再教一遍。”王天然說，現(xiàn)在的努力方向是把機(jī)器人變成制造過程當(dāng)中的一個部件，即插即用。

　　目前，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域正在擴(kuò)大。據(jù)了解，日本在人形機(jī)器人研發(fā)方面正在取得一些突破。日本大阪大學(xué)國際電信基礎(chǔ)技術(shù)科學(xué)研究所高級科學(xué)研究員西尾修一說，這種機(jī)器人看起來和人形差不多，可由操作員展開遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)機(jī)器人與用戶之間的自如交流。

“人機(jī)共融是新一代機(jī)器人的本質(zhì)特征，是國際機(jī)器人界努力的主要方向。”王天然說，以工業(yè)機(jī)器人為例，就是機(jī)器人今后跟人在同一自然空間工作，能配合人的市場需求，學(xué)習(xí)人的技能，“將來機(jī)器人能夠像徒弟一樣跟著師傅干活，向師傅學(xué)習(xí)，人與機(jī)器人的關(guān)系，也將從主仆關(guān)系變成合作關(guān)系”。

　　近年來，隨著我國有效勞動力逐年減少、人力成本不斷上升，對機(jī)器人的市場需求快速增長。據(jù)統(tǒng)計，2013年我國機(jī)器人銷量3.6萬臺，比2012年增長41%，超過日本，成為世界機(jī)器人的第一大市場。國際機(jī)器人聯(lián)合會預(yù)測，我國將在2017年擁有40萬臺工業(yè)機(jī)器人，達(dá)到歷史最高值。

　　“按每臺機(jī)器人售價25萬元，年銷量3.6萬臺，每臺完成4倍于售價的應(yīng)用領(lǐng)域工程建設(shè)，國內(nèi)市場每年就是幾百個億的規(guī)模。”王天然說，開放的市場將吸引亞洲地區(qū)機(jī)器人制造商，市場市場競爭將不斷加劇。

( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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