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Copyright (c) 2012 機(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權(quán)所有 皖I(lǐng)CP備12004440號(hào)-2
第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來，隨之而來的將是前所未有的變革和機(jī)遇。
作為此次革命的核心驅(qū)動(dòng)力——數(shù)字技術(shù)正在變得越來越快捷和經(jīng)濟(jì)，帶給更多人看得見、摸得著的切實(shí)利益。隨著人工智能 (AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)、生成式設(shè)計(jì)和大數(shù)據(jù)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(tǒng)制造業(yè)。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的深遠(yuǎn)影響是不可估量的，這一點(diǎn)無可厚非。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(duì)許多企業(yè)來說，這一變革非同小可，因?yàn)檫@意味著要注入新的投資、實(shí)施組織變革和提升員工技能。而為了增強(qiáng)客戶關(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(zhuǎn)變，擁抱工業(yè) 4.0。
解鎖新的可能性，需要思維上的轉(zhuǎn)變
以 3D 打印為例：3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)，可以通過不斷疊加和粘合材料層，從無到有地構(gòu)建出一個(gè)完整的功能部件，而無需建造注塑模具。這一轉(zhuǎn)變對(duì)制造流程和產(chǎn)品形態(tài)所產(chǎn)生的影響是巨大的。3D打印帶來了整體效率的提升——不但縮短了設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(xùn)也完全不同以往。
首先，3D打印技術(shù)可以說為設(shè)計(jì)師和工程師們打開了一扇全新的大門，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?yàn)闊o需再使用注塑成型的模具，即使是為大批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師也不再需要考慮拔模角度或接縫的問題。簡而言之，他們需要摒棄種種來自傳統(tǒng)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(shè)計(jì)思路和技能，因?yàn)樵霾闹圃炜梢栽试S設(shè)計(jì)師創(chuàng)造出更復(fù)雜、甚至前所未有的新部件，固守傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維會(huì)漸落人后。
其次，不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的線性工作流程，3D 打印要求設(shè)計(jì)師和工程師在流程的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要更緊密地協(xié)作。傳統(tǒng)的制造流程中，設(shè)計(jì)師和工程師之間的互動(dòng)十分有限，設(shè)計(jì)師完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，交由工程師開展原型構(gòu)建和測(cè)試工作，之后再構(gòu)建注塑成型的摸具并進(jìn)行批量生產(chǎn)。然而，這也意味著針對(duì)功能方面的考量僅僅出現(xiàn)在開發(fā)周期的后半階段，包括材料性能、結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計(jì)耐用性等。
而 3D 打印生態(tài)系統(tǒng)則鼓勵(lì)構(gòu)建一個(gè)集成度更高、互動(dòng)性更強(qiáng)的流程。設(shè)計(jì)師必須從設(shè)計(jì)周期伊始就考慮一個(gè)零部件是如何制造出來的。全新的 CAD 技術(shù)（即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)）已經(jīng)可以支持在設(shè)計(jì)視覺構(gòu)建期間就將功能因素也納入考量，因此工程師也必須在設(shè)計(jì)初期就參與進(jìn)來。
新的數(shù)字技術(shù)帶來新的機(jī)遇
3D打印還為設(shè)計(jì)師和制造商帶來了學(xué)習(xí)和應(yīng)用新技術(shù)的機(jī)會(huì)。生成式設(shè)計(jì)和機(jī)器學(xué)習(xí)這兩大創(chuàng)新技術(shù)是促成這個(gè)機(jī)遇的關(guān)鍵。
隨著數(shù)字化制造的普及，CAD技術(shù)也在不斷發(fā)展和更新。現(xiàn)在的 CAD 軟件已經(jīng)可以與虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 技術(shù)結(jié)合使用，支持設(shè)計(jì)師將計(jì)算機(jī)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單易懂，有些甚至是專為非專業(yè)程序員打造的。這些趨勢(shì)正在推制造業(yè)的大眾化，讓每一個(gè)具有設(shè)計(jì)創(chuàng)造力的人都有機(jī)會(huì)成為一個(gè)制造者。
自動(dòng)化的生成式設(shè)計(jì)軟件能支持設(shè)計(jì)師快速查看零部件設(shè)計(jì)，并基于所選材料、生產(chǎn)方法和成本約束等數(shù)據(jù)參數(shù)生成多種設(shè)計(jì)排列方式。工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者歐特克(Autodesk)提出，AI 系統(tǒng)可通過應(yīng)用生成式設(shè)計(jì)原則，從單一設(shè)計(jì)中自動(dòng)生成多種高性能的產(chǎn)品選擇。這對(duì)設(shè)計(jì)師來說大有裨益，因?yàn)樗麄兛梢耘e一反三，在AI系統(tǒng)生成的成百上千個(gè)更多的設(shè)計(jì)作品中挑選出一個(gè)最符合其重要標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。此外，原始三維設(shè)計(jì)文件還能夠直接連接到 3D 打印機(jī)，計(jì)算出精確的材料使用量并快速地進(jìn)行原型構(gòu)建，避免浪費(fèi)。
企業(yè)如何幫助員工更從容地應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)變
面對(duì)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(tǒng)是企業(yè)邁向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一步。
首先是鼓勵(lì)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(xí)慣于傳統(tǒng)的注塑成型工作流程，在面臨學(xué)習(xí)新技能時(shí)可能會(huì)感到有些挑戰(zhàn)。但在嘗試新工具、學(xué)習(xí)新技能的過程中，他們會(huì)體驗(yàn)到全新的設(shè)計(jì)力量。探索新功能，發(fā)現(xiàn)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(xù)性的培訓(xùn)必不可少。在惠普，30％ 的 Indigo 打印機(jī)工程師都接受了增材制造設(shè)計(jì) (DFAM) 培訓(xùn)。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課程和短期課堂培訓(xùn)，向處于職業(yè)生涯中期的工程師介紹 3D 打印的基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用和商業(yè)意義。
惠普還為處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的客戶提供諸多幫助。為了更好地了解客戶的需求及其當(dāng)前的制造方式，我們從生產(chǎn)線入手，去查看生產(chǎn)線上的不同組件，了解每個(gè)零部件的應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)。這樣，我們可以識(shí)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(duì)現(xiàn)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(shù)字化制造的準(zhǔn)備
隨著工程和設(shè)計(jì)變得越來越密不可分，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)等高校已分別開始提供設(shè)計(jì)工程綜合碩士學(xué)位和增材制造與設(shè)計(jì)工程碩士學(xué)位。惠普去年 10 月推出的 HP-NTU 企業(yè)實(shí)驗(yàn)室也將專注于開發(fā)關(guān)于增材制造設(shè)計(jì)的教育課程，涵蓋數(shù)據(jù)管理、安全性、用戶體驗(yàn)和業(yè)務(wù)模式等領(lǐng)域。
這些課程將設(shè)計(jì)思維、工程知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，能夠?yàn)楫厴I(yè)生提供促進(jìn)數(shù)字化制造發(fā)展所需的技能。在短短幾年內(nèi)，他們將成為加速和規(guī)范數(shù)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(lì)員工探索創(chuàng)造性解決方案來應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，那我們將有機(jī)會(huì)解鎖無數(shù)嶄新的商機(jī)。
