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　　3D列印、大統(tǒng)計數據、機器人：三大藍海

　　國際金屬加工網

　　一流制造 ◇ 系列技術講座

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

　　“我國制造2025”發(fā)布后，國內外民營企業(yè)紛紛為此展開高度關注和科學研究。他們透過比較“我國制造2025”、英國“再工業(yè)化設想”、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)計數據、機器人等最前沿領漲板塊，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)最前沿領漲板塊和產業(yè)發(fā)展發(fā)展方向，引導民營企業(yè)適時適度完善和調整產業(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列印應用領域到行業(yè)龍頭產業(yè)發(fā)展

“歸根結底，一流制造技術使得新設計新金屬材料得以應用領域?！盙E公司科學研究開發(fā)中心我國副總經理庫茲馬海評價3D列印技術稱。

　　前段時間，歐洲和英國等的制造業(yè)國聯(lián)機構對產業(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列印技術的市場市場需求主要定位在醫(yī)療和飛機關鍵小部件的制造上。

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

3D技術是一種以位數模型文件為基礎，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制構件體的技術。雖然前段時間幾年才走入公眾視野并引發(fā)普遍高度關注，但誕生于上世紀80年代的3D列印技術，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我國區(qū)副總經理凱艾姆·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列印電子儀器產品。

　　上海交通大學[博客]位數醫(yī)學教育部工程建設科學研究中心教授王成燾表示，個體化、精準化、神經外科化、遠程化是21世紀藥學產業(yè)發(fā)展發(fā)展的四大方向，其中，位數技術是主要支撐，3D列印技術是重要內容。

據王成燾介紹，目前3D列印技術在藥學的應用領域有三大領域——打模型、助力精準術后、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。

　　據了解，3D列印技術本質上并不是印刷技術，而是一種制造技術，業(yè)內也稱其為“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，還幾乎不產生廢物，能有效節(jié)約成本。

　　“3D列印技術能解決很多現(xiàn)代工藝解決不了的難題?！盙E公司科學研究開發(fā)中心我國副總經理庫茲馬海表示，一流制造業(yè)的根本是一流產品，而制造一流產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用領域，3D列印技術在制造繁雜、個人化產品方面要比現(xiàn)代制造工藝有競爭優(yōu)勢。

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

　　當然，3D列印技術的應用領域與管理也絕不僅僅局限于一臺3D列印機，也不是說只要有了機器、模型、好的金屬材料就一定能夠制造出好的產品，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，機器只是其中一個環(huán)節(jié)。

　　雖然3D列印技術日益受到重視，3D列印產業(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。據世界3D列印技術產業(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)一年的產值。

業(yè)內人士表示，3D列印技術更適合“制造和銷售高利潤的產品和服務項目，為消費者提供個人化和革命化的體驗”，它產業(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，以其“精、準、快”的制造特點，促進現(xiàn)代制造業(yè)結構調整升級換代。

　　3D列印技術正成為一場世界性的科技角逐，既為一流制造業(yè)產業(yè)發(fā)展發(fā)展指明了一條方向，也為現(xiàn)代制造業(yè)結構調整升級換代表示一個方向。

　　大統(tǒng)計數據+云計算：內嵌制造各個環(huán)節(jié)

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

“多數制造民營企業(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。”英國國家科學基金會(NSF)智能維護系統(tǒng)產學合作中心主任李杰說，互聯(lián)網時代亞洲地區(qū)制造業(yè)格局正在發(fā)生改變，大統(tǒng)計數據技術將扮演重要角色。

　　大統(tǒng)計數據是指所涉資料數量巨大，無法透過目前的主流軟件在合理時間內擷取、管理、處理，使其成為能夠幫助民營企業(yè)經營決策、達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)計數據來源，就是6C：連接(Connection，傳感器和網絡)、云(Cloud，任何時間及市場需求的統(tǒng)計數據)、虛擬網絡(Cyber，模式與記憶)、內容(Content，相關性和含義)、社群(Community，分享和交際)與客制化(customization，個人化服務項目與價值)。

　　“大統(tǒng)計數據技術的最大價值，就是利用上述大統(tǒng)計數據找出隱性的、還沒有發(fā)生的難題，然后避免難題發(fā)生?！崩罱苷f。

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

　　在大統(tǒng)計數據技術支持下，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。

“我國有最大的應用領域市場，有很多統(tǒng)計數據，高鐵統(tǒng)計數據，機床統(tǒng)計數據，制造線統(tǒng)計數據，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)計數據分析工程建設師，我國缺乏190萬。”李杰說。

　　高德納咨詢公司表示，大統(tǒng)計數據成為海量、高增長率和多樣化的信息資產的前提，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，就是網絡計算，即計算不需要再圍繞CPU轉，而是圍繞網絡轉，就像附著在網絡上的一層能力，網絡延伸哪個地方，你的計算能力就延伸到哪個地方，無處不在?！彼伎?CISCO)大中華區(qū)高級副總裁殷康說。

　　云計算是現(xiàn)代計算機和網絡技術融合產業(yè)發(fā)展發(fā)展的典型產物，它使零碎統(tǒng)計數據能變成相關統(tǒng)計數據，使衰敗統(tǒng)計數據能變成鮮活統(tǒng)計數據，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和其他設備。

殷康說，云計算使得大數據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業(yè)發(fā)展產業(yè)發(fā)展發(fā)展空間的開放。

　　IBM[博客]軟件集團智慧城市事業(yè)部首席架構師朱華宇表示，制造過程中的洞察力有賴于大統(tǒng)計數據的實時監(jiān)測和有效預測，而產品優(yōu)化上的洞察力則還要依靠客戶的反饋，所以，對非結構化統(tǒng)計數據的處理能力，是大統(tǒng)計數據技術應用領域于制造業(yè)需要突破的一個瓶頸。

　　大統(tǒng)計數據與云計算的結合，具體到一個民營企業(yè)上，就是促進民營企業(yè)從制造型制造向服務項目型制造轉變，透過互聯(lián)網技術消除不對稱的商業(yè)模式，并且培養(yǎng)制造過程中的洞察力和產品優(yōu)化上的洞察力。

上升到整個制造業(yè)層面，大數據與云計算能為產業(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，促進制造業(yè)從制造型制造向服務項目型制造轉變，最終朝著智能制造和云制造方向跨進。

　　人機共融成新一代機器人發(fā)力點

　　未來機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)用得起機器人，既要靈活，又要便宜，這是目前很難實現(xiàn)的目標，但卻是下一步努力的方向。

根據國家部署，我國機器人產業(yè)發(fā)展未來十年的產業(yè)發(fā)展發(fā)展，將圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業(yè)機器人、特種機器人，以及醫(yī)療健康、家庭服務項目、教育娛樂等服務項目機器人應用領域市場需求，積極研發(fā)新產品，促進機器人標準化、模塊化產業(yè)發(fā)展發(fā)展，擴大市場應用領域。突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及系統(tǒng)集成設計制造等技術瓶頸。

　　工業(yè)機器人作為自動化技術的集大成者，一直被譽為自動化領域“皇冠上的明珠”。據我國工程建設院院士王天然介紹，工業(yè)機器人自誕生以來實現(xiàn)廣為產業(yè)發(fā)展發(fā)展，而且還在向其他領域展開技術轉移，派生出新的領域，如服務項目機器人等。

　　據權威機構預測，機器人是未來影響人類工作與生活的關鍵技術之一，其中，用于增加人的制造能力的工業(yè)機器人和用于醫(yī)療方面的機器人將會產生很大的影響。

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70年代至90年代，日本經濟高速增長，勞動力嚴重短缺，用了20年時間變成機器人第一大國，而且變成制造強國。進入90年代，亞洲經濟快速產業(yè)發(fā)展發(fā)展，該區(qū)域工業(yè)機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)機器人的市場需求仍然很廣為，按照工作崗位算，工業(yè)機器人只占5.63%。

　　王天然說，目前，工業(yè)機器人已經在汽車整車及零部件、工程建設機械、軌道交通、低壓電器、電力等領域有了較好的應用領域，而且機器人技術仍在不斷提升產業(yè)發(fā)展發(fā)展，主要是兩個方向：一是在機器人操作能力上追求完美，提升其速度、精度、適應性，擴大應用領域領域;二是在機器人智能化、網絡化上不斷努力，提高機器與人的交互能力。

有統(tǒng)計顯示，從1990年到2000年，工業(yè)機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。據日本預測，到2030年，機器人重復定位精度將會翻一番，絕對定位精度將提高一個數量級。

　　“現(xiàn)在教機器人怎么干活的辦法很笨，人要拿著示教器，一步一步教機器人怎么操作，機器人跟著周而復始重復操作，不能挪地方換產品，否則還要再教一遍?！蓖跆烊徽f，現(xiàn)在的努力方向是把機器人變成制造過程當中的一個部件，即插即用。

　　目前，機器人應用領域領域正在擴大。據了解，日本在人形機器人研發(fā)方面正在取得一些突破。日本大阪大學國際電信基礎技術科學研究所高級科學研究員西尾修一說，這種機器人看起來和人形差不多，可由操作員展開遠程控制，實現(xiàn)機器人與用戶之間的自如交流。

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

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

　　“按每臺機器人售價25萬元，年銷量3.6萬臺，每臺完成4倍于售價的應用領域工程建設，國內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)機器人制造商，市場市場競爭將不斷加劇。

( 文章來源：互聯(lián)網 )

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