松懈与重构：工业40与工业41

2023-07-15 05:00:41

　　松懈与重构：工业4.0与工业4.1

　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　“虽然那时的网络化制造机器仍处于起步期，但已经普遍被用来制造（几乎）任何产品。而这改变了一切。”麻省理工学院比特和原子中心（MIT’s Center for Bits and Atoms）主任尼尔·格申贝格（Neil Gershenfeld）这样说。

　　独立自主机器人、3D列印、云计算、物联网和感应器技术正在促进制造商业模式的变革。工业制造的新时代建立在互联网力学控制系统的基本概念之上。消费者有望在此种新商业模式中充分发挥更大作用。

从18世纪末已经开始，我们的社会经历了一个根本变革：从农业经济向工业经济的变革。我们能把工业民主革命分成四个期。18世纪水和蒸汽动力催生机械制造，工业民主革命由此拉开序幕；第二期在20世纪初，电力产品兴起，与亨利·福特（Henry Ford）和阿瑟·泰勒（Frederick Taylor）等人紧密相关；上世纪70年代见证了电子辅助工具和IT控制系统在制造车间的应用领域，及其对制造自动化造成的影响，被认为是工业民主革命第三期。

那时，我们正面临着第三期的到来。独立自主机器人、3D列印、云计算、物联网和感应器技术是当前几个促进制造商业模式变革的主力。工业制造的新时代（通常被称为工业4.0）建立在互联网力学控制系统的基本概念上。现实生活和虚拟当今世界之间的深刻交互是制造过程的核心理念。产业4.0倚赖繁杂的物体虚拟互联网，这个互联网能收集、处理、分析源自力学当今世界的各种统计数据。统计数据分析和交换能使第一类彼此可视化并独立自主地继续执行多个各项任务。

　　第三期的工业民主革命使得产品和服务项目的边界越来越模糊，并为所谓“服务项目制造业”铺平了高架道路。无人驾驶汽车就是有名的范例。感应器和软件的结合使汽车能在现实生活当今世界中自我定位，并与信号灯、其它车辆、人、高架道路标线、标志等第一类进行可视化。那时，互相相连的智能第一类已经比当今世界上的人还多，而这仅仅是个已经开始。未来几年内，将有超过500亿的物体相互相连，从可携式、袜子，到医疗设备。

透过互联网，这些第一类之间的相互作用能预防车祸、远程就医并减少能源节约，同时还为使用者更好地管理时间和资源提供更多了可能。例如，终端应用领域Waze能透过分析所有相连到插件的统计数据，来协助使用者躲避交通拥堵。打开插件，使用者就会消极地提供更多交通和高架道路统计数据，协助机器动态分析并推荐快捷路线。

　　工业制造操作过程也变得更加智能和高效。事实上，工厂中机器对机器的通信已使设备能自动配置、调整并预测故障，无需人工辅助。透过机器上的感应器，能监测继续执行了哪些各项任务、机器工作了多久以及何时需要日常保护。另一方面，透过物联网统计数据动态对制造操作过程进行反馈，企业能巧妙地调节产品功能，提供更多个性化服务项目。

EMC公司预计，制造业物联网市场规模在2022年将达4万亿美元，用于减少各种形式的节约（包括时间）以及获得员工和客人行为统计数据。进一步的收益将源自资产管理水平的提高——尤其是透过更智能的保护。

　　工业4.0的基本概念倚赖机器在理解和与力学当今世界独立自主交互中的核心理念地位，并为智能工业流程、新商业商业模式和新产品服务项目的开发提供更多了巨大机会。然而，处理机器间独立自主可视化，技术创新的最酷还为制造也提供更多了其它更大的想像内部空间。随着第三期工业民主革命的展开，3D列印技术的普及为使用者积极参与制造操作过程提供更多了机会。这代表了消费者角色的决定性改变。工业4.0是在智能第一类的繁杂互联互联网中，客人消极提供更多统计数据信息来更贴近企业，它的进一步发展——“工业4.1”——将使消费者在制造操作过程中重新充分发挥核心理念作用。

最新的3D列印技术和位数3D列印平台使消费者在制造操作过程中充分发挥积极甚至主导作用。使用者以工业民主革命以来从未有过的程度促进制造工艺。3D列印让人们从位数模型已经开始创建二维第一类。二维原型被网络化分割，超薄金属材料连续逐层拼接，直到固体形态形成。此种“involves”制造与传统制造工艺正相反，从根本上避免了铸造、福卢、成型、机械加工和组合操作过程中的金属材料节约。此种特性跟规模经济性不相干，从而非常适合定制化制造，满足个体的独特特点或偏好。

　　从“为消费者定制”到“消费者参与”

　　从产品设计到制造与配送，消费者能参与到制造的任一期。透过3D列印平台与其它辅助工具参与到设计期，设计微调非常容易，并能根据自己设定的参数RRC做产品。

木业市场就是此种“度身定制”的好范例，已经被应用领域。很多应用领域软件都能将苹果手机变成一个终端3D扫描器，将使用者拍摄的足部照片统计数据转换成准确的3D模型，最后3D列印出符合要求的袜子。3D列印拥有巨大想像内部空间，几乎能颠覆所有产品的商业商业模式——只要此种“度身定制”能提供更多给消费者新的附加值。一些平台如Twikit（一个3D定制平台）就提供更多订制珠宝、服装、台灯以及其它日常物品。许多公司也在医药领域开展了“度身定制”——比利时公司Materialise就能3D列印患者的假肢。

　　消费者还能在本地社区创建与企业交互的公司。事实上，“involves”制造控制系统的成本要远小于传统制造。很多初创企业都是按客户要求制造小批量产品，途径都是一对一的个人性接触。

在这点上，有必要提一提如今火遍全球的“开放创新实验室”（又名FabLabs）。在这些内部空间，任何人都能使用所提供更多的设备进行网络化建造（包括使用3D列印机），并有专业人士支持进行原型制作。虽然基本概念较新，但全球已经有上千个FabLabs投入使用，鼓励所有人参与网络化建造中，不论是否对这项技术有所了解。消费者也能得到协助自己制作产品，租赁甚至买下一台3D列印机在家里进行创作。

“制造型消费者”的基本概念——同时参与消费和制造的使用者——并非最近才被提出的，尤其在服务项目业，比如使用者线上登记入住酒店并列印入住单，或者使用网银自己完成转账。然而直到最近，此种情况才出现在制造业，传统商业模式是将消费者与制造流程分开，有了3D列印技术后，制造型消费者必将大量出现。消费者们不再简单地只是客户，他们也将为制造流程做出贡献，和企业共同创造产品。

　　现在，我们只能推测此种在制造流程中由科技辅助的消费者参与将怎样改变工业。但传统制造业的整体性并不会因此被打破。相反，随着企业重构自身制造流程，并鼓励消费者们更大程度的参与，从而抓住那些由网络化制造提供更多的众多新机遇，我们极可能会见证一些产品的制造操作过程发生大幅改变。这可能会导致一个介于传统制造与附加制造之间的“混合型”制造业的产生，它将促使互联网与现实生活当今世界产生某种更深层次的联系。

　　( 文章来源：互联网 )

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