《第四次工业革命》就要来了吗?(图)_0
分类:电子商务 热度:

  10月27日,康奈尔大学创意机器人实验室主任HodLipson做客百度百家《TheBIGTalk》。在现场,HodLipson做了题为《机器人大挑战》的精彩演讲。

  HodLipson教授称,新的制造业技术,像是3D打印,使得人们第一次可以通过把所有部件组合在一起制造一些非常复杂的东西,这是一个最大的变化。今天所有人可以使用打印机,打印出这样的一个物体。

  HodLipson教授著有《3D打印:从想象到现实》一书,这本书可以说是在中国每一个对3D打印有兴趣的朋友都要研读的,引发了3D打印之火,它把制造能力或者说权利,从大机构,大公司,大企业手里拿回来,分给了每一个个体。

  3D打印机人们可能已经看到过很多,现在有一些小的打印机是有多种规格的,可以来打印出很多东西。甚至可以通过打印的这些材料逐层堆起来形成,比如塑料或者金属。

先进制造技术

  HodLipson教授表示,3D打印技术已经存在了30多年的时间,它是83年时候形成的概念,现在的3D打印概念比当时进步很多,而当时的情况是,大多数的职业都处在比较稳定的发展阶段,当时没有人关注3D打印。近期3至5年的时间里,这一技术腾飞,所有人在讨论3D打印。

  重新回到2000年,人们可以打印的唯一材料就是塑料,这是比较软的塑料,可以打印一些非常高分辨率的一些部件,但不是非常的硬。实际上这些材料如果来生产一些物理部件也是比较困难,现在基本上可以用任何材料进行打印。例如,可以用一些钛金属进行打印,可以打印一些功能性的部件。甚至可以用陶瓷、木头、玻璃、水泥、纸、沙子、黄金等很多种材料进行打印,就连知识也可以来进行打印。可以说在材料方面的拓展,真正地革新了3D打印行业,甚至可以打印任何规格。

  HodLipson教授想制造一些机器人,希望制造出的机器人能够更加的智能,希望它和人一样做事情。很多人设计机器人的时候是把部件组合在一起,他们针对这些部件对机器人进行工程化。而现在想采取不同的方式,使用设计之母来设计,就是所谓的进化论。他表示希望机器人能够育种,把所有机器人的骨骼或是电线,使用演进的方式,通过一个简单、基本的模拟器,把这些东西放在一起从而制造出一些机器人。鉴于这个原因,HodLipson教授开始对3D打印感兴趣。

  不过,HodLipson教授表示,人们现在只是处于一个颠覆性征程的起点,现在可能是处于技术发展第一阶段的末端,那么,这三个阶段有哪些呢?

  第一个阶段,人们可以很自由的创造新形状。通过计算机描述出来的任何一个形状,都可以打印出来,这在人类的历史上是一个巨大的突破。

  第二个阶段,人们会看到有越来越多的趋势,可以去创造新的材料,利用3D打印机创造新的材料。大部分的3D材料现在不会去创造新材料,但实际上可以把不同材料,按照不同的方式组合在一起,生产出新的材料来。

  第三阶段,对HodLipson教授来说最激动人心的就是3D打印可以帮助人们创造新的活动材料和系统。不仅仅帮助人们打印那些被动的部件,比如说打印奶酪,可以打印一体整合的系统,这是非常激动人心的。

  3D打印制造颠覆传统只争朝夕

  报告称,2014年美国3D打印机带来总收入为七千六百万美元,同比增长44个百分点。据报告称,全球3D打印机带来的总收入为1.21亿美元。CEA对未来3D打印机市场进行预测,2018年美国3D打印设备营收将达1.75亿美元,也就是说2018年美国3D打印设备要比2014年全球的营收还将高出一个台阶。

  调查还发现近四分之一的美国青年人熟悉3D打印技术,二分之一的人对3D打印技术不熟悉。在3D打印机拥有人群中,四分之三的用户称他们几乎每天都有使用3D打印机,其余为每周一次或者每月一次。

先进制造技术

  国内的3D打印市场还处于萌芽期,技术、材料、数据都极度依赖国外,就连订单很多都是国外的。通常3D打印的原材料是从美国、中国台湾等地购进的,虽然非常贵,但国内的材料与国外还有不小的差距,很多客户并不敢用。有些设备内嵌入了设备制造商的芯片,要开动机器,只能用该厂商的原料。整个产业链的钱都被上游赚走,而剩下的则难以维持现状。

  2013年,中国政府已将3D打印产业纳入国家战略发展项目。随着近两年的加速发展与市场刺激,中国3D打印产业即将迎来新一轮发展机遇。

  目前,3D打印技术已经广泛应用到航空航天、生物医药、电子产业等多个产业,特别是在制造业领域,3D打印技术的出现为新产品研发带来了革命性的改变。据介绍,以往企业研发新产品的参数,需要耗费大量的精力、成本和时间开发模具,来制造第一款产品进行实际测试。一旦失败,开模具阶段所有投入都将付之东流,而有了3D打印技术后,企业只要拿出相应的数据,就可以在短时间内得到一个完整的产品。

  就我国来看,3D打印的设备、材料甚至应用领域与国外有所不同,3D打印主要体现在模具打印与文化创意类产品上,消费市场更倾向于年轻人。其主要因素便是添加了个性化的标签,在这个时代,每个人都在追求着独一性,然而独一性的代价便是由于不能大规模产出而带来的超高的价格。一方面是因为3D打印机本身很贵,能够以树脂甚至金属为打印原料的3D打印机,高端的要卖到400万-500万元,其次就是3D打印的原料,有几角钱的塑料,也有几千元的金属,所以不同的设计和要求导致3D打印的价钱都不一样。

  调查显示,不少制造企业都开始逐渐采用3D打印技术。惠普和爱普生已经表态要进入3D打印机市场。如果市场持续增长,苹果可能也会加入进来。微软和谷歌或从软件或信息的角度切入3D打印市场。如何降低成本,将技术转化为效益是未来3D发展的主要趋势。不难看出,3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间。相信未来的3D打印机市场将逐渐向平民化拓展市场。而随着价格的下降,越来越多的人开始使用3D打印技术,更多的创新者进入市场,未来五年内3D打印市场可能会发生重大的格局改变。3D打印机将像蒸汽机、内燃机和计算机一样,开创一个崭新的工业时代。

  无置可否,在食品、建筑、医疗、汽车、制造等各个方面3D打印技术将会加速发展起来,当然,还有军事。想象如果有一天你在家就能够利用3D打印机轻轻松松将武器打印出来,到那一天我们或许要从安全角度来对3D打印技术重新规范了。

  中国工厂将进入机器人时代

  随着信息技术发展日益强劲,机器人已渗透到了国民经济的各个领域,正带来制造业在模式、理念、技术多个层面的深层次变革。有专家介绍,未来,太脏、太累、太危险、太精细、太粗重、太无聊的工作,都将由机器人代劳。

先进制造技术

  根据中国机器人产业联盟的数据,中国去年销售约3.7万个机器人,其中近3/4为外国产品。同时,中国国内机器人产量已增加两倍达到约1万个,正逐渐实现北京要求国内品牌在2015年占1/3销量的目标。截至今夏,投资机器人企业的中国上市公司已达54家,其中80%为初次投资。

  中国官员把提高自动化程度视为提高生产效率之策,受困于劳动成本与日俱增的制造商也乐于尽可能多使用机器人。在政策支持和市场需求的联合作用下,中国已超过日本成为世界最大机器人买家。同时,中央和地方都在鼓励国内企业从老牌外企手中争夺市场份额。

  据报道,目前中国国内约有机器人企业420家,各省市在建机器人工厂超过30个。但北京的产业政策有误入歧途的传统,最近的例子是因重复投资而导致利润枯竭的可再生能源行业。专家说,机器人产业尚未达到这种程度,但已出现早期警示征兆。

  在我国机器人市场上,瑞士ABB、德国库卡等外资企业占据主导地位,销量占比在70%以上,而国产机器人只占1/4的市场。并且,国产机器人的三大核心零部件,过去也长期依赖向外资购买。

  为了打破产学研用互不通气的隔膜,抱团冲击机器人技术高地,今年8月31日,科技部机器人产业技术创新联盟揭牌成立。联盟汇聚了国内机器人生产厂商、高等院校、科研机构、知识产权机构及市场需求客户5大群体,形成了从政府顶层设计到实际用户需求的官、产、学、研、用一套完整的产业技术创新体系。

  当前全球机器人产业仍然是以机械精度、轨迹精度为核心,集中在高端工业领域,未来随着人工智能、3D视觉系统等技术的发展,智能化、快速视矫、多自由度、安全性将成为发展趋势,机器人的应用重心也将向服务型机器人、工业机器人2.0转移。这将是比现有市场庞大得多的领域,因此整个机器人产业实际尚处在发展初期,现有的差距并不值得担心,在现有领域发展壮大后中国机器人制造商能否更好地布局这些新技术取得优势才是我们需要更为关注和警醒的。

先进制造技术

  目前,中国工业机器人市场约占全球销量的五分之一,已成为全球第一大工业机器人市场。曲道奎说:中国机器人市场中,应用于焊接等领域、技术含量更高的多关节机器人几乎被外资垄断,国产机器人面临自主品牌薄弱、核心零部件研发滞后、产品认知度与附加值低、低端产能过剩等一系列问题。中国机器人要从低端杀出重围,只有一条路,那就是创新。

  曲道奎表示,从德国、韩国等国的实践看,机器人保有量的提升并没有直接导致失业率提高。低层次的劳动岗位被机器人替换,这是一个必然趋势。机器人将促进我国就业的转型升级,企业未来的挑战在于如何加强对机器人专业人才的招募培训,以及对生产工艺和管理模式进行变革。

  中德合作数字化制造加速

  数字化制造的根本目的,就是减少产品生产设计流程,缩短制造时间,达到更好的制造效果。简单地说,就是尽可能地从设计开始直到产品投入市场以及售后服务等环节普遍运用数字化技术。当然现在的设计也经常用到前期分析如CAD、CAE强度分析等等,但还只是存在于产品的简单设计阶段。

  行业分析人士指出,工业4.0至少发出了这样一些革命性讯号:首先,工业生产的出发点将发生变化。通过规模效应以及员工生产率来降低成本的时代一去不返,未来工业制胜的秘诀在于如何在提高生产率的同时尽量缩短产品从创意到上市的周期,以及如何满足更复杂、个性化的产品需求。

  其次,虚拟与实际的界限似被消除。譬如,安贝格工厂中所有生产程序均可提前在计算机中仿真模拟,可在虚拟世界中就完成生产的分析与优化。

  其三,人工似乎将被机器智能取代。德国《明镜》周刊曾刊文,忧心数字化将夺走现有大部分工作岗位,但前景也并非这么悲观。德国弗劳恩霍夫就业经济研究院院长威廉鲍尔认为,新工业系统会带来新问题与创新空间,未来人力将集中于创新与决策的领域。

  真正的数字化制造,应该是在产品设计的时候,就对材料性能、制造过程中材料的变化、产品使用的性能等要素做评估。这不仅仅是对产品的几何概念进行优化,而是用计算机技术模拟整个制造的物理过程、化学过程、力学过程。如果说现有的数字化制造技术是1.0版本,那么未来的方向就是2.0版本。

  为了实现数字化制造,西门子布局已久。传统印象中,西门子是一家硬件公司。但现在,西门子在全球拥有软件开发人员1.75万名,其数量甚至可以媲美世界顶尖的软件公司。目前,全球最大的20家航空企业中,19家使用了西门子的控制软件;25家最大的整车企业中,超过20家使用了其管理系统。

  数字化制造带来的不只是炫目的科技,还有实实在在的收益和支撑企业长远发展的竞争力,并支持未来中国制造可持续发展。西门子成都工厂只是一个缩影,中国制造业的数字化蓝图正慢慢展开。

先进制造技术

  数字化制造技术的影响将不仅仅局限于制造业领域,对于商业也是个重大变量。拿中国和美国来比,中国的确具有劳动力成本的优势,但是如果美国的企业应用了先进的数字化技术,那么它开发制造销售的周期将大为缩短,这就有利于它快速抢占市场、引领市场。在这种商业节奏面前,中国的企业如果步伐缓慢,那么再低的劳动力成本也无济于事。

  另外,数字化制造技术还有助于让整个商业世界变得更加稳定和安全。这就涉及到它对供应链的改变。现在的产品分工非常细,有些工厂只做一个微不足道的零件,却垄断了这个零部件的全世界百分之几十的市场。这种细分行业的领军者普遍存在,2011年日本的大地震、还有2010年泰国的洪水,都给全球汽车、计算机行业带来冲击。因为关键部件生产商在这种不可抗力下受到影响,进而危及整个产业链。

  如果数字化制造技术实现,那么这个问题将会被更好地应对。因为基础数据库建立了起来,就可以让一些产品制造的门槛降低。这样的话,即便一个关键供应商出了问题,那么下游企业还是能够较快、较低成本地更换或者培育供应商。以往要开发一个供应商都会比较麻烦,需要派人临厂指导,就具体问题进行多番讲解、沟通,而且还不是每一次开发都能成功。而数字化制造带来的标准化将使之变得简单。现在制造业致力于构建的已经不是供应链,而是供应网(supplynetwork),当供应链成网了,整体的抗风险能力就会大为增强。

  工业互联智慧工厂

  所谓智能工厂,其技术核心则是物联网。作为未来科技发展的大趋势,物联网目前受到越来越多科技公司的关注。今年初,谷歌(微博)就花费32亿美元收购了智能家居设备制造商NestLabs,大举进军消费类物联网领域。

  未来制造业产品的发展方向应该是数字化、智能化、互联化。制造业价值链的每个环节,如研发、设计、生产、销售、服务必须再定义,新的产品、新的流程和新的服务必须基于互联网技术再造。核心技术主导产品的模式已经过时,企业的生存与发展更多依赖社会化的价值创造、网络化的生态存在和实时化的市场洞察。

  现在,德国的工业制造也将未来寄托在物联网技术上。虽然这类智能工厂现在还处于试点阶段,但德国人工智能研究中心已经与不少德国企业进行合作,并在该领域取得了不少最为先进的成果。德国人工智能研究中心在化工巨头巴斯夫(BASF)位于凯泽斯劳滕的工厂开展了试点活动,该工厂所生产的洗发水和洗手液已经完全实现自动化。

先进制造技术

  2011年底,GE在美国加州创立了全球软件和分析中心,希望加速开发用于工业互联网的软件技术。2012年,GE高调宣布工业互联网战略,并推出Predix平台及Predictivity数据与分析解决方案,作为工业互联网的主打产品和服务。

  在工业互联网的背后,实际上并非GE轻描淡写的四两拨千斤的产业变革,而需要庞大的硬件和系统支持。然而,这依然只是工业互联网的基础,复杂而庞大的数据分析和行业经验才是最终实现利润的核心。就像学校里的好学生展现出轻松感一样,GE也正在将工业互联网以田园诗歌式的场景展现在人们面前。

  未来制造业产品的发展方向应该是数字化、智能化、互联化。制造业价值链的每个环节,如研发、设计、生产、销售、服务必须再定义,新的产品、新的流程和新的服务必须基于互联网技术再造。核心技术主导产品的模式已经过时,企业的生存与发展更多依赖社会化的价值创造、网络化的生态存在和实时化的市场洞察。

  机器的连接、海量的数据、系统的分析,人与机械的完美结合,蕴含着巨大的财富。按照GE宏伟的愿景,到2025年,受益于工业互联网的工业部门将达到82万亿美元规模,这或许占全球经济的一半。

  工业和信息化部电信研究院总工程师余晓辉向记者表示,工业互联网是个好方法,如果说研发和服务是工业微笑曲线的两端,那么,工业互联网在拉高两端的同时,更大的作用是可以帮中国绕过更多西方国家的工业发展过程,并且极大提升中国现有制造业竞争能力。工业互联网的开放结构,将使技术和信息难以垄断,进而拉平整个工业微笑曲线。

上一篇:世界最先进人形机器人“阿特拉斯”亮相(组图 下一篇:没有了
猜你喜欢
热门排行
精彩图文