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当3D打印与智能工厂相结合将产生神奇结果

星之球科技 来源:专注汽车资讯解说2020-06-23 我要评论(0 )   

3D打印其实是个统称,箇中技术依然五花八门,但所有3D打印机都可以称为数字制造业,这是工业4.0的精髓之一。以汽车研发与制造为例,昔日研发一辆车必须经过油土模型与各...

3D打印其实是个统称,箇中技术依然五花八门,但所有3D打印机都可以称为数字制造业,这是工业4.0的精髓之一。以汽车研发与制造为例,昔日研发一辆车必须经过油土模型与各种实验模具开发阶段,中间还要经过无数次修改才能成为最终定案,计算机只是站在辅助而非主导地位,且实际成品还要考虑工厂能不能量产,完全突显论与实际的强烈落差。然而在数字制造的年代,计算机设计完成后,只要一个按键成品就会被制造出来,可以立即进行测试与修改。

如果不符合标准,传统模具生产方式必须砍掉重练,但数字制造可以轻易进行局部修正与测试,过往经验值更容易堆加上去,省略庞杂繁复的研发程序,大幅增进研发效率与质量。当年Dyson花了五年的时间,测试了5127个试验原型,最终才研发出最满意的吸力不衰减无滤网耗材气旋塔式吸尘器,可以想象这五年大部分的时间都花在制造与修改5127个实验模型而不是在做实验。

如果谈到汽车研发,那绝对是艰辛百倍,研发吸尘器、吹风机、电风扇都比汽车引擎容易得多,毕竟前者不需要用到艰涩的热力学。未来数字制造科技实现之后,近期需要三~五年的新车研发时间,未来将缩短在一年以内,否则就会被淘汰并大声哭喊如果还有明天!这对小伙伴来说只有一个爽字可言,但别以为汽车产业将欣欣向荣一片蓝天,事实上各车厂最后可能都是灰头土脸,高效研发对工程师来说乃是无间地狱般的试炼,完全没有休息时间。

因为极快的相对名词就是极为竞争,稍微偷闲就会被超越,相信所有R&D人员都能体会。讲到这里,相信CPU、LED、液晶屏幕、手机等研发工程师一定很想流泪!昔日邮局垄断小包裹宅配,爽爽过日不会被夺命连环Call拼命催;近期网购拼1小时快速到货,美食生鲜20分钟到府直送,一堆物流士超速、蛇行、逆向行驶拿命送货,快没有错,但太超过反而罪过!如何导正成为良性竞争,这问题值得深思。

优势五品管、易地、小规模、大规模制造更为容易在传统制造业的思维当中,有句话可以这样说~有一种懒,叫做老板觉得你很懒!毕竟人的效率高低落差相当大,厉害的员工可以替老板创造极高的企业价值。但未来,有句话可以这样说~有一种快,叫做老板觉得你不够快!这无关勤劳与否,因为生产线已经不需要大量的人力,那人要做什么?答案就是规划、管理、设计、创意需要动脑筋的事。

毕竟靠人力的时代,效率增进三倍并非不可能的事,老板绝对会给你拍拍手但不保证加薪;但是在未来全自动化生产的年代,效率增进十倍并非不可能的事!因为3D打印+智能工厂有一项传统产业办不到的特质,那就是品管、搬迁、分散、集中更为容易。3D打印有一个特质,那就是程序无误、材料无虞、机台一致,不论在先进地区或是落后地区,生产出来的成品都能达到一致的质量,变因相对少。

相较下,传统制造业经常存在锻造压力不够大、真空泵退化、模具耗损与变形、热处理温度控制失常、CNC机台年久失修造成精度误差、原料供应商偷斤减两、上游供应商偷工减料等质量疑虑,若牵扯到手工的部分,那变量更大!使用3D打印技术后,因零件简化,可大幅减少协力厂商,品管更为可靠。此外工厂不论是要缩编、扩编、拆解、订单瞬间爆量需要寻求厂外短期生产支持、受到疫情影响需要快速搬迁、接到全新订单需要修正生产线、面临转型必须做全面调整。

以上问题对于传统产业来说都是鸟事,但是对于智能工厂来说乃是好事,因为弹性大、容易改变,不但更能适应环境也更容易生存。基于此,未来设置智能型工厂地点的考虑,廉价劳工不再是衡量的基准,土地成本、在地消费水平、可靠且低廉的电能、高速且保密的5G网络、妥善快速的交通建设与物流服务,这才是发展智能工厂的本钱。优势六降低库存、仓储、缺货、待料焦虑在传统制造业的经营思维当中,生存之道乃是大量生产、以量制价。

相对的必须具备一定的原料、零件、半成品、成品库存,势必会增加仓储、管销、物流等成本,而且任何环节一旦出问题,整个供应鍊就会失衡甚至断鍊。然而3D打印科技普及后,大量生产的思维会渐渐转为量身客制、受订生产等大方向发展,很多大型工厂也会拆解为区域型小规模工厂,并转型为多功能复合式智能工厂。此时,如果厂商还在搞大型仓储、大量库存、长途货运,其成本压力一定会把企业压垮。

优点七车辆、飞机、船只、电器、家具、不同产品甚至不同品牌都能混线生产重头戏来了!如果大量使用3D打印技术生产汽车,大幅减少甚至完全不使用模具制造,那么未来一辆汽车的智能财产精髓,说穿了就是一堆设计与制造程序、一个高容量的随身碟。换句话说,只要偷取了程序,就等于偷走了整条产线!然后找一个设备等级相同的智能工厂合作,即可产出一模一样的车型,窃取、盗版、修改、复制变得非常容易,甚至可以做到青出于蓝小改更厉害、赝品超越正品的境地。

因此保密这件事,在智能工厂里乃是与品管一样重要的事情,5G科技之所以非常重视信息保护可想而知,美国与之间的大战,窃取工业与军事机密也是导火线之一,未来不会消失只会越演越烈。一辆车既然就是一堆程序,那么转换工厂或是易地生产就会变得非常容易,企业间谈结盟、合作、代工也变得更容易更轻松。再来想想其他发展空间,在一些地区一辆汽车一定要有空调系统,汽车生产线既然要生产与装配压缩机与冷凝器,何不顺便生产个电冰箱或冷气机呢。

反正不用模具,箱型结构直接3D打印就行。未来的电动车进入自驾领域之后,为了娱乐车上的乘客,大型液晶屏幕与多声道音响绝对是标准配置,工厂内既然有此现成机件,为何不顺便生产电视机、显示器、平板计算机、笔记型计算机、手机等相关商品。以上是向下延伸,如果向上呢?一座智能工厂既然能够生产汽车,如果空间足够、设备支持,为何不生产货车、中巴、卡车、联结车?甚至可以生产捷运与双层游览车。

既然可以生产大型商用车,为何不能生产轻航机、直升机、渔船、游艇?目前人造卫星、载运火箭、燃气涡轮引擎(飞机使用的外燃机)已经可以用3D金属打印技术制造,未来需要努力的地方就是成形更精进、效能更迅速、价格更便宜,技术方面已经不是问题,目前碍于设备成本太高、生产效率太差,否则很多传统通通城市消失。当然要到达这一天,其实还很久,但问题不在于何时来临,而是企业与小伙伴有没有准备迎接这一天的来临。

最后来谈谈一个真实案例大约在2000年的时候,摄影界开始慢慢进入数字相机的年代,初期数字相机的像素不高、质量不好、价格昂贵,当年个人在龙潭TIS赛车场拍各种比赛时,使用的器材依然是底片相机,一日要消耗20~40卷不等的幻灯片,每逢周五比赛前,城市在杂志社的暗袋内,靠双手的触感分装100呎大底片,技术门槛比起摸麻将只差一点点!宁可付出高昂的底片冲洗费,也不可能将数字相机放在胸前,但短短3年,数字相机完全驱逐传统135铁壳底片。

此时很多摄影老前辈,还觉得未来的世界是低阶数字、高端底片,反正很多摄影工作者还拥有中型相机,常见底片规格为6×4.5~6×9公分,远大于一般单眼相机的24×36mm,专业摄影者甚至拥有大型相机,底片尺寸达4×5英寸或8×10英寸!想说数字相机再厉害,也不可能追上这么夸张的分辨率。没错当年的数字相机确实办不到,但后来也不需要办到,因为数字相机+Photoshop就能轻易克服此问题,而且完全不需要暗房,无须长时间冲片等待,以及关在红灯房间内暗无天日的忍耐。

没错差不多又过了3年,中型相机与大型相机都成为装置艺术品,只能来证明个人的资历以及年纪,但已无关技术,不禁令人唏嘘!近期的3D打印机与无人工厂,分开来看,好像都不怎样!嗅不出丝毫能掀起革命的气息。但未来的量产型3D金属打印机+智能工厂,其威力就象是数字相机+影像软件那样可怕!早年还在黑白摄影的年代,美国知名风景摄影师安瑟亚当斯曾说许多摄影师辛勤耕耘一年的时间、才创造出一幅好作品!但现在呢。

因子位化高效率的缘故,别说是一年、一月、一天,有时候一小时没有创造出一张满意的作品都觉得对不起自己!更夸张的是,以往录像与摄影是二种不同的专业,但近期二者已渐渐驾驶,不只并在相机(录像机)里,且早已结合在手机当中。最后3D科技的进步会对产业带来多大的冲击?首先考验工厂与企业的眼光与转型速度,比如说HPmetalJet这台量产等级3D金属打印机普及后,企业主必须审慎评估此机器能不能生产出高强度的关键零组件。

可否淘汰传统高端工艺?如锻造制程高强度轻量化铝制轮毂或车体硼钢钣件?当然目前还是不能,仅能针对现有生产模式进行优化无法大量汰换。没错科技的进化并没有这么快,无法瞬间改变整个产业,一切还是循序渐进,但是业主必须时时紧扣科技趋势并勇于挑战,否则很容易成为下一个No起亚或Kodak!


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3D打印智能工厂

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