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解決方案

當3D打印與智能工廠相結合將產生神奇結果

星之球科技 來源:專(zhuan) 注汽車資訊解說2020-06-23 我要評論(0 )   

3D打印其實是個(ge) 統稱,箇中技術依然五花八門,但所有3D打印機都可以稱為(wei) 數字製造業(ye) ,這是工業(ye) 4.0的精髓之一。以汽車研發與(yu) 製造為(wei) 例,昔日研發一輛車必須經過油土模型與(yu) 各...

3D打印其實是個(ge) 統稱,箇中技術依然五花八門,但所有3D打印機都可以稱為(wei) 數字製造業(ye) ,這是工業(ye) 4.0的精髓之一。以汽車研發與(yu) 製造為(wei) 例,昔日研發一輛車必須經過油土模型與(yu) 各種實驗模具開發階段,中間還要經過無數次修改才能成為(wei) 最終定案,計算機隻是站在輔助而非主導地位,且實際成品還要考慮工廠能不能量產(chan) ,完全突顯論與(yu) 實際的強烈落差。然而在數字製造的年代,計算機設計完成後,隻要一個(ge) 按鍵成品就會(hui) 被製造出來,可以立即進行測試與(yu) 修改。

如果不符合標準,傳(chuan) 統模具生產(chan) 方式必須砍掉重練,但數字製造可以輕易進行局部修正與(yu) 測試,過往經驗值更容易堆加上去,省略龐雜繁複的研發程序,大幅增進研發效率與(yu) 質量。當年Dyson花了五年的時間,測試了5127個(ge) 試驗原型,最終才研發出最滿意的吸力不衰減無濾網耗材氣旋塔式吸塵器,可以想象這五年大部分的時間都花在製造與(yu) 修改5127個(ge) 實驗模型而不是在做實驗。

如果談到汽車研發,那絕對是艱辛百倍,研發吸塵器、吹風機、電風扇都比汽車引擎容易得多,畢竟前者不需要用到艱澀的熱力學。未來數字製造科技實現之後,近期需要三~五年的新車研發時間,未來將縮短在一年以內(nei) ,否則就會(hui) 被淘汰並大聲哭喊如果還有明天!這對小夥(huo) 伴來說隻有一個(ge) 爽字可言,但別以為(wei) 汽車產(chan) 業(ye) 將欣欣向榮一片藍天,事實上各車廠最後可能都是灰頭土臉,高效研發對工程師來說乃是無間地獄般的試煉,完全沒有休息時間。

因為(wei) 極快的相對名詞就是極為(wei) 競爭(zheng) ,稍微偷閑就會(hui) 被超越,相信所有R&D人員都能體(ti) 會(hui) 。講到這裏,相信CPU、LED、液晶屏幕、手機等研發工程師一定很想流淚!昔日郵局壟斷小包裹宅配,爽爽過日不會(hui) 被奪命連環Call拚命催;近期網購拚1小時快速到貨,美食生鮮20分鍾到府直送,一堆物流士超速、蛇行、逆向行駛拿命送貨,快沒有錯,但太超過反而罪過!如何導正成為(wei) 良性競爭(zheng) ,這問題值得深思。

優(you) 勢五品管、易地、小規模、大規模製造更為(wei) 容易在傳(chuan) 統製造業(ye) 的思維當中,有句話可以這樣說~有一種懶,叫做老板覺得你很懶!畢竟人的效率高低落差相當大,厲害的員工可以替老板創造極高的企業(ye) 價(jia) 值。但未來,有句話可以這樣說~有一種快,叫做老板覺得你不夠快!這無關(guan) 勤勞與(yu) 否,因為(wei) 生產(chan) 線已經不需要大量的人力,那人要做什麽(me) ?答案就是規劃、管理、設計、創意需要動腦筋的事。

畢竟靠人力的時代,效率增進三倍並非不可能的事,老板絕對會(hui) 給你拍拍手但不保證加薪;但是在未來全自動化生產(chan) 的年代,效率增進十倍並非不可能的事!因為(wei) 3D打印+智能工廠有一項傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 辦不到的特質,那就是品管、搬遷、分散、集中更為(wei) 容易。3D打印有一個(ge) 特質,那就是程序無誤、材料無虞、機台一致,不論在先進地區或是落後地區,生產(chan) 出來的成品都能達到一致的質量,變因相對少。

相較下,傳(chuan) 統製造業(ye) 經常存在鍛造壓力不夠大、真空泵退化、模具耗損與(yu) 變形、熱處理溫度控製失常、CNC機台年久失修造成精度誤差、原料供應商偷斤減兩(liang) 、上遊供應商偷工減料等質量疑慮,若牽扯到手工的部分,那變量更大!使用3D打印技術後,因零件簡化,可大幅減少協力廠商,品管更為(wei) 可靠。此外工廠不論是要縮編、擴編、拆解、訂單瞬間爆量需要尋求廠外短期生產(chan) 支持、受到疫情影響需要快速搬遷、接到全新訂單需要修正生產(chan) 線、麵臨(lin) 轉型必須做全麵調整。

以上問題對於(yu) 傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 來說都是鳥事,但是對於(yu) 智能工廠來說乃是好事,因為(wei) 彈性大、容易改變,不但更能適應環境也更容易生存。基於(yu) 此,未來設置智能型工廠地點的考慮,廉價(jia) 勞工不再是衡量的基準,土地成本、在地消費水平、可靠且低廉的電能、高速且保密的5G網絡、妥善快速的交通建設與(yu) 物流服務,這才是發展智能工廠的本錢。優(you) 勢六降低庫存、倉(cang) 儲(chu) 、缺貨、待料焦慮在傳(chuan) 統製造業(ye) 的經營思維當中,生存之道乃是大量生產(chan) 、以量製價(jia) 。

相對的必須具備一定的原料、零件、半成品、成品庫存,勢必會(hui) 增加倉(cang) 儲(chu) 、管銷、物流等成本,而且任何環節一旦出問題,整個(ge) 供應鍊就會(hui) 失衡甚至斷鍊。然而3D打印科技普及後,大量生產(chan) 的思維會(hui) 漸漸轉為(wei) 量身客製、受訂生產(chan) 等大方向發展,很多大型工廠也會(hui) 拆解為(wei) 區域型小規模工廠,並轉型為(wei) 多功能複合式智能工廠。此時,如果廠商還在搞大型倉(cang) 儲(chu) 、大量庫存、長途貨運,其成本壓力一定會(hui) 把企業(ye) 壓垮。

優(you) 點七車輛、飛機、船隻、電器、家具、不同產(chan) 品甚至不同品牌都能混線生產(chan) 重頭戲來了!如果大量使用3D打印技術生產(chan) 汽車,大幅減少甚至完全不使用模具製造,那麽(me) 未來一輛汽車的智能財產(chan) 精髓,說穿了就是一堆設計與(yu) 製造程序、一個(ge) 高容量的隨身碟。換句話說,隻要偷取了程序,就等於(yu) 偷走了整條產(chan) 線!然後找一個(ge) 設備等級相同的智能工廠合作,即可產(chan) 出一模一樣的車型,竊取、盜版、修改、複製變得非常容易,甚至可以做到青出於(yu) 藍小改更厲害、贗品超越正品的境地。

因此保密這件事,在智能工廠裏乃是與(yu) 品管一樣重要的事情,5G科技之所以非常重視信息保護可想而知,美國與(yu) 之間的大戰,竊取工業(ye) 與(yu) 軍(jun) 事機密也是導火線之一,未來不會(hui) 消失隻會(hui) 越演越烈。一輛車既然就是一堆程序,那麽(me) 轉換工廠或是易地生產(chan) 就會(hui) 變得非常容易,企業(ye) 間談結盟、合作、代工也變得更容易更輕鬆。再來想想其他發展空間,在一些地區一輛汽車一定要有空調係統,汽車生產(chan) 線既然要生產(chan) 與(yu) 裝配壓縮機與(yu) 冷凝器,何不順便生產(chan) 個(ge) 電冰箱或冷氣機呢。

反正不用模具,箱型結構直接3D打印就行。未來的電動車進入自駕領域之後,為(wei) 了娛樂(le) 車上的乘客,大型液晶屏幕與(yu) 多聲道音響絕對是標準配置,工廠內(nei) 既然有此現成機件,為(wei) 何不順便生產(chan) 電視機、顯示器、平板計算機、筆記型計算機、手機等相關(guan) 商品。以上是向下延伸,如果向上呢?一座智能工廠既然能夠生產(chan) 汽車,如果空間足夠、設備支持,為(wei) 何不生產(chan) 貨車、中巴、卡車、聯結車?甚至可以生產(chan) 捷運與(yu) 雙層遊覽車。

既然可以生產(chan) 大型商用車,為(wei) 何不能生產(chan) 輕航機、直升機、漁船、遊艇?目前人造衛星、載運火箭、燃氣渦輪引擎(飛機使用的外燃機)已經可以用3D金屬打印技術製造,未來需要努力的地方就是成形更精進、效能更迅速、價(jia) 格更便宜,技術方麵已經不是問題,目前礙於(yu) 設備成本太高、生產(chan) 效率太差,否則很多傳(chuan) 統通通城市消失。當然要到達這一天,其實還很久,但問題不在於(yu) 何時來臨(lin) ,而是企業(ye) 與(yu) 小夥(huo) 伴有沒有準備迎接這一天的來臨(lin) 。

最後來談談一個(ge) 真實案例大約在2000年的時候,攝影界開始慢慢進入數字相機的年代,初期數字相機的像素不高、質量不好、價(jia) 格昂貴,當年個(ge) 人在龍潭TIS賽車場拍各種比賽時,使用的器材依然是底片相機,一日要消耗20~40卷不等的幻燈片,每逢周五比賽前,城市在雜誌社的暗袋內(nei) ,靠雙手的觸感分裝100呎大底片,技術門檻比起摸麻將隻差一點點!寧可付出高昂的底片衝(chong) 洗費,也不可能將數字相機放在胸前,但短短3年,數字相機完全驅逐傳(chuan) 統135鐵殼底片。

此時很多攝影老前輩,還覺得未來的世界是低階數字、高端底片,反正很多攝影工作者還擁有中型相機,常見底片規格為(wei) 6×4.5~6×9公分,遠大於(yu) 一般單眼相機的24×36mm,專(zhuan) 業(ye) 攝影者甚至擁有大型相機,底片尺寸達4×5英寸或8×10英寸!想說數字相機再厲害,也不可能追上這麽(me) 誇張的分辨率。沒錯當年的數字相機確實辦不到,但後來也不需要辦到,因為(wei) 數字相機+Photoshop就能輕易克服此問題,而且完全不需要暗房,無須長時間衝(chong) 片等待,以及關(guan) 在紅燈房間內(nei) 暗無天日的忍耐。

沒錯差不多又過了3年,中型相機與(yu) 大型相機都成為(wei) 裝置藝術品,隻能來證明個(ge) 人的資曆以及年紀,但已無關(guan) 技術,不禁令人唏噓!近期的3D打印機與(yu) 無人工廠,分開來看,好像都不怎樣!嗅不出絲(si) 毫能掀起革命的氣息。但未來的量產(chan) 型3D金屬打印機+智能工廠,其威力就象是數字相機+影像軟件那樣可怕!早年還在黑白攝影的年代,美國知名風景攝影師安瑟亞(ya) 當斯曾說許多攝影師辛勤耕耘一年的時間、才創造出一幅好作品!但現在呢。

因子位化高效率的緣故,別說是一年、一月、一天,有時候一小時沒有創造出一張滿意的作品都覺得對不起自己!更誇張的是,以往錄像與(yu) 攝影是二種不同的專(zhuan) 業(ye) ,但近期二者已漸漸駕駛,不隻並在相機(錄像機)裏,且早已結合在手機當中。最後3D科技的進步會(hui) 對產(chan) 業(ye) 帶來多大的衝(chong) 擊?首先考驗工廠與(yu) 企業(ye) 的眼光與(yu) 轉型速度,比如說HPmetalJet這台量產(chan) 等級3D金屬打印機普及後,企業(ye) 主必須審慎評估此機器能不能生產(chan) 出高強度的關(guan) 鍵零組件。

可否淘汰傳(chuan) 統高端工藝?如鍛造製程高強度輕量化鋁製輪轂或車體(ti) 硼鋼鈑件?當然目前還是不能,僅(jin) 能針對現有生產(chan) 模式進行優(you) 化無法大量汰換。沒錯科技的進化並沒有這麽(me) 快,無法瞬間改變整個(ge) 產(chan) 業(ye) ,一切還是循序漸進,但是業(ye) 主必須時時緊扣科技趨勢並勇於(yu) 挑戰,否則很容易成為(wei) 下一個(ge) No起亞(ya) 或Kodak!


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