工业4.0三大变革:大规模定制、开放式创新、智能工厂

很多朋友对工业4.0三大变革:大规模定制、开放式创新、智能工厂不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

产品从设计到量产的过程正因新技术的应用而发生变化，以下三大变化将为制造业带来根本性变革：大规模定制、开放式创新和智能工厂。这些变化也将是工业4.0最直接的体现。

过去传统的产品生产销售一直遵循这样一个流程：发现消费者需求，企业设计图纸，制作样机，设计制造产品，工艺装备，量产营销。大规模的机械化使工厂能够在很短的时间内生产出大量的产品，并改变了数十亿人的工作和生活。

但传统产品生产存在研发成本高、生产周期长、原材料利用率不足、产品大量积压等一系列问题。在互联网与制造部门和消费者深度融合的今天，一切都在发生翻天覆地的变化：一方面，企业获取消费者信息的渠道更加简单快捷，能够更快地了解消费者需求和市场变化。

另一方面，物联网、传感器、3D打印、机器人、人工智能等技术的应用，使得工厂的生产、管理和运营更加智能化、自动化。因此，从设计到大规模生产的过程正在因新技术的应用而发生变化，以下三大变化将为制造业带来根本性变革：大规模定制、开放式创新和智能工厂。这些变化也将是工业4.0最直接的体现。大规模定制

由于成本问题，个性化定制一直是传统制造业难以施展的领域。3D打印、人工智能、新材料等新技术的融合，将使企业大规模生产个性化定制产品。据预测，人工智能只需将自动生产转向定制配置的产品，就能满足不同消费者的多样化需求。3D打印将使我们直接从设计切换到生产，它具有更强的适应性，可以加速几个数量级的生产。

通过这项技术，并借助新的设计软件，我们可以定制医疗支架、个性化牙科产品、修改飞机和汽车零部件，并在传感器、药物输送系统和实验室芯片等应用领域制造微型产品。去年，阿迪达斯与3D打印公司Carbon 3D合作，推出3D打印运动鞋，通过3D打印技术将运动员的具体数据和个人缓冲偏好融入运动鞋中。

3D打印的应用不仅限于小商品的制造。2018年4月，荷兰3D打印公司MX3D完成了世界上第一座3D打印钢桥，将很快安装在阿姆斯特丹。MX3D使用的六轴机械臂可以从任何方向进行空中打印。这种多轴打印技术几乎完全消除了传统3D打印所需的某种物体支撑，为未来的新结构打印开辟了新的方向。

然而，3D打印技术并不是这座40米长桥梁的唯一新技术。为了确保安全和优化桥梁的性能，3D打印钢结构还配备了一系列传感器，可以监测它们的健康状况，记录通过它的人数和速度，测量空气中的污染物等数据，并将收集的数据创建为数字桥梁模型，为未来的设计提供数据参考。

3D打印的应用远不止这些。在更微型的领域，也就是电子领域，3D打印也正在开启一个定制和按需电子的新时代。总之，3D打印摒弃了冗长的设计环节、多阶段的原型设计、昂贵的工具和统一的生产，可以大大降低生产成本，彻底改变传统工业制造的生产流程。开放式创新

传统制造企业一般都远离城市，产品的设计开发需要花费时间和精力，而且为了安全起见，只能在企业内部自行开发产品。随着创新工厂、孵化器和制造设备实验室的兴起，城市正在成为传统制造业的创新源泉。无论是内部研发还是外包，从产品设计到生产技术，任何人都可以介入，参与发明。

在制造业，当可访问的用户界面出现时，在类似CAD的设计软件和易于使用的界面的帮助下，每个人都可以成为发明家和技术创新者。技术发展将真正呈现指数级增长，“开放”将成为制造业的关键词。

一个由硬件工作室和企业孵化器组成的新生态系统正在市中心兴起。初创企业孵化器Playground Global和开源3D打印公司LulzBot等公司正在发展壮大，为自由创业者提供了优越的物理办公空间和制造能力。

2015年，安卓之父安迪鲁宾(Andy Rubin)等人成立了Playground全球孵化器，为初创企业提供包括商业、办公空间、机械设计等各种指导，帮助他们解决材料、工程、制造、供应链管理、配送等问题。硬件生态系统实验室Flex Lab IX通过提供内部专业知识来换取少量股权，帮助数十家初创公司构建革命性的技术，如无人机系统、超薄电池和智能头带。

美国3D打印解决方案提供商3D Systems和工业3D打印解决方案提供商Stratasys等行业巨头也在接受分布式制造的新模式。凭借其不断构建的3D演示器，Stratasys提供了模块化的3D打印机墙，所有打印机都通过云工作，并受到集中控制。随着分布式制造和自动化制造成本的降低，未来开放式创新设计和研发将爆发式增长，传统制造商的产品研发模式将受到巨大挑战。

智能工厂对于一个成熟的制造企业来说，工业物联网、人工智能、协作机器人、Li-Fi将是未来制造业必须具备的前沿技术。智能工厂也将成为未来制造业的终极方向。随着新型传感器、机器学习工具和无人机的应用，工厂设备不仅可以立即纠正错误，还可以实时满足不断变化的需求。

作为工业物联网领域的领先企业，美国公司TE Connectivity设计和制造高度复杂的连接器、传感器和电子元件。从医疗行业到家电行业，从航空航天到国防等领域，TE产品实现了机器之间的通信。

在更偏远的地区，机器对机器的通信尤为重要，因为它可以允许数据在智能机器人之间分发。例如，区块链物联网初创公司Filament正在使用低功耗工业传感器和区块链来推动这一领域的发展。物联网通信初创公司开普勒通信(Kepler Communications)用小型卫星矩阵取代传统的卫星通信，为偏远地区的工厂实现工业物联网设备之间的通信。

智能传感器可以转换数据，实现与制造设备的通信，并在性能或安全受到威胁时关闭设备。工业物联网还使我们能够分析生产配额，进行预测性维护和远程输入设计。对于大型厂商来说，产品召回是最昂贵也是最可怕的灾难，人工智能的应用可以将产品召回的风险降到最低。

硅谷人工智能初创公司Landing.ai开发的生产线机器视觉工具可以发现电路板和产品中人眼看不到的细微缺陷。通过准确的现场质量分析和错误的即时反馈，连接到工业物联网的机器可以在任何损失发生之前暂停生产，从而避免进一步的损失。随着云连接和合作机器人的自我管理，未来的工厂将完全自动化。

美国一家无人值守的3D打印工厂Voodoo Manufacturing拥有世界上第一个全功能、机器人操作的3D打印机组——Project Skywalker。这套系统通过专业软件将9台3D打印机和一个机械臂结合在一起。该系统可以自动移除和更换3D打印机的构建板，然后继续打印过程。在传统生产中，拆卸和更换建筑板需要花费大约15%的员工时间。

3D打印机、合作的3D打印机、关节机器人、管理3D打印机的机器人、制造机器人的3D打印机只是开始。未来，传统制造业的物理和空间限制将不再那么重要，设计和生产将更加扁平化和开放。在此背景下，制造业巨头和新兴创业公司将获得前所未有的发展机遇。

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