从一开始到现在,这些新兴技术的*新发展是什么?未来应用趋势如何??
增材制造(三维打印)
三维打印技术早期被称为快速成型技术,是上世纪九十年代发展起来的先进制造技术,它可以促进企业的产品创新,缩短新产品的开发周期,提高产品的竞争力,主要包括 fdm (熔融沉积成型)、 sla (立体光刻)、 sls (选择性激光烧结)和 dlp (数码光处理)。
3 d 打印是各种快速成型的通称。 快速成型的材料主要是非金属材料,在开发阶段用于验证。 近年来,国内外一些企业和研发机构实现了金属材料的快速成形。 成形速度和精度不断提高,材料价格不断下降,国际上把这一技术领域称为三维打印。
目前,EOS制造的添加剂制造的产品和解决方案,包括3D系统,Stratasys公司,并专注于金属添加剂国际主流等。*近两年,主流IT厂商开始进入这一领域,添加剂制造领域已经进入了快速发展的阶段。
惠普推出多如熔体喷射(多喷射融合)技术三维打印机(型号3200和4200,分别地),印刷速度比能够打印三维本色和多种材料的其它打印机快十倍。 Autodesk公司推出的三维打印机灰烬Spark和基于DLP(数字光处理,数字光处理)的3D打印平台开放的技术,并与Windows10操作系统集成。
2016年9月,通用电气斥资6.85亿美元收购瑞典工业级3 d 打印机制造商 arcam,后者拥有电子束熔炼金属3 d 打印技术。 全球激光加工巨头同快集团也推出了一种金属三维打印设备。
近日,由华中科技大学张海沟教授领衔的金属3D打印技术成功生产出全球首批3D打印锻件..利用该技术生产零件,其细度比激光3D打印高50%..同时零件外形尺寸和组织性能可控,大大缩短了产品周期..
共同关心的全球巨头,巨头制造业和学术界,定制个性化的迅速增长的市场需求,促进添加剂制造技术和广泛应用的蓬勃发展。 GE成立于匹兹堡附加的制造设备,西门子在瑞典附加的制造设备设置。
三维打印加工技术可以与机器人加工、 cae 分析、拓扑优化、材料创新、传统加工相结合,提高制造效率,提高制造精度,显著降低零件重量,显著提高零件强度,显著降低制造成本。
德国机床巨头DMGMORI率先引入了一个添加和切割材料的制造中心,以实现混合制造。全球**的软件设计师Autodesk引入了衍生设计技术,实现了添加剂制造技术和拓扑优化技术的集成应用..美国高端运动品牌Under Armour采用Autodesk衍生设计和添加制造技术制作运动鞋。
(DMG MORI(Del Mar的吉森精机)引进了世界**混合制造加工中心)
高端运动鞋品牌 under armour 使用衍生设计和三维打印来制作运动鞋
物联网
物联网是世界上*热门的技术之一。未来,传感器的数量将远远超过人类的数量,物联网经济的规模将远远大于互联网经济。制造业是物联网技术应用中*重要的领域..思科的研究表明,制造业将占整个物联网市场的27%。
GE通过业界瞩目推出的互联网平台,为工业制造Predix,该平台可有效支持网络连接的工业应用。 GE成立GE数据集团,Predix试图发展成网络在制造应用,*近一个开放的云平台,GE宣布全面开放Predix平台。
西门子推出了 mindsphere,这是一个开放的工业云平台,可以从各种传感器获取信息,制造商可以使用这些传感器作为数字服务的基础,比如预测维护、能源数据管理和工厂资源优化。
美国PTC公司则形成了以物联网开发平台ThingWorx为基础的整体解决方案。
三一重工是在物联网的应用其自身的长期经验相结合,推出了“互联网平台的根”,打造本土产业事情平台。通过物联网实现了产品传感器参数的收集已交付给客户,实现预测性维护和智能服务的基础上,能促进零配件销售,以避免不正常的停产产品运行过程中,具有广阔的发展空间。
下图是基于预测性维护服务的事情的典型案例:
(基于物联网的预测服务案例)
虚实融合技术
西门子,PTC,达索系统的PLM技术的三大主流(产品生命周期管理)供应商都强调了数字双(实际情况集成)技术,根据实际情况整合和实际产品的数字化产品模型,实际的实际情况的数字模型设备与设备集成,并根据实际情况和实际的车间数字车间的集成。
沈阳机床集团的 i5机床实现了加工中心实际加工过程与数字仿真加工过程的虚拟与实际融合,通过手机扫描 qr 码,可以在加工中心进行实际产品加工,在手机上看到产品加工仿真的三维模型。
产品的虚拟现实融合技术使企业能够从实际产品中采集数据,通过传感器和物联网,并对数字产品模型进行仿真分析,从而实现不仅知道它是什么,而且知道为什么,帮助企业改进产品。
胶州海尔工厂车间实际情况应用融合技术可以用的厂房和设备状态等实时信息反馈MES系统,展示了实时状态车间,为企业三维数字模型进行组合优化生产提供了新的途径。
数字双胞胎技术可以帮助公司提高产品性能
协作机器人(COBOT)
在过去,工业机器人和人是分开的,工作在隔离。到2015年,ABB推出14只协同轴机器人手臂YUMI可帮助自动化电子行业和小零件等领域的应用组件,通过侧机器人打工边一个现实的人。
博世还推出了 apas 系统,这是**个获得认证的辅助系统,可以在没有任何额外保护的情况下帮助人类。 机器人的皮革保护装置是一种触觉装置,当它探测到有人靠近时,自动减速; 当人离开该区域后,机器人会迅速恢复到正常速度。 未来的制造模式不是机器对机器的替代,而是人机合作。
目前,欧洲大多数人认为,合作机器人的应用将彻底改变未来工厂的生产组织和工人的工作方式。
(博世APAS协作机器人)
材料工程
世界材料工业产值年均增长30% 左右。 化工新材料、微电子学、光电子、新能源是新材料中发展*活跃、*快的领域,复合材料的应用越来越广泛。 围绕材料创新,国内外正在开展产学研合作。
复合材料的制造工艺与传统的金属材料制作工艺和制造装备差别很大。既能够保持材料的强度,又能够减轻重量,是复合材料的一大优势。众所周知,波音787飞机复合材料的使用率已经达到了50%。
国际**PLM研究机构CIMDATA已经将材料工程作为产品创新平台的核心组成部分。在美国国家制造业创新网络中,已建成的九个研究所中,就包括了轻型现代金属制造业创新研究所、复合材料制造创新研究所、革命性纤维和纺织品创新制造研究所等与材料创新直接相关的研究机构,足以说明美国对材料创新的重视。
人工智能技术
Ibm 十分重视人工智能技术的研究,提出了认知计算的概念,应用于各个行业。
在2016年汉诺威工业展上,IBM展出了认知计算与物联网结合的应用。首先通过物联网对生产过程设备工况工艺参数等信息进行实时采集,再对产品质量缺陷进行检测和统计;然后在离线状态下,利用机器学习技术挖掘产品缺陷与物联网历史数据之间的关系,形成控制规则;接下来在在线状态下,通过增强学习技术和实时反馈,控制生产过程减少产品缺陷;*后集成专家经验,改进学习结果。
另外,语音识别技术在制造业也开始得到应用,例如Honeywell推出了语音拣货技术。华中科技大学李德群院士开发的智能注塑机,也采用了人工智能技术来计算*优化的工艺参数,从而大大提高产品的合格率,显著降低能耗。
上面分析的六种新兴技术中的每一种都导致了制造业的重大变革。 在同一时期,这六种新兴技术都取得了巨大的进步,它们相辅相成,实现了协同应用,从而有助于企业应用这些关键技术实现商业模式、研发与制造模式、商业运作模式的突破性创新。
这表明制造业已经进入了技术变革的时代。这个时代将为创新者提供巨大的机会,而保守派将加速他们退出历史舞台。