http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 10:34:44 來源:經濟參考報
“中國製造2025”發布後,國內外企業、智庫紛紛對此進行關注和研究。他們通過比較“中國製造2025”、美國“再工業化構想”、日本“工業智能化”和德國“工業4.0”之後認為,全球先進製造業正在聚焦3D打印、大數據、機器人等前沿熱點,中國在實施“中國製造2025”的進程中,需要緊密跟蹤借鑒全球製造業前沿熱點和發展路徑,引導企業適時適度完善和調整發展重點,使“中國製造2025”在全球同類規劃中具有競爭力和主動性。
3D打印應用到細分產業
“歸根結底,先進製造技術使得新設計新材料得以應用。”通用電氣公司研究開發中心中國總經理魏斌評價3D打印技術稱。
最近,歐洲和美國等的製造業聯盟機構對發展3D打印細分行業進行了較為明確指向,他們把3D打印技術的市場需求主要定位在醫療和飛機關鍵小部件的製造上。
對此,中國工程院有關報告指出,3D技術將對智能生產、智能加工和智能設備帶來推動作用。我國3D打印技術應該在可穿戴電子設備、可穿戴器件、個性化手術導板以及一些醫療模型等方麵有更大的作為。
3D技ji術shu是shi一yi種zhong以yi數shu字zi模mo型xing文wen件jian為wei基ji礎chu,運yun用yong粉fen末mo狀zhuang金jin屬shu或huo塑su料liao等deng可ke黏nian合he材cai料liao,通tong過guo逐zhu層ceng打da印yin的de方fang式shi來lai構gou造zao物wu體ti的de技ji術shu。盡jin管guan最zui近jin幾ji年nian才cai走zou入ru公gong眾zhong視shi野ye並bing引yin發fa普pu遍bian關guan注zhu,但dan誕dan生sheng於yu上shang世shi紀ji80年代的3D打印技術,很早就在醫療行業嶄露頭角。
比利時瑪瑞斯三維打印技術有限公司中國區總經理凱艾姆·弗朗索瓦表示,僅2013年,該公司就打印了15萬個醫療模型,包括個性化手術導板以及一些醫療模型等,目前全球已有1000多萬人開始使用定製化的3D打印助聽器產品。
上海交通大學數字醫學教育部工程研究中心教授王成燾認為,個體化、精準化、微創化、遠程化是21世紀臨床醫學發展的四大方向,其中,數字技術是主要支撐,3D打印技術是重要內容。
據王成燾介紹,目前3D打印技術在臨床醫學的應用有三大領域——打模型、助力精準手術、量體個性化種植,接下來的研發方向是軟組織係統和組織工程支架的3D打印,同時也對模型的物理性能提出更高需求,如能否打印血管肌肉等。
據了解,3D打印技術本質上並不是印刷技術,而是一種製造技術,業內也稱其為“增材製造”,與傳統製造業通過加工原料最終成型不同,3D打印技術是“無中生有”的製作過程,不僅不受原料幾何形狀的約束,還幾乎不產生廢料,能有效節約成本。
“3D打印技術可以解決很多傳統工藝解決不了的問題。”通(tong)用(yong)電(dian)氣(qi)公(gong)司(si)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)中(zhong)心(xin)中(zhong)國(guo)總(zong)經(jing)理(li)魏(wei)斌(bin)表(biao)示(shi),先(xian)進(jin)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)根(gen)本(ben)在(zai)於(yu)先(xian)進(jin)產(chan)品(pin),而(er)生(sheng)產(chan)先(xian)進(jin)產(chan)品(pin)必(bi)須(xu)有(you)先(xian)進(jin)可(ke)靠(kao)的(de)加(jia)工(gong)手(shou)段(duan),能(neng)夠(gou)把(ba)新(xin)型(xing)材(cai)料(liao)加(jia)以(yi)應(ying)用(yong),3D打印技術在製造複雜、個性化產品方麵要比傳統製造工藝有優勢。
魏斌舉例說,飛機發動機葉片前麵的防鳥撞零件形狀複雜,加工起來很有難度,但3D打印技術可以實現“一次成型”,不僅提高了製造效率,而且使產品具有機械特質以滿足功能需求。
當然,3D打印技術的應用與管理也絕不僅僅局限於一台3D打印機,也不是說隻要有了機器、模型、好的材料就一定能夠生產出好的產品,3D打印行業跟傳統製造業一樣,也需要工藝流程來進行管理操作,機器隻是其中一個環節。
盡管3D打印技術日益受到重視,3D打印產業也成為“十大增長最快的工業”之一,但與傳統製造業的規模相比,仍然是滄海之一粟。據世界3D打印技術產業聯盟統計,直到2013年,全球3D打印市場規模才近40億美元,還不及一家大型企業一年的產值。
業內人士認為,3D打印技術更適合“製造和銷售高利潤的產品和服務,為消費者提供個性化和革命化的體驗”,它ta發fa展zhan的de出chu路lu不bu在zai於yu與yu傳chuan統tong製zhi造zao業ye一yi較jiao高gao下xia,而er是shi通tong過guo其qi高gao度du的de加jia工gong製zhi造zao柔rou性xing與yu廣guang泛fan的de材cai料liao適shi用yong性xing來lai與yu傳chuan統tong製zhi造zao業ye優you勢shi進jin行xing互hu補bu,以yi其qi“精、準、快”的製造特點,促進傳統製造業轉型升級。
3D打印技術正成為一場世界性的科技角逐,既為先進製造業發展指明了一條路徑,也為傳統製造業轉型升級指出一個方向。
大數據+雲計算:嵌入生產全過程
美國的“再工業化構想”、日本的“工業智能化”和德國的“工業4.0”都把大數據和雲計算等新一代信息技術嵌入到製造業的生產和服務全過程,其實施的進程和效果已被廣泛關注。
“duoshuzhizaoqiyesuolijiedejingzheng,zhuyaozheyanyuyudaowentijiejuewenti,zhezhishikandejiandejingzheng,gengcongmingdeqiyeyijingzainulibimianwentishangxiagongfu,zhejiushikanbujiandejingzheng,weilaidejingzhengzhuyaoshizhege。”美國國家科學基金會(NSF)智能維護係統產學合作中心主任李傑說,互聯網時代全球製造業格局正在發生改變,大數據技術將扮演重要角色。
大數據是指所涉資料數量巨大,無法通過目前的主流軟件在合理時間內擷取、管理、處理,使其成為能夠幫助企業經營決策、達成更積極目的的資訊,又稱巨量資料。
李傑說,信息時代製造業的大數據來源,就是6C:連接(Connection,傳感器和網絡)、雲(Cloud,任何時間及需求的數據)、虛擬網絡(Cyber,模式與記憶)、內容(Content,相關性和含義)、社群(Community,分享和交際)與客製化(customization,個性化服務與價值)。
“大數據技術的最大價值,就是利用上述大數據找出隱性的、還沒有發生的問題,然後避免問題發生。”李傑說。
jujieshao,weifangzhichuxianniaobushenloudengzhiliangwenti,baojiegongsiguoquyaoyongxiangjizhuyishaizha,zhaodaowentihoubixutingji,tiaochubuhegeniaobu,zaizhongxinkaijishengchan。ruherangshengchanxianbutingjiyekeyitiaochubuhegechanpin?
zaidashujujishuzhichixia,baojiegongsigaibianyiqianfaxianwentizaichulidechuantongfangshi,ershitongguoshishijiankongniaobushengchanqingkuang,yuxianfaxianbujiankangzhuangtai,bingjiangchuyuzheyizhuangtaixiadeniaobutongtongquchu,baozhengleshengchanxianlianxugongzuo,jinciyixiang,meinianjiuweibaojiejiesheng4.5億美元生產成本。
“中國有最大的應用市場,有很多數據,高鐵數據,機床數據,生產線數據,如果不能分析,我們就損失掉最大的市場。美國缺乏19萬大數據分析工程師,中國缺乏190萬。”李傑說。
高德納谘詢公司認為,大數據成為海量、高增長率和多樣化的信息資產的前提,需要有新的處理模式,這就是雲計算(Cloud Computing)。
“雲計算,用一個簡單的詞來說,就是網絡計算,即計算不需要再圍繞CPU轉,而是圍繞網絡轉,就像附著在網絡上的一層能力,網絡延伸哪個地方,你的計算能力就延伸到哪個地方,無處不在。”思科(CISCO)大中華區高級副總裁殷康說。
雲yun計ji算suan是shi傳chuan統tong計ji算suan機ji和he網wang絡luo技ji術shu融rong合he發fa展zhan的de典dian型xing產chan物wu,它ta使shi零ling碎sui數shu據ju可ke以yi變bian成cheng相xiang關guan數shu據ju,使shi衰shuai敗bai數shu據ju可ke以yi變bian成cheng鮮xian活huo數shu據ju,通tong過guo雲yun計ji算suan,共gong享xiang的de軟ruan硬ying件jian資zi源yuan和he信xin息xi可ke以yi按an需xu求qiu提ti供gong給gei計ji算suan機ji和he其qi他ta設she備bei。
殷康說,雲計算使得大數據有了生存空間和價值,有了“從智能走向智慧”的可能性。專家表示,信息化和工業化的融合非常重要,驅動這個融合過程的是兩個引擎——縱向上的雲計算性能的提高和橫向上的產業發展空間的開放。
IBM軟(ruan)件(jian)集(ji)團(tuan)智(zhi)慧(hui)城(cheng)市(shi)事(shi)業(ye)部(bu)首(shou)席(xi)架(jia)構(gou)師(shi)朱(zhu)華(hua)宇(yu)認(ren)為(wei),製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)洞(dong)察(cha)力(li)有(you)賴(lai)於(yu)大(da)數(shu)據(ju)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)和(he)有(you)效(xiao)預(yu)測(ce),而(er)產(chan)品(pin)優(you)化(hua)上(shang)的(de)洞(dong)察(cha)力(li)則(ze)還(hai)要(yao)依(yi)靠(kao)客(ke)戶(hu)的(de)反(fan)饋(kui),所(suo)以(yi),對(dui)非(fei)結(jie)構(gou)化(hua)數(shu)據(ju)的(de)處(chu)理(li)能(neng)力(li),是(shi)大(da)數(shu)據(ju)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)製(zhi)造(zao)業(ye)需(xu)要(yao)突(tu)破(po)的(de)一(yi)個(ge)瓶(ping)頸(jing)。
大da數shu據ju與yu雲yun計ji算suan的de結jie合he,具ju體ti到dao一yi個ge企qi業ye上shang,就jiu是shi促cu進jin企qi業ye從cong生sheng產chan型xing製zhi造zao向xiang服fu務wu型xing製zhi造zao轉zhuan變bian,通tong過guo互hu聯lian網wang技ji術shu消xiao除chu不bu對dui稱cheng的de商shang業ye模mo式shi,並bing且qie培pei養yang製zhi造zao過guo程cheng中zhong的de洞dong察cha力li和he產chan品pin優you化hua上shang的de洞dong察cha力li。
上升到整個製造業層麵,大數據與雲計算可以為產業帶來更高的效益、生產的靈活性與安全性,以及新的創新平台,促進製造業從生產型製造向服務型製造轉變,最終朝著智能製造和雲製造方向跨進。
人機共融成新一代機器人發力點
未wei來lai機ji器qi人ren不bu僅jin能neng跟gen人ren融rong合he,而er且qie還hai會hui變bian得de比bi較jiao便bian宜yi。讓rang中zhong小xiao企qi業ye用yong得de起qi機ji器qi人ren,既ji要yao靈ling活huo,又you要yao便bian宜yi,這zhe是shi目mu前qian很hen難nan實shi現xian的de目mu標biao,但dan卻que是shi下xia一yi步bu努nu力li的de方fang向xiang。
根據國家部署,我國機器人產業未來十年的發展,將圍繞汽車、機械、電子、危險品製造、國防軍工、化工、輕工等工業機器人、特種機器人,以及醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人應用需求,積極研發新產品,促進機器人標準化、模塊化發展,擴大市場應用。突破機器人本體、減速器、伺服電機、控製器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及係統集成設計製造等技術瓶頸。
工業機器人作為自動化技術的集大成者,一直被譽為自動化領域“皇冠上的明珠”。juzhongguogongchengyuanyuanshiwangtianranjieshao,gongyejiqirenzidanshengyilaishixianguangfanfazhan,erqiehaizaixiangqitalingyujinxingjishuzhuanyi,paishengchuxindelingyu,rufuwujiqirendeng。
juquanweijigouyuce,jiqirenshiweilaiyingxiangrenleigongzuoyushenghuodeguanjianjishuzhiyi,qizhong,yongyuzengjiarendeshengchannenglidegongyejiqirenheyongyuyiliaofangmiandejiqirenjianghuichanshenghendadeyingxiang。
特別是在緩解勞動力不足等問題上,工業機器人所發揮的作用越來越大。以日本為例,王天然說,20世紀70年代至90年代,日本經濟高速增長,勞動力嚴重短缺,用了20年時間變成機器人第一大國,而且變成製造強國。進入90年(nian)代(dai),亞(ya)洲(zhou)經(jing)濟(ji)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan),該(gai)區(qu)域(yu)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)需(xu)求(qiu)量(liang)增(zeng)幅(fu)全(quan)球(qiu)最(zui)高(gao)。目(mu)前(qian)全(quan)球(qiu)對(dui)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)需(xu)求(qiu)仍(reng)然(ran)很(hen)廣(guang)泛(fan),按(an)照(zhao)工(gong)作(zuo)崗(gang)位(wei)算(suan),工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)隻(zhi)占(zhan)5.63%。
王天然說,目前,工業機器人已經在汽車整車及零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力等領域有了較好的應用,而且機器人技術仍在不斷提升發展,主要是兩個方向:一是在機器人操作能力上追求完美,提升其速度、精度、適應性,擴大應用領域;二是在機器人智能化、網絡化上不斷努力,提高機器與人的交互能力。
有統計顯示,從1990年到2000年,工業機器人定位精度提高了61%,平均無故障時間增加了137%,價格差不多降了一半。據日本預測,到2030年,機器人重複定位精度將會翻一番,絕對定位精度將提高一個數量級。
“現(xian)在(zai)教(jiao)機(ji)器(qi)人(ren)怎(zen)麼(me)幹(gan)活(huo)的(de)辦(ban)法(fa)很(hen)笨(ben),人(ren)要(yao)拿(na)著(zhe)示(shi)教(jiao)器(qi),一(yi)步(bu)一(yi)步(bu)教(jiao)機(ji)器(qi)人(ren)怎(zen)麼(me)操(cao)作(zuo),機(ji)器(qi)人(ren)跟(gen)著(zhe)周(zhou)而(er)複(fu)始(shi)重(zhong)複(fu)操(cao)作(zuo),不(bu)能(neng)挪(nuo)地(di)方(fang)換(huan)產(chan)品(pin),否(fou)則(ze)還(hai)要(yao)再(zai)教(jiao)一(yi)遍(bian)。”王天然說,現在的努力方向是把機器人變成生產過程當中的一個部件,即插即用。
目mu前qian,機ji器qi人ren應ying用yong領ling域yu正zheng在zai擴kuo大da。據ju了le解jie,日ri本ben在zai人ren形xing機ji器qi人ren研yan發fa方fang麵mian正zheng在zai取qu得de一yi些xie突tu破po。日ri本ben大da阪ban大da學xue國guo際ji電dian信xin基ji礎chu技ji術shu研yan究jiu所suo高gao級ji研yan究jiu員yuan西xi尾wei修xiu一yi說shuo,這zhe種zhong機ji器qi人ren看kan起qi來lai和he人ren形xing差cha不bu多duo,可ke由you操cao作zuo員yuan進jin行xing遠yuan程cheng控kong製zhi,實shi現xian機ji器qi人ren與yu用yong戶hu之zhi間jian的de自zi如ru交jiao流liu。
屏蔽此推廣內容“人機共融是新一代機器人的本質特征,是國際機器人界努力的主要方向。”王天然說,以工業機器人為例,就是機器人今後跟人在同一自然空間工作,可以配合人的需求,學習人的技能,“將來機器人能夠像徒弟一樣跟著師傅幹活,向師傅學習,人與機器人的關係,也將從主仆關係變成合作關係”。
近年來,隨著我國有效勞動力逐年減少、人力成本不斷上升,對機器人的需求快速增長。據統計,2013年中國機器人銷量3.6萬台,比2012年增長41%,超過日本,成為世界機器人的第一大市場。國際機器人聯合會預測,中國將在2017年擁有40萬台工業機器人,達到曆史最高值。
“按每台機器人售價25萬元,年銷量3.6萬台,每台完成4倍於售價的應用工程,國內市場每年就是幾百個億的規模。”王天然說,開放的市場將吸引全球機器人製造商,市場競爭將不斷加劇。