对话:当3D打印遇上工业4.0



杨伟东:参与本次对话的嘉宾有来自上海复杂金属构建增材制造工程技术研究中心的总经理王联凤,来自湖南华曙高科股份有限公司常务副总裁陈勃生先生,来自英国Renishay亚太区商业发展与技术总监Andy Buttrey先生,以及江苏永年激光成型技术有限公司副总经理张定军。我们来讨论当工业4.0跟我们3D打印3.0两者相碰撞的时候,会产生什么样的效果?当我们工业4.0和3.0碰撞的时候有什么样的前提条件来完成这样一个过程?

Andy Buttrey:3D打印遇上工业4.0,这可能是我们下一步的工业革命,也就是第三次的工业革命。我认为它和CNC的机械中心是密切相关的。我认为3D打印与工业4.0的时代相互融合,会受到工业4.0时代的欢迎,因为它可以和制造业更紧密的结合。因为我们的3D打印对于很多的制造业,尤其是一些传统的制造技术来说,增材制造将会是一个重要的介入。因此我认为3D打印遇上工业4.0是一个非常好的时代。

陈勃生:3D打印遇上工业4.0,工业4.0首先是对工业发展阶段的一种阶段性描述,尤其4.0。4.0是对从现在开始到未来的一段时间内,工业发展的一种描述,而3D打印就我的经验来看,我觉得它是工业生产近年来新出现的一种方式,这种方式遇到工业4.0以后,我觉得工业4.0的出现会对3D打印进一步的发展起到一个非常好的推动作用。

杨伟东:本身对于3D打印技术来讲,在整个的工业4.0当中它是必不可少的一个环节,包括我们所提出的工业4.0当中的智能制造,也是很大的一个概念,这个应该怎么理解?智能制造和3D打印之间的内涵的关系呢?

陈勃生:首先来讲工业4.0是对于传统的工业产业向前进一步发展的一个目标。4.0是一个目标,而3D打印本身还是一个智能的装备,而且这种智能的装备从某种意义上来讲,还不及某些传统产业,他的成熟度没有传统产业来得那么高,因此它自身需要有一个智能化的完善的问题,同时要和工业4.0有一个衔接的问题。

杨伟东:从我们国家的发展,从3D打印技术本身来讲,南方这一块做的工作是不是要比北方更靠前一些呢?从地区的差异来讲,南方在3D打印技术的研发以及实施推广当中是不是要比北方走得更靠前一些?

陈勃生:就中国而言好像南方和北方的差异并不是非常大。目前就产业而言,比较有代表性的,南方的华曙高科在做这个工作,靠南一点广东有好几个企业也在做这个工作。就北方而言,我们国内做得最好的是薄利特(音)和北航。而且在金属喷粉的3D打印领域,他们做的是世界最前沿的水平。我觉得南方和北方可能各有自己发展的独到之处。并不一定南方就比北方强很多,这是我个人的看法。

Andy Buttrey:我和我的同事有一致的观点,我们看到金属喷墨这方面有很多先进的技术都是来自于北方。所以我不认为在中国的南方和北方之间有巨大的技术差别。

杨伟东:请问王总能不能结合您自己的经历,来谈一谈关于工业4.0以及3D打印3.0之间的内在联系呢?

王联凤:华曙高科开发出了他们开源式的3D打印机,但是现在的技术还有很多是有待开发的,是需要改进的。刚刚这个命题说结合工业4.0,本身3D打印要自身做大做强才能做到引领工业4.0。早上罗总说的一个观点,引领工业4.0的发展需要结合我们前期做的事情。现在工业3D打印这一块,也是想与工业4.0进一步融合。比如从设计师的图纸到最终的产生过程中,也想做到无纸化,就是靠信息技术。信息技术在整个过程中也是工业4.0的一个重要的方向,一个重要的体现。比如说前面的GE公司就举出了自己的观点,就要把整个信息技术融入到它的生产体系中,包括他想在全球招聘一万名的软件工程师,他们的老总说过这样一句话,你今天睡觉的时候他可能还是一家硬件公司,你明填睡醒了他可能就是一家软件公司了。

杨伟东:工业4.0是德国提出来的理念,对于英国来讲,怎么去解析这个工业4.0呢?并且现在英国有什么样的对策去应对工业4.0的要求呢?对于Renisha来讲,要介入到3D打印行业有什么样的考虑?

Andy Buttrey:工业4.0的概念在英国的发展跟在德国的发展是非常一致的。我们的一些基础的原则,包括数字化,制造,智慧的制造,所有的这些因素都跟我们行业息息相关,这对英国的行业来说也是一致的。我们在英国的工厂,仍然在为波音的一些产品零部件进行生产制造,它是一种传统的生产制造,同时是一个高水平的自动化的生产,也是一个高水平的连接化,一致化的生产。我们需要它有一个转变,让他从工业3.0转到工业4.0,要减少转变过程中存在的障碍,就需要有一些更精准的设备和元件,这就是为什么我们会进入到3D打印。因为它是一个数字化的生产,在数字化的浪潮中,这是非常重要的一点。我们公司是一个制造商,我们这些生产的设备主要是为牙科和牙齿的一些零部件,包括它的一些植入物,需要一些铸造的工艺。它是一个需要牙科以及学术进行程序化工作的一个过程。另外它需要有一个铸磨,需要通过铸磨放到你的口腔中,才能很符合你口腔的整个情况,所以这是一个整套的方案。当我们要进入这个方案的时候,我们会想到首先要买一个3D打印机。我们在市场上买一个最好的打印机,会发现我们的结果对它的表现不是太满意。这就是我们为什么会进入到3D打印的行业,这也是为了解决我们公司自身的生产制造方面的一些问题,我们也非常谨慎,因为不是所有的制造问题都可以利用3D打印来解决。它会是一个非常好的解决方案,但只是针对某一些问题,所以我们要特别的谨慎。

杨伟东:了解到张先生公司现在在做设备方面的研发,并且与其他3D打印厂家的设备相比有自己的特点,做了相应的不同工艺的集成,你能简单给我们介绍一下为什么有这个产品吗?

张定军:我们说《中国制造2025》,还有美国的制造等等,总体来讲是我们的制造技术向智能化,信息化方向发展。实际上很早的时候,我们做快速成型技术之前,颜教授就提出过这个观念,将来制造技术的趋势是批量定制,我们将来的生产既要有批量化的优势,又要有定制生产的高自由度的优势,这就是智能化、信息化带来的优点。我们入手的角度是从应用,从金属制造,最终满足客户的需求。另外,某产品有可能是适合于LCD这种工艺来完成,也许适合扑粉等工艺来完成,我们可以通过物联网的技术把他们集成在一起,通过计算机的技术来综合利用各个终端本身的优势,提高资源共享的利用率,这是第一个理念。第二个理念是通过这样集成和一站式服务的观点,从用户角度来着手这个事情。通过这样的方法来处理,通过应用来促进整个技术,包括设备的发展。

杨伟东:我们现在距离我们的构想,工业4.0差距有多远?

陈勃生:目前还是有相当的差距,据我了解目前的3D打印设备还是单机的智能化的装备,也就是说它自己这个系统是一个智能化的系统,但是就工业4.0而言,它应该是一系列的智能化装备,通过互联网进行连接,然后在大数据的基础分析的基础上,调控整个系统的运作,这就是工业4.0的核心要义。我们目前做的还仅仅限于单机的智能化,还没有一个比较好的通讯结构跟互联网连接起来,另外我们还没有办法把我们单机的这些数据传送到互联网上去,更不要说通过互联网去控制另外一台单机的工作,这个和传统的某些产业相比,差距还要大得多。因为传统的产业它发展的历史比较长,自身的内部基础比较牢。在一个工厂内完成一个智能化的工厂,在很多行业中已经可以实现了,它只是借助互联网把这种管理拓展到更大的范围,而3D打印无论是装备制造,还是用装备,用材料来生产终端产品,目前离这个方面还有很大的差距,我觉得这恰好也是工业4.0为3D打印今后的发展描绘出了一张蓝图,3D打印应该往那个方向前进。

Andy Buttrey:生产制造过程中,用传统的机械,或者是用其他的一些来进行生产的时候,最大的区别,就是它的反馈,也就是它整个程序的控制。现在最3D打印最大的一个问题就是它的反馈信息,我们现在缺乏反馈回来的数据,所以我们需要关注的是,能不能把可以放在传统机器上的程序控制也放在3D打印的机器上,这样来弥补我们的空缺。

杨伟东:对于传统产业的发展,相比国外来讲国内要落后很多,但是作为3D打印来讲它的出现也是近三十年左右的时间,从时间来讲,国内的发展跟国内相比落实的时间不是很长,所以结合工业4.0技术,对我们国内的3D打印企业来说是不是更有机会。

王联凤:我们相比来说,就是在德国2.0和3.0阶段的,4.0就要加上运输局、大平台,以及整个互联网。比如说有一些国家现在提出互联网+的概念,中国提出一个《中国制造2025》和工业4.0是有一定的差距的,不管是提法上还是别的方面还是有一些差别,中国现在也是一个高速发展的时代,后面的差距会为越来越小,特别在3D打印这一块,我们相信中国也能走出自己制造的特色!

陈勃生:最近这一段时间,我们的2025整个文件发出来了以后,各级都在要求华曙高科能不能做一个智能化的工厂,或者是智能化的车间,你不是在做3D打印装备吗?你这样高的技术都可以做到,你是不是可以做一个智能化的车间,一个智能化的工厂?在这个问题上,说实话我们是不敢接这个任务的。第一就3D打印装备自身的制造过程来讲,目前和自动化的生产过程相比,还有很大差距,不仅智能化的,自动化的生产过程还有很大差距,因为有一些设备制造本身还是处于手工的制作状态,距离自动化生产都还有很大的差距,更不要讲智能化的生产。第二就拿了3D打印设备去生产我们终端所需要的产品,或者各类其他的产品这个过程而言,目前我们做到的只是在机器内的这一部分,实现了一定程度上的智能化的生产,也就是说设备本身不需要很多的人去照料它,一旦设定程序以后他就自己会做,一个人可以管若干台设备。有一个数据说美国一个工人可以管27台设备,这是可以做到的,但是话说回来,距离工业4.0的要求还是有差距的。

工业4.0要求的服务是什么样的概念呢?一你的产品生产过程从设计到下单,到你的材料采购管理装料,这个过程目前我们没有做到,我们的装料并不是一个自动化的过程,第二在安排生产任务的时候,并不是说客户把它的需求通过互联网传过来,然后我的处理中心马上对客户的需求进行一个分析,然后把客户的需求安排到合适的设备上,进行制造,制造完了以后我拿出的产品要自动的实现产品的后处理,以及打包,物流,整个过程目前我们都没有实现,距离工业4.0的要求都还有相当大的差距,所以我觉得我们有大量的工作需要做。

张定军:我们国内3D打印技术发展一个是技术本身发展的时间,大概国内外差的并不是太远,我们国内起步大概就是上世纪90年代初,国内做的比较早的几个单位也开始根据这个技术研究了,国外就是三十多年的技术,总体技术尺度落后的不是很多。我们国家3D打印的技术在生物领域的应用,可能还能够赶上国际先进水平,或者说一流水平,但在有些方面我们还是有自己的不足,一方面我们国家本身的工业基础与欧洲、美国的工业基础来比 相对差一些,尤其在高端应用,可应用的案例以及应用的广度方面。从设备制造商来讲,华曙也推出了金属的设备,从精度上来说水平相当不错,可以跟国外的设备相提并论了。当然我们还有很多需要不断完善,包括设备自动化的程度,采调,工艺的积累等等。第二个工业4.0或者是互联网制造,对设备来讲,一个要求智能化、信息化、易于扩展性,一个设备有通用的接口,可以很容易的并入到互联网制造,就像现在常用的二维的打印机一样,可能有一个驱动,在通用的操作系统底下,可以无视各个厂商的内部协议,用户用的是通用的设备。有一些行业协会和行业组织会组织这种标准化的工作,在软件上,通用性上面提高我们设备的应用性,将来发展到我们的设备,不管是金属的非金属的,或者是其他种类的3D打印的制造设备,都能像我们现在的USB通用的接口一样,打开就能用,这可能是很多设备厂商,或者是制造商需要考虑的问题。将来我们的3D打印技术,要跟上这个潮流,可能在这方面做的工作还有很多,另一个方面关于工艺数据库的建立,这是更大范畴的范围了,我们可能需要一个行业协会来协调大家的利益来使3D打印的发展跟上时代发展的潮流。

杨伟东:对创客来讲,3D打印技术的使用是很好的应用。通过我们的这样一种物联网技术,把世界各地和全国各地的创客召集在一起,数据的共享,这是不是可以推动我们工业4.0的发展。

王联凤:比如说现在创客,以及创新这一块,与3D打印形成一个有机的结合,包括现在各种网上的线上平台,也是利用云平台这一块。不可能每个人都有一台打印机,现在工业4.0和互联网技术的融合,也是一个比较好的手段。

杨伟东:咱们现在都知道创客是我们3D打印技术很好的推广者,作为创客来讲,它的理念是不是能把我们工业4.0的一些理念,一些思想表现出来?

陈勃生:互联网的应用,为创客提供了一个非常好的空间,创客这种文化也被全世界提倡和推广,3D打印也为创客提供了一个非常好的平台,让他们可以把自己的想法,自己头脑中的创意变为一个空间的实物。在早的资料中我看到一个大概有七千人以上的设计团队。他们可以把想法发布给全球的制造商,然后有能力承担这个制造的制造商来完成这个制造,最后再把最终的产品发送给需要的用户。我觉得这个基本的模式已经有了,现在是怎么样让这种模式在中国落地,这是一个非常有意义的事情,我们来帮助创客实现他自己的理想。

张定军:创客文化也是互联网制造的一个新生物,因为有了互联网制造这种技术以后,可以更方便的促进个体创意实现。我们工业级的3D打印机,本身运行的费用,设备的承办费用都比较高,相比起来可能不是特别适合玩票性质的创客,这时候基于互联网分布式的生产,可以很方便的帮助创客来实现一些创意,我们的设备如果能够在数据交换这方面做到比较好的通用性,就可以通过互联网来接收到各个创客的创意。我们可以用我们的设备把创意变成一个实物,通过物流系统来实现这种比较低成本分散式的定制化制造,这样既可以满足批量制造的成本,同时又达到了一个定制化的,个性化的很高的自由度,这就是我们3D打印的优势。

Andy Buttrey:我们需要解决的问题是,我们要能分享数据,并且我们还要保护所有者的知识产权,这是一个非常现实的问题,也是需要立即解决的问题。你如何保护它的知识产权,这就是我们内部的一个开始。在英国的设备当中,我们开始准备了相应的模式和模型,然后在我们上海的设备中,也可以开始进行相关的工作。

杨伟东:早期国内提出了SIMMS(音)这个工程,不知道陈总怎么看待SIMMS工程和工业4.0的联系。

陈勃生:从目前来看,按照工业4.0的要求,应该有四个要素,第一自感知,第二自诊断,第三自决策,第四自适应,具备了这样几种要素以后,经过互联网,能够把这些要素相互传递,这才是工业4.0的理想的目标,目前我觉得我们连单机的四个字都还没有做到,所以这中间我们要做大量的工作。

杨伟东:对于工业4.0,刚刚陈总提到的四个要求,对于我们制造企业来讲也提了一个更高的要求,怎么样去达到我们工业4.0的四个标准,也是我们设备制造商下面要思考的问题。

Andy Buttrey:比如说2025年的中国工业计划,我们看到了越来越多的公司希望有一个自动化的生产,这就是《中国制造2025》的结果。自动化的反馈,能产生更多的信息,它有数据化,能使我们的整个程序有更好的发展。

杨伟东:我们希望把人的一些功能,赋予我们的机器,让我们的机器更自由,更具有我们的人工智能,这是不是我们工业4.0最终追求的终极目标呢?

Andy Buttrey:是的,如果大家要做一个结论的话,这就是一个生活和人工作的平衡,使人们的生活和工作有一个更好的平衡型,这也是我们要把其他的不必要的一些操作工作去掉,让其他的一些智能化的东西帮我们完成这个工作,让它有更好的操控性,我们最终的目标是工业4.0可以让人们更快乐。

杨伟东:3D打印是整个工业4.0不可缺失的一部分,通过在座各位嘉宾的解读,我们对工业4.0的理解也有了更进一步的加深,感谢我们的嘉宾现场解答我们的问题,谢谢大家!

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