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智能技术3D打印机 美国重新定义高端制造业

未知 2019-07-15 10:53

  美国人认为,先进的科学技术才是陷中国制造业于危难之地的元凶。

  美国制造业在转型升级的过程中,科技进步都扮演了重要的角色。目前,中国还在忙于复制美国几十年前就研制出来的技术,很多中国企业还没有突破创新这座堡垒。

  应该把那些队服堆起来烧了!当得知伦敦奥运会美国队服是外包给中国工厂制作的时候,民主党参议员哈里德(Sen. Harry Reid)顿时怒气冲天。近十几年来,在政府补贴、廉价劳动力、法规宽松和货币市场化等诱惑下,美国制造业大量涌入中国,数百万美国人因而失业某种意义上,哈里里德说出了普通美国人面对国内制造业转入中国时的感受除了生气,还有害怕。不仅仅是奥运队服由谁制作的这么简单,美国国会不久前炸开了锅,原因也在于此。

  尽管发生了拉夫劳伦事件(为美国奥运队提供服装的是美国品牌拉夫劳伦Ralph Lauren),但这回需要担心的恐怕是中国。美国多家公司的CEO近日都声称要把设在中国的工厂搬回美国,这些人中还包括陶氏化学公司总裁Andrew Liveris。原因并非如中国人普遍所说的中国劳动力成本上涨,或者人民币升值等缘故。美国人认为,先进的科学技术才是陷中国制造业于危难之地的元凶。在科技的推动下,中国制造业将会迅速空心化,正如过去二十年里,那些不动声色从美国逃走的制造业一样。

智能技术取代人工劳动力

  引发这一制造业回流趋势的科技应用有如下几个方面。

  第一、智能机器人技术。智能机器人不再是从前在科幻电影中经常看到的那种机械人或者赛昂人,而是通过软件和远程遥控技术运行的专业机电设备。随着计算机技术的发展,这些机器人的功能也将越发强大。它们已经可以挤牛奶、做外科手术并在军事活动中参与战斗等。Willow Garage, iRobot和9th Sense等机器人公司,把研发数据以及研发工具卖给高校学生,在这种源代码开放的模式中,更精细更复杂的应用机器人继而被开发出来。

  相比智能机器人的效率和动能,在中国工厂忙于装配的车间工人简直难以匹敌,并且这些机器人将很快比一般劳动力还要便宜。去年8月,中国内地大型制造业企业,台湾富士康科技集团宣布它将在未来三年投入一百万个智能机器人,来替代现在车间里的工人即便是世界公认的低廉劳动力,富士康也开始觉得贵了,而且相比听话的机器人,员工要求得到的更多。

  再然后就是人工智能技术,简称AI,软件使计算机变得即使不像人类那样聪明,但至少足以以假乱真。1997年,IBM公司的超级计算机深蓝战胜了国际象棋大师加利卡斯巴罗夫(Garry Kasparov);2011年, 同样是来自IBM公司的超级计算机沃特森(Watson)赢得了美国电视智力竞赛危险边境的冠军。人工智能模拟是这两台超级计算机的技术基础。人工智能使汽车实现无人驾驶,能创造出苹果手机里Siri那样的语音识别系统。面部识别技术也是人工智能的应用之一,美国著名社交网站Facebook最近收购了这一技术。

  在硅谷奇点大学负责研究人工智能跟踪项目的尼尔杰卡布斯坦教授说,人工智能技术将来必在制造业大施拳脚,制造出大量个性化产品。我们在人工智能助手的帮助下,能够在家里设计自己的产品。杰卡布斯坦认为,随着人们从互联网上下载设计或自我定制的现象越来越普遍,制造业传统的规模生产将被个性化生产所取代,形成一种创造者经济。

3D打印机直接制造产品

  如何把这些个性化设计转化成产品呢?一种名为加法制造的生产方法,可以将产品打印出来。在传统制造业,人们使用动力机械工具,如锯、铣、钻等,反复打磨材料直至形成你所需要的零件形状。这是一个复杂的物理运动过程,不断增加的零件复杂性使工作变得更难、更耗时。换句话说,你想生产出越复杂的产品,就必须付出更多的劳动和更大的努力。

  在加法制造的生产过程中,零件是由基于三维模型的连续层材料融化而成的按需添加原料而非除去原料的多余部分,3D打印机就是利用了这个原理。就像激光打印机里的墨盒,3D打印机使用的墨水是金属熔液、塑料熔液及其他一些液体材料。这种方法脱离了传统的机械工具,生产过程无废料,并且不会因为产品的复杂性而增加费用。也像激光打印机带给人们的好处一样,打一页图表的成本比打一页字多不了多少(除了多用点儿墨粉),用3D印制技术印制一个复杂的3D模型花的钱跟印制一个简单的模型差不多。

  3D打印机已经可以用在制造机械装置、医用移植器官、珠宝、甚至是服装等方面上。目前可以制造出一些简单物体的3D打印机,市面上售价在500美元-1000美元之间。用不了多久,这个价钱就能买到可以印制玩具、日用品的3D打印机了。未来10年,我们将会看到3D打印机进行一些小规模生产,劳动密集型的工艺品和商品完全可以由它来打印。未来的3D打印机完全可以印制电子设备,甚至连整栋楼房都能制造出来。

  如此一来,制造业在下个10年重新回归美国本土也并非不可能。当美国本土制造更低廉,且如此高效时,美国为什么还要费那么大劲,先把原材料运到中国,然后再把成品运回美国呢

高科技助推美国转型升级

  接下来十年,突飞猛进的纳米技术将会给制造业带来更深刻的影响。工程师和科学家们正在研发一些新型材料,比如碳纳米管、陶瓷纳米复合材料和新型碳纤维等。利用这些材料将生产出更强、更轻、更节能、更结实的产品。在分子制造业领域,纳米技术会得到进一步应用。未来二十年,杰卡布斯坦说,就像计算机构建起人类与二进制数字和信息之间的关系一样,分子制造将使人类精确控制分子和物质的成本低廉,并且(后者的这种关系)无处不在。

  美国制造业在转型升级的过程中,这些科技进步都扮演了重要的角色。目前,中国还在忙于复制美国过去几十年前就研制出来的技术,很多中国企业还没有突破创新这座堡垒。

  毫无疑问,智能机器人技术、人工智能技术和3D印刷技术会继续发展,并广泛投入生产应用。由于中国政府对某些生产原材料的过于保护,例如稀土矿,迫使西方制造商必须寻找其他替代品。另外,美国公司也已经发觉中国劳动力成本和运输成本在不断上升,加上工期拖延、知识产权保护等问题,美国公司做出撤离制造厂这一举动不足以奇怪。

  目前世界上最先进的汽车特斯拉跑车,已经在美国工业化生产,并且在生产过程中应用了智能机器人和人工智能技术。谷歌也刚刚宣布,它将在美国生产广受好评的Nexus7平板电脑。这仅仅是制造业回潮的开始。

  或许,未来会有一条头版新闻这样写道:中国爆发抗议,美国3D印制技术包揽其2020年夏季奥运会队服。

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