据《华尔街日报》报道,委员会近期指定了十大技术领域,认为这些领域将在决定制造业竞争力方面发挥关键作用,应成为国家研发行动的重点。
这些技术属于制造业,但在新硬件、可穿戴设备的潮流中,也是互联网厂商应该关注的亮点。
它们值得参考,列举如下(华尔街日报中文网翻译): 1. 传感、测量和过程控制 几乎所有先进制造技术都有一个共同点:它们都由处理大量数据的计算机提供动力。
数据。
这就是为什么捕获和记录数据的设备如此重要——监测湿度的传感器、确定位置的 GPS 跟踪器、测量材料厚度的卡尺等。
这些设备不仅越来越多地用于使智能手机变得智能,而且还使智能、灵活、可靠、高效的制造技术成为可能。
在现代工厂中,传感器不仅有助于引导日益敏捷的机器,而且还提供管理整个工厂运营所需的信息。
可以跟踪产品从出生到交付的整个过程,在某些情况下甚至可以超越。
在此过程中,一旦出现问题,例如喷漆房内的湿度不适合喷涂时,传感器就会检测到,并向机器操作员甚至工厂经理的手机发送报警信号。
2.材料设计、合成和加工新机器需要新材料,新材料使制造新机器成为可能。
随着将材料分解到原子或分子水平并且无需冗长的实验室程序即可进行操作的进步,涂层、复合材料和其他材料的发展正在加速。
借鉴人类基因组计划广泛认可的成功,能源部和其他美国政府机构去年启动了材料基因组计划。
其目标是识别新材料并将其推向市场。
所需时间减少一半。
目前,这一过程可能需要数十年的时间,因为锂离子电池技术最初是由埃克森公司的一名员工在 20 世纪 70 年代提出的,但直到 1990 年代才商业化。
该项目的一部分涉及与分散在世界各地的该领域的无知研究人员分享想法和创新。
3。
数字制造技术多年来,工程师和设计师一直在使用计算机辅助建模工具,不仅可以设计产品,还可以以数字方式检测、纠正和改进产品,通常会省略更昂贵和更复杂的任务。
耗时的物理检查过程。
云计算和低成本 3D 扫描仪(您现在可以使用 iPhone 进行简单的 3D 扫描)正在将这些方法从尖端实验室转移到主流,企业家可以使用它们。
Autodesk公司制作了一套免费的全功能CAD软件“Design”。
个人可以做汽车制造商曾经必须使用大型计算机才能完成的事情。
4.可持续制造 即使它的目标很难实现,但仍然很容易理解,那就是最大限度地利用生产中的每一点材料和每一焦耳能量,并尽可能减少浪费。
节能制造是这些重点领域之一。
例如,制造工程师经常谈论“无光”工厂的潜力,这种工厂在黑暗中连续运转,不需要加热或冷却,因为它们本质上是由机器人或其他机器操作的。
随着规模较小、高度自动化的本地工厂变得越来越普遍,再制造和回收可能变得更加重要,本地供应的材料也更加有价值。
5.纳米制造 一纳米等于十亿分之一米,因此纳米制造意味着能够在分子甚至原子水平上操纵材料。
预计纳米材料将在高效太阳能电池板、电池的生产,甚至在基于生态系统的医疗应用中发挥作用,例如在体内放置传感器来告诉医生癌症已经消失。
未来几代的电子设备和计算设备也可能严重依赖纳米加工。
6. 柔性电子产品制造,例如当你坐在上面时会弯曲的平板电脑,与你的体温相关的衣服,并在你需要时提供冷却。
这些灵活的技术已经走向主流,并有望定义下一代消费设备和计算设备,成为未来10年增长最快的产品类别之一。
但这需要极其先进的制造工艺。
7。
生物制造 该领域利用生物有机体或生物有机体的部分来人工生产产品,例如开发药物和复合药物。
(生产奶酪不算。
)但它可以用于许多领域,例如提高能源效率和创造新的纳米制造方法。
8.增材制造3D打印机不仅希望在输出只有一件时实现高质量,还希望为新的设计、材料结构和材料组合创造条件。
能够打印1、多种材料(硬塑料、软塑料、陶瓷、金属等)的打印机已被开发出来。
一家德国制造商开发了一种逐层堆叠木浆的工艺,迭戈一家名为 Organovo 的公司正在 3D 打印人体组织进行实验。
一些打印机现在可以分层多种材料,并将内置传感器和电路编织成智能部件,例如助听器或运动感应手套。
市场上甚至还有一种叫做“复制器”的东西。
它是由英国公司Cybaman Technologies开发的系统。
它首先将基本形状堆积起来,然后使用机器将粗糙的物体抛光成精确且闪亮的成品。
。
9。
工业机器人 工业机器人可以每周 7 天、每天 24 小时运行。
精度是可重复的并且越来越高。
时间可以精确到百分之几秒,空间可以精确到人眼可以看到的程度。
小于那个。
它们准确地报告进度,在测试效率时进行改进,如果配备先进的传感系统,它们会变得更加敏捷。
(他们也很少发牢骚。
)随着机器人变得越来越普遍,它们的经济也变得越来越普遍:根据麦肯锡全球研究所的报告,2017 年与机器人相关的成本与人类相比下降了 50% 之多。
此外,随着生物技术和纳米技术的进步,预计机器人能做的事情将变得越来越复杂,例如药物加工和培养完整的人体器官。
10。
先进成形与连接技术 目前,大多数机械制造工艺仍然基本上依赖于传统技术,特别是金属专用技术,如铸造、锻造、加工和焊接等。
但专家认为,该领域的创新时机已经成熟,可以通过新方法连接更多种材料,同时提高能源和资源效率。
例如,冷成型技术可以作为修复技术或先进焊接技术发挥重要作用。