IT×製造的破壞力,產業和工作形態都將改變

作者:佐藤 浩實   |   2015 / 03 / 28

文章來源:日經技術   |   圖片來源:日經技術


【日經BP社報導】汽車、零件、建築、農業、物流……結合IT與製造的新技術開始改變世界的產業形態。輔助人工作的技術既可能成為日本的救世主,亦可能成為破壞者。

自動駕駛車競爭第二幕:車內變起居室其樂融融

“就像車展一樣”,到過2015年1月的美國家電展會“消費電子展(CES)”的企業高層主管眾口一詞—此次有10家汽車廠商參展,為史上之最。連德國博世及法國法雷奧這樣的大型汽車零件企業都被吸引到了本屆展會的舉辦地拉斯維加斯。

這種動向象徵著決定汽車“價值”的核心技術出現了變化,正在從引擎及變速箱的性能決定汽車好壞的時代,走向能否通過“自動駕駛”來提高生活品質,增加汽車競爭力的決定因素。1月5日晚,德國戴姆勒公司董事長迪特·蔡澈(Dieter Zetsche)在CES會場發表演講時說,“重新定義高檔車的時候到了”。

1

蔡澈在說這句話時,還一同公開了概念車“F015 Luxury in Motion”(上圖),車內四人面對面圍坐,汽車儼然成了移動著的起居室。雖然為了便於用戶體驗駕駛樂趣而保留了方向盤,但一般來說只需輸入目的地就能自動行駛。在駕駛途中,或全家圍坐休閒,或工作均可,因此蔡澈強調,“汽車將變成家中、辦公室之外的第三個重要空間”。

而車的外側會有燈光映出路上的人行道,可對感測器檢測到的行人發出“現在可通過”的信號。還可以顯示“STOP”,能夠像機器人一樣與周圍的汽車或人“對話”。

F015隻是一款爭取在2030年前後實用化的概念車。但是,以前發佈的自動駕駛研究成果主要是感測器、電子地圖等要素技術,以及利用改裝車實施的行駛實驗。戴姆勒將自動駕駛技術落實在嶄新的汽車外觀設計上發佈,由此顯示該技術的競爭已經拉開了“第二幕”。

其實,戴姆勒發佈F015也是因為用“S級”改裝車進行的100km公路自動行駛實驗取得了成功。有預測稱,到2035年,自動駕駛車將佔到新車銷量的25%。2015年,大型汽車廠商及美國Google等IT(資訊技術)企業的開發競爭將會更加激烈。

迎來普及元年的飛行器-“高負荷”工作有了幫手

與自動駕駛車一同被譽為IT與產品製造相結合典型代表的,是“飛行器(無人飛機,UAV)”。因美國亞馬遜及Google等公司開始考慮用飛行器配送商品,這種技術自2014年開始受到關注,日本也有很多大學和企業在積極開發之中。

2

日本飛行器研究領域的最高權威——千葉大學特別教授野波健藏表示,“2015年飛行器的應用和量產將飛躍發展,成為普及元年”。野波擔任法人代表的飛行器風險企業也計劃在2月底之前生產100架,之後每幾個月就量產100架。

在日本被視為最有前途的飛行器應用領域,是勞動人口趨於老齡化的農業等“高負荷”生產一線。野波表示,“使用飛行器來噴灑肥料或農藥,可使收穫量獲得飛躍性的提高”。還可以用來查看農作物的生長情況。北海道及靜岡縣等地區的部分農戶目前已開始實驗性導入飛行器。2015年,可能會有越來越多的飛行器作為農戶的“幫手”大顯身手。

老化問題令人擔憂的橋樑及高速公路等基礎設施的維護檢查業務,也是日本考慮使用飛行器的領域。東日本高速道路公司(NEXCO東日本)目前正以正式引進為目標,使用加拿大風險企業的3台飛行器,反覆進行使用方法驗證。

現在的做法是預先設定飛行器的飛行路線。使其靠近到距離橋樑約10米處,對側面進行拍攝後返回。意在事先通過飛行器拍攝的照片來確認是否有混凝土脫落,以此鎖定需要人工目視檢查的位置。由於檢查作業使用的鷹架設置等可以減少至最低限度,因此“可以在一些現場縮短檢查時間”(NEXCO東日本)。該公司還制定了自己的安全標準,比如“不在道路上空飛行”等。

但目前有關飛行器的相關法規還有很多地方模糊不清。因此,日本政府最近決定完善航空法及電波法等與飛行器等機器人技術相關的法律。法律逐步完善之後,估計會對飛行器在日本的使用起到促進作用。

增材製造:從輕量化到IoT,3D列印技術的主流

外觀非常相似的兩個機械零件,但放在秤上一稱,一個是223.23g,另一個卻只有189.58g。2014年12月擺放在德國北部帕德博恩市的DMRC(快速成型製造研究中心)的兩種零件,有著決定性的差別。

3

區別就在於“製造方法”。重量大的零件是將融化的金屬注入模具後冷卻成型的極為普通的鑄件;而重量輕的零件(圖)則是採用名為“增材製造”(Additive Manufacturing,用雷射束燒結混有金屬的特殊粉末)的技術製造而成的。DMRC的Eric Cramp博士自豪地表示,因為採用了比鑄件精緻的設計,只使用了最小限度的金屬,所以“在不降低功能和強度的情況下,使重量減輕了約15%”。

其實,這是2013~2014年在日本流行起來的被稱為“3D列印”技術中的一種。當時人物肖像製作備受關注,因此給人留下了一個製作樹脂玩具技術的印象後就退潮了。而在產品製造一線連續受到關注的則是基於增材製造的金屬零件生產技術。

飛機及汽車等工業產品中,金屬零件的比例非常高。不依賴於模具及刀具的增材製造技術與鑄造及切削等傳統製造技術相比,形狀設計自由度較高,因此容易減輕金屬零件的重量,有望提高燃效性能。美國波音公司就向DMRC提供資金,在進行聯合研究。

Cramp博士採用鋪上粉末後一點點燒結的“粉末層式”法,製成了圖片中的金屬零件。此外,增材製造技術還有一種方法,那就是將粉末噴到加工對象上燒結的“直接噴射式”。日本工具機廠商DMG森精機最近已開始銷售此法與切削加工相結合的工具機。

增材製造技術與自動駕駛和飛行器相比,看上去不起眼。但技術確立起來之後,就能立即按照CAD(電腦設計)數據製造出零件;與IoT(物聯網)相結合,可以提高單件生產的效率,從而改變產品製造形態。(記者:佐藤 浩實,《日經商務週刊》)

日經技術在線授權轉載》

喜歡這篇文章?加入你的S夾!

日經技術
「日經技術在線!」為製造業綜合技術資訊專業網站,主要面向製造業及高新技術產業的技術人員和研究人員。承蒙廣大讀者和廣告主的支援,由日經BP社(日經商業出版)亞洲業務本部運營管理。
日經技術的最新文章
More

社群熱門分享排行榜
本週
本月
追蹤股感的社群