專家訪談：數(shù)控加工自動(dòng)化的未來

主持人：你怎么看人和機(jī)器之間的關(guān)系在變化？

專家：當(dāng)我們坐在沙灘上喝麥泰酒的時(shí)候，機(jī)器不會(huì)很快在世界上運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)器人和人類需要共存，因?yàn)橹辽僭诓痪玫膶恚腥吮仨氃O(shè)計(jì)、編程、監(jiān)控和修理機(jī)器人。

也就是說，機(jī)器正在向一個(gè)新的先進(jìn)水平發(fā)展。人工智能使我們能夠更有效地監(jiān)控構(gòu)建過程。這是特別真實(shí)的過程，如金屬三維打印是相當(dāng)昂貴的。如果你要跑36個(gè)小時(shí)，直到跑完才知道有問題，那你就浪費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢。

在人工智能的另一面，CAD是相當(dāng)乏味的。它要求工程師們被拴在辦公桌上。但是有了人工智能，就像paramaters的軟件一樣，它被整合到生成性設(shè)計(jì)中，你輸入你想要的參數(shù)，機(jī)器就創(chuàng)建了設(shè)計(jì)師可以定制的基本設(shè)計(jì)。生成性設(shè)計(jì)也可以用于減法技術(shù)，如數(shù)控加工

設(shè)計(jì)也變得更加數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。通過使用機(jī)器學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)可以從所有人為的設(shè)計(jì)變化中學(xué)習(xí)，并以人類無法做到的方式對其進(jìn)行優(yōu)化，特別是對這一領(lǐng)域的新手，可以通過反復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。人工智能解放了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力，因?yàn)樗麄冎浪麄儽仨毺幚淼膮?shù)。

主持人：你提到了預(yù)測分析，這是一個(gè)機(jī)器的能力，監(jiān)測自己的維護(hù)和維修，將有一個(gè)最主要的影響加工。你介意談?wù)剢幔?/span>

專家：我認(rèn)為機(jī)器停機(jī)是制造業(yè)最困難的一個(gè)方面。幾年前，在波托馬克，我們和摩托羅拉有一個(gè)項(xiàng)目，讓我震驚的是，摩托羅拉每一分鐘都要為此付出代價(jià)。我想說是每分鐘一萬美元。

即使一個(gè)機(jī)械師可能對他們的機(jī)器很敏感，覺得它的聲音或行為不對，有時(shí)那已經(jīng)太遲了。這就是為什么我們需要傳感器和人工智能來實(shí)時(shí)監(jiān)控正在發(fā)生的事情。預(yù)測分析從大數(shù)據(jù)中提取信息，準(zhǔn)確地告訴您何時(shí)需要維護(hù)。定期維護(hù)是一個(gè)巨大的進(jìn)步，在一個(gè)意想不到的事件，你的機(jī)器停止，或在最壞的情況下，有一些災(zāi)難性的事情發(fā)生，如火災(zāi)。對于任何一家制造公司來說，這都是一筆巨大的成本。

但是你仍然需要一個(gè)人把預(yù)測分析和大數(shù)據(jù)濃縮成一個(gè)預(yù)測，因?yàn)檫€有其他一些因素，比如現(xiàn)金流計(jì)劃，機(jī)器無法理解。

主持人：我相信你一定聽說過3D打印最終會(huì)取代機(jī)械加工的說法。你對此有什么看法嗎？

專家：我想我們看到了指數(shù)級的變化，但3D打印還不是星際迷航的復(fù)制器。這是一個(gè)很好的工具，也是我每天使用的工具。一些公司已經(jīng)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)速度，并表示他們可以在大約12萬個(gè)零件上與注塑機(jī)競爭。所以我認(rèn)為，加性制造業(yè)的速度方面會(huì)迎頭趕上。

但真正的問題是，整個(gè)材料系列需要不同的添加工藝，這意味著如果你在一個(gè)需要塑料和金屬組合的工廠里，這兩種材料都需要不同的機(jī)器。一家擁有數(shù)控機(jī)床的公司可以在一臺機(jī)器上加工許多不同的材料。一旦他們解決了這個(gè)問題，我認(rèn)為加法會(huì)取代減法。我說的是二三十年。也就是說，隨著美國制造業(yè)協(xié)會(huì)（America Makes）和添加劑制造研究所（additive manufacturing institute）等機(jī)構(gòu)資助的研究，情況正在迅速發(fā)生變化。

主持人：您認(rèn)為這些新技術(shù)的適應(yīng)有哪些障礙？

專家：我研究的最大障礙是人力資本。這些機(jī)器和我們以前的機(jī)器大不相同。很多人，比如電焊工，都是藍(lán)領(lǐng)工作，現(xiàn)在他們是數(shù)字工作，新領(lǐng)工作。我們需要提高現(xiàn)有人員的技能，并增加對人員的培訓(xùn)。

我們每個(gè)人都上大學(xué)。但是有很多人的情況不太好。而一些擁有工程學(xué)位的人仍然找不到工作，或者最終在零售業(yè)工作。另外，對于今天的孩子來說，大學(xué)已經(jīng)不像嬰兒潮一代那樣了。我們有在線學(xué)習(xí)。我們有車間。我們有STEM營地。今天的孩子們上網(wǎng)學(xué)習(xí)。

我們必須重新考慮如何培訓(xùn)員工，使之變得有趣和負(fù)擔(dān)得起。一個(gè)好的數(shù)控機(jī)械師，即使是剛從培訓(xùn)項(xiàng)目中畢業(yè)的人，也能賺到75000-100000美元的額外福利。你總能找到工作。

主持人：你寫了一本書，叫做《新領(lǐng)勞動(dòng)力》，講述了填補(bǔ)制造技能差距所需的內(nèi)容。你還創(chuàng)建了Fab Lab Hub，它培訓(xùn)人們從事這些工作所需的技能；你給他們短期培訓(xùn)，讓他們在那里獲得數(shù)字徽章。你介意談?wù)勁嘤?xùn)是如何運(yùn)作的，以及如何發(fā)展更多的傳統(tǒng)教育來彌補(bǔ)目前的差距？

專家：工程師們需要新技術(shù)，但真正的問題是，要找到一臺數(shù)控機(jī)床或3D打印機(jī)操作員。

人們要求，因?yàn)槲襾碜灾圃鞓I(yè)，幫助他們制定一個(gè)兩年制學(xué)位課程。所以我和200家公司（從財(cái)富10強(qiáng)到初創(chuàng)公司）交談，我發(fā)現(xiàn)他們所尋找的第一項(xiàng)技能就是解決問題，第二個(gè)是實(shí)際動(dòng)手的經(jīng)驗(yàn)，其次是CAD設(shè)計(jì)和預(yù)測分析等數(shù)字技能。雇主在尋找技能，而不是學(xué)位。他們正在找什么東西。

我想，需要兩年的學(xué)位需要太長時(shí)間，而數(shù)字徽章似乎是最有力的選擇。數(shù)字徽章有點(diǎn)像童子軍或女童子軍徽章，在那里你被認(rèn)證在一個(gè)特定的技能。它正好適合我們在利用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)的Fab實(shí)驗(yàn)室所做的工作。

徽章似乎正是雇主所要找的。我們開發(fā)了一系列徽章，可以作為3D打印機(jī)操作員，然后作為3D打印機(jī)技術(shù)員卷成主徽章。所以，只要幾千美元，大約4到6個(gè)月，你就可以找到一份操作3D打印機(jī)的工作。隨著3D打印機(jī)越來越普遍，人們發(fā)現(xiàn)他們沒有人來運(yùn)行這些機(jī)器

我們的徽章是通過一個(gè)全國性的非營利組織頒發(fā)的。Mozilla組織了一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，它召集和標(biāo)準(zhǔn)化了對徽章進(jìn)行監(jiān)測和發(fā)放的方式。許多做認(rèn)證的公司，如Autodesk和Cisco都使用開放徽章平臺。例如，科羅拉多州立大學(xué)也使用了它，以及一些社區(qū)學(xué)院。

我有要求加入到提供我們的徽章，從圖書館，社區(qū)學(xué)院，學(xué)校，包括在代頓的STEM高中。有很多人感興趣。因此，在2020年，我們將向除fab實(shí)驗(yàn)室外的其他組織提供我們的數(shù)字徽章。我們預(yù)計(jì)，美國350個(gè)工廠實(shí)驗(yàn)室中也會(huì)有很多加入。這真的改變了人們對教育的看法。

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