第四次工業(yè)革 命已經(jīng)到來，隨之而來的將是前 所 未 有的變革和機遇。作為此次革 命的核 心驅(qū)動力——數(shù)字技術(shù)正在變得越來越快捷和經(jīng)濟，帶給更多人看得見、摸得著的切實利益。隨著人工智 能（AI）、機器學(xué)習(xí)、生成式設(shè)計和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)正在加速各行各業(yè)的發(fā)展，3D打印技術(shù)也正在一步一步地顛 覆傳統(tǒng)制造業(yè)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的深遠(yuǎn)影響是不 可 估 量的，這一點無可厚非。但工業(yè)4.0時代不僅需要新的技術(shù)，還需要新的技能和新的思維與工作方式。對許多企業(yè)來說，這一變革非同小可，因為這意味著要注入新的投資、實施組織變革和提 升員工技能。而為了增強客戶關(guān)系和吸納新業(yè)務(wù)，這種變革是須的。企業(yè)須作出積極轉(zhuǎn)變，擁抱工業(yè)4.0。

解鎖新的可能性，需要思維上的轉(zhuǎn)變

以3D打印為例：3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)，可以通過不斷疊加和粘合材料層，從無到有地構(gòu)建出一個完整的功能部件，而無 需建造注塑模具。這一轉(zhuǎn)變對制造流程和產(chǎn)品形態(tài)所產(chǎn)生的影響是很大的。3D打印帶來了整體效率的提 升--不但縮短了設(shè)計周期，降低了總生產(chǎn)成本，還縮短了從生產(chǎn)到交付的時間。影響還不僅于此：3D打印技術(shù)還改變了設(shè)計師和制造商的工作方式，他們所采用的技術(shù)以及所需的培訓(xùn)也完全不同以往。

首先，3D打印技術(shù)可以說為設(shè)計師和工程師們打開了一扇全 新的大門，讓他們有充分的自由空間，發(fā)揮自己的創(chuàng)意靈感，擺脫以往的限制和束縛。因為無 需再使用注塑成型的模具，即使是為大批量生產(chǎn)而設(shè)計，設(shè)計師也不 再需要考慮拔模角度或接縫的問題。簡而言之，他們需要摒棄種種來自傳統(tǒng)制造業(yè)的桎梏。工業(yè)4.0時代需要的是全 新的思維模式、設(shè)計思路和技能，因為增材制造可以允許設(shè)計師創(chuàng) 造出更復(fù)雜、甚至前 所 未 有的新部件，固守傳統(tǒng)的設(shè)計思維會漸落人后。

其次，不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的線性工作流程，3D打印要求設(shè)計師和工程師在流程的每個節(jié)點都要更緊密地協(xié)作。傳統(tǒng)的制造流程中，設(shè)計師和工程師之間的互動十 分有限，設(shè)計師完成產(chǎn)品設(shè)計后，交由工程師開展原型構(gòu)建和測試工作，之后再構(gòu)建注塑成型的摸具并進(jìn)行批量生產(chǎn)。然而，這也意味著針對功能方面的考量僅僅出現(xiàn)在開發(fā)周期的后半階段，包括材料性能、結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計耐 用性等。而3D打印生態(tài)系統(tǒng)則鼓勵構(gòu)建一個集成度更高、互動性更強的流程。設(shè)計師須從設(shè)計周期伊始就考慮一個零部件是如何制造出來的。全 新的CAD技術(shù)（即計算機輔助設(shè)計技術(shù)）已經(jīng)可以支持在設(shè)計視覺構(gòu)建期間就將功能因素也納入考量，因此工程師也須在設(shè)計初期就參與進(jìn)來。

新的數(shù)字技術(shù)帶來新的機遇

3D打印還為設(shè)計師和制造商帶來了學(xué)習(xí)和應(yīng)用新技術(shù)的機會。生成式設(shè)計和機器學(xué)習(xí)這兩大創(chuàng) 新技術(shù)是促成這個機遇的關(guān)鍵。

隨著數(shù)字化制造的普及，CAD技術(shù)也在不斷發(fā)展和更新?，F(xiàn)在的CAD軟件已經(jīng)可以與虛擬現(xiàn)實（VR）或增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)結(jié)合使用，支持設(shè)計師將計算機生成的任一圖像疊加到真實場景中。而且CAD軟件的操作也變得更加簡單易懂，有些甚至是專 為非專 業(yè)程序員打造的。這些趨勢正在推制造業(yè)的大眾化，讓每一個具有設(shè)計創(chuàng) 造力的人都有機會成為一個制造者。

自動化的生成式設(shè)計軟件能支持設(shè)計師快 速查看零部件設(shè)計，并基于所選材料、生產(chǎn)方法和成本約束等數(shù)據(jù)參數(shù)生成多種設(shè)計排列方式。工程設(shè)計領(lǐng)域的領(lǐng) 導(dǎo) 者歐特克（Autodesk）提出，AI系統(tǒng)可通過應(yīng)用生成式設(shè)計原則，從單一設(shè)計中自動生成多種高 性 能的產(chǎn)品選擇。這對設(shè)計師來說大有裨益，因為他們可以舉一反三，在AI系統(tǒng)生成的成百上千個更多的設(shè)計作品中挑選出一個符合其重要標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計。此外，原始三維設(shè)計文件還能夠直接連接到3D打印機，計算出精 確的材料使用量并快 速地進(jìn)行原型構(gòu)建，避免浪費。

企業(yè)如何幫助員工更從容地應(yīng)對轉(zhuǎn)變

面對眾多可供選擇的新工具和新技術(shù)，如何打造合適的工作環(huán)境和員工支持系統(tǒng)是企業(yè)邁向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一步。

首先是鼓勵工程師接觸新技術(shù)并進(jìn)行積極嘗試。這些工程師們已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的注塑成型工作流程，在面臨學(xué)習(xí)新技能時可能會感到有些挑戰(zhàn)。但在嘗試新工具、學(xué)習(xí)新技能的過程中，他們會體驗到全 新的設(shè)計力量。探索新功能，發(fā)現(xiàn)自身局限，將有助于激發(fā)新的思維方式。在工程師嘗試熟悉3D打印技術(shù)時，持續(xù)性的培訓(xùn)不 可 少。在惠普，30％的Indigo打印機工程師都接受了增材制造設(shè)計（DFAM）培訓(xùn)。從麻省理工學(xué)院到南洋理工大學(xué)，一些世界知 名的高校也推出了在線課程和短期課堂培訓(xùn)，向處于職業(yè)生涯中期的工程師介紹3D打印的基礎(chǔ)知識、應(yīng)用和商業(yè)意義。還為處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的客戶提供諸多幫助。為了更好地了解客戶的需求及其當(dāng)前的制造方式，我們從生產(chǎn)線入手，去查看生產(chǎn)線上的不同組件，了解每個零部件的應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)。這樣，我們可以識別出能用3D打印技術(shù)更優(yōu)化、更快捷地生產(chǎn)的部件，從而很大限度地降低 成 本或減少對現(xiàn)有生產(chǎn)周期的影響。以這樣的方式，我們與各個公司合作，幫助他們確定在制造流程中哪些零部件的生產(chǎn)可以用3D打印技術(shù)替換。

讓下一代做好迎接數(shù)字化制造的準(zhǔn)備

隨著工程和設(shè)計變得越來越密不可分，混合高等教育課程也將在下一代 工程師中越來越普及。帝 國理工學(xué)院和賓夕法尼亞州立大學(xué)等高校已分別開始提供設(shè)計工程綜合碩士學(xué)位和增材制造與設(shè)計工程碩士學(xué)位。去年10月推出的HP-NTU企業(yè)實驗室也將專注于開發(fā)關(guān)于增材制造設(shè)計的教育課程，涵蓋數(shù)據(jù)管理、安全性、用戶體驗和業(yè)務(wù)模式等領(lǐng)域。這些課程將設(shè)計思維、工程知識和實踐相結(jié)合，能夠為畢業(yè)生提供促 進(jìn)數(shù)字化制造發(fā)展所需的技能。在短短幾年內(nèi)，他們將成為加速和規(guī)范數(shù)字化制造的主力軍。行業(yè)的發(fā)展日新月異，如果制造商能夠采用正確的工具和技術(shù)并激勵員工探索創(chuàng) 造性 解 決方案來應(yīng)對業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，那我們將有機會解鎖無 數(shù)嶄新的商機。