編者按

本文原載于2019年2月期《工業(yè)周刊》。作者約翰·希奇（John Hitch）為雜志自由撰稿人，長(zhǎng)期撰寫有關(guān)機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、3D打印和人工智能最新制造趨勢(shì)和新興技術(shù)的文章?？焖侔霃剑‵ast Radius）公司的芝加哥新工廠被世界經(jīng)濟(jì)論壇譽(yù)為九大頂級(jí)智能工廠之一，在第四次工業(yè)革命中遙遙領(lǐng)先。本文介紹了該公司通過(guò)分布式工業(yè)級(jí)3D打印和專有操作系統(tǒng)，滿足對(duì)產(chǎn)品快速周轉(zhuǎn)和大規(guī)模定制日益增長(zhǎng)的需求。

運(yùn)營(yíng)北美“最聰明”智能工廠的首席執(zhí)行官表示，數(shù)字化制造的快車道已經(jīng)向所有人開放，但要融入其中需要的不僅僅是速度。

2018年，世界經(jīng)濟(jì)論壇將快速半徑公司位于芝加哥的新工廠列為引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的9家頂級(jí)智能工廠之一。該榜單今年已攀升至16家，但它仍然是唯一一家獲得該榮譽(yù)的北美公司。這家專注于增材制造同時(shí)從事數(shù)控加工和注塑的合同制造商，從設(shè)計(jì)到交貨都提供零部件和服務(wù)，并在速度和質(zhì)量這兩方面都取得了卓越的成功。

世界經(jīng)濟(jì)論壇特別指出，這些智能工廠“加速創(chuàng)新”，“通過(guò)分布式、工業(yè)級(jí)3D打印和專有運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)分析、協(xié)同、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和全球交付，滿足對(duì)產(chǎn)品快速轉(zhuǎn)型和大規(guī)模定制的日益增長(zhǎng)的需求?！?/p>

麥肯錫公司合伙人兼全球制造業(yè)主管恩諾·德布爾曾參加世界經(jīng)濟(jì)論壇關(guān)于9家頂級(jí)智能工廠的評(píng)選，他表示：“這些先驅(qū)者創(chuàng)建了一些工廠，將績(jī)效提高了20%～50%，并創(chuàng)造了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。他們考慮了‘規(guī)?！?yīng)，行動(dòng)‘敏捷’，并重新設(shè)定了基準(zhǔn)?！?/p>

這些公司能夠獲得該榮譽(yù)，是經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的最佳實(shí)踐和最新技術(shù)在正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)融合的結(jié)果。

“這是一個(gè)前所未有的創(chuàng)新時(shí)代?！笨焖侔霃焦韭?lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官盧·拉西表示，“它并不只是一項(xiàng)技術(shù)。增材制造技術(shù)確實(shí)讓我們感到興奮，但從機(jī)器人技術(shù)到數(shù)字仿真，我們有一整套其他技術(shù)正在不斷發(fā)展?！?/p>

即使是在幾年前，也只有資本雄厚的大公司才有可能開發(fā)所有這些項(xiàng)目，但拉西表示，這種情況發(fā)生了變化。他說(shuō)：“它們的美妙之處，在于它們變得容易獲得。如今，任何一家機(jī)械商店或制造商都可以擁抱打印工具、夾具和固定裝置?！?/p>

拉西表示：“每個(gè)制造商都可能需要反思這些新工具將如何取代他們的制造方法，看看他們是否需要在其中一些工具上進(jìn)行新的投資。”

當(dāng)然，要想成為真正的智能工廠，關(guān)鍵是要先消除無(wú)知。由于宣傳過(guò)度和經(jīng)驗(yàn)不足，這種無(wú)知會(huì)使任何新興技術(shù)停滯不前。

“在這個(gè)行業(yè)有一種誤解，認(rèn)為我買一臺(tái)3D打印機(jī)，把它插到墻上的插座上，就可以像使用一臺(tái)2D紙張打印機(jī)一樣，得到一個(gè)很好的零件?！崩髡f(shuō)，“我們所討論的工業(yè)零件要復(fù)雜得多。在機(jī)器前和機(jī)器后都有一個(gè)工作流，其間需要輸入和控制數(shù)百個(gè)變量，以確保可靠且可重復(fù)地獲得工業(yè)級(jí)零件。”這樣的話，速度就會(huì)很慢。拉西的一生幾乎都在證明這個(gè)道理。

加速的需求

拉西在聽了他的祖父路易斯講述關(guān)于印第安納波利斯500汽車賽的故事后，養(yǎng)成了關(guān)于速度和精度的嗜好。第二次世界大戰(zhàn)后，路易斯和他的團(tuán)隊(duì)建造了一輛色彩鮮艷的橙色跑車——“Automobile Shipper Special”號(hào)，并用其參加比賽，在紅磚賽道上飛馳。拉西的祖父也是底特律一家汽車零部件制造商，年輕的拉西當(dāng)時(shí)還太小，從未見過(guò)賽車比賽，但他清楚地記得祖父灌輸給他的經(jīng)驗(yàn)：即使是質(zhì)量上最微小的變化，也能極大地提高性能。

蜘蛛俠彼得·帕克從他叔叔那里學(xué)來(lái)了一句格言：“能力越大，責(zé)任越大?！边@話并不一定完全正確，但它影響了拉西的成長(zhǎng)，并影響了快速半徑公司。按照世界經(jīng)濟(jì)論壇的說(shuō)法，“快速半徑”是美國(guó)“最聰明”的智能工廠。

盡管快速半徑公司擁有卡本公司制造的美洲最先進(jìn)的工業(yè)級(jí)機(jī)器，以及幾臺(tái)惠普多噴射融合打印機(jī)，但擁有領(lǐng)先的技術(shù)并不一定會(huì)成為最智能的公司。一些微小的調(diào)整，如更輕的材料、更符合空氣動(dòng)力學(xué)的形狀或更快的生產(chǎn)時(shí)間，當(dāng)它們疊加在一起時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

拉西說(shuō)：“對(duì)于一個(gè)急需備件的航空航天客戶，我們能夠收到訂單并使用增材制造技術(shù)進(jìn)行制造，確認(rèn)其有效并在48小時(shí)內(nèi)將其送達(dá)全球任何一個(gè)地方，而這在以往通常需要48天。”

還有一個(gè)案例，快速半徑公司創(chuàng)建了一個(gè)虛擬零部件倉(cāng)庫(kù)（零部件以數(shù)字形式存在，直到需求到來(lái)之時(shí)），為一個(gè)重型設(shè)備制造商存儲(chǔ)3000種零部件。隨著時(shí)間的推移，這些零部件的種類還會(huì)逐漸增加。

拉西解釋說(shuō)：“根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，儲(chǔ)存零件的成本是零件總成本的25%?！币虼耍粋€(gè)產(chǎn)品制造商如果需要存儲(chǔ)零件長(zhǎng)達(dá)10年或更長(zhǎng)時(shí)間，那么它在存儲(chǔ)上的花費(fèi)就會(huì)超過(guò)生產(chǎn)成本。

拉西表示：“當(dāng)你考慮供應(yīng)鏈的成本時(shí)，這些數(shù)字具有真正的價(jià)值?！痹缭诶魅温氈埃焖侔霃焦揪鸵呀?jīng)采用了一種新的方法，當(dāng)時(shí)該公司名為CloudDDM，在聯(lián)合包裹公司（UPS）位于路易斯維爾的世界港建設(shè)生產(chǎn)設(shè)施。零部件幾乎可以在瞬間打印、裝箱并運(yùn)輸，就像是在供應(yīng)鏈上打開了一個(gè)蟲洞。

構(gòu)建卓越制造能力

卓越的制造能力不是遺傳而來(lái)，而是通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)積累而獲得的。拉西的制造旅程是從很小的地方開始的：在他爺爺?shù)臋C(jī)加工車間掃地，然后慢慢弄明白數(shù)控編程，后來(lái)成為了車間的質(zhì)量控制員。

這位未來(lái)的工程師在圣母大學(xué)攻讀本科課程，磨練自己的機(jī)械思維；接著在密歇根大學(xué)攻讀研究生課程，以積累管理技能。20世紀(jì)90年代末，他飛往巴西南部，幫助克萊斯勒公司設(shè)計(jì)一家新工廠。

隨后，拉西回到美國(guó)，在麻省理工學(xué)院攻讀MBA，之后成為麥肯錫的合伙人，為制造業(yè)高管提供咨詢意見。從機(jī)器人到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）再到3D打印，他幾乎領(lǐng)導(dǎo)了每一個(gè)重大的先進(jìn)制造領(lǐng)域的研究。

拉西解釋說(shuō)：“我?guī)椭麄儼炎⒁饬Ψ旁诶斫庵車l(fā)生的事情上，并了解他們可能會(huì)受到的干擾。重要的是，領(lǐng)導(dǎo)者要認(rèn)識(shí)到世界正在發(fā)生變化，并想出如何采取行動(dòng)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以及如何適應(yīng)周圍發(fā)生的變化。”

拉西當(dāng)時(shí)注意到了一件事，那就是“高管們知道變革即將來(lái)臨，卻不清楚如何采取行動(dòng)”,并認(rèn)為現(xiàn)在的公司仍然如此。

解決這個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的第一步是拉西離開麥肯錫并促進(jìn)創(chuàng)建數(shù)字化制造和設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究所(DMDII)。該研究所為一個(gè)9290平方米的創(chuàng)新中心，主要由美國(guó)政府資助，重點(diǎn)關(guān)注改善增材制造的方方面面,其中包括經(jīng)濟(jì)學(xué)和材料等。

在快速半徑負(fù)責(zé)人拉西看來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，連機(jī)器車間（例如他以前打掃的車間）現(xiàn)在也可以使用最先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高效率并縮短交貨時(shí)間，就像他的祖父70年前對(duì)機(jī)械動(dòng)力總成所做的那樣，整個(gè)事情兜了個(gè)圈，又回到了起點(diǎn)。

不同之處在于，作為世界經(jīng)濟(jì)論壇燈塔網(wǎng)絡(luò)而非競(jìng)爭(zhēng)性賽道的一部分，快速半徑公司同意分享它加速創(chuàng)新的秘密，即如何在設(shè)計(jì)室、工廠車間和供應(yīng)鏈中做哪些微小的改變來(lái)影響全球變化。

拉西說(shuō)：“我們用自己制造的東西來(lái)養(yǎng)活、驅(qū)動(dòng)和連接世界。我們現(xiàn)在有了新的強(qiáng)大工具，可以讓新事物成為可能?！?/p>