专家访谈：数控加工自动化的未来

主持人：你怎么看人和机器之间的关系在变化？

专家：当我们坐在沙滩上喝麦泰酒的时候，机器不会很快在世界上运转。机器人和人类需要共存，因为至少在不久的将来，有人必须设计、编程、监控和修理机器人。

也就是说，机器正在向一个新的先进水平发展。人工智能使我们能够更有效地监控构建过程。这是特别真实的过程，如金属三维打印是相当昂贵的。如果你要跑36个小时，直到跑完才知道有问题，那你就浪费了大量的时间和金钱。

在人工智能的另一面，CAD是相当乏味的。它要求工程师们被拴在办公桌上。但是有了人工智能，就像paramaters的软件一样，它被整合到生成性设计中，你输入你想要的参数，机器就创建了设计师可以定制的基本设计。生成性设计也可以用于减法技术，如数控加工

设计也变得更加数据驱动。通过使用机器学习，计算机可以从所有人为的设计变化中学习，并以人类无法做到的方式对其进行优化，特别是对这一领域的新手，可以通过反复试验进行学习。人工智能解放了设计师的创造力，因为他们知道他们必须处理的参数。

主持人：你提到了预测分析，这是一个机器的能力，监测自己的维护和维修，将有一个最主要的影响加工。你介意谈谈吗？

专家：我认为机器停机是制造业最困难的一个方面。几年前，在波托马克，我们和摩托罗拉有一个项目，让我震惊的是，摩托罗拉每一分钟都要为此付出代价。我想说是每分钟一万美元。

即使一个机械师可能对他们的机器很敏感，觉得它的声音或行为不对，有时那已经太迟了。这就是为什么我们需要传感器和人工智能来实时监控正在发生的事情。预测分析从大数据中提取信息，准确地告诉您何时需要维护。定期维护是一个巨大的进步，在一个意想不到的事件，你的机器停止，或在最坏的情况下，有一些灾难性的事情发生，如火灾。对于任何一家制造公司来说，这都是一笔巨大的成本。

但是你仍然需要一个人把预测分析和大数据浓缩成一个预测，因为还有其他一些因素，比如现金流计划，机器无法理解。

主持人：我相信你一定听说过3D打印最终会取代机械加工的说法。你对此有什么看法吗？

专家：我想我们看到了指数级的变化，但3D打印还不是星际迷航的复制器。这是一个很好的工具，也是我每天使用的工具。一些公司已经转向生产速度，并表示他们可以在大约12万个零件上与注塑机竞争。所以我认为，加性制造业的速度方面会迎头赶上。

但真正的问题是，整个材料系列需要不同的添加工艺，这意味着如果你在一个需要塑料和金属组合的工厂里，这两种材料都需要不同的机器。一家拥有数控机床的公司可以在一台机器上加工许多不同的材料。一旦他们解决了这个问题，我认为加法会取代减法。我说的是二三十年。也就是说，随着美国制造业协会（America Makes）和添加剂制造研究所（additive manufacturing institute）等机构资助的研究，情况正在迅速发生变化。

主持人：您认为这些新技术的适应有哪些障碍？

专家：我研究的最大障碍是人力资本。这些机器和我们以前的机器大不相同。很多人，比如电焊工，都是蓝领工作，现在他们是数字工作，新领工作。我们需要提高现有人员的技能，并增加对人员的培训。

我们每个人都上大学。但是有很多人的情况不太好。而一些拥有工程学位的人仍然找不到工作，或者最终在零售业工作。另外，对于今天的孩子来说，大学已经不像婴儿潮一代那样了。我们有在线学习。我们有车间。我们有STEM营地。今天的孩子们上网学习。

我们必须重新考虑如何培训员工，使之变得有趣和负担得起。一个好的数控机械师，即使是刚从培训项目中毕业的人，也能赚到75000-100000美元的额外福利。你总能找到工作。

主持人：你写了一本书，叫做《新领劳动力》，讲述了填补制造技能差距所需的内容。你还创建了Fab Lab Hub，它培训人们从事这些工作所需的技能；你给他们短期培训，让他们在那里获得数字徽章。你介意谈谈培训是如何运作的，以及如何发展更多的传统教育来弥补目前的差距？

专家：工程师们需要新技术，但真正的问题是，要找到一台数控机床或3D打印机操作员。

人们要求，因为我来自制造业，帮助他们制定一个两年制学位课程。所以我和200家公司（从财富10强到初创公司）交谈，我发现他们所寻找的第一项技能就是解决问题，第二个是实际动手的经验，其次是CAD设计和预测分析等数字技能。雇主在寻找技能，而不是学位。他们正在找什么东西。

我想，需要两年的学位需要太长时间，而数字徽章似乎是最有力的选择。数字徽章有点像童子军或女童子军徽章，在那里你被认证在一个特定的技能。它正好适合我们在利用基于项目的学习的Fab实验室所做的工作。

徽章似乎正是雇主所要找的。我们开发了一系列徽章，可以作为3D打印机操作员，然后作为3D打印机技术员卷成主徽章。所以，只要几千美元，大约4到6个月，你就可以找到一份操作3D打印机的工作。随着3D打印机越来越普遍，人们发现他们没有人来运行这些机器

我们的徽章是通过一个全国性的非营利组织颁发的。Mozilla组织了一个国际标准机构，它召集和标准化了对徽章进行监测和发放的方式。许多做认证的公司，如Autodesk和Cisco都使用开放徽章平台。例如，科罗拉多州立大学也使用了它，以及一些社区学院。

我有要求加入到提供我们的徽章，从图书馆，社区学院，学校，包括在代顿的STEM高中。有很多人感兴趣。因此，在2020年，我们将向除fab实验室外的其他组织提供我们的数字徽章。我们预计，美国350个工厂实验室中也会有很多加入。这真的改变了人们对教育的看法。

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