導讀：這(zhè)些領域將(jiāng)對(duì)制造業競争力的決定起(qǐ看遠)到關鍵作用，應當成(chéng)爲全國(guó)研發(fā)行日畫動的重點。

來源：機械知網、e-works、飛神設計、看航空

01

【增材制造】

Additive Manufacturing

普遍稱爲3D打印的增材制造 已經(jīng)成(chéng)爲新一輪工業革命書房的旗幟。它明顯不同于以往，專業人士和愛好(hǎo)者從都都(dōu)可用上，但增材制造子草不過(guò)是未來幾年有望給很多東西的制造方式帶來重大變革玩問的一系列新興技術之一。甚至增材制造也非僅限于3D打印。

一項剛剛嶄露頭角的工藝名叫(ji市在ào)“冷噴塗”，就(jiù)是通過(guò)噴嘴噴射金屬顆粒，由于也對速度很高，這(zhè)些顆粒會(huì)相互結合、組都場成(chéng)形狀。通過(guò)精确控制噴嘴，機器操作資歌員就(jiù)可以像利 用3D打印機打印一樣(yàn道知g)制造出齒輪之類的三維金屬物體。物體就(雪離jiù)像是通過(guò)噴繪畫出來的一樣(yàng)，哪怕是用钛之類的不件行常見金屬，也都(dōu)是可以完成(討又chéng)的。

02

【傳感、測量和過(guò)程控制】

Advancing Sensing, Measurement,

and Process Control

幾乎所有先進(jìn)制造技術都(dōu)有一個共通秒老的東西：它們都(dōu)由處理巨量數據的電腦驅動用近。正因如此，那些捕捉并記錄數據的東西才如此重要，如監測濕度的傳窗是感器、确定位置的GPS跟蹤器、測量材料厚度的卡尺等。這(zhè)些設備不僅越購愛來越多地用于智能(néng)手機的智能(néng)化，還(hái)使得智能(n好高éng)、靈活、可靠、高效的制造技術成(chéng)爲可能(n朋草éng)。

在一座現代化的工廠裡(lǐ)面(miàn)，傳感器不僅有助于引導日益哥知靈敏的機器，還(hái)提供管理整個工廠的運營樂風所需要的信息。産品從誕生到送達都(dōu)可以跟蹤，某些情況下還(hái)可照報以跟蹤 到送達之後(hòu)。在這(zhè)個過(上車guò)程中，一旦有問題出現，比如在噴漆室的濕度不适宜噴塗的時(s醫內hí)候，傳感器就(jiù)會(錢區huì)偵測出來，向(xiàng)機器操作者發(我做fā)送警報信号，甚至是向(xiàng)工廠管理者的 手機發舞物(fā)送警報信号。

03

【材料設計、合成(chéng)與加工】也路

Advanced Materials Des機算ign, 

Synthesis, and Processing

新機器將(jiāng)需要新材料，新材料將(jiāng)使新式機器的制造成(計你chéng)爲可能(néng)。随著(z公他he)將(jiāng)材料細分到原子或分子層級、幾乎不需要經(j吧姐īng)過(guò)漫長(cháng)的實驗室步驟就(草爸jiù)可以進(jìn)行操縱店秒的進(jìn)展出現，塗層、複合材料和其他材料的開(kāi)發師我(fā)正在加快。

借鑒人類基因組計劃取得的廣受認可的成(chéng)功，能(nén兵雪g)源部等美國(guó)政府機構去年發(fā)起(qǐ)放生成(chéng)立了材料基因組計劃(Materials Geno劇個me Initiative), 其目标是將(jiāng間黑)确定新材料、把新材料推向(xi作愛àng)市場所需要的時(shí)間縮短哥可一半。

目前這(zhè)個過(guò)程可能(néng)需要耗時(sh著美í)幾十年，比如锂離子電池技術草和是20世紀70年代埃克森(Exxon)的一暗低名員工首次構想出來的，但一直要到90年代才開就的(kāi)始商業化。這(zhè)個計劃涉及的部分工作，便是讓該領域内散落習下在世界各處、兩(liǎng)耳不聞窗外事(shì)的研究人員共享創意關醫和創新。

04

【數字制造技術】

Visualization, Informatics,

and Digital Manufacturing Technologies內報

工程師和設計師使用電腦輔助的建模工具已經(jīng)有些年頭，不僅用得白于設計産品，還(hái)以數字見湖方式對(duì)産品進(jìn)行快行檢測、修正、改良，常常省略了謝唱更費錢、更費時(shí)的實體檢驗過(g費綠uò) 程。雲計算和低成(chéng)本3D掃描儀（現在用iPhone就(jiù)司厭可以做一次簡單的3D掃描）正在將(jiāng)這(zhè)些河跳方法從尖端實驗室裡(lǐ)搬出來，使之進(jìn)入主流，讓創業者能(n歌鄉éng)夠用上。 

Autodesk制作了一套免費的的全功能(néng)CAD軟件“123 Des睡亮ign”，汽車制造商一度要用大型計算機才能(né來綠ng)完成(chéng)的事(shì)情，個人拿這(zhè)套軟件就(jiù)筆上可以做了。

05

【可持續制造】

Sustainable Manufacturing

其目标即便不好(hǎo)實現，理解起(qǐ)來也還(hái)是很容易的光短，就(jiù)是將(jiāng)每一丁制讀點物質、每一焦耳能(néng)量最大化地用到生産當中，盡可睡又能(néng)地減少浪費。高能(néng)效制造是其中微時的一個重點領域。

比如，制造業工程師常常會(huì)說(shuō)到“無燈”工廠的潛力，我呢這(zhè)種(zhǒng)工笑費廠在黑暗中持續運轉，不需要加熱或制冷，因爲長員它們基本上都(dōu)是由機器人或其他機器操作。随著(zhe)規模更小、高度自動匠冷化的本地工廠變得更加普遍，再制造和回收或許會(hu西短ì)變得更加重要，本地供應的材料也會(生不huì)更受重視。

06

【納米制造】

Nano manufacturing

一 納米等于一米的10億分之一，所以納米制造的意思就匠海(jiù)是能(néng)夠在分子、甚至原子層面店樹(miàn)操縱材料。預計納米材料將(jiāng)來會(huì)在高效太短討陽能(néng)電池闆、電池的放話生産過(guò)程中發(fā)揮作 用，甚至會(huì)在基于生态那是系統的醫學(xué)應用當中發(fā)揮作用，比如在體内安置傳感器，可紙如以告訴醫生癌症已經(jīng)消失。未來幾代的電子設備和運算設備或許也會紅村(huì)非常依賴于納 米制造。

07

【柔性電子制造】

Flexible Electronics Manuf數腦acturing

比如坐在上面(miàn)的時(sh討火í)候會(huì)産生彎曲的平闆電腦，與體溫連線、在你需資外要的時(shí)候提供制冷的衣身票服等。這(zhè)些柔性技術已經(jīng)在向(x什黑iàng)主流進(jìn)發(fā)，預作喝計會(huì)定義下一代的消費設備和運算設備，成(chéng)光會爲未來10年增長(cháng)最快的産品門類之一。但這是費(zhè)需要極爲先進(jìn)的制造工藝。

08

【生物制造】

Biomanufacturing and Bio遠著informatics

該領域利用生物有機體或生物有機體的一體從部分以人工方式生産産品，如開(kāi)發(fā)藥物和複動窗方藥。它可以用到很多領域，比如能(néng)效的提高、納米制造新方愛說法的創造等。

09

【工業機器人】

Industrial Robotics

工業機器人可以每天24小時(shí)、每周七天地運轉，精度可重複且越來越高，時什來(shí)間上可以精确到幾百分用拿之一秒，空間上可以精确到人眼都(dōu)看不到的程度。它們精确地彙報進(j著低ìn)展，在接受效率測試的時(shí)候做出改進(jìn)，如果好短安裝了先進(jìn)的傳感系統，還(音麗hái)會(huì)變得更加靈巧（它們也很少發(請業fā)牢騷）。

随著(zhe)機器人變得越來越普遍，它們師我的經(jīng)濟性也在提高：據麥肯門讀錫全球研究院(McKinsey Global Institute)的一份報她鐵告，1990年以來與人工相比的機器人相關成(chéng)本已經(j樹腦īng)下降高達50%。另外，随著(zhe)生物技術和低短納米技術的進(jìn)步，預計機器人能說舞(néng)夠做 的事(shì)情將(jiā樂也ng)越來越精巧，如藥品加工、培植完整人體器官等。

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【先進(jìn)成(chéng)形與連接技術】

Advanced Forming an火化d 

Joining Technologi看道es

當前大部分機器制造工藝基本上還(hái)是依靠傳統技術、特别是針對我有(duì)金屬的技術，如鑄型、鍛造、加工和焊接等。但專家認爲，這(物在zhè)個領域的創新時(shí)機已經物校(jīng)成(chéng)熟，可以用新的方法來連接更多種(他媽zhǒng)類的材料，同時(shí)提高黑分能(néng)源和資源效率。比如冷成(ch鐵商éng)型技術就(jiù)有可能謝東(néng)作爲一項修複技術或先進(jìn)焊站光接技術而發(fā)揮重大作用。

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【先進(jìn)的生産和檢測裝備】

Advanced Manufactu學明ring 

and Testing Equipm票術ent