制造业的融合对消费者及其生活的世界都有好处

• 制造商在加速生产方面正面临着越来越大的压力。
• 设计和制造的融合是企业满足消费者需求的最佳方式。
• 这种融合也是制造业数字化转型的下一个合理的发展方向。
• 衍生式设计有助于弥合设计和制造之间的鸿沟。

一个多世纪前，亨利·福特普及了流水线，这是一个革命性的生产理念，让大规模生产成为可能。尽管这种线性方法效果不错，但当今世界需要新的一轮创新：融合。

融合将设计、制造流程、数据和技术很好地结合在一起，协调不同学科之间的工作流程。它可创建一个更流畅、更灵活的流程，取代连续的按步骤执行的模型。融合还可帮助企业满足不断增长的消费者需求，并通过灵活的工作流程加速创新。

在当今世界，企业在设计产品时必须考虑到生产制造的环节，当然，它们也需要把合适的工具准备到位。物联网创造了一个互联行业，为融合奠定了基础。数字技术和技术得到提升的员工队伍也将在这一敏捷设计和制造的新时代中发挥重要作用。

什么是制造业的融合？

多学科流程融合是设计和制造的交汇处。这是不相关技术的数字融合，使得设计师、工程师、制造商和机械师在从初始设计到产品成形这一过程中都能协同工作。

融合可以消除各自为战的孤岛式工作，创建一个互联的生态系统，在该系统中，工具和技术可以生成可互操作的数据点，从而促进协作工作流。它支持大规模生产，同时还支持定制化。除此之外，融合还有一些其他好处，包括：

• 敏捷且更快地响应市场变化和客户需求
• 可简化工作流程，加快生产速度并减少错误
• 团队之间更好的沟通和无缝协作
• 更多的创新机会
• 自动化和更可持续的流程

那么，在实践中，制造业的融合究竟是什么样的？它采用的工作方式可以是这样的：工程师和制造专业人员在基于云的通用数据环境中协同工作；也可以是一个采用衍生式设计的方式：团队可以通过协作来定义功能和性能要求，使用云计算能力找出某一问题的最佳几何解决方案。

推动融合发展的力量是什么？

以下是几种推动融合向前发展的外部力量。

对加速创新的永不满足的需求

现在，人们只需点击一下按钮，就可以网购几乎所有的产品。人们希望一切再快一些。迫于这种压力，制造商不得不寻找新的工作方式。到2050年，全球人口预计将达到97亿，用户对创新的需求只会增加不会下降。消费者希望获得前所未有的快速创新和更多的定制产品。旧的线性流程的速度已经无法满足这一需求：企业必须更加灵活，更具迭代性。为此，企业在设计时就应该考虑到产品的制作过程。

远在福特年代，人们为了追求大规模生产，牺牲掉了定制化。但有了融合这一利器，企业再次拥有了定制化的能力，点击“印制”便可制作出独一无二的产品。用户甚至可以直接介入这个流程，订购他们自己设计的运动鞋，甚至打造自己梦想的汽车。

加速云中的数字化转型

制造业是一个根基深厚的行业，在这一行业中，变化总是在不紧不慢地发生。但由于产品开发团队分布在世界各地，当下这场疫情加速了数字化转型的步伐。

包括人工智能、机器人、虚拟现实和增强现实在内的现代化技术正在推动着智能工厂的崛起，并为融合奠定了基础。由于云的存在，很多事情已经有可能成为现实。

基于云的生态系统正在创建数据驱动的协作环境，在这些环境中，不相关的技术也可以进行交流，而衍生式设计需要的正是这种环境。工程师在做决策时可以在云中运行实时模拟，以确定哪些方案可行，哪些方案不可行。当通用汽车必须改进座椅支架时，它采用了衍生式设计。最初的部件由8个不同的零件组成，每个零件又是单独制造。从150种不同的可能性出发，最终挑选的结果是一个整体的部件，其重量降低了40%，但强度提高了20%，并能满足所有安全要求。

自行车零件制造商SRAM提供了另一个无缝衔接设计与生产制造的示例。为了设计出更好的曲柄臂（将自行车的踏板连接到曲柄组的零件，通过转换能量以旋转链条），SRAM公司采用了衍生式设计。该公司为不同的地形输入了不同的性能需求，最终将原来的曲柄臂的重量减轻了一半。此外，它的强度提高了20%，并帮助该公司简化了整体制造流程。

将所有流程都置于云中会创建一个数字线程，即使当产品在整个生命周期中进行跨部门移动时，这种方法仍可保持数据的保真度。想象一下汽车被召回以更新部件的情景，这通常意味着车主要把汽车驾驶到机械师那里进行实际的维修。但对于特斯拉的车主来说，若是需要进行软件更新以便解决某些问题，当汽车还在车道上行驶时，操作人员通过云便可完成这一任务。汽车还可将用户数据发回给特斯拉的工程师，不断地提高车的性能。

需要一个更精简、更可持续的行业

制造业的碳足迹可谓巨大，占全球能源消耗的54%和全球排放量的20%。随着企业对不断增长的消费者需求做出响应，一种更加互联的“设计—制造”流程对全球来说可能会更有利。

融合可通过以下方式使制造业更加精简：

• 使用更少的资源
• 借助增材制造消除浪费
• 在设计阶段就发现潜在的问题并减少返工
• 生成大量排列组合，以便选择最可持续的方案
• 将供应链与生产计划相连接，以实现弹性库存管理

但是，如何才能把更快地生产更多的产品与保持可持续发展结合起来呢？首先，企业应该了解产品从原材料到回收和循环使用总共有多少碳足迹。融合可使工程师在生产开始前就采用数字化方式对不同的设计变量（如原材料）进行测试。设计师也可以采用循环方法来确定如何对产品进行回收，从而避免垃圾填埋。

如果一件用传统方法设计的产品使用了不良材料，那么该材料将存在于该产品的整个生命周期。如能将设计和制造结合起来，那么工程师可以提前把有关信息通知流程上的有关人员，以便在工作中交付更为理想的结果。

促进融合的3种方式

企业面临着把事情做得更好的压力越来越大。面对这种情况，工程师和设计师需要更多地了解每项决策对下游的影响。融合方兴未艾，正在向新的企业（那些不再受传统系统羁绊的初创公司）开放市场。过去那种不惜产生大量烟雾的大规模生产的方法可能已经成为一种负资产，阻止了企业的快速发展。而初创企业可以直接采用经过融合的运作模式，避免了很多弯路。

融合可以产生更好的结果和更好的产品。以下是企业可以从这种制造模式中获得回报的3种方式。

1. 借鉴外部经验

有些制造商已经习惯了自己长期以来形成的运作方式，如果要让他们做出改变，他们会非常抵触，理由是“这是我们一直使用的方法”。但这种狭隘的视野限制了创新，阻碍了增长，并可能葬送一家企业。所以说接触不同的见解对于拥抱变革来说非常重要。有些竞争对手使用不同的参数集，不受旧流程的拖累，值得传统企业学习。这些竞争企业将会发展得更快，做出更多的创新，并会打破整个行业的运作方式。

2. 重视结果而不是活动

当企业过于关注活动而不了解这些活动带来的结果时，就会失去生产率和盈利能力。所以，企业需要考虑它们做事的原因，以及如何为客户提供价值。无论是健身器材还是喷气式发动机，其内在价值并不在于建造该实物资产所付出的努力，而在于该资产最终给客户带来的体验。

3. 提升员工技能

企业在重新调整工作流程以连接设计和制造过程的同时，还需要为提升员工技能创造空间。麦肯锡的调研发现，在这个数字互联的世界中，制造业90%的劳动力将需要新的技能。新环境下的工作需要员工的聪明才智，而不是简单的体力劳动，企业领导需要为他们的团队提供这种培训。德勤也对数字孪生工程师、智能工厂经理和机器人操作人员等职业进行了预测。

一场疫情让整个世界惊慌失措，制造业需要一根稳定局面的定海神针：开辟一条能够提高韧性、加强供应链并创建一组可迎接数字化时代的劳动力队伍之路。制造业需要融合。