重新构想制造的未来：自动化改善人类的工作与生活

人类不可避免地需要，也渴望得到更多的东西，但与此同时，也必定会面临这一现实——与需求相比，世界可用的自然资源更少，空间更有限，而制造和 施工行业的技术工人也供不应求。

然而，虽然资源和熟练劳动力供不应求，全球人口却仍在增加（到2050年将会达到近100亿人），而发展中国家的贫困率也在下降。1990年，世界上只有不到四分之一的人口被定义为中产阶级。今天，将近一半的人口都已是中产阶层，而且全球每天都有400000人加入这一行列。

生活水平的提高值得庆贺，但也应该考虑消费会如何影响设计、工程、建造和制造。每年，越来越多的人渴望、需求和需要像手机、汽车、食品和住房这些物质。

据研究公司Statista称，随着全球人口的增长和城市化，建筑业将需要在2050年之前平均每天在大城市建造13,000座建筑。而这只是世界需要新建的数万亿美元基础设施的一小部分，但世界并非一成不变。现有的基础设施经常需要装修翻新。建筑物、桥梁和冰箱这样的设施和产品需要经久耐用，而不是以惊人的速度成为填埋场的垃圾。

建筑业产生了全球近三分之一的废弃物，预计到2025年垃圾数量将翻一番。虽然制造工艺越来越高效，但供应链却出乎意料地存在浪费。目前制造的备件中，大约70%的备件甚至没有使用过。在追求更多的同时，人们却在浪费储存空间、材料和金钱。

重新构想自动化

试想一下，如果每个人不从根本上重新思考如何生产会发生什么。随着人口的增长和中产阶级的不断扩大，加上气候变化、自然资源日益减少和技术劳动力短缺造成的不断加剧的影响，世界将如何人道地以较少负面影响来维持生命的延续？这是一项巨大的创意和物流上的挑战。但就设计领域的挑战而言，这是设计师和制造商所拥有的最大机遇。

更多的增长也带来更大的压力，但随着人们在必然的更多（人口变化的副产品）与实际的更少（有限的劳动力、技能和自然资源）之间进行调整时，重新设想自动化的未来可以提供一种新的，更好的发展方式。

通过优化旧的自动化模式来减少浪费并提高低效率的做法已经不够。世界现在需要解决更大的问题，这需要我们构想一种新的，更专注于人机协作和创造力的自动化模式。

这种新的自动化模式就是一个改善提升的机会 – 减少不平等，减少对企业的干扰，减少对地球社区和环境的伤害。这是关于新的能够减少浪费，获得更好结果的建筑和制造工艺，同时也给工人提供更多有吸引力的，更好的机会。

当人类和机器共同创造并相互学习时，就可以实现这一目标，它将带来更有意义的，创新的工作。随着制造业和建筑业的融合，机器人不再局限于工厂。它们正从生产线扩展到施工现场。3D打印不限于原型设计；在航空航天和汽车领域，增材制造越来越得到实际生产的验证。

最重要的是，人类的思想不再受到限制。创造力可以释放出来，创造出性能更好，持续时间更长的产品、建筑和城市。

通用汽车采用衍生式设计

通用汽车（GM）的发展体现了这种新的自动化方法。自从它的工厂推出第一辆汽车以来，该汽车制造商一直是自动化的先驱。当今，在通用汽车的一些工厂，每分钟都会有一辆新车下线，这是一个错综复杂的，由30,000多个完美加工部件演奏出来的工业交响乐。

但制造更多汽车并不是通用汽车面临的最大挑战，这就是为什么该公司采用了电动汽车和没有负面排放影响的未来路线图。这意味着通过提高效率，减轻重量和机械复杂性，使汽车更轻、更坚固。更智能、更具创新性的设计和制造工艺意味着更少的浪费和更好、更耐用的产品。

为实现愿景，通用汽车采用了欧特克的衍生式设计技术，从根本上改变了设计和制造部件的方式。通过这一流程，公司的工程师为更好的设计设置了参数 – 例如部件如何相互连接以及它们需要承受的最大负载 – 并快速测试出更好的解决方案。

通用汽车技术中心位于密歇根州沃伦市，那里的工程师采用衍生式设计重新构想了不起眼的座椅架，创造了一个减轻40％，强度增加20％的部件，并且只有一个部件而不是八个零件。这意味着减轻车辆自重，减少部件供应商，降低复杂性，减少工作量；最终，车辆具有更高的燃油效率和更小的环境影响。

对于通用汽车而言，重新思考自动化不仅仅是通过消除多余的组件来实现单个部件的增量改进或提高效率，而是采取指数跃进方式改进流程、车辆、供应链以及整个生态系统。

城市规模的衍生式设计

自动化和衍生式设计也可能彻底改变建筑行业。建筑公司Van Wijnen专门在荷兰建造价格合理的零净能源住房。尽管该公司树立了高尚的使命，但它追求的2％利润率还不足以维持公司的运行。幸运的是，衍生式设计帮助Van Wijnen实现了更多的自动化高效流程，消除浪费并降低了成本。

该公司使用元数据标记建造组件，从而开发出可用于多种配置的建筑模块化概念。基于后院规模、景观、太阳能潜力以及成本和利润等限制因素，衍生式设计使Van Wijnen的设计师探索出15,000种不同的设计方案，创造出完美的城市街区。

结果，一个类似于汽车装配线的模块化建造系统使Van Wijnen能够通过新的生产流程重新构想住宅设计。衍生式设计有助于减少浪费，创建更节能的家居，优化布局以满足居住者的需求，并使公司获得更多的收入。

强化抗力的自动化

这些方法可以做得更多，特别是在世界上一些风险最高的社区。在哥伦比亚，欧特克与非营利组织Build Change合作，在哥伦比亚的许多断层线上对建筑物进行自动化测量、改造及重新设计，使下一代住宅更能抵抗地震。

数百万哥伦比亚人居住在世界上最活跃的断层线附近的密集城区。通过自动化的重新设计和房屋改造流程，该组织不仅改变了施工团队的工作方式，还改变了他们的工作对象。以往花在发现问题上的时间现在可以用来解决问题。例如，通过使用欧特克的Revit and Dynamo，Build Change将改造设计流程从近一周缩短到三个小时以内。

自动化改变了人们的工作方式，也改变了他们的生活方式。通用汽车可以制造更轻、更省油的汽车来应对气候变化。Van Wijnen可以建造更具可持续性的价格合适的住房。Build Change可以更快地建造更具抗力的房屋。

自动化还能帮助公司保持领先于竞争对手，而更重要的是，它鼓励并支持推动人类前进的想象力。更好的城市、更好的建筑、更好的物质、更好的工作：重新构想自动化模型可以平衡追求更多的必然性与资源更少的现实，同时实现更好的机会。