美國：新景象新動力

隨著國內(nèi)制造業(yè)的回暖，美國制造業(yè)就業(yè)也出現(xiàn)了不可思議的增長：美國勞工統(tǒng)計(jì)局的季度調(diào)整數(shù)據(jù)顯示，從2010年2月到2013年12月，制造業(yè)增加了56800個(gè)就業(yè)崗位，直接就業(yè)人口達(dá)1203萬人。盡管這與1979年的1955萬人相比仍有較大差距，但比危機(jī)前的1146萬人要多得多。

復(fù)蘇的動力與阻力

美國制造業(yè)的復(fù)蘇來源于四大因素的推動。

第一是創(chuàng)新。一系列新型、高端、基于軟件的制造業(yè)技術(shù)、設(shè)備和工具，改變了全球制造業(yè)的游戲規(guī)則。這些技術(shù)、設(shè)備和工具效率更高、速度更快、精度更高，極大地提高了生產(chǎn)力，并促進(jìn)了全球公平競爭。

第二是能源的新利用。在美國，最大的運(yùn)營成本就是能源，創(chuàng)新和非傳統(tǒng)的油氣提取方式，給北美制造商帶來眾多福音。不僅為管道、泵和其他能源提取制造業(yè)創(chuàng)造了發(fā)展空間，也大幅降低了美國國內(nèi)的能源成本。

第三得益于強(qiáng)勁的需求。盡管不斷受政治和全球不利因素的影響，美國國內(nèi)需求和經(jīng)濟(jì)仍在緩慢增長，汽車和商用飛機(jī)等耐用品的本地消費(fèi)需求一直非常健康。2013年，美國消費(fèi)者購買了1560萬輛客車和輕型卡車，比上年增長8%，更重要的是，這些車中80%都是北美制造，這也引發(fā)了新車零件的大規(guī)模重新裝備。

第四是綠色能源的利用。在清潔技術(shù)領(lǐng)域，如風(fēng)能、太陽能的投資，與節(jié)能汽車的新規(guī)一道，不斷推動新材料和新技術(shù)的發(fā)展，助力制造商推出新的風(fēng)電機(jī)組、太陽能板和電動車。

總之，高端制造技術(shù)和設(shè)備，配以低能源成本，讓美國制造業(yè)的吸引力越來越大。無論所生產(chǎn)的產(chǎn)品綠色與否，都將主要在本地消費(fèi)，滿足有機(jī)需求。

當(dāng)然，制造業(yè)各領(lǐng)域也面臨諸多挑戰(zhàn)：國防部門仍在消化政府預(yù)算削減所帶來的影響；奧巴馬醫(yī)改計(jì)劃對醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的影響還不確定；而經(jīng)濟(jì)增長勢頭仍不確定，盡管還在緩慢增長。

盡管如此，在普華永道2013年第三季度的《制造業(yè)晴雨表》中，60%的受訪大型全球制造商對美國經(jīng)濟(jì)持樂觀態(tài)度。不斷有跡象表明，美國市場需求健康向好、價(jià)格具有優(yōu)勢、新產(chǎn)品投資涌現(xiàn)、新員工招聘正在進(jìn)行，美國依然是工業(yè)制造領(lǐng)域的增長引擎。

制造業(yè)全面升級

3D打印的創(chuàng)新應(yīng)用

與3D打印相對的減材制造，目前依然是制造業(yè)的主流技術(shù)。金屬、陶瓷、塑料等材料制造棱形部件和轉(zhuǎn)軸等轉(zhuǎn)動件時(shí)，材料外形加工的主要方法仍然是材料去除和材料成型。

3D打印與傳統(tǒng)的金屬去除或金屬成型工藝不同，它是一種增材制造，通過逐層堆疊塑料和金屬等制造工件，再用熱源加固。雖然有些人認(rèn)為3D打印最有可能帶來制造業(yè)的下一次技術(shù)革命，但目前投入大規(guī)模生產(chǎn)尚未成熟。

增材制造最初應(yīng)用于快速原型、限量生產(chǎn)和固定件制造，現(xiàn)正向小批量生產(chǎn)發(fā)展，特別用于制造內(nèi)有空洞的小型復(fù)雜工件。3D打印金屬零部件具有局限性，它最大只能打印信封大小且擴(kuò)展性差。而一家機(jī)床制造商正在突破這種局限，把3D打印整合到標(biāo)準(zhǔn)加工中心平臺上。有了這些發(fā)展，許多減材制造機(jī)器和輔助設(shè)備比以前更加高端了。

多任務(wù)機(jī)器上運(yùn)行多功能操作，減少了機(jī)器從一種工藝向另一種工藝轉(zhuǎn)換時(shí)重新安裝零部件的步驟。一次安裝，大大減少了質(zhì)量公差的累計(jì)，同時(shí)減少了成品與印刷尺寸之間的偏差。

無人化和自動化

一人一機(jī)的日子即將一去不復(fù)返。

今天，高端制造機(jī)器的目標(biāo)是一次設(shè)置后能夠同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，更棒的是，可以全天候無人監(jiān)管地工作。

柔性加工中心和全天候無人看管車削中心的發(fā)展趨勢仍在繼續(xù)，汽車行業(yè)的原始設(shè)備制造商和分級制造供應(yīng)商們，正在使用能夠設(shè)置多個(gè)加工單元的加工中心。每個(gè)單元由機(jī)器人監(jiān)控，并配有帶導(dǎo)軌的托盤系統(tǒng)。伴隨產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)和要求，并根據(jù)MTConnect標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)安排的變化，每個(gè)加工單元可以重新配置。

從大型公司到小型創(chuàng)新車間，自動化正在迅速應(yīng)用。這既是為爭取利潤做出的努力，也是實(shí)際的必然要求，因?yàn)樯a(chǎn)需求不斷上升，而技工數(shù)量依然短缺。

合約工作

零部件制造仍然是大部分工業(yè)的命脈。這些部件大小各異，生產(chǎn)數(shù)量不等，使用的材料也不盡相同。模具可以看作是一次性工件，開始是成本為5000美元的工具鋼，一個(gè)月后，經(jīng)過大量加工，價(jià)值幾十萬美元。

模具制造商是一類合同制造商，另一類合同制造商則生產(chǎn)數(shù)量為幾萬到幾十萬的零部件。大規(guī)模的定制化生產(chǎn)減少了對大批量生產(chǎn)的要求。傳統(tǒng)的螺紋切削機(jī)車間正采用數(shù)控杠技術(shù)，可以減少CAM操作機(jī)器的設(shè)置時(shí)間，提高系列刀具的更換速度，縮短換刀距離。

對于機(jī)床供應(yīng)商和第三方供應(yīng)商來說，未來的趨勢是把向客戶提供全套方案作為業(yè)務(wù)重點(diǎn)。第三方供應(yīng)商的產(chǎn)品包羅萬象，從切割工具、工件夾緊解決方案到自動化設(shè)備、監(jiān)測工具。制造商的員工團(tuán)隊(duì)中缺乏足夠的工程師能自行完成這些工具的制造，所以希望機(jī)床供應(yīng)商能夠提供創(chuàng)造性的解決方案。有些機(jī)床廠看到了企業(yè)維修方面的需求缺口，創(chuàng)造了向客戶提供服務(wù)的商業(yè)模式。

未來在云端

高端軟件是未來高端制造業(yè)的主要支撐，這些軟件將越來越多地開發(fā)云版本。

向云端遷移的步伐還在繼續(xù)，現(xiàn)在發(fā)布的產(chǎn)品生命周期管理軟件和企業(yè)資源規(guī)劃軟件都有云版本。云端模型降低了成本，成為對制造商越來越具有吸引力的選擇。云應(yīng)用節(jié)約了安裝現(xiàn)場應(yīng)用和企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用的高昂成本，同時(shí)把與新軟件安裝和內(nèi)部軟件支持的成本外包了出去。

基于云的CAE（工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)輔助工程）模擬應(yīng)用，如Autodesk的Sim 360系統(tǒng)中的有限元分析，讓用戶有機(jī)會利用互聯(lián)網(wǎng)上近乎無限的計(jì)算能力。Geometric Technologies和達(dá)索系統(tǒng)公司等其他開發(fā)商，也已經(jīng)測試并向用戶提供至少是有限的云端CAM。

通過云端企業(yè)資源規(guī)劃軟件，現(xiàn)在可以讓工廠管理人員輕松地在智能手機(jī)上查看廠區(qū)設(shè)備的狀態(tài)，這些系統(tǒng)越來越緊密地與制造執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)合起來，幾乎可以實(shí)時(shí)查看機(jī)器狀態(tài)，并根據(jù)條件的改變進(jìn)行調(diào)整。