西門子李雷：拓寬應(yīng)用邊界，數(shù)字化加速增材制造產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

文｜李雷（西門子（中國(guó)）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)高級(jí)副總裁兼運(yùn)動(dòng)控制事業(yè)部總經(jīng)理）
來源：西門子

鈦合金實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用已有數(shù)十年，但由于難以進(jìn)行精細(xì)化加工，只能長(zhǎng)期充當(dāng)可見而不可得的“未來金屬”；治療各類病癥的藥品隨處可見，但囿于傳統(tǒng)藥片構(gòu)造，藥物發(fā)揮效果的時(shí)間和效果難以把控……諸如此類的案例表明，在實(shí)現(xiàn)核心材料技術(shù)突破后，與之匹配的制造技術(shù)才是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵。面對(duì)傳統(tǒng)制造方式的掣肘，增材制造這種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)的新興制造技術(shù)，正在破局傳統(tǒng)模式，驅(qū)動(dòng)制造業(yè)加速高質(zhì)量發(fā)展。

顛覆傳統(tǒng)模式，增材制造讓更多“可能”變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)”
多年以來，新技術(shù)、新工藝的突破推動(dòng)制造業(yè)取得長(zhǎng)足發(fā)展，但仍不足以完全滿足結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件制造以及不斷涌現(xiàn)的個(gè)性化需求。傳統(tǒng)制作模式類似廚師在食物上雕花，設(shè)計(jì)越獨(dú)特、越復(fù)雜，呈現(xiàn)難度越大。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片為例，如果按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程，從設(shè)計(jì)到成品往往需要一年甚至更長(zhǎng)，這段時(shí)間足夠航天員完成數(shù)次太空任務(wù)。

增材制造是一種顛覆性的制造技術(shù)創(chuàng)新。增材制造的原理就像給蛋糕擠奶油，通過材料層層堆積，可以輕松做出任何形狀、任意結(jié)構(gòu)的目標(biāo)零件，增材制造與創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的結(jié)合能夠消除傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的約束，讓制造業(yè)真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自由和制造自由。

△ 創(chuàng)成式設(shè)計(jì)案例

增材制造創(chuàng)成式設(shè)計(jì)加速了產(chǎn)品的研發(fā)迭代，大大縮短新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)成本與周期，同樣的航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片，通過增材制造僅需幾周即可完成，大幅提升制造企業(yè)的生產(chǎn)彈性。增材制造讓數(shù)字化時(shí)代日益強(qiáng)烈的小批量、個(gè)性化需求，從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

與大家熟知的減材與等材制造技術(shù)不同，增材制造只需要一臺(tái)打印機(jī)器即可完成全部的制造流程，因此可減少生產(chǎn)企業(yè)對(duì)供應(yīng)鏈的依賴，這對(duì)于近年來親歷著供應(yīng)鏈困境的制造業(yè)而言，無疑會(huì)帶來深遠(yuǎn)的影響。

毫無疑問，增材制造將為制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)造出更多可能。而數(shù)字化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為增材制造帶來了更穩(wěn)定的設(shè)備、更多樣的材料、更智能的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)軟件，充分釋放增材制造的潛能。作為數(shù)字化領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，西門子是全球增材制造領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多擁有全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋能力的工業(yè)企業(yè)。通過西門子的一體化平臺(tái)軟件解決方案（NX、Simcenter 、Opcenter、Teamcenter）、SIMATIC PLC、SINUMERIK CNC系統(tǒng)和SINAMICS伺服驅(qū)動(dòng)器的TIA全集成自動(dòng)化解決方案，西門子能夠?yàn)榭蛻籼峁�從設(shè)計(jì)到成品的端到端增材制造解決方案，并支持眾多主流的增材制造技術(shù)，真正為客戶帶來可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

拓展應(yīng)用邊界，增材制造賦能千行百業(yè)
現(xiàn)在，增材制造在數(shù)字化助力下正不斷探索新的應(yīng)用邊界。從科研航空到日常生活，從精密元件到生物醫(yī)藥，增材制造的身影已延伸到社會(huì)的方方面面，并且憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)不斷解鎖全新領(lǐng)域，為制造業(yè)打開“萬(wàn)物皆可打印”的想象空間。

對(duì)增材制造不甚了解的人可能會(huì)認(rèn)為，其加工對(duì)象往往是致密金屬、易碎陶瓷、高彈性塑料等。但如果告訴你，日常服用的藥片也能夠用增材制造技術(shù)來生產(chǎn)，你是否會(huì)感到難以置信？而這正是西門子與合作伙伴南京三迭紀(jì)醫(yī)藥科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“三迭紀(jì)”）在做的事情。

制藥產(chǎn)業(yè)的連續(xù)化和數(shù)字化是包括美國(guó)FDA、歐洲EMA和中國(guó)NMPA在內(nèi)的各國(guó)藥品監(jiān)督管理部門所推進(jìn)的產(chǎn)業(yè)改革方向。藥物3D打印技術(shù)歷經(jīng)20多年發(fā)展，已成為驅(qū)動(dòng)制藥產(chǎn)業(yè)“范式躍遷”的數(shù)字化制劑技術(shù)。作為全球3D打印藥物領(lǐng)域的引領(lǐng)者，三迭紀(jì)經(jīng)過不懈創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)MED（Melt Extrusion Deposition, 熱熔擠出沉積）的突破，為制藥長(zhǎng)鏈條提供端到端的技術(shù)解決方案。但想要從研發(fā)型設(shè)備邁向產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能達(dá)5,000萬(wàn)片的3D打印藥物連續(xù)化生產(chǎn)線并非易事，縝密的產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)通量生產(chǎn)技術(shù)突破的重要基礎(chǔ)。

△ 三迭紀(jì)MED藥物3D打印技術(shù)制備而成的藥片

面對(duì)產(chǎn)線建設(shè)的實(shí)際需求，三迭紀(jì)選擇與西門子攜手。西門子充分發(fā)揮了自身在制藥和增材領(lǐng)域的充足經(jīng)驗(yàn)和完備解決方案，以自動(dòng)化、數(shù)字化領(lǐng)域技術(shù)解決方案與產(chǎn)品組合，串聯(lián)研發(fā)和生產(chǎn)，助力MED 3D打印制藥技術(shù)的生產(chǎn)產(chǎn)能持續(xù)提升，全方位拓展數(shù)字化技術(shù)在制藥產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。與三迭紀(jì)的合作不僅為制藥行業(yè)增材制造產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)建范例，也真正詮釋了科技有為的內(nèi)涵。

憑借在增材制造領(lǐng)域的能力優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)累積，西門子已經(jīng)在航空航天、汽車、模具以及以制鞋為代表的消費(fèi)領(lǐng)域與百余家不同類型、不同規(guī)模的企業(yè)展開合作，成功完成超過數(shù)千種增材制造組件，讓增材制造落地千行百業(yè)。

打通產(chǎn)業(yè)鏈，增材制造產(chǎn)業(yè)化未來可期
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：中國(guó)增材制造規(guī)模以上企業(yè)由2016年的20余家增加至2021年的100余家，營(yíng)收超1億的企業(yè)數(shù)量已逾40家。從市場(chǎng)規(guī)模來看，增材制造還有巨大的潛力亟待挖掘，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大有可為。

作為數(shù)字化的先行者和賦能者，西門子始終在探索如何通過自身的創(chuàng)新科技和數(shù)字化能力為中國(guó)增材制造的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注入新動(dòng)力。為打通增材制造產(chǎn)業(yè)鏈上下游，西門子推出了增材制造云打印工廠。這一覆蓋全球的數(shù)字化協(xié)作平臺(tái)將用戶需求與供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)相連接。用戶在云平臺(tái)發(fā)布需求后，云平臺(tái)承擔(dān)報(bào)價(jià)、采購(gòu)和訂單監(jiān)控等全部功能，并按需分配增材制造的設(shè)計(jì)、工程及生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)全球化的分布式制造。借助數(shù)據(jù)分析，云打印工廠還能夠?qū)⒂脩舴答伡皶r(shí)傳遞至供應(yīng)側(cè)， 不斷推進(jìn)增材制造的方案改進(jìn)和技術(shù)迭代，賦能增材制造全生命周期管理，加速增材制造產(chǎn)品的創(chuàng)新。

△ 西門子助力增材制造加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

此外，西門子面向增材制造用戶和機(jī)器制造商的資金需求，提供量身定制的金融服務(wù)（融資租賃或商業(yè)保理），助力合作伙伴便捷地采購(gòu)所需設(shè)備和技術(shù)，并可以根據(jù)自身情況定制還款計(jì)劃，讓決策和預(yù)算變得更加靈活。西門子覆蓋全價(jià)值鏈的“資金活力”，加速增材制造規(guī)�；瘧�(yīng)用穩(wěn)步推進(jìn)。

隨著數(shù)字化賦能產(chǎn)業(yè)的深度和廣度日漸拓展，增材制造的未來藍(lán)圖正在快速延展開來。其與大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)深度融合，將對(duì)生產(chǎn)模式、生活方式，乃至價(jià)值理念產(chǎn)生深刻影響。西門子期待繼續(xù)以涵蓋增材制造設(shè)計(jì)、仿真、打印、檢測(cè)在內(nèi)的全生命周期解決方案，及咨詢和人才培養(yǎng)服務(wù)，與更多中國(guó)合作伙伴攜手推進(jìn)增材制造產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。