傳感、測(cè)量和過程控制

　　幾乎所有先進(jìn)制造技術(shù)都有一個(gè)共通的東西：它們都由處理巨量數(shù)據(jù)的電腦驅(qū)動(dòng)。正因如此，那些捕捉并記錄數(shù)據(jù)的東西才如此重要，如監(jiān)測(cè)濕度的傳感器、確定位置的GPS跟蹤器、測(cè)量材料厚度的卡尺等。這些設(shè)備不僅越來越多地用于智能手機(jī)的智能化，還使得智能、靈活、可靠、高效的制造技術(shù)成為可能。

　　在一座現(xiàn)代化的工廠里面，傳感器不僅有助于引導(dǎo)日益靈敏的機(jī)器，還提供管理整個(gè)工廠的運(yùn)營(yíng)所需要的信息。產(chǎn)品從誕生到送達(dá)都可以跟蹤，某些情況下還可以跟蹤到送達(dá)之后。在這個(gè)過程中，一旦有問題出現(xiàn)，比如在噴漆室的濕度不適宜噴涂的時(shí)候，傳感器就會(huì)偵測(cè)出來，向機(jī)器操作者發(fā)送警報(bào)信號(hào)，甚至是向工廠管理者的手機(jī)發(fā)送警報(bào)信號(hào)。

　　材料設(shè)計(jì)、合成與加工

　　新機(jī)器將需要新材料，新材料將使新式機(jī)器的制造成為可能。隨著將材料細(xì)分到原子或分子層級(jí)、幾乎不需要經(jīng)過漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)室步驟就可以進(jìn)行操縱的進(jìn)展出現(xiàn)，涂層、復(fù)合材料和其他材料的開發(fā)正在加快。借鑒人類基因組計(jì)劃(Human Genome Initiative)取得的廣受認(rèn)可的成功，能源部(Department of Energy)等美國(guó)政府機(jī)構(gòu)去年發(fā)起成立了材料基因組計(jì)劃(Materials Genome Initiative)，其目標(biāo)是將確定新材料、把新材料推向市場(chǎng)所需要的時(shí)間縮短一半。目前這個(gè)過程可能需要耗時(shí)幾十年，比如鋰離子電池技術(shù)是20世紀(jì)70年代?？松?Exxon)的一名員工首次構(gòu)想出來的，但一直要到90年代才開始商業(yè)化。這個(gè)計(jì)劃涉及的部分工作，便是讓該領(lǐng)域內(nèi)散落在世界各處、兩耳不聞窗外事的研究人員共享創(chuàng)意和創(chuàng)新。

　　數(shù)字制造技術(shù)

　　工程師和設(shè)計(jì)師使用電腦輔助的建模工具已經(jīng)有些年頭，不僅用于設(shè)計(jì)產(chǎn)品，還以數(shù)字方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)、修正、改良，常常省略了更費(fèi)錢、更費(fèi)時(shí)的實(shí)體檢驗(yàn)過程。云計(jì)算和低成本3D掃描儀（現(xiàn)在用iPhone就可以做一次簡(jiǎn)單的3D掃描）正在將這些方法從尖端實(shí)驗(yàn)室里搬出來，使之進(jìn)入主流，讓創(chuàng)業(yè)者能夠用上。Autodesk制作了一套免費(fèi)的的全功能CAD軟件“123 Design”，汽車制造商一度要用大型計(jì)算機(jī)才能完成的事情，個(gè)人拿這套軟件就可以做了。

　　可持續(xù)制造

　　其目標(biāo)即便不好實(shí)現(xiàn)，理解起來也還是很容易的，就是將每一丁點(diǎn)物質(zhì)、每一焦耳能量最大化地用到生產(chǎn)當(dāng)中，盡可能地減少浪費(fèi)。高能效制造是其中的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。比如，制造業(yè)工程師常常會(huì)說到“無(wú)燈”工廠的潛力，這種工廠在黑暗中持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要加熱或制冷，因?yàn)樗鼈兓旧隙际怯蓹C(jī)器人或其他機(jī)器操作。隨著規(guī)模更小、高度自動(dòng)化的本地工廠變得更加普遍，再制造和回收或許會(huì)變得更加重要，本地供應(yīng)的材料也會(huì)更受重視。