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快速原型如何為工業自動化帶來好處

工業自動化是將自動控制應用于大型過程和系統（過程集），如工廠、電話交換機、船舶和證券交易所。工業自動化是制造和使用機器來自動控制工業的一部分，比人類更便宜、更高效、更安全。

這一跨學科領域應用了材料科學、計算和信息科學、機器人技術、工程、項目管理和系統方面的創新，這些創新旨在不斷推動行業采用更快、更節能、更經濟、更精確的自動化過程。

所有這些領域都可以受益于快速原型。快速成型是一種相對較新的研究和開發方法，它是由三維計算機輔助設計（CAD）程序的發展和3D打印技術的進步所促成的。有了這些工具，設計師和工程師可以快速生成新組件和系統的可行原型，評估它們的優缺點，并重申設計過程。

這種在多個設計迭代中循環的能力使新的自動系統能夠逐個組件地完善，從而使工業自動化受益匪淺，對整個系統進行建模和低效性測試。下面是一些有利于工業自動化的快速成型的例子：

部件修理和翻新

工業機器人的無損檢測

利用整個工業自動化系統（如汽車廠）的CAD模型，包括每個部件，系統故障的修復和日常維護可以更高效、更準確地完成。

快速原型技術使工程師能夠測試新的材料或組件，以支持現有系統，或更換性能不佳的部件。他們可以快速創建新工件的模型，并在物理環境中對其進行測試，以確保它們能夠與已經就位的自動化流程一起工作。

機械系統建模與測試

快速原型設計還使工業自動化工程師能夠設計出全新的自動化系統和這些系統中的單個過程。

它使設計過程大大減少了耗時和浪費，因為可以測試和完善離散零件，而所有零件協同工作的計算機模型可以用來發現機械故障。

快速原型設計還可以確保最有效的系統。工程師可以對模型進行測試，以確保在自動化過程中不會浪費時間和精力，而不必構建完整的模型。

軟件工程

快速成型不僅僅是指設計和三維打印物理零件和物體。軟件工程師使用快速原型設計方法，如用戶測試和連續設計重復，以確保最終代碼中沒有bug。

在工業自動化中，設計既方便用戶又能有效控制自動化過程的軟件是一個挑戰。通過確保只有經過可靠設計和測試的軟件才能控制自動化，快速原型可以使工業自動化的這一領域受益。

機器學習

隨著快速原型技術應用于人工智能（AI）的信息科學研究，工業自動化將從中受益匪淺。將使用設計軟件的快速原型設計方法和三維打印與智能軟件（可以從自身經驗中學習）相結合，可以實現設計過程的自動化，這叫做機器學習。

機器學習的過程包括一個根據設定的參數設計對象的軟件。這些物體可以自動三維打印，然后使用預先設定的各種傳感器和測試進行自動檢查。

然后，機器學習軟件將從該測試中獲得的信息收集起來，用于以較少的故障或低效率重申對象的設計。有了足夠的計算能力、為軟件設計好的算法和合適的材料，機器學習可以使用快速原型技術，通過設計目前無法想象的整個系統，使工業自動化受益。