10.8：用技术改造工厂车间

7。 技术和自动化在制造和服务行业运营管理中扮演什么角色？

技术正在帮助许多公司提高运营效率和竞争能力。 尤其是计算机系统使制造商能够以前所未有的方式实现工厂自动化。 帮助实现制造自动化的技术包括计算机辅助设计和制造系统、机器人技术、柔性制造系统和计算机集成制造。

计算机辅助设计和制造系统

计算机改变了许多行业的设计和制造流程。 在计算机辅助设计 (CAD) 中，计算机用于设计和测试新产品以及修改现有产品。 工程师使用这些系统绘制产品并从不同的角度看待它们。 他们可以在制造单件物品之前分析产品、进行更改和测试原型。 计算机辅助制造 (CAM) 使用计算机来开发和控制生产过程。 这些系统分析制造产品所需的步骤，然后自动向完成工作的机器发送指令。 CAD/CAM 系统通过将设计、测试和制造控制集成到一个连接的计算机系统中，将 CAD 和 CAM 的优势结合在一起。 该系统有助于设计产品，控制生产产品所需的资源流以及操作生产流程。 公司可以通过使用增材制造（通常称为 3D 打印）来进一步改善设计和制造流程。 专业打印机可以制造用于早期原型的产品或部件，有些行业在现场打印某些组件，而不是运输。

总部位于蒙特利尔的医疗和外科设备制造商Cardianove Inc. 使用 CAD 软件开发了世界上最小的心脏泵。 该公司表示，使用计算机辅助设计将心脏设备的正常设计时间缩短了两年。 该公司的CAD程序进行了复杂的三维模拟，以确认该设计在人体内部可以正常运行。 Cardianove 使用 CAD 软件测试了 100 多个虚拟原型，然后才为实际测试制作了前三名设计。

机器人

机器人是计算机控制的机器，可以独立执行任务。 机器人技术是设计、建造和操作机器人所涉及的技术。 1961 年，通用汽车公司使用了第一个机器人或 “钢领工人”。 机器人可以移动或固定在一个地方。 固定机器人的手臂可以移动，并按照计算机的指示去做。 有些机器人非常简单，在切割钣金和点焊等一些任务上移动有限。 有些则很复杂，手或抓手可以编程为执行一系列动作。 有些机器人甚至配备了用于视觉和触摸的感应设备。

机器人通常在很少或根本没有人工干预的情况下运行。 对于需要精度、速度或力度的任务，用机器人代替人工的努力最为有效。 尽管像哈雷戴维森这样的制造商最有可能使用机器人，但一些服务公司也发现它们很有用。 例如，医院可能使用机器人对血液样本进行分类和处理，从而使医务人员摆脱繁琐的、有时是危险的重复任务。

适应性强的工厂：灵活的计算机集成制造系统

柔性制造系统 (FMS) 通过将计算机、机器人、机床以及材料和零件搬运机械混合到一个集成系统中，实现工厂自动化。 这些系统将自动工作站与计算机控制的运输设备相结合。 自动导引车 (AGV) 在工作站之间运送物料并进出系统。

实践中的伦理

科技能拯救你的生命吗？

使用机器人进行手术曾经看起来像是一种未来主义的幻想，但现在已经不复存在了。 根据达芬奇外科手术系统的创建者Intuitive Surgical的说法，估计已经进行了150万次机器人手术。

那么，机器人手术激增的原因是什么？ 一些初步研究表明，患者的预后有所改善。 使用达芬奇手术系统的外科医生发现，与接受开腹手术的患者相比，患者失血和疼痛更少，出现并发症的风险更低，住院时间更短，康复时间更快，甚至在某些情况下，腹腔镜手术也是通过多个小切口进行的。

2005年10月，费城附近兰克瑙医院心脏中心心脏科主任弗朗西斯·萨特博士做了第一次达芬奇双旁路手术。 他的病人是一名65岁的男子，胸部左侧只有一个两英寸的切口，手术后仅一个半星期每天行走30分钟。 测试显示他的心脏功能恢复正常。

那么缺点是什么？ 以每台130万美元的价格计算，机器人的成本可能成为障碍。 由于无论手术如何进行，保险公司都要为手术支付固定金额，因此医院只能为更昂贵的机器人手术拿起标签。 萨特的中心举办了筹款活动，以帮助支付达芬奇外科系统的费用。 一些外科医生不愿花必要的时间来学习机器人技术。 还有人担心，一旦医院投资了如此昂贵的系统，外科医生可能会感到压力要使用它，引导患者转向手术而不是其他治疗方案。

其他类型的技术也可以改善医疗保健。 在密尔沃基的奥罗拉圣卢克医疗中心，重症监护护士从几英里外的建筑物中检查一名正在接受心脏搭桥手术的患者。 这就是Aurora EICU，一组医生和护士从中持续监视分布在威斯康星州东部的四家不同医院的10多个重症监护病房。 该单位的医疗主任戴维·雷因说：“我们的想法不是让医疗变得更加遥远，而是要比以往任何时候都更快地将专业知识带到患者的床边。”

监视器显示生命体征和患者的电子图表，包括药物、实验室检查和X射线结果的详细信息以及患者病情记录。 摄像机可以近距离放大，以至于监护人员可以看到患者眼中的毛细血管。

最近的一项调查发现，“连线” 医院的患者死亡率降低了7.2％，这让许多医疗保健研究人员兴奋不已。 尽管该调查并未证明技术可以改善患者的预后，但它确实表明两者之间存在着紧密的联系。

当然，机器人手术会引发一些伦理问题。 最近的发展表明，在医疗保健实践中应用技术时可能会出现伦理问题。 撰写《医学未来指南》一书的伯塔兰·梅斯科博士指出了这些问题，包括黑客入侵医疗设备、捍卫我们的隐私、在家中扫描自己（没有医疗指导）、如果我们能够延长寿命，社会将如何变化，以及可能由此造成的生物恐怖主义技术进步。

批判性思维问题

1. 如何使用技术来简化医院运营、提高患者护理质量以及为患者提供更好的疗效？
2. 医院应该使用什么标准来评估这些昂贵的技术是否值得投资？

资料来源：伯塔兰·梅斯科，“医学未来的伦理问题：前十名”，《医学未来学家》，http://medicalfuturist.com，2018 年 2 月 20 日访问；Thomas Macaulay，“'世界上最小的外科机器人'能否让锁孔手术成为主流？” 《科技世界》，https://www.techworld.com，2017 年 12 月 28 日；格雷格·亚当森，《伦理与技术》，IEEE 标准大学，https://www.standardsuniversity.org，2017 年 3 月 13 日；Nayef Al-Rodhan，“新兴技术的许多伦理影响”，《科学美国人》，https://www.scientificamerican.com，2015 年 3 月 13 日；尼克·格拉斯和马修·奈特，“你会在机器人手中做手术吗？” CNN，http://www.cnn.com，2013 年 8 月 5 日；乔什·菲什曼，“高科技能拯救你的生命吗？” 《美国新闻与世界报道》，2005 年 8 月 1 日，第 45—52 页。

灵活的制造系统很昂贵。 但是，系统一旦到位，只需很少的人工即可运行，并提供稳定的产品质量。 它也可以轻松且廉价地进行调整。 可以快速对 FMS 设备进行重新编程以执行各种作业。 当需要小批量生产各种产品或每种产品是按照个别客户的规格制造时，这些系统可以很好地运行。

计算机集成制造 (CIM) 将计算机化制造流程（例如机器人和柔性制造系统）与控制设计、库存、生产和采购的其他计算机化系统相结合。 使用 CIM，在 CAD 系统中重新设计零件时，变更会迅速传递给生产该零件的机床以及需要了解和计划变更的所有其他部门。

技术和自动化为您服务

制造商并不是唯一受益于技术的企业。 非制造业企业也在使用自动化来改善客户服务和生产力。 银行现在通过自动柜员机（ATM）、自动电话系统甚至互联网向客户提供服务。 各种零售商店都使用销售点（POS）终端来跟踪库存，识别需要重新订购的商品，并判断哪些产品畅销。 零售自动化领域的领导者沃尔玛拥有自己的卫星系统，将POS终端直接连接到其配送中心和总部。

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