云计算在 机械 - 2019年9月9日出版。
为什么减材金属切削的数控编程不能像增材制造一样简单？基本上，向编程系统提交一个 3D 文件，然后按 "开始 "键即可。安德鲁-艾尔科克（Andrew Allcock）访问了一家公司，这家公司已经做到了这一点，但它还有更大的抱负。
读者都知道，复杂棱柱零件的数控编程现实情况是，生成一套驱动数控机床的指令可能需要几天甚至几周的时间。即使是更简单的零件，使用 "看起来很可怕的软件CAM"也要花费数小时的熟练和经验，CAM首席执行官 Theo Saville 如此认为。
无论是制作原型还是使用金属切削数控机床制作数百万个零件，数控编程都是不变的，但批量越小，数控编程在整个设计到制造周期中所占的比例就越大。"如果是小批量生产到原型，CAM 编程很容易占到我们向客户收费的 90%。因此，小批量和原型的成本远远超出了它们的需要，"Saville 说。
他补充说，一个次要问题是，通过传统编程途径生成的大多数加工循环效率低下。他补充说："即使是用数控机床加工一个简单的部件，也有数万亿种方法。然而，其中只有少数几种方法是真正快速的。人类非常善于想出一种可以接受的方法来制造零件，但要利用现有设备找到制造零件的最佳路径，这超出了我们的能力范围，因为实现这一目标的方法太多了。
在与行业机构的交谈中，这位首席执行官表示，在他认为全球每年超过 1000 亿英镑的零部件加工市场中，几乎所有产品的加工速度都只有可能达到的一半，这意味着 "在不改变任何设备的情况下"，成本可以降低一半。
他继续说道：他继续说："如果能使这一过程自动化；如果能使编程自动化并优化由此产生的加工程序，那么制造所有这些金属部件的成本就能降低一半以上。在某些情况下，根据制造方法的不同，可以将部件成本降低 10 倍。而这正是我们过去四年来一直秘密进行的工作"。
所开发的软件可输入具有相关公差要求的三维零件文件，定义起始块尺寸，以及软件已知的制造设备参数--材料、机床、工件夹具、刀具。然后，在 "几分钟 "内生成最佳数控程序。原本需要一周时间编程的航空航天零件，只需 10 分钟就能完成加工，而且 "基本保证 "可以正常工作，不需要专人完成第一个循环。当然，编程要求的降低也解决了技术难题。萨维尔建议说，退休的数控编程人员远远多于正在接受培训的人员。
这意味着，对于小批量或原型产品，可以 "大大降低成本"，更快地向客户交付部件。他说，由于生产周期至少是原来的两倍，成本也会大幅下降，而这在短短几个月内就能实现。
但他提出了一个反问："那么，为什么以前没有人这样做呢？他回答说，因为它 "非常复杂"："这可能是目前制造业中最难的技术之一"。解决方案的一部分是云计算的强大功能，但单纯的马力并不能解决问题，它需要许多领域的开发，包括 "在计算机中表示几何图形的全新方法"，以及自2016年以来高达1135万英镑的风险投资支持，并计划于明年进行新一轮融资。这些支持使公司能够吸引 "世界上真正最优秀的软件工程师来解决这个问题，而这个问题仅靠大量普通软件工程师是无法解决的......需要开发全新的计算机科学"。
用完不要卖
然而，该公司并不打算出售这种软件，而是打算用它来支持建立一个由制造公司组成的全球网络，这些公司可以利用这种软件，提供其他公司无法比拟的服务。它的第一家工厂已经投入运营。该工厂位于切姆斯福德，占地 25,000 平方英尺，于今年 1 月开业（见扩展在线文章），已在为客户提供 "更快、更好、更便宜 "的零件。最后一句话也很重要。
首席执行官强调说，通过控制软件的应用环境，消除了软件在销售给拥有多种不同类型设备的公司时必须适应的差异，这意味着软件开发可以高度集中。他补充说，制造环境的标准化还带来了第二个好处--能够优化制造流程链中的所有其他要素。其中之一就是报价自动化，可以从需要几天或几周的流程变为即时和自动的流程。
他说："除了标准化的生产环境和已知的生产时间带来的好处外，你还可以在工厂的时间安排上做一些非常有趣的事情，而这些都是别人无法选择的......你可以建立所有这些技术，使从发送报价到将部件送到客户手中的整个过程变得非常高效，因为你已经在核心部分实现了自动化。
CloudNC 的第一家工厂虽然通过生产零部件赚了一些钱，但实际上，它的重点是 "开发一种可扩展的模式，一种大规模自动化和高效率的蓝图，其目的是在全球范围内'cookie cutter 复制和粘贴'"。在 2020 年的下一轮融资之后，将 "很快 "开始大规模推广工厂。他表示，到明年年底，可能会有四家工厂。
愿景足够远大？萨维尔透露，大，但不是终极目标。"我们的终极目标更大一些。数控加工显然是我们的起点，因为它是一个非常有价值的问题；它确实很难解决，但我们认为这几乎是可能的。事实证明，这比我们想象的要难得多--大约三年前，我们就认为会有今天的成就。但我们真正想要实现的是初级部件制造的全自动化，即由金属块或塑料块制成的部件。
"如今，如果我想购买金属部件，程序真的很糟糕。我必须给很多工厂发邮件，其中大多数工厂不会回复；回复的工厂会在几天内给我报价；如果我付钱，价格会比我需要的更贵；质量可能超低；在生产过程中，我不会听到关于我的订单的任何消息；我希望它能按时交货，但在工业领域，大多数情况下都会迟到。应该说，他的批评并不是针对工业界的人，而是针对他们所使用的软件和系统。CloudNC 首席执行官设想的流程包括：上传三维模型；即时报价；即时可制造性设计反馈--在此基础上确定价格和成本驱动因素，以便进行修改；在线购买--在哪里制造并不重要，你可以忘掉它，他补充说："这就像亚马逊。我知道零件会很快到货，价格也合适，而且我绝对相信零件是正确的。
所有聪明的事情都将发生在供应链中，使用自动化工厂，机器已经知道它们将如何制造零件，因此零件肯定会准时到达。"他保证说："你可以在很短的时间内收到成千上万的零件。即使这些零件分布在几家工厂，由于生产环境的标准化，它们也将是完全相同的。"如果能实现数控机床的完全自动化，就没有什么能阻止你在数千台机器上进行生产。这意味着，今天可能需要几个月才能生产出一千件产品，而将来可能只需要几天时间。(蜂群加工 "似乎是一种恰当的表述方式）。
萨维尔说，在开发这种软件和制造硬件组合的过程中，CloudNC 将丰田等公司采用的最佳制造文化和谷歌等公司的高增长科技文化结合在一起。"我们正试图将这些文化融合在一起，创造一种新的科技制造文化，这种文化具有超快的创新能力，能够解决类似的问题"。他总结道：他总结道："五十年后，我们预计所有类型的制造业都将实现自主化。无论你想要的是一个单位还是一百万个单位，一个零件还是整个组件，甚至是像发动机这样的复杂组件，你只需将三维文件扔进供应链系统，就能在没有任何人工参与的情况下得到它。如果每台机器都知道自己能够生产什么，供应链顶端的机器工厂就能完全自动地调用供应链中的其他机器，那么就能实现这一目标。
云计算背后的人们
董事会接受
- Theo Saville 曾在沃里克制造集团（Warwick Manufacturing Group）从事 3D 打印研究、销售和制造研究工作。正是在那里，当萨维尔看到所使用的软件和所花费的时间时，他萌生了将数控编程自动化的想法，就像三维打印一样。
- 首席技术官 Chris Emery 曾在谷歌工作，拥有高性能计算和图形处理器方面的背景。
- Siraj Khaliq 是气候公司的创始人和前首席技术官，该公司以 9.3 亿美元的价格卖给了孟山都。
- Paul McNabb 是思科系统公司前首席战略官。
- Chris Mairs 是 Metaswitch Networks 前首席技术官
- 西蒙-默多克是亚马逊欧洲公司前副总裁，直接向杰夫-贝索斯汇报工作
除了来自 "世界顶级人工智能投资者 "的风险投资支持外，该公司还获得了政府支持机构 "创新英国"（Innovate UK）的资助，以及 "高价值制造业孵化"（High Value Manufacturing Catapult）的帮助。
首席执行官透露，截至今年 8 月，CloudNC 大约有 75 名员工，其中包括从一些 "了不起 "的公司吸引来的 20 多名软件工程师，但再过一年可能会有数百名员工。
扩展文章
今年早些时候，西奥-萨维尔（Theo Saville）向媒体介绍了 CloudNC 及其雄心壮志（详见本文正文）。
CloudNC 的工业厂房距离市中心约 1.5 英里，位于新开发的钟塔工业区。步行前往工厂，主干道上商店林立的景象已司空见惯：汽车经销店、Homebase DIY 商店、洗车店、Big Yellow 自助仓库，然后是大型零售公园 Clock Tower，这里有一些常见的商店：Aldi、M&S、Furniture Village、DFS、Dunelm 和 Costa。马路对面有 Topps Tiles、Halfords、Formula One Autocentre 和 Hot Tub Barn。
这条路线上有一家大型工厂，即全球电子元件创新企业 Teledyne e2v，在已经提到的大型零售业背后还有一些小型工业活动。但钟楼零售和工业综合开发项目位于饮料制造商 Britvic 之前占地 11 英亩的厂区内，这是切姆斯福德最受人喜爱的企业，因此当地媒体在一篇关于该公司 1955 年在该镇建立业务的回顾文章中对其大加赞赏。该工厂于 2014 年被英国饮料制造商 AG Barr（Irn-Bru 的创始人）收购后关闭。
这样的后工业化城镇景观在很多地方都能看到，但在这种环境中，正在创造的却是全球金属分包加工的未来模式--一种颠覆性的模式。这是一个有趣的并置，而隔壁零售公园的购物者却完全看不到这一点。
CloudNC 的雄心壮志已在主要文章中作了概述，但这样一家公司的实际情况如何--可以说 "牛肉在哪里？首先，从外观上看，该公司的运作与任何现代工业单位无异。当然，公司的名称是 CloudNC，而不是 VC Engineering 或 VC CNC Machining，这暗示着公司的经营方式更加现代化。在接待处，有一条线索可以让人知道你进入的是一家什么样的公司。西蒙-辛克发起了一场运动，帮助人们在工作中获得更多灵感，进而激励他们的同事和客户。根据亚马逊的评论，已有超过 2,800 万人观看了他的同名 TED 演讲，是有史以来第三受欢迎的 TED 视频（https://is.gd/oxehep ）。
从接待处通往车间和数控编程区的路上，你会经过一个休息/用餐/饮酒区，这里还有一张足球桌--也许这种设备更适合软件技术公司。而且，这里的员工肯定远远低于传统工程公司的员工比例；公司首席执行官萨维尔认为，公司员工的平均年龄在 30 岁或以下（可能比工程行业的平均年龄低 10-20 岁；制造业三分之一的员工年龄在 50 岁以上）。这就是 Y 世代，Facebook 创始人马克-扎克伯格的一代。这一代人被定义为：数字原住民；向往自由和灵活性；与组织合作而不是为组织工作的数字企业家。
CloudNC 大约有 35 名员工在切姆斯福德工作，其余员工在伦敦总部工作，那里有大约 25 名软件工程师。公司共有 75 名员工，虽然规模会变得更大，但公司内部有一个由 8 人组成的人力资源和人才开发部门，负责寻找符合 CloudNC 企业文化的人才--公司 "非常珍视我们的企业文化"。公司需要的是冷静、理性、热情、有天赋、容易接受新事物、与他人相处融洽、具有成长心态的人才，因此公司在选择人才时，首先考虑的是个性、态度和能力，而不是具体的技能。为了找到这样的人，公司必须面试很多人，然后选择聘用那些符合参数的人，"因为我们负担得起"。人无疑是公司的核心资产，也是公司最显著的特征。
车间大部分仍然是空间，但将容纳多达 20 台数控机床，显得更加传统。这里有 DMG Mori 5 轴加工中心和 Erowa 自动托盘装载系统；Mazak 5 轴和 FANUC 4 轴机器，以及一台数控车床（支持全方位服务所需的设备，但重点是棱镜部件）。
这里是公司的研发基地；CloudNC 的标准化制造系统和相关流程正是在这里创建的，其自动化 NC 编程软件也是在这里进行测试和应用的。这里是高科技数字世界与更传统的金属切削物理世界的结合点。
公司将在切姆斯福德（Chelmsford）购置一个相邻的单元，把目前的办公空间扩大一倍。在这里，CloudNC 将开发其 "模板"，也就是根据 "供应商、客户和人才的可用性 "在不同地点 "剪贴 "的模式。应该说，也不是任何老客户。CloudNC 希望与在分包上花费 50 万英镑及以上的公司合作，以及与 CloudNC "随时准备好并愿意全面参与 "的高质量客户合作。第一工厂于今年 1 月开始运营，公司已经拥有 30-40 家客户，代表了所有主要工业领域--医疗、石油和天然气、赛车和汽车航空航天。但迄今为止，铝一直是使用其自动数控程序创建软件加工的主要材料。不过，在机械公司访问的当天，低碳钢的测试正在进行，该软件还将逐步验证其他材料。
成功工厂模板的扩展将遵循所谓的 B 轮风险投资，即 2000 万英镑或更多，用于购买 "三位数 "的机床，以推动风险投资术语中的 "增长引擎"。据了解，采购大量机床以填充剪贴工厂是一个潜在的问题，因为显然会出现供应紧张。
在描述 CloudNC 所代表的投资类型时，Saville 使用了 "moonshot "一词，意思是这里的机会很大，需要相应的巨额资金支持才能实现。
但是，在积极扩张之前，还有许多细致的工作要做。在巡视车间时，首席执行官解释了目前正在解决的一些机床问题。这些问题主要涉及机床与自动化系统之间的软件集成、机床的通信能力以及机床可以进行的自我通信，还有不同品牌的机床在运行相同的基本 NC 程序（但针对每台机床进行了后处理）时加工结果的差异，后者是由于不同的机床控制和机床参数设置造成的。但他表示，这些问题从根本上说都是软件问题，因此是可以解决的。例如，一旦一台机器配置完毕，接下来的同型号机器都将采用相同的配置。但也有一些基本的机械工程问题需要解决，例如激光对刀装置会被切屑污染。
这位首席执行官显然对机床缺乏标配的连接和通信功能感到沮丧。他认为，机床 "功能不全......它们落地后就应该工作......它们应该完全互联--现在不是 1999 年，而是 2019 年"。
但在切割方面，其所选择的设备可以轻松实现 50 微米的公差，但对于 20 微米以下的公差，当然还有个位数微米的要求，则采用 "半精加工/测量/偏移更新/精加工切割 "的顺序来确保结果。我们的想法是开发能够全自动生产正确零件的机内工艺。"即使生产周期较长，我们也希望有一个完全可重复的过程，而不需要人的参与"。
不过，这位首席执行官解释说，关于更广泛的自动化问题，目前还没有定论。"与机器人相比，由人高效指挥运行的[机器]单元是一种成本更低的选择。一个人最多可以管理 20 台机器。人与机器人的对比仍然是一个悬而未决的问题"。
那么，这种有效指挥人员的软件从何而来呢？当然是内部开发。CloudNC 的首席技术官克里斯-埃默里（Chris Emery）目前正在开发一个工厂操作系统（FOS），该系统将 "以工厂应有的方式运行工厂......ERP 太可怕了"。FOS 将采用AI，能够理解工厂环境，并 "从概率角度理解可能出现的问题"，因此会在任何生成的计划中加入适当的松弛，以确保零件按时交付。如果出现任何问题，FOS 将学习、即时重新计算、更新活动并以必要的方式指导员工。首席执行官解释说，通过这种方式，CloudNC 工厂将 "在不令客户失望的情况下提高机器利用率（远高于目前的标准）"："我们的系统可以订购工具、材料和日程安排。那么，机械公司建议采用亚马逊管理仓库的方式来运行软件？是的，这是一个很好的平行线，他同意这一点。亚马逊是一家高度垂直整合的公司，在许多领域都开发了独特的技术，同时也收购了拥有这些技术的公司。不过，收购在 CloudNC 的战略中并不重要。
在这样的指导环境下，以人为本的车间流程仍在通过精益/开元培训进行微调。现在有一名高级雇员专门负责推动持续改进机制。工具安装时间在短短几天内缩短了四倍，这就是早期的一项成果。下一步将是机床调试。"我们将定期开展改进活动，永无止境......我们将高速改进"。"这些活动将有助于加快部件通过工厂的速度，目前这一过程长达三周，但 "应该只需几天"。
如果说西奥-萨维尔对 CloudNC 战略和雄心的初步介绍给人留下了深刻印象，那么参观其位于切姆斯福德的研发实验室工厂则更加凸显了公司为实现战略和雄心所付出的专注和努力。这也清楚地表明，该公司是一家新型金属切削分包企业，其原创软件指导的高效标准化制造系统 "方法和 "剪切-粘贴 "的全球雄心，使其领先于其他提供在线即时报价和快速交货的加工企业。
机械》杂志对 CloudNC 进行了专题报道。
