新技术是制造业的增长引擎，但变革有中断和巨大成本的风险。使用技术测试台逐步推出新设备和软件有助于在生产部署之前改进和优化流程。
为什么要建立一个试验台？
技术测试台通过提供一个受控的环境来识别风险并在不中断生产的情况下进行实验，从而降低了全面部署期间失败的可能性。通常，测试台使用按比例缩小的设备来最大限度地降低成本，同时仍然反映全尺寸系统的关键功能和能力。
中试工厂
所有试验台都证明了新的制造工艺，但中试工厂的规模最大。旗舰设施通常是新建的，至少雇佣了一些全职员工，需要大量的资本投资。它们通常是与政府或经济发展组织合作建立的。在中试工厂，研究人员、科学家和工程师的迭代设计、测试和实验导致接近正确的工艺参数，这些参数将延续到全面生产中。
中试工厂示例
2024年，在美国国家能源技术实验室（NETL）的支持下，位于德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究所开设了超临界变压电力（STEP）测试设施。通过展示超临界二氧化碳（sCO2）涡轮机技术，中试工厂验证了sCO2布雷顿动力循环的效率、可扩展性和环境效益。它以4兆瓦的电网同步功率运行，为涡轮机性能、热管理和系统集成提供了见解。演示设施能够对设备、工艺设计和操作条件进行真实世界的测试。
2019年至2022年，芬兰VTT技术研究中心有限公司建造了一座纤维加工中试厂，开发了一种半自动的数字双胞胎生产工艺。该工厂使用详细的模拟和受控环境来发现和解决现实世界的挑战，如集成遗留系统和自动化数据提取。这种方法在加速数字化转型的同时最大限度地降低了风险和成本，展示了试点规模的设置如何有助于将理论概念与工业规模的实施联系起来。
2024年宣布或开业的其他试点制造厂：
改装试验台
与试点工厂不同，这些工厂不会因创造新的就业机会或地区经济收益而成为头条新闻。这种规模的试验台在大学和研究机构很常见。行业联盟也可以成为合作进行后期研发或早期商业化有前景的新技术的途径。
改装试验台示例
从2016年开始，美国国家标准与技术研究院（NIST）主持了智能制造系统测试台，以促进产品生命周期数据的研究。该测试台从位于马里兰州盖瑟斯堡的NIST园区机械车间的12台机床中提取数据。连接到试验台的设备包括立式和卧式加工中心、铣床和三坐标测量机。机械车间向NIST研究人员提供零件，测试台的连接和软件组件分层在现有设备、调度和过程管理软件工具之上。
2022年，芝加哥MxD部署了一个数字孪生框架，以加强制造过程管理。该框架对数据收集和分析进行了标准化，以提高生产运营的可见性和控制。该项目还测试了一种“移动工人”解决方案，使设备操作员能够在移动设备上实时接收任务、访问关键数据和更新状态。该测试平台允许制造商在安全、低风险的环境中评估人工智能驱动的分析、预测性维护、网络安全等，帮助他们在承诺全面采用之前了解每种工具。通过模拟真实世界的流程，该测试平台支持培训和技能发展，使员工能够熟悉新的工具和技术。
台式试验台
中试装置或试验台改造背后的相同原理也可以应用于独立的台式或台式试验台。当这些小规模工具由公司开发时，它们通常不会发布。对于那些在大学环境中建造或共同开发的建筑，学术文献中都有相关报道。
台式试验台示例
基于Linux的数控开放控制系统（萨格勒布大学，2013）
技术试验台的局限性
由于它们旨在反映现实世界的制造条件，因此构建和维护测试台也面临着类似的挑战。这些包括安全、数据安全和隐私、系统集成以及物理和虚拟基础设施管理。有限的空间、资金和利益相关者参与等资源限制也会减缓进展。
此外，还需要良好的实验设计。测试用例需要明确规定并妥善记录。结果需要清晰明了，易于传播。否则，测试平台的发现可能永远不会扩大规模或应用于生产。
AMT试验台
AMT-制造技术协会于2018年建立了一个带有台式五轴铣床的“快闪店”，作为机器连接和数字螺纹的演示和研究平台。后来，增加了一系列协作机器人，将原来的铣床升级为新型号。除了员工培训外，AMT试验台上的活跃研究领域还包括：
设备清单：
AMT试验台是为机器人辅助加工而建立的。它还有一个基于MTConnect的数据收集系统，以及对该单元的安全、基于帐户的远程访问。
本文由Chloe Radigan与Russ Waddell合作撰写，并得到了Benjamin Moses和Stephen LaMarca的额外支持。
