未來(lái)的工廠將從智能化往哪里發(fā)展

智能制造是未來(lái)的趨勢(shì)，越來(lái)越多的工廠大力投入自動(dòng)化和信息技術(shù)，包括AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、3D打印等先進(jìn)技術(shù)，以達(dá)到更高效的目標(biāo)。未來(lái)智能工廠只需要少量的工人，自主機(jī)器承擔(dān)大量的工作，并能靈活、快速制造出市場(chǎng)所需的產(chǎn)品。

目前制造業(yè)中大部分依然是使用人工操作，不過(guò)隨著人口紅利的消失，工廠的用人成本會(huì)逐步上漲，同時(shí)一些低端崗位可能難以找到合適的工人。當(dāng)老一輩熟練員工退休后，新人的接手可能需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)，企業(yè)需要投入大量培訓(xùn)才能恢復(fù)之前的效率。

此外，市場(chǎng)需求是多樣化的，個(gè)性化的趨勢(shì)在增長(zhǎng)，工廠面對(duì)不斷變化的產(chǎn)品需求，需要擁有靈活的生產(chǎn)能力。所以，工廠需要搭建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，以打通各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)隔閡，確保產(chǎn)品從方案設(shè)計(jì)、物料采購(gòu)到生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程都是可以控制 。

工廠向智能化升級(jí)是必然的，未來(lái)的制造業(yè)是快速生產(chǎn)模式，不管你的企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)的上游還是中、下游，都要融入新的模式里。下游的企業(yè)需要快速將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，那么供應(yīng)商就要及時(shí)提供物料，如果錯(cuò)過(guò)了時(shí)機(jī)，有可能會(huì)失去市場(chǎng)。

那么，傳統(tǒng)工廠如何轉(zhuǎn)型智能制造？現(xiàn)代工廠又需要引入哪些技術(shù)？對(duì)于工廠而言，成本的控制和效率提升將是未來(lái)核心競(jìng)爭(zhēng)力，先進(jìn)的技術(shù)有助于提升生產(chǎn)效率，但盲目進(jìn)行升級(jí)改造未必是好事。從自動(dòng)化的升級(jí)到智能化的實(shí)施需要經(jīng)歷一些過(guò)程步驟，工廠應(yīng)該根據(jù)自身的情況循序漸進(jìn)。

自動(dòng)化升級(jí)是首要任務(wù)

工廠進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)主要目的是提升生產(chǎn)的效率，機(jī)器比人手更快、更準(zhǔn)，只設(shè)計(jì)好生產(chǎn)工藝流程和配置好機(jī)器的參數(shù)，機(jī)器就可以批量生產(chǎn)某個(gè)產(chǎn)品。而這些工作不再需要人力去操作，可以減少了企業(yè)人力成本的投入。

近年來(lái)，工廠機(jī)器換人步伐不斷加快，從工業(yè)機(jī)器人的銷售數(shù)量可以看得出，全年銷售達(dá)到42萬(wàn)臺(tái)，幾年時(shí)間就翻一番。在汽車(chē)行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的使用已經(jīng)步入成熟，而電子行業(yè)成為繼汽車(chē)行業(yè)之后，下一個(gè)最大市場(chǎng)。

目前工業(yè)機(jī)器人主要是六軸機(jī)器人、四軸SCARA機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人，后兩者更多地應(yīng)用于電子制造等精細(xì)化的工作場(chǎng)景。此外，協(xié)作機(jī)器人作為下一代機(jī)器人，擁有易于編程、靈活、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)始受到市場(chǎng)的歡迎。還有，移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了自主導(dǎo)航，正在逐步用于工廠物料搬動(dòng)。

除了機(jī)器人之外，還有3D打印和各種專用自動(dòng)化設(shè)備，工廠需要一些性價(jià)比高的先進(jìn)設(shè)備，并利用這些設(shè)備獲得更高的效率。由于設(shè)備價(jià)值昂貴，租賃模式也可能成為一種趨勢(shì)，設(shè)備廠商正在利用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)計(jì)算生產(chǎn)服務(wù)的費(fèi)用。

機(jī)器物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集

工廠升級(jí)自動(dòng)化后，如何管理這些機(jī)器，使設(shè)備資源效率最大化，這是將價(jià)值轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部分。過(guò)去對(duì)于設(shè)備的管理，通常是人工到現(xiàn)場(chǎng)記錄，然后再進(jìn)行匯總整理。這種方式十分低效，不利于數(shù)據(jù)的分析和決策以及執(zhí)行。

如今，一些設(shè)備采用信息化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，把數(shù)據(jù)傳輸云端平臺(tái)進(jìn)行管理。工廠利用有線和無(wú)線技術(shù)將工廠與有機(jī)器設(shè)備、工人、產(chǎn)品、部件、物流倉(cāng)庫(kù)等元素連接起來(lái)，讓生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息交互。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)利用傳感器采集不同的參數(shù)，然后才能在服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理，所以通信技術(shù)是關(guān)鍵，目前工業(yè)應(yīng)用的主要通信包括Wifi 、LPWAN、WLAN、4G、5G等，隨著5G技術(shù)的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力水平將會(huì)上升到全新階段。

虛實(shí)結(jié)合，向數(shù)字化轉(zhuǎn)變

數(shù)字化制造技術(shù)是在計(jì)算機(jī)端創(chuàng)造一套和真實(shí)世界一樣的模型，以達(dá)到模擬整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的目的，可以進(jìn)行虛擬裝配等測(cè)試，從而驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否符合生產(chǎn)和應(yīng)用、工藝流程是否合理，幫助工作人員及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和處理。

現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)線與數(shù)字化系統(tǒng)無(wú)縫連接，這種虛實(shí)結(jié)合的方式可以提升工廠的透明度。在智能工廠里，大量的數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)采集到云端服務(wù)器，再利用這些數(shù)據(jù)和分析模型，就可以計(jì)算出機(jī)器的效率，預(yù)測(cè)故障的發(fā)生，以及優(yōu)化生產(chǎn)工藝和改善設(shè)計(jì)方案等等。

未來(lái)工廠將邁向數(shù)字化，這種基于孿生技術(shù)的生產(chǎn)模式，使工廠的整體運(yùn)行更加便于管理控制，管理者能實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)的進(jìn)度并進(jìn)行合理調(diào)度，銷售人員可以根據(jù)生產(chǎn)線的情況進(jìn)行業(yè)務(wù)洽談，最終整體效率達(dá)到最大化。

總的來(lái)說(shuō)，普通工廠到智能工廠的過(guò)渡是從自動(dòng)化設(shè)備升級(jí)開(kāi)始，然后是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的部署，再到數(shù)據(jù)的采集與分析，以及創(chuàng)建數(shù)字模型等等。智能工廠會(huì)涉及到機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)傳感、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)分析和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)。所以，在工廠轉(zhuǎn)型的過(guò)程，也將會(huì)催生巨大的自動(dòng)化創(chuàng)新機(jī)遇。

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