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工業4.0變革:從自動化到智能工廠的飛躍_精益管理大師_3A精益管理顧問

  來源:電子工程世界網

  日期:2018年03月15日

 

  前言

  隨著機器人等自動化技術的不斷進步,越來越越多的企業利用大數據分析提升業務和績效。預計,未來商品價格可能會進一步下降,與此同時,人類更多的工作可能會被淘汰掉。

  近年來,機器人等自動化技術不斷進步,給人類生產車間帶來巨大的變化。越來越多的企業開始利用大數據分析提升業務和績效,自動化系統促進了生產力的提升,降低了企業投資風險和增加了回報率。預計,未來商品價格可能會進一步下降,與此同時,人類更多的工作可能會被淘汰掉。

  在2017年末,位于美圖加利福尼亞州桑尼維爾的Quanergy公司新制造工廠投入使用,該工廠將智能制造理念提升到一個新的水平。Quanergy將此工廠用于生產LiDAR(激光雷達)傳感器,此激光雷達可使自動駕駛車輛感知周圍環境并引導駕駛和避免碰撞。

  那么,這個工廠有什么特別之處?它擁有一個高容量的全自動生產線,位于無塵室環境中。生產線具有最先進的半導體處理和包裝設備,其中包括沿著該生產線連接機械的傳送系統,將硅晶片的原材料轉化為成品LiDAR傳感器。

  據該公司介紹,該工廠還負責傳感器的自動校準和最終測試,提供高質量和可靠性的LiDAR生產方案。這是一間靈活性極高的工廠,通過物聯網連接技術,使制造變得更加高效,業務響應更快速。這就是工業4.0模式的工廠,這種工廠在2018年將會出現更多樣本。

  自動化技術影響了一切

  自動化和智能機器人可能會重塑我們的世界。有機構分析認為,未來十年將有50%的工作會被機器所代替,這些職位包括了運輸和物流行業的工人,辦公和行政崗位以及生產領域的勞動力。隨著人工智能等技術和高端自動化的應用發展,許多中產階級也會給時代淘汰。

  機器人能夠在更多短的時間內完成工作,而且出錯機率非常少,這將使得工廠數以千計的崗位被替代,制造業就業機會逐步消失。隨著與自動化相關的技術不斷進步,裁員將變得更加激進。據相關研究顯示,87%的制造業失業源于工廠效率的提高,這就是經常被引用的藍領工人的殺手。

  自動化創新解決了基礎設施、生產力和勞動力方面的緊迫問題。人工智能和自動化將迎來一個更便宜的產品時代。但是,當智能成為超級智能,比聰明人更聰明的機器將會構成更大的風險,人們與機器將進入競爭階段,許多人會在競爭過程中輸掉。

  許多人認為,人工智能將會給社會帶來更多的經濟效益,企業在生產和決策上使用人工智能以提升整體效率。但從短期來看,生產智能化的過渡令人不安,大量的工作被代替可能會帶來破壞性的影響。

  我們正在迎來一場前所未有的變革,隨著自動化技術的進步,我們的工作方式已經發生改變。配備了學習能力的程序,擁有自主決策計算能力的智能系統將消滅更多的技術和非技術類工作崗位。

  工廠正在發生巨大變化

  第四次工業革命浪潮正在來襲,新一代信息技術將給傳統制造業帶來深刻的影響。從德國“工業4.0”到智能制造,互聯網+等概念的推出,體現了制造業轉型升級已經是大趨勢。一方面原因是勞動力成本上升、原材料價格上升逼使工廠必需采用更高效的自動化解決方案。另一方面,消費者的個性化需求在增長,工廠需要建立起快速響應多樣化需求的機制。

  智能制造也是一個艱巨的過程,從機器換人到智能化、數字化的轉型升級需要一段較長的時間,不過未來十年可以肯定的是,工廠將發會生翻天覆地的變化,而今天這工廠的革命已經悄然開啟。

  工業機器人

  工業機器人已經成為制造業重要角色,越來越多的企業采用機器人獲得更高的生產效率和解決人力難題。據報道,在飛利浦在荷蘭生產電動剃須刀的工廠中,機器人的數量超過了生產工人的比例,可見機器人在某些方面已經取代了人力。

  工廠自動化的新浪潮正在進行,機器人正在進入新的環境,為制造商創造新的價值。那么,為什么機器人會受到企業青睞?部分原因在于協作機器人,這種器人可用性高,比之前的更便宜,具靈活的移動性和很好的安全保護,可以與人類同事一起安全地工作。

  OT/IT的融合

  物聯網技術將孤島的數據結合起來可以為制造業績效提供有價值的見解,從而推動了運營技術(OT)和信息技術(IT)的融合,實現數字化制造。在工業4.0模式下,企業可以獲得更多的見解,更緊密地遵守制造計劃,減少停機時間,并對機器問題做出更快的反應。

  2017年,已經看到了許多行業合作伙伴關系,將OT和IT公司結合在一起,例如ABB和HP之間的合作關系。2018年必將帶來更多OT和IT的案例,工廠的數字化轉型會進一步加速。

  人工智能

  如果說機器人是未來工廠的主要角色,那么,人工智能就是實現智能制造的關鍵角色,通過機器學習的特別制造商更準確地預測需求模式和分配資源。換句話說,AI允許制造商根據海量的數據參考來回答問題,而不是人為猜測。

  甲骨文正在將人工智能擴展到很多核心業務應用中,推出了Oracle自適應智能應用程序(Oracle Adaptive Intelligent Apps),這是一款式基于云的智能工廠應用程序,支持復雜的決策科學。據甲骨文應用產品開發執行副總裁Steve Miranda描述,Oracle自適應程序嵌入了AI算法,但這種方式對用戶是隱藏的,嵌入到他們用來執行日常工作任務的軟件中。

  增材制造

  多樣化和快速制造是滿足個性化需求的基本訴求,而3D打印以極其靈活的制造方式成為現代快速制造的最佳方案。經過了多年的發展,3D打印材料從塑料到金屬粉沫,滿足了各種模型結構生產的需求,目前已經成功應用于航天、汽車等大型工作領域。

  隨著3D打印機變得更便宜、更快、更準確和更好地與更廣泛的材料(包括生產級材料)一起工作,它們越來越多地用于制造最終產品,而不僅僅是一個零件。這就是所謂的“增材制造”。

  因為3D打印機器是在給定的材料層層疊下來創建一個現成的物體,而不是削減、切割、鉆孔和錘擊材料的方式,這樣將節省大量的材料。3D打印打開了大規模生產個性化產品的大門,從一雙適合個人用戶運動鞋,到汽車保險杠都可以根據用戶的需求設計和定制。

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