隨著人類(lèi)文明的不斷進(jìn)步，我們已經(jīng)逐步開(kāi)始向高端智能發(fā)展。工業(yè)領(lǐng)域經(jīng)歷了1.0的蒸汽機(jī)時(shí)代、2.0的電氣化時(shí)代、3.0的信息化時(shí)代，再到4.0的利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代，也就是智能化時(shí)代，工業(yè)制造呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。
工業(yè)4.0：指的是實(shí)體資產(chǎn)、自動(dòng)化以及數(shù)碼信息的智能集成，其目的是讓那些與生產(chǎn)相關(guān)的實(shí)時(shí)性信息對(duì)所有決策制定者而言是透明的。透過(guò)精確的信息及減少浪費(fèi)的高效系統(tǒng)，可快速做出決策。
一系列技術(shù)的融合使得制造業(yè)從基于最低勞動(dòng)力成本的單一流程，轉(zhuǎn)向基于客戶需求的更加個(gè)性化、自動(dòng)化和本地化的價(jià)值鏈。不得不說(shuō)，第四次工業(yè)革命使生產(chǎn)效率得到了明顯提高，改變了制造業(yè)的未來(lái)，不過(guò)，這場(chǎng)變革還遠(yuǎn)未結(jié)束。
目前，在世界范圍內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)公司正在試驗(yàn)著八種不同的工業(yè)4.0解決方案，主要涉及連接性、智能性和靈活的自動(dòng)化等。
隨著新的一年開(kāi)始，社會(huì)各界深入研究總結(jié)了10種智能工廠的趨勢(shì)，而這些趨勢(shì)將在2019年得到更廣泛的驗(yàn)證，不妨一起來(lái)看看！
1、協(xié)作機(jī)器人將促進(jìn)勞動(dòng)力增長(zhǎng)
工廠自動(dòng)化的新浪潮正在進(jìn)行，機(jī)器人正在進(jìn)入新的領(lǐng)域，為制造商創(chuàng)造新的價(jià)值。在某種程度上，這一趨勢(shì)是由協(xié)作機(jī)器人(Cobots)的出現(xiàn)所推動(dòng)的，這些機(jī)器人比以前的機(jī)器人更便宜、更機(jī)動(dòng)、更靈活，而且可以安全地與人類(lèi)同事一起工作。
國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)發(fā)布的關(guān)于全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)狀況的年度報(bào)告顯示，2018年汽車(chē)制造商仍是工業(yè)機(jī)器人的最大客戶，其所購(gòu)的機(jī)器人數(shù)量增長(zhǎng)了22%，達(dá)到了近125700臺(tái)的新高峰，占總供應(yīng)量的三分之一。
歐洲是工業(yè)機(jī)器人密度最高的地區(qū)，平均每萬(wàn)名雇員有106個(gè)機(jī)器人，而德國(guó)每萬(wàn)名雇員有322個(gè)機(jī)器人密度。IFR預(yù)測(cè)，未來(lái)三年，德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的年增長(zhǎng)率將達(dá)到5%。隨著技術(shù)的發(fā)展，使用機(jī)器人的機(jī)會(huì)和商業(yè)案例將會(huì)更多，并且變得更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。新的技術(shù)和商業(yè)模式使機(jī)器人技術(shù)適用于更多的企業(yè)。
2、機(jī)器人即服務(wù)是可行的
“機(jī)器人即服務(wù)”(Robotics As A Service)的理念正在制造業(yè)和物流領(lǐng)域取得進(jìn)展，這是一種完全創(chuàng)新的機(jī)器人應(yīng)用模式。特別適用于資金、人力匱乏但想增加效益的小型企業(yè)，它是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最具效益的營(yíng)運(yùn)模式。
機(jī)器人即服務(wù)的理念正在制造業(yè)中迅速崛起，根據(jù)ABI研究公司2018年5月的一份報(bào)告，機(jī)器人即服務(wù)是一個(gè)有彈性的概念，對(duì)不同的供應(yīng)商來(lái)說(shuō)意味著不同的東西。但一般說(shuō)來(lái)，它被廣泛地用來(lái)描述一種基于租用或租賃機(jī)器人的商業(yè)模式，而不是要求客戶提前付費(fèi)才能擁有機(jī)器人。
機(jī)器人即服務(wù)的理念使供應(yīng)商把維護(hù)和升級(jí)納入按需服務(wù)體系，這意味著隨著智能、更靈活、可編程的機(jī)器人的出現(xiàn)，用戶不再被快速貶值的資產(chǎn)所困擾。
3、云機(jī)器人和 API 將給制造商更大的控制權(quán)
機(jī)器人控制和開(kāi)發(fā)環(huán)境正變得更加開(kāi)放。API使最終用戶能夠根據(jù)自己的需要定制和優(yōu)化機(jī)器人解決方案，并廢除專(zhuān)有的控制系統(tǒng)。微軟最近宣布，Windows支持機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）接入以及工業(yè)聯(lián)盟的成員的加入。這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展有著更大的可能性。
ROS是一個(gè)靈活的框架，允許開(kāi)發(fā)人員為高級(jí)機(jī)器人行為編寫(xiě)編程。此舉將使微軟與OpenRobotics和Ros工業(yè)聯(lián)盟合作，將機(jī)器人操作系統(tǒng)引入Windows。微軟還加入了一個(gè)聯(lián)盟，該聯(lián)盟致力于將ROS的先進(jìn)能力擴(kuò)展到制造業(yè)，并提高工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)率和投資回報(bào)。
將不同的研究小組和擁有不同互補(bǔ)技能的公司匯聚在一起，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人更成功更廣泛的應(yīng)用至關(guān)重要。
企業(yè)計(jì)算不再完全以云計(jì)算為中心，制造商和解決方案提供商越來(lái)越希望在盡可能接近云計(jì)算的地方完成數(shù)據(jù)處理。機(jī)器人技術(shù)和邊緣計(jì)算將在未來(lái)的工業(yè)4.0中有著內(nèi)在的聯(lián)系。
與此同時(shí)，云機(jī)器人使得機(jī)器人在世界任何地方均可被遠(yuǎn)程控制。使全球勞動(dòng)力之間的協(xié)作更加靈活和高效。在未來(lái)的幾年里，語(yǔ)音控制將通過(guò)能夠處理自然語(yǔ)言的人工智能助手，開(kāi)始發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)工廠工人進(jìn)行更適宜的合作。
4、人工智能和高級(jí)分析技術(shù)將變得無(wú)處不在
先進(jìn)的分析和人工智能可提供更好的決策。例如預(yù)測(cè)維護(hù)、數(shù)字質(zhì)量管理和人工智能驅(qū)動(dòng)的需求預(yù)測(cè)。然而，僅僅將數(shù)據(jù)收集作為目的是沒(méi)有什么好處的，這些洞察力必須具有一定的商業(yè)價(jià)值。這通常涉及從傳感器和執(zhí)行器獲取新的數(shù)據(jù)，并將其與遺留機(jī)器和其他系統(tǒng)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)相結(jié)合。
人工智能在智能工廠中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，幫助制造商預(yù)測(cè)需求模式，更準(zhǔn)確地分配資源。換句話說(shuō)，人工智能使制造商根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)分析，而不是人為的猜測(cè)。
5、邊緣計(jì)算將會(huì)有新的用例
十多年來(lái)，消費(fèi)者和企業(yè)技術(shù)用戶一直沉浸于云中。但隨著5G、自主性和實(shí)時(shí)分析等需求的工作量不斷增加，企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)向別處尋找合適的計(jì)算需求。
不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)分析需求已經(jīng)產(chǎn)生了邊緣計(jì)算和其他分布式方法。通過(guò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析功能放在邊緣，盡可能靠近傳感器、水泵、發(fā)電機(jī)或任何對(duì)操作至關(guān)重要的硬件。
因此，消費(fèi)者和企業(yè)都在轉(zhuǎn)向所謂的邊緣環(huán)境，例如戴爾和微軟在物聯(lián)網(wǎng)投資數(shù)十億美元于邊緣計(jì)算服務(wù)，使處理和智能更接近需要。
簡(jiǎn)而言之，減少基于云的網(wǎng)絡(luò)延遲便減少了網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，這意味著對(duì)關(guān)鍵過(guò)程的數(shù)據(jù)和分析保持最新?tīng)顟B(tài)。
6、網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)更優(yōu)先考慮
據(jù)英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，近一半的英國(guó)制造會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)攻擊；網(wǎng)絡(luò)安全的威脅也阻礙了制造商對(duì)數(shù)字技術(shù)的投資，三分之一的受訪者表示對(duì)實(shí)施數(shù)字改進(jìn)和改造計(jì)劃感到緊張；12%的制造商根本沒(méi)有采取任何措施來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)威脅。
在整個(gè)2019年，制造商將撥出更大的預(yù)算，以確保任何數(shù)字創(chuàng)新都通過(guò)設(shè)計(jì)獲得安全，并定期針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全威脅進(jìn)行更新。
隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊變得越來(lái)越普遍，網(wǎng)絡(luò)攻擊分子的能力也越來(lái)越強(qiáng)，制造商必須迅速行動(dòng)起來(lái)，否則就會(huì)面臨嚴(yán)重的財(cái)務(wù)損失和聲譽(yù)受損的風(fēng)險(xiǎn)。
7、5G和多址邊緣計(jì)算將幫助工人掌握更多信息
在英國(guó)，最新的預(yù)算顯示，光纖和5G的投資金額將從2017年、2018年的2500萬(wàn)英鎊增加到2023年、2024年的2.9億英鎊。
制造商越來(lái)越偏向使用移動(dòng)技術(shù)，讓工廠員工可以從大量數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)分析和重要警報(bào)。自動(dòng)機(jī)器人和其他過(guò)程也依賴(lài)于快速、可靠的連接。隨著在2019年推出商用5G，制造商有更多選擇和機(jī)會(huì)利用無(wú)線連接來(lái)滿足其不斷擴(kuò)展的數(shù)據(jù)和自動(dòng)化需求。
設(shè)備制造商們正在為更多的信息互通和移動(dòng)勞動(dòng)力創(chuàng)造條件。通過(guò)手機(jī)和平板電腦，員工可掌握這些自動(dòng)化、智能化的應(yīng)用程序，這有助于提高效率、協(xié)作和決策的效益。
其中一個(gè)元素是多訪問(wèn)邊緣計(jì)算(或移動(dòng)邊緣計(jì)算)。它將云計(jì)算能力置于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的邊緣，避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞，降低了成本。期望5G能與這項(xiàng)技術(shù)相融，并擴(kuò)大其用途。
8、數(shù)字孿生將在制造業(yè)和供應(yīng)鏈中得到更廣泛的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)——數(shù)字孿生。數(shù)字孿生可以讓企業(yè)在虛擬環(huán)境中對(duì)機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，并在問(wèn)題發(fā)生之前利用它們來(lái)預(yù)測(cè)問(wèn)題，從而提高生產(chǎn)效率。
當(dāng)與監(jiān)測(cè)溫度、壓力、RPM和其他關(guān)鍵因素的傳感器相結(jié)合時(shí)，移動(dòng)設(shè)備會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，從而工作人員可以更有效地預(yù)防問(wèn)題，并更快的做出反應(yīng)。
一項(xiàng)可行的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略將確定這類(lèi)使用案例，計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)可能作出的改進(jìn)，將數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程有效結(jié)合起來(lái)，并根據(jù)實(shí)施和維護(hù)新技術(shù)的成本來(lái)衡量它們。
9、3D 打印將用于制造最終產(chǎn)品
隨著3D打印機(jī)變得成本更低、速度更快、更精確、更能與廣泛的材料(包括生產(chǎn)級(jí)的)一起工作，它們?cè)絹?lái)越多地被用于制造最終產(chǎn)品，而不僅僅是模型。
這被稱(chēng)為“加法制造”，因?yàn)檫@些機(jī)器將給定的材料層層放置，以創(chuàng)造一個(gè)現(xiàn)成的對(duì)象。隨著生產(chǎn)工具的效率提高，生產(chǎn)成本也降低了不少。
2019年，GKN和大眾計(jì)劃為汽車(chē)3D打印小部件，最初是在小范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。與此同時(shí)，大規(guī)模生產(chǎn)汽車(chē)的第一批結(jié)構(gòu)部件預(yù)計(jì)將在未來(lái)兩到三年內(nèi)完成。2018年是許多制造商突破原型制造的一年。2019年將在此基礎(chǔ)上發(fā)展，技術(shù)將變得更具有能力和成本效益，設(shè)計(jì)師將會(huì)利用它的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)制造工具。
10、工業(yè) 4.0 將助跑可穿戴設(shè)備
工業(yè)4.0主要是為了使工廠變得更有效率，并為其提供獲取關(guān)鍵信息的便捷途徑。這一點(diǎn)在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域很明顯，在這個(gè)領(lǐng)域，制造商開(kāi)始使用數(shù)字性能管理和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)來(lái)實(shí)時(shí)地將正確的信息傳遞給合適的人。這些策略有助于交流交互式工作說(shuō)明和標(biāo)準(zhǔn)操作程序。
AR已經(jīng)在世界各地的智能工廠中投入使用，不少的工業(yè)公司也在進(jìn)行試點(diǎn)。AR每年為電腦軟件和服務(wù)公司PTC創(chuàng)造的價(jià)值已經(jīng)達(dá)到2000萬(wàn)美元。
隨著成功案例越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)，2019年可能會(huì)有無(wú)數(shù)的AR試點(diǎn)計(jì)劃在整個(gè)制造業(yè)內(nèi)推出。在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，我們可以期待靠緊身衣來(lái)判斷工廠工人的安全和效率。
隨著越來(lái)越多的工廠員工為數(shù)字系統(tǒng)所裝備，跟蹤運(yùn)動(dòng)服和其他可穿戴設(shè)備將使員工能夠更好地與此類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行交互，并使員工能夠更深入地集成到前瞻性制造商的以數(shù)據(jù)為中心的戰(zhàn)略中。
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