未來的工廠將從智能化往哪里發(fā)展

智能制造是未來的趨勢，越來越多的工廠大力投入自動化和信息技術(shù)，包括AI、大數(shù)據(jù)、云計算、增強(qiáng)現(xiàn)實、3D打印等先進(jìn)技術(shù)，以達(dá)到更高效的目標(biāo)。未來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，不過隨著人口紅利的消失，工廠的用人成本會逐步上漲，同時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)較長時間適應(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，市場需求是多樣化的，個性化的趨勢在增長，工廠面對不斷變化的產(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)，以打通各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)隔閡，確保產(chǎn)品從方案設(shè)計、物料采購到生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)冗^程都是可以控制 。

工廠向智能化升級是必然的，未來的制造業(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，那么供應(yīng)商就要及時提供物料，如果錯過了時機(jī)，有可能會失去市場。

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)？對于工廠而言，成本的控制和效率提升將是未來核心競爭力，先進(jìn)的技術(shù)有助于提升生產(chǎn)效率，但盲目進(jìn)行升級改造未必是好事。從自動化的升級到智能化的實施需要經(jīng)歷一些過程步驟，工廠應(yīng)該根據(jù)自身的情況循序漸進(jìn)。

自動化升級是首要任務(wù)

工廠進(jìn)行自動化升級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，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42萬臺，幾年時間就翻一番。在汽車行業(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)成為繼汽車行業(yè)之后，下一個最大市場。

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)，開始受到市場的歡迎。還有，移動機(jī)器人實現(xiàn)了自主導(dǎo)航，正在逐步用于工廠物料搬動。

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

機(jī)器物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集

工廠升級自動化后，如何管理這些機(jī)器，使設(shè)備資源效率最大化，這是將價值轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部分。過去對于設(shè)備的管理，通常是人工到現(xiàn)場記錄，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)傳輸云端平臺進(jìn)行管理。工廠利用有線和無線技術(shù)將工廠與有機(jī)器設(shè)備、工人、產(chǎn)品、部件、物流倉庫等元素連接起來，讓生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)進(jìn)行信息交互。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺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，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力水平將會上升到全新階段。

虛實結(jié)合，向數(shù)字化轉(zhuǎn)變

數(shù)字化制造技術(shù)是在計算機(jī)端創(chuàng)造一套和真實世界一樣的模型，以達(dá)到模擬整個生產(chǎn)過程的目的，可以進(jìn)行虛擬裝配等測試，從而驗證產(chǎn)品設(shè)計是否符合生產(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)問題和處理。

現(xiàn)實的生產(chǎn)線與數(shù)字化系統(tǒng)無縫連接，這種虛實結(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，就可以計算出機(jī)器的效率，預(yù)測故障的發(fā)生，以及優(yōu)化生產(chǎn)工藝和改善設(shè)計方案等等。

未來工廠將邁向數(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，管理者能實時掌握生產(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。

總的來說，普通工廠到智能工廠的過渡是從自動化設(shè)備升級開始，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。智能工廠會涉及到機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)傳感、云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)分析和增強(qiáng)現(xiàn)實等技術(shù)。所以，在工廠轉(zhuǎn)型的過程，也將會催生巨大的自動化創(chuàng)新機(jī)遇。