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，包括AI、大數(shù)據(jù)、云計算、增強現(xiàn)實、3D打印等先進技術，以達到更高效的目標。未來智能工廠只需要少量的工人，自主機器承擔大量的工作，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。當老一輩熟練員工退休后，新人的接手可能需要花費較長時間適應，企業(yè)需要投入大量培訓才能恢復之前的效率。
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)品從方案設計、物料采購到生產(chǎn)和運輸?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，那么供應商就要及時提供物料，如果錯過了時機，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？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，先進的技術有助于提升生產(chǎn)效率，但盲目進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，工廠應該根據(jù)自身的情況循序漸進。
自動化升級是首要任務
工廠進行自動化升級主要目的是提升生產(chǎn)的效率，機器比人手更快、更準，只設計好生產(chǎn)工藝流程和配置好機器的參數(shù)，機器就可以批量生產(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，工廠機器換人步伐不斷加快，從工業(yè)機器人的銷售數(shù)量可以看得出，全年銷售達到42萬臺，幾年時間就翻一番。在汽車行業(yè)中，工業(yè)機器人的使用已經(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)機器人主要是六軸機器人、四軸SCARA機器人和并聯(lián)機器人，后兩者更多地應用于電子制造等精細化的工作場景。此外，協(xié)作機器人作為下一代機器人，擁有易于編程、靈活、便于安裝等優(yōu)點，開始受到市場的歡迎。還有，移動機器人實現(xiàn)了自主導航，正在逐步用于工廠物料搬動。
除了機器人之外，還有3D打印和各種專用自動化設備，工廠需要一些性價比高的先進設備，并利用這些設備獲得更高的效率。由于設備價值昂貴，租賃模式也可能成為一種趨勢，設備廠商正在利用區(qū)塊鏈技術來計算生產(chǎn)服務的費用。
機器物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集
工廠升級自動化后，如何管理這些機器，使設備資源效率最大化，這是將價值轉(zhuǎn)化的關鍵部分。過去對于設備的管理，通常是人工到現(xiàn)場記錄，然后再進行匯總整理。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，一些設備采用信息化系統(tǒng)進行監(jiān)控，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，把數(shù)據(jù)傳輸云端平臺進行管理。工廠利用有線和無線技術將工廠與有機器設備、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)，然后才能在服務器進行數(shù)據(jù)的分析處理，所以通信技術是關鍵，目前工業(yè)應用的主要通信包括Wifi 、LPWAN、WLAN、4G、5G等，隨著5G技術的到來，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)字化制造技術是在計算機端創(chuàng)造一套和真實世界一樣的模型，以達到模擬整個生產(chǎn)過程的目的，可以進行虛擬裝配等測試，從而驗證產(chǎn)品設計是否符合生產(chǎn)和應用、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)采集到云端服務器，再利用這些數(shù)據(jù)和分析模型，就可以計算出機器的效率，預測故障的發(fā)生，以及優(yōu)化生產(chǎn)工藝和改善設計方案等等。
未來工廠將邁向數(shù)字化，這種基于孿生技術的生產(chǎn)模式，使工廠的整體運行更加便于管理控制，管理者能實時掌握生產(chǎn)的進度并進行合理調(diào)度，銷售人員可以根據(jù)生產(chǎn)線的情況進行業(yè)務洽談，最終整體效率達到最大化。
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)分析和增強現(xiàn)實等技術。所以，在工廠轉(zhuǎn)型的過程，也將會催生巨大的自動化創(chuàng)新機遇。
下載文檔
