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工业4.0变革:从自动化到智能工厂的飞跃

近年来,机器人等自动化技术不断进步,给人类生产车间带来巨大的变化。越来越多的企业开始利用大数据分析提升业务和绩效,自动化系统促进了生产力的提升,降低了企业投资风险和增加了回报率。

预计,未来商品价格可能会进一步下降,与此同时,人类更多的工作可能会被淘汰。


在2017年末,位于美图加利福尼亚州桑尼维尔的Quanergy公司新制造工厂投入使用,该工厂将智能制造理念提升到一个新的水平。Quanergy将此工厂用于生产LiDAR(激光雷达)传感器,此激光雷达可使自动驾驶车辆感知周围环境并引导驾驶和避免碰撞。


那么,这个工厂有什么特别之处?它拥有一个高容量的全自动生产线,位于无尘室环境中。生产线具有最先进的半导体处理和包装设备,其中包括沿着该生产线连接机械的传送系统,将硅晶片的原材料转化为成品LiDAR传感器。


据该公司介绍,该工厂还负责传感器的自动校准和最终测试,提供高质量和可靠性的LiDAR生产方案。这是一间灵活性极高的工厂,通过物联网连接技术,使制造变得更加高效,业务响应更快速。


这就是工业4.0模式的工厂,这种工厂在2018年将会出现更多样本。


自动化技术影响一切


分析机构认为,未来十年将有50%的工作会被机器所代替,这些职位包括了运输和物流行业的工人,办公和行政岗位以及生产领域的劳动力。


随着人工智能等技术和高端自动化的应用发展,许多中产阶级也会被时代淘汰。


机器人能够在更多短的时间内完成工作,而且出错机率非常少,这将使得工厂数以千计的岗位被替代,制造业就业机会逐步消失。


随着与自动化相关的技术不断进步,裁员将变得更加激进。据相关研究显示,87%的制造业失业源于工厂效率的提高,这就是经常被引用的蓝领工人的杀手。


自动化创新解决了基础设施、生产力和劳动力方面的紧迫问题。人工智能和自动化将迎来一个更便宜的产品时代。但是,当智能成为超级智能,比聪明人更聪明的机器将会构成更大的风险,人们与机器将进入竞争阶段,许多人会在竞争过程中输掉。


许多人认为,人工智能将会给社会带来更多的经济效益,企业在生产和决策上使用人工智能以提升整体效率。但从短期来看,生产智能化的过渡令人不安,大量的工作被代替可能会带来破坏性的影响。


我们正在迎来一场前所未有的变革,随着自动化技术的进步,我们的工作方式已经发生改变。配备了学习能力的程序,拥有自主决策计算能力的智能系统将消灭更多的技术和非技术类工作岗位。


工厂发生巨大变化


第四次工业革命浪潮正在来袭,新一代信息技术将给传统制造业带来深刻的影响。


从德国“工业4.0”到智能制造,互联网+等概念的推出,体现了制造业转型升级已经是大趋势。


一方面原因是劳动力成本上升、原材料价格上升迫使工厂必须采用更高效的自动化解决方案。


另一方面,消费者的个性化需求在增长,工厂需要建立起快速响应多样化需求的机制。


智能制造也是一个艰巨的过程,从机器换人到智能化、数字化的转型升级需要一段较长的时间,不过未来十年可以肯定的是,工厂将发会生翻天覆地的变化,而今天这工厂的革命已经悄然开启。


工业机器人


工业机器人已经成为制造业的重要角色,越来越多的企业采用机器人获得更高的生产效率和解决人力难题。


据报道,在飞利浦荷兰生产电动剃须刀的工厂中,机器人的数量超过了生产工人的比例,可见机器人在某些方面已经取代了人力。


工厂自动化的新浪潮正在进行,机器人正在进入新的环境,为制造商创造新的价值。那么,为什么机器人会受到企业青睐?部分原因在于协作机器人,这种器人可用性高,比之前的更便宜,具灵活的移动性和很好的安全保护,可以与人类同事一起安全地工作。


OT与IT的融合


物联网技术将孤岛的数据结合起来可以为制造业绩效提供有价值的见解,从而推动了运营技术(OT)和信息技术(IT)的融合,实现数字化制造。在工业4.0模式下,企业可以获得更多的见解,更紧密地遵守制造计划,减少停机时间,并对机器问题做出更快的反应。


2017年,已经看到了许多行业合作伙伴关系,将OT和IT公司结合在一起,例如ABB和HP之间的合作关系。2018年必将带来更多OT和IT的案例,工厂的数字化转型会进一步加速。


人工智能


如果说机器人是未来工厂的主要角色,那么,人工智能就是实现智能制造的关键角色,通过机器学习的特别制造商更准确地预测需求模式和分配资源。换句话说,AI允许制造商根据海量的数据参考来回答问题,而不是人为猜测。


甲骨文正在将人工智能扩展到很多核心业务应用中,推出了Oracle自适应智能应用程序(Oracle Adaptive Intelligent Apps),这是一款式基于云的智能工厂应用程序,支持复杂的决策科学。据甲骨文应用产品开发执行副总裁Steve Miranda描述,Oracle自适应程序嵌入了AI算法,但这种方式对用户是隐藏的,嵌入到他们用来执行日常工作任务的软件中。


增材制造


多样化和快速制造是满足个性化需求的基本诉求,而3D打印以极其灵活的制造方式成为现代快速制造的最佳方案。经过了多年的发展,3D打印材料从塑料到金属粉沫,满足了各种模型结构生产的需求,目前已经成功应用于航天、汽车等大型工作领域。


随着3D打印机变得更便宜、更快、更准确和更好地与更广泛的材料(包括生产级材料)一起工作,它们越来越多地用于制造最终产品,而不仅仅是一个零件。这就是所谓的“增材制造”


因为3D打印机器是在给定的材料层层叠下来创建一个现成的物体,而不是削减、切割、钻孔和锤击材料的方式,这样将节省大量的材料。3D打印打开了大规模生产个性化产品的大门,从一双适合个人用户运动鞋,到汽车保险杠都可以根据用户的需求设计和定制。


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