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工業(yè)制造行業(yè)的8大自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景


 

當前,制造行業(yè)正在經(jīng)歷從人工協(xié)助作業(yè)到完全自動(dòng)化的轉變,從而產(chǎn)生了諸如“工業(yè)自動(dòng)化”“智能工廠(chǎng)”等詞。而且有些現代大規模的制造都是自動(dòng)化操作完成的,僅需要很少的人工輔助或根本不需要人工。為了滿(mǎn)足現代化的需求,工業(yè)自動(dòng)化無(wú)疑是一種必然的趨勢。

無(wú)論是“工業(yè)4.0”“中國制造2025”等政策還是新興的多元化經(jīng)濟市場(chǎng),不僅增加了人們的日益關(guān)注度而且是推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化的主要因素。

該市場(chǎng)的不斷增加可歸功于不斷發(fā)展的技術(shù)支持?,F代制造業(yè)中關(guān)鍵的技術(shù)有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、機器人技術(shù)、人工智能、大數據、云端、網(wǎng)絡(luò )安全、新材料與材料制造以及建模,仿真,可視化和浸入等。

在這些技術(shù)支持下的制造工廠(chǎng)具有高生產(chǎn)率、準確性、安全、高質(zhì)量、智能、重復性等優(yōu)勢。如某些制造業(yè)的自動(dòng)化工廠(chǎng)使用智能機器來(lái)執行制造過(guò)程,通過(guò)最少的人工參與度來(lái)完成符合產(chǎn)品耐用性、速度和精度等要求的任務(wù)。

1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet of Things)是將具有感知、監控能力的各類(lèi)采集、控制傳感器或控制器,以及移動(dòng)通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節,從而大幅提高制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本和資源消耗,最終實(shí)現將傳統工業(yè)提升到智能化的新階段。從應用形式上,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用具有實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化、嵌入式(軟件)、安全性、和信息互通互聯(lián)性等特點(diǎn)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可利用相關(guān)信息通過(guò)平板電腦、智能手機和其他設備以完成基本任務(wù)。例如企業(yè)可通過(guò)數據分析將其業(yè)務(wù)更改為更簡(jiǎn)化和更適應的方式,以實(shí)現長(cháng)期或短期目標。由于這種超級連通性,所有部門(mén)都可以加快響應速度,并提高了各種操作的敏捷性。

智能設備不僅在實(shí)時(shí)捕獲和分析數據方面表現出色,而且在推動(dòng)業(yè)務(wù)決策的重要信息方面也更加準確和具有時(shí)效性。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在質(zhì)量控制、可追溯性、可持續性、整體供應鏈效率、預測性維護、資產(chǎn)跟蹤、改進(jìn)現場(chǎng)服務(wù)、增強客戶(hù)滿(mǎn)意度以及設施管理中發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。

2.機器人技術(shù)

機器人(Robot)是自動(dòng)執行工作的機器裝置。它既可以接受人類(lèi)指揮,又可以運行預先編排的程序,也可以根據以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)工作的工作,例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè),或是危險的工作。

國際上對機器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來(lái)說(shuō),人們都可以接受這種說(shuō)法,即機器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現各種功能的一種機器。聯(lián)合國標準化組織采納了美國機器人協(xié)會(huì )給機器人下的定義:“一種可編程和多功能的操作機;或是為了執行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統。”它能為人類(lèi)帶來(lái)許多方便之處!

隨著(zhù)越來(lái)越多的實(shí)體工廠(chǎng)變得更智能、更高效,機器人將在制造業(yè)中占據更重要的地位。并且隨著(zhù)機器人技術(shù)的進(jìn)步,這些機器可以表現出更復雜優(yōu)秀的功能,包括機器的學(xué)習記憶、更高的靈活性以及更有效的協(xié)作能力。機器人已被視為制造的重要組成部分,機器人的存在帶來(lái)了令人難以想象的優(yōu)點(diǎn)。

3.人工智能

人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫(xiě)為AI。它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。

人工智能是計算機科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應的智能機器,該領(lǐng)域的研究包括機器人、語(yǔ)言識別、圖像識別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統等。人工智能從誕生以來(lái),理論和技術(shù)日益成熟,應用領(lǐng)域也不斷擴大,可以設想,未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品,將會(huì )是人類(lèi)智慧的“容器”。人工智能可以對人的意識、思維的信息過(guò)程的模擬。人工智能不是人的智能,但能像人那樣思考、也可能超過(guò)人的智能。

人工智能技術(shù)已經(jīng)以無(wú)人駕駛和工業(yè)機器人的形式出現在我們的日常生活中。制造應用中的技術(shù)或將成為分析大量數據并進(jìn)行預測性維護的新標準。

人工智能將對制造業(yè)和自動(dòng)化產(chǎn)生巨大的影響,例如AI算法可用于優(yōu)化制造供應鏈,從而幫助公司企業(yè)預測市場(chǎng)變化;可通過(guò)位置查找、天氣模式、消費行為、政治地位、社會(huì )經(jīng)濟和宏觀(guān)經(jīng)濟因素等聯(lián)系在一起,對市場(chǎng)需求進(jìn)行估算。

4.大數據

研究機構Gartner給出了這樣的定義,“大數據”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現力和流程優(yōu)化能力來(lái)適應海量、高增長(cháng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。

大數據需要特殊的技術(shù),以有效地處理大量的容忍經(jīng)過(guò)時(shí)間內的數據。適用于大數據的技術(shù),包括大規模并行處理(MPP)數據庫、數據挖掘、分布式文件系統、分布式數據庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴展的存儲系統。

就產(chǎn)品的種類(lèi)和深度而言,制造業(yè)是最復雜的行業(yè)。在制造中使用大數據的企業(yè)可以應對全球發(fā)展挑戰,例如在新地點(diǎn)開(kāi)設新工廠(chǎng),將生產(chǎn)轉移到其他國家。

我們存儲和捕獲數據的方式每天都在變化,所以出現了共享、傳輸、更新、搜索、可視化查詢(xún)和信息隱私方面的新標準,制造企業(yè)需要采用更強大的技術(shù)來(lái)跟上數據更新的步伐,因此企業(yè)資源計劃(ERP)的出現為企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展提供至關(guān)重要的作用。

5.云端技術(shù)

云技術(shù)(Cloud technology)基于云計算商業(yè)模式應用的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺技術(shù)、應用技術(shù)等的總稱(chēng),可以組成資源池,按需所用,靈活便利。

云技術(shù)是新興技術(shù),由于它不是在本地維護,也無(wú)法使用傳統方法進(jìn)行存儲、監視或保護,但由于它允許遠程和其進(jìn)行更有效地實(shí)時(shí)協(xié)作,所以基于云的技術(shù)或將成為未來(lái)公司企業(yè)的主要運營(yíng)方式。

與傳統數據系統相比,云技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一是云計算更快,減少了維護并提高了可管理性。例如SaaS模式的云計算ERP可以讓客戶(hù)根據并發(fā)用戶(hù)數量、所用功能多少、數據存儲容量、使用時(shí)間長(cháng)短等因素不同組合按需支付服務(wù)費用,不用支付軟件許可費用,不需要支付采購服務(wù)器等硬件設備費用,不需要支付購買(mǎi)操作系統、數據庫等平臺軟件費用,不用承擔軟件項目定制、開(kāi)發(fā)、實(shí)施費用,也不需要承擔IT維護部門(mén)開(kāi)支費用,實(shí)際上云計算ERP正是繼承了開(kāi)源ERP免許可費用只收服務(wù)費用的最重要特征,是突出了服務(wù)的ERP產(chǎn)品。

6.網(wǎng)絡(luò )安全

隨著(zhù)越來(lái)越多的企業(yè)公司運營(yíng)轉向基于云的解決方案,并且越來(lái)越嚴重地依賴(lài)機器人勞動(dòng)力,維護系統的完整性和安全性將成為一個(gè)更大的問(wèn)題。并且隨著(zhù)越來(lái)越多的制造企業(yè)通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)同時(shí)構建、集成他們的系統,也將會(huì )出現更多信息安全威脅的漏洞。

而且,制造企業(yè)是不斷推進(jìn)自動(dòng)化進(jìn)程建設的中堅力量,因此在日益不安全的數字環(huán)境中,他們亟須提高安全性。

為了解決這些漏洞,制造業(yè)和其他行業(yè)正在密切關(guān)注基于云的ERP系統。并且隨著(zhù)時(shí)間的推移,各種規模的企業(yè)都將依賴(lài)基于云的ERP系統?;蛟S未來(lái)基于云的安全性是現代ERP系統功能的重要組成之一。然而,處理基于云的ERP的安全問(wèn)題是一個(gè)具有挑戰性和復雜性的過(guò)程。

7.先進(jìn)材料與增材制造

增材制造以3D打印這一更通用名稱(chēng)而聞名,這是一種新興的先進(jìn)制造技術(shù)。3D打印現在可以在不到一天的時(shí)間內構建出大型而復雜的結構,而以前這個(gè)過(guò)程往往需要數周才能完成。

使用新型特殊消耗材料是增材制造(例如3D打?。┑闹饕l(fā)展方向,該技術(shù)對于金屬而言更容易,而對高強度合金、陶瓷、納米陶瓷而言則相對較難。

如今,增材制造有可能為制造企業(yè)提供新的復雜設計和生產(chǎn)能力,使制造商能夠生產(chǎn)定制產(chǎn)品并更快地交付產(chǎn)品。

8.建模、仿真、可視化和浸入

在討論任何制造企業(yè)的發(fā)展時(shí),操縱、分析和利用數據非常重要。企業(yè)可以通過(guò)新形式的建模、仿真、可視化和交互浸入,利用新技術(shù)來(lái)更有效地展現和預測場(chǎng)景。

建模、浸入式工具和可視化等一些創(chuàng )新技術(shù)可用于許多依賴(lài)于大數據的企業(yè),其中包括科學(xué)、制造業(yè)、醫療、能源和金融等。

這些創(chuàng )新型的展現,不僅僅是數據,更是可以幫助團隊技術(shù)發(fā)展、提高任務(wù)成功率的有效方式。

借助工業(yè)4.0、中國制造2025等,我們已經(jīng)達到了革命性行業(yè)的下一個(gè)里程碑。工業(yè)界將新興技術(shù)與制造業(yè)自動(dòng)化、數據交換之間的既定趨勢聯(lián)系起來(lái),致力于將網(wǎng)絡(luò )系統帶入主流并將其置于制造業(yè)的最前沿,因此也被稱(chēng)之為第四次工業(yè)革命。

而且隨著(zhù)現代被概念化和已經(jīng)實(shí)現的技術(shù),工業(yè)5.0已經(jīng)出現?;谥悄茉O備的支持,更多數據的處理、訪(fǎng)問(wèn)能力不斷提高,我們的工廠(chǎng)將變得更高產(chǎn)、更高效、更節能,最終步入一個(gè)新的時(shí)代。

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