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机器人的兴起:金属制造业三大趋势


机器人和人工智能(AI)是制造业新时代的核心,也是推动数字化工业发展的驱动力。机器人和人工智能在许多行业发挥着普遍重要的作用—提升准确性和一致性、缩短生产量、提高产品质量。越来越多的金属制造业工厂和实验室均使用机器人和人工智能技术,以提高效率和连接性。

普华永道PwC的一项调查结果显示,早在2014年,全球59%的制造商便以某种形式使用机器人技术。据世界机器人统计报告,截止2017年,受金属制造业的异常增长(+55%)推动,工业机器人的销售额以每年30%的速度增长。

如今,随着我们的生产越来越接近全自动化,需求也在进一步加速增长,我们的工作效率日益上升,不断减少了伤害和工人疲劳情况。

以下是我们在金属制造领域发现的关于机器人如何改变方式的三大趋势:

1、创造效率——协作机器人的兴起

当前,国内外的各制造业企业不仅要面对来自消费者日益增长的物质需求,更要应对资源和环境等带来的挑战。因此,依靠现有的制造技术水平是不足以满足消费者对物质的需求及应对环境所带来的负面影响。为了妥善处理这类问题,解决制造业面临的瓶颈,就必须对制造工业进行一场科技改革。随着科技的不断进步,以互联网、大数据、物联网等为主的新一代信息技术的飞速发展,各种现代化、智能化技术越来越广泛地应用在制造业上,推动着制造业不断创新发展,同时也成为新工业革命强有力的推动力量。智能制造作为新工业革命的关键技术,与传统制造业相比,其不仅在发展理念上有着重大的改变;在制造方式上更是通过融合了ICT技术来实现制造的智能化。当然,新一代的制造技术还处于发展和不停探索阶段,但其对制造业的发展路径、体系及产业形态已经产生根本性跨越,并推动着制造业迈向新的时代。

除引入完全自动化的生产线外,一些行业还引入了协作机器人,这些机器人可与人们一起工作。事实证明,由人类和机器人组成的制造团队能填补人类空闲时间并显著提高整体效率。

如今,许多制造商均面临铸造厂劳动力短缺的挑战。相反,我们发现机器人能承担脏乱、枯燥和危险的任务,继而为他们的人类“同事”提供更多的机会来处理更高级别的任务,同时提供更多一致性,从而提高质量。

另一示例,大型零件制造商(例如卡车、越野车和农业、建筑和采矿设备的铸件和框架)。在通常情况下,此类制造商的能力受到限制,无法快速、稳定、安全地制造和移动500kg重的部件。因此,大型零件制造商转向利用机器人进行机器装卸、零件搬运、焊接、喷漆和组装,以提高生产能力和质量。

2、全天候厂房和实验室

在金属制造过程中,可对机器人进行编程以便其在无人值守的情况下全天候运行,从而实现完全不间断的生产。在不断倡导“绿色”制造或可持续制造实践的世界里,机器人的强大之处在于其能在黑暗和寒冷环境中进行工作,从而节约成本和能源。

随着互联网的发展和普及,制造业也变得越来越数字化和虚拟化,且许多创造性技术也将在虚拟空间中进行。虽然对于专有技术的实体制造可以得到知识产权的保护,但在数字化空间里的资源可能是高度透明的,这就允许企业间可以相互共享资源。目前,共享资源模式已在其它行业中取得了阶段性成功,例如:为缓解交通压力减少私家车出行的共享汽车和共享单车,还有住宿服务领域的Airbnb等共享行业。因此,在未来的智能制造领域也将会出现共享制造设备、软件、知识及共享协作建模等共享模式。

在制造业中除了制造设备之外,运输也是一种很重要的资源,且任何制造都离不开运输。运输可分为两类:

外部运输,主要是指向公司提供供应服务和公司产品对外分销服务;内部运输,主要是指材料在生产流程中的运输。从制造的角度来看,无论是外部运输还是内部运输都是一种非增值活动。而运输的距离是相对固定的,因此,引发了一种可降低运输成本的想法,即共享运输:一种利用互联网将制造与供应和分销连接组成的运输网络,可同时为多家供应端和配送提供一个最优解决方案。资源共享的利用无疑是推动制造业发展的重要因素之一。

机器人可在厂房识别流入和流经工厂或实验室的材料,测试样品以确保质量控制—在操作人员和实验室结果之间进行实时反馈,使操作人员能够在几分钟内做出反应,有些操作人员可能无需离开岗位便能做出必要的调整。机器人可从事所有艰苦的工作,同时不会感到疲劳—机器能像分析仪器一样辛勤工作。

3、云机器人技术

云机器人技术属于新兴领域,能使机器人将机器人功能与人工智能和虚拟现实等其他数字工具相结合。云机器人技术亦能使机器人在连接云端的情况下共享信息和实时数据。

“云制造”是一种创新型制造方法,是指在物联网、面向服务技术支持下将制造资源转化为可共享和一种以客户为中心的先进制造模式。它利用按需访问和分布式制造方式实现最优资源加载响应和提高产品制造效率,同时它也涵盖了产品从设计、制造、测试到维护整个生命周期。因此也被称为一个集智能生产和管理的制造系统。

在云制造中,利用虚拟化技术将生产资源上传到云服务系统中,利用相关互联网技术对上传的资源进行分类和封装,并提供用户访问和调用资源等各项服务,实现资源的共享和流通。同时也促进云制造的发展,为智能制造提供技术上的支持。

在金属制造业中,信息占主导地位,云机器人技术具有保证制造质量的能力,并使得控制过程变得更简单更快。这就是为什么我们专门为用户设计软件的原因,因为该技术能够在基于云端的服务中快速、方便地发送、存储和检索分析结果,包括从某一位置管理一组仪器。

这里就不得不提“大数据”了。

“大数据”指的是因其范围广、规模大、结构复杂而无法在一定时间内用常规数据处理方法进行处理的数据集合。随着互联网技术的迅猛发展,数据的获取无处不在,大数据来源于生活中的方方面面。因此,需要特殊的技术和方法对大数据进行预测分析,从中提取出有价值的数据。在此背景下,大数据分析技术逐渐形成。虽然利用现代化工具(例如智能传感器)可以很方便获取到数据,但要实现智能制造需要对产品开发的每一个环节中的数据进行有效处理,以便在确定的开发环节中获取到正确的信息。因此大数据分析技术的关键就在于数据能否被正确处理和利用,这对实现智能制造是至关重要的。

但是谁能说在不久的将来,随着技术的发展,这些工作将不会由机器人来完成呢?这也是我们正在调查的事情。

随着大量关注于精简制造、向自动化和工业4.0迈进,机器人不断兴起,这是我们都必须适应的现实。我们的团队正与客户合作,力图在金属制造的新时代发挥分析的力量。

 


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