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自動(dòng)化是智能化的前奏 中國(guó)智造需要全球化

2016-08-07 09:21 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:微頭條/汽靈靈 來(lái)源:微頭條/汽靈靈
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  現(xiàn)今,無(wú)人工廠在汽車及飛機(jī)制造等領(lǐng)域已相當(dāng)普及。這些生產(chǎn)線幾乎都是機(jī)器人在操作,人在旁邊起輔助作用。
  不過(guò),將人工智能真正轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用并非易事,這是一個(gè)繁雜的系統(tǒng)工程。無(wú)人工廠要突破很多關(guān)鍵性技術(shù),包括柔性化的生產(chǎn)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人的控制技術(shù)、整體安全和監(jiān)控的技術(shù)、所有機(jī)器系統(tǒng)安全的監(jiān)控等。每個(gè)機(jī)器人的狀態(tài)、每個(gè)儀器的狀態(tài),有什么問(wèn)題都要提前預(yù)警。

  無(wú)人工廠中的核心裝備是工業(yè)機(jī)器人,經(jīng)歷近半個(gè)世紀(jì)的迅速發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)日趨成熟,已在諸多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,諸如汽車制造、機(jī)械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)都涉及工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。
  工業(yè)機(jī)器人及其他自動(dòng)化技術(shù)代表工業(yè)自動(dòng)化的高階應(yīng)用,而最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化、無(wú)人化,還有很長(zhǎng)一段距離。
  工業(yè)價(jià)值鏈的系統(tǒng)整合是工業(yè)無(wú)人化的關(guān)鍵。工業(yè)價(jià)值鏈主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)等幾個(gè)部分,以前這些都是單獨(dú)實(shí)施的。如今,各種新技術(shù)把這些獨(dú)立的部分整合起來(lái)。制造業(yè)的未來(lái)在于,從這些技術(shù)當(dāng)中找到最佳結(jié)合點(diǎn),并學(xué)會(huì)將它們作為一個(gè)完整系統(tǒng)運(yùn)用起來(lái)。這樣就能獲得整合系統(tǒng)的整體優(yōu)勢(shì),從而推動(dòng)制造效率的大幅提升。

  要做到這一點(diǎn),需要制造廠商把手頭的所有高科技工具匯合起來(lái),這非常考驗(yàn)綜合技術(shù)能力。
  如果說(shuō)工業(yè)無(wú)人化的關(guān)鍵在于工業(yè)價(jià)值鏈的系統(tǒng)整合,在于智能制造,那么智能制造的核心就是從“智眼”到“智人”。
  未來(lái)制造業(yè)必定向著越來(lái)越精致化、人性化、個(gè)性化的方向發(fā)展,必定要走向無(wú)人生產(chǎn)、靈動(dòng)制造之路。這都要靠智能制造來(lái)實(shí)現(xiàn),其核心競(jìng)爭(zhēng)力比的是“快速和精準(zhǔn)”。智能制造核心是“智”,就是信息獲取的快和準(zhǔn)、信息處理的快和準(zhǔn)。如同武功高手之間的對(duì)決,拼的是“手眼身法步”,而“眼力”和“招法”是核心關(guān)鍵。
  工業(yè)價(jià)值鏈的系統(tǒng)整合,需要視覺(jué)與圖像技術(shù)相結(jié)合,就是給工業(yè)設(shè)備安裝一雙超級(jí)“智眼”。未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)將以“智眼”為核心,裝備在千千萬(wàn)萬(wàn)、形形色色的設(shè)備上,指揮各種各樣的“手、腳、身體”動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)“深度感知、智慧決策、自動(dòng)執(zhí)行”,成為“智人”。

  設(shè)想一下,在一個(gè)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)車間,各種芯片和元器件的尺寸已經(jīng)從幾毫米幾十毫米縮小到幾微米幾十微米,元器件的焊接和組裝在視覺(jué)系統(tǒng)的引導(dǎo)下由機(jī)器人進(jìn)行精密操作,由于器件的尺寸和質(zhì)量都減小了幾百倍,裝配速度大幅提高,每秒鐘可以完成上百次動(dòng)作,生產(chǎn)效率提高了百倍。
  視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多角度立體成像,大范圍毫米級(jí)成像和超精密微米級(jí)成像相結(jié)合,整個(gè)系統(tǒng)同時(shí)獲取的圖像信息都可以實(shí)時(shí)處理,并綜合完成目標(biāo)定位,精確測(cè)量,發(fā)出精確動(dòng)作指令。一旦某個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)焊點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題了,比如合格焊接面積2微米,實(shí)際只達(dá)到了0.85微米,這將導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)淖杩乖龃蠖构ぷ黝l率達(dá)不到正常范圍,視覺(jué)系統(tǒng)立即導(dǎo)引檢驗(yàn)機(jī)器人,剔除廢品至分支工序進(jìn)行修復(fù)。組裝車間各個(gè)成像單元監(jiān)控各種環(huán)境指標(biāo),并把全部圖像數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)綜合到中央信息服務(wù)器。問(wèn)題找到了,立即進(jìn)行故障隱患排除,系統(tǒng)飛速運(yùn)轉(zhuǎn)如常。
  智能制造需要“快速和精準(zhǔn)”的視覺(jué)成像,實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、智能測(cè)量、智能檢測(cè)和智能互聯(lián)。
  智能識(shí)別是為下一步操作找到目標(biāo),目標(biāo)識(shí)別要從大量信息中找到關(guān)鍵特征,需要把海量信息快速收斂,其智能程度要求高,準(zhǔn)確度和可靠度是關(guān)鍵,這取決于智能測(cè)量的精準(zhǔn)度。在測(cè)量的基礎(chǔ)上完成。
  智能檢測(cè),根據(jù)測(cè)量結(jié)果和目標(biāo)之間的偏離度,判斷合格與否,但是檢測(cè)往往不是單一指標(biāo)的結(jié)果比較,需要多信息多指標(biāo)綜合分析判斷。
  智能互聯(lián),或者說(shuō)萬(wàn)物互聯(lián)(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)),是基于大數(shù)據(jù)而來(lái)的。數(shù)據(jù)互聯(lián)就像人的大腦神經(jīng)元,當(dāng)信息和節(jié)點(diǎn)超過(guò)一定數(shù)量,就能產(chǎn)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)造能力。工業(yè)大數(shù)據(jù)很大一部分源于視覺(jué)成像,當(dāng)圖像的海量數(shù)據(jù)在多節(jié)點(diǎn)采集互聯(lián),同時(shí)將人員、設(shè)備、生產(chǎn)物資、環(huán)境、工藝等數(shù)據(jù)互聯(lián),就會(huì)衍生出深度學(xué)習(xí)、智能優(yōu)化、智能預(yù)測(cè)等創(chuàng)新能力,顯示出大數(shù)據(jù)和智能制造的真正威力。

  低成本的產(chǎn)品定制化
  德國(guó)產(chǎn)業(yè)界將200年工業(yè)革命的歷史進(jìn)程劃分為四個(gè)階段:以蒸汽機(jī)為標(biāo)志的機(jī)械化工業(yè)革命1.0,使人的體力被解放和大幅提升;以電力為標(biāo)志的電氣化工業(yè)革命2.0實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模流水線作業(yè),開(kāi)創(chuàng)了產(chǎn)品批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的新模式;以微電子和計(jì)算機(jī)為標(biāo)志的自動(dòng)化工業(yè)革命3.0實(shí)現(xiàn)了程序化自動(dòng)化生產(chǎn),不但解放了體力勞動(dòng),還部分接管了腦力勞動(dòng),工業(yè)邁入少人化;工業(yè)4.0則是向兩大方向深度推進(jìn),產(chǎn)品端是定制化,制造端是智能化、無(wú)人化。
  不要簡(jiǎn)單以為在生產(chǎn)車間內(nèi)用一款機(jī)器人代替車間工人的流水化操作就是智能工廠,或是工業(yè)無(wú)人化。
  真正的智能制造和工業(yè)無(wú)人化遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此。它們是制造企業(yè)從單一產(chǎn)品制造向智能制造生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建、向產(chǎn)品加服務(wù)轉(zhuǎn)型的探索。通過(guò)智能化、無(wú)人化改造,客戶個(gè)性化產(chǎn)品單個(gè)生產(chǎn)的費(fèi)用可以變得和大批量生產(chǎn)的費(fèi)用一樣。
  將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的高級(jí)階段,是在未來(lái)工廠中每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見(jiàn)、高度透明,整個(gè)車間悄然高效地運(yùn)轉(zhuǎn)的,工業(yè)機(jī)器人與其他自動(dòng)化設(shè)備不僅彼此協(xié)作,還與遍布全球的員工、客戶以及智能分析動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作。

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