隨著人類文明的不斷進步，我們已經(jīng)逐步開始向高端智能發(fā)展。工業(yè)領(lǐng)域經(jīng)歷了1.0的蒸汽機時代、2.0的電氣化時代、3.0的信息化時代，再到4.0的利用信息化技術(shù)促進產(chǎn)業(yè)變革的時代，也就是智能化時代，工業(yè)制造呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。
工業(yè)4.0：指的是實體資產(chǎn)、自動化以及數(shù)碼信息的智能集成，其目的是讓那些與生產(chǎn)相關(guān)的實時性信息對所有決策制定者而言是透明的。透過精確的信息及減少浪費的高效系統(tǒng)，可快速做出決策。
一系列技術(shù)的融合使得制造業(yè)從基于最低勞動力成本的單一流程，轉(zhuǎn)向基于客戶需求的更加個性化、自動化和本地化的價值鏈。不得不說，第四次工業(yè)革命使生產(chǎn)效率得到了明顯提高，改變了制造業(yè)的未來，不過，這場變革還遠未結(jié)束。
目前，在世界范圍內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)公司正在試驗著八種不同的工業(yè)4.0解決方案，主要涉及連接性、智能性和靈活的自動化等。
隨著新的一年開始，社會各界深入研究總結(jié)了10種智能工廠的趨勢，而這些趨勢將在2019年得到更廣泛的驗證，不妨一起來看看！
1、協(xié)作機器人將促進勞動力增長
工廠自動化的新浪潮正在進行，機器人正在進入新的領(lǐng)域，為制造商創(chuàng)造新的價值。在某種程度上，這一趨勢是由協(xié)作機器人(Cobots)的出現(xiàn)所推動的，這些機器人比以前的機器人更便宜、更機動、更靈活，而且可以安全地與人類同事一起工作。
國際機器人聯(lián)合會(IFR)發(fā)布的關(guān)于全球工業(yè)機器人市場狀況的年度報告顯示，2018年汽車制造商仍是工業(yè)機器人的最大客戶，其所購的機器人數(shù)量增長了22%，達到了近125700臺的新高峰，占總供應(yīng)量的三分之一。
歐洲是工業(yè)機器人密度最高的地區(qū)，平均每萬名雇員有106個機器人，而德國每萬名雇員有322個機器人密度。IFR預(yù)測，未來三年，德國工業(yè)機器人的年增長率將達到5%。隨著技術(shù)的發(fā)展，使用機器人的機會和商業(yè)案例將會更多，并且變得更加經(jīng)濟實惠。新的技術(shù)和商業(yè)模式使機器人技術(shù)適用于更多的企業(yè)。
2、機器人即服務(wù)是可行的
“機器人即服務(wù)”(Robotics As A Service)的理念正在制造業(yè)和物流領(lǐng)域取得進展，這是一種完全創(chuàng)新的機器人應(yīng)用模式。特別適用于資金、人力匱乏但想增加效益的小型企業(yè)，它是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最具效益的營運模式。
機器人即服務(wù)的理念正在制造業(yè)中迅速崛起，根據(jù)ABI研究公司2018年5月的一份報告，機器人即服務(wù)是一個有彈性的概念，對不同的供應(yīng)商來說意味著不同的東西。但一般說來，它被廣泛地用來描述一種基于租用或租賃機器人的商業(yè)模式，而不是要求客戶提前付費才能擁有機器人。
機器人即服務(wù)的理念使供應(yīng)商把維護和升級納入按需服務(wù)體系，這意味著隨著智能、更靈活、可編程的機器人的出現(xiàn)，用戶不再被快速貶值的資產(chǎn)所困擾。
3、云機器人和 API 將給制造商更大的控制權(quán)
機器人控制和開發(fā)環(huán)境正變得更加開放。API使最終用戶能夠根據(jù)自己的需要定制和優(yōu)化機器人解決方案，并廢除專有的控制系統(tǒng)。微軟最近宣布，Windows支持機器人操作系統(tǒng)（ROS）接入以及工業(yè)聯(lián)盟的成員的加入。這標(biāo)志著工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展有著更大的可能性。
ROS是一個靈活的框架，允許開發(fā)人員為高級機器人行為編寫編程。此舉將使微軟與OpenRobotics和Ros工業(yè)聯(lián)盟合作，將機器人操作系統(tǒng)引入Windows。微軟還加入了一個聯(lián)盟，該聯(lián)盟致力于將ROS的先進能力擴展到制造業(yè)，并提高工業(yè)機器人的生產(chǎn)率和投資回報。
將不同的研究小組和擁有不同互補技能的公司匯聚在一起，對于工業(yè)機器人更成功更廣泛的應(yīng)用至關(guān)重要。
企業(yè)計算不再完全以云計算為中心，制造商和解決方案提供商越來越希望在盡可能接近云計算的地方完成數(shù)據(jù)處理。機器人技術(shù)和邊緣計算將在未來的工業(yè)4.0中有著內(nèi)在的聯(lián)系。
與此同時，云機器人使得機器人在世界任何地方均可被遠程控制。使全球勞動力之間的協(xié)作更加靈活和高效。在未來的幾年里，語音控制將通過能夠處理自然語言的人工智能助手，開始發(fā)揮更大的作用，促進工廠工人進行更適宜的合作。
4、人工智能和高級分析技術(shù)將變得無處不在
先進的分析和人工智能可提供更好的決策。例如預(yù)測維護、數(shù)字質(zhì)量管理和人工智能驅(qū)動的需求預(yù)測。然而，僅僅將數(shù)據(jù)收集作為目的是沒有什么好處的，這些洞察力必須具有一定的商業(yè)價值。這通常涉及從傳感器和執(zhí)行器獲取新的數(shù)據(jù)，并將其與遺留機器和其他系統(tǒng)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)相結(jié)合。
人工智能在智能工廠中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，幫助制造商預(yù)測需求模式，更準(zhǔn)確地分配資源。換句話說，人工智能使制造商根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)來預(yù)測分析，而不是人為的猜測。
5、邊緣計算將會有新的用例
十多年來，消費者和企業(yè)技術(shù)用戶一直沉浸于云中。但隨著5G、自主性和實時分析等需求的工作量不斷增加，企業(yè)開始轉(zhuǎn)向別處尋找合適的計算需求。
不斷增長的數(shù)據(jù)和實時分析需求已經(jīng)產(chǎn)生了邊緣計算和其他分布式方法。通過將數(shù)據(jù)存儲和分析功能放在邊緣，盡可能靠近傳感器、水泵、發(fā)電機或任何對操作至關(guān)重要的硬件。
因此，消費者和企業(yè)都在轉(zhuǎn)向所謂的邊緣環(huán)境，例如戴爾和微軟在物聯(lián)網(wǎng)投資數(shù)十億美元于邊緣計算服務(wù)，使處理和智能更接近需要。
簡而言之，減少基于云的網(wǎng)絡(luò)延遲便減少了網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的響應(yīng)時間，這意味著對關(guān)鍵過程的數(shù)據(jù)和分析保持最新狀態(tài)。
6、網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)更優(yōu)先考慮
據(jù)英國《金融時報》報道，近一半的英國制造會受到網(wǎng)絡(luò)攻擊；網(wǎng)絡(luò)安全的威脅也阻礙了制造商對數(shù)字技術(shù)的投資，三分之一的受訪者表示對實施數(shù)字改進和改造計劃感到緊張；12%的制造商根本沒有采取任何措施來減少網(wǎng)絡(luò)威脅。
在整個2019年，制造商將撥出更大的預(yù)算，以確保任何數(shù)字創(chuàng)新都通過設(shè)計獲得安全，并定期針對網(wǎng)絡(luò)安全威脅進行更新。
隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊變得越來越普遍，網(wǎng)絡(luò)攻擊分子的能力也越來越強，制造商必須迅速行動起來，否則就會面臨嚴重的財務(wù)損失和聲譽受損的風(fēng)險。
7、5G和多址邊緣計算將幫助工人掌握更多信息
在英國，最新的預(yù)算顯示，光纖和5G的投資金額將從2017年、2018年的2500萬英鎊增加到2023年、2024年的2.9億英鎊。
制造商越來越偏向使用移動技術(shù)，讓工廠員工可以從大量數(shù)據(jù)點獲取數(shù)據(jù)分析和重要警報。自動機器人和其他過程也依賴于快速、可靠的連接。隨著在2019年推出商用5G，制造商有更多選擇和機會利用無線連接來滿足其不斷擴展的數(shù)據(jù)和自動化需求。
設(shè)備制造商們正在為更多的信息互通和移動勞動力創(chuàng)造條件。通過手機和平板電腦，員工可掌握這些自動化、智能化的應(yīng)用程序，這有助于提高效率、協(xié)作和決策的效益。
其中一個元素是多訪問邊緣計算(或移動邊緣計算)。它將云計算能力置于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的邊緣，避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞，降低了成本。期望5G能與這項技術(shù)相融，并擴大其用途。
8、數(shù)字孿生將在制造業(yè)和供應(yīng)鏈中得到更廣泛的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)有一個關(guān)鍵的技術(shù)——數(shù)字孿生。數(shù)字孿生可以讓企業(yè)在虛擬環(huán)境中對機器和網(wǎng)絡(luò)進行建模，并在問題發(fā)生之前利用它們來預(yù)測問題，從而提高生產(chǎn)效率。
當(dāng)與監(jiān)測溫度、壓力、RPM和其他關(guān)鍵因素的傳感器相結(jié)合時，移動設(shè)備會發(fā)出相應(yīng)的警報，從而工作人員可以更有效地預(yù)防問題，并更快的做出反應(yīng)。
一項可行的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略將確定這類使用案例，計算物聯(lián)網(wǎng)可能作出的改進，將數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程有效結(jié)合起來，并根據(jù)實施和維護新技術(shù)的成本來衡量它們。
9、3D 打印將用于制造最終產(chǎn)品
隨著3D打印機變得成本更低、速度更快、更精確、更能與廣泛的材料(包括生產(chǎn)級的)一起工作，它們越來越多地被用于制造最終產(chǎn)品，而不僅僅是模型。
這被稱為“加法制造”，因為這些機器將給定的材料層層放置，以創(chuàng)造一個現(xiàn)成的對象。隨著生產(chǎn)工具的效率提高，生產(chǎn)成本也降低了不少。
2019年，GKN和大眾計劃為汽車3D打印小部件，最初是在小范圍內(nèi)開發(fā)這項技術(shù)。與此同時，大規(guī)模生產(chǎn)汽車的第一批結(jié)構(gòu)部件預(yù)計將在未來兩到三年內(nèi)完成。2018年是許多制造商突破原型制造的一年。2019年將在此基礎(chǔ)上發(fā)展，技術(shù)將變得更具有能力和成本效益，設(shè)計師將會利用它的優(yōu)勢來進行生產(chǎn)制造工具。
10、工業(yè) 4.0 將助跑可穿戴設(shè)備
工業(yè)4.0主要是為了使工廠變得更有效率，并為其提供獲取關(guān)鍵信息的便捷途徑。這一點在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域很明顯，在這個領(lǐng)域，制造商開始使用數(shù)字性能管理和增強現(xiàn)實(AR)來實時地將正確的信息傳遞給合適的人。這些策略有助于交流交互式工作說明和標(biāo)準(zhǔn)操作程序。
AR已經(jīng)在世界各地的智能工廠中投入使用，不少的工業(yè)公司也在進行試點。AR每年為電腦軟件和服務(wù)公司PTC創(chuàng)造的價值已經(jīng)達到2000萬美元。
隨著成功案例越來越頻繁地出現(xiàn)，2019年可能會有無數(shù)的AR試點計劃在整個制造業(yè)內(nèi)推出。在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，我們可以期待靠緊身衣來判斷工廠工人的安全和效率。
隨著越來越多的工廠員工為數(shù)字系統(tǒng)所裝備，跟蹤運動服和其他可穿戴設(shè)備將使員工能夠更好地與此類系統(tǒng)進行交互，并使員工能夠更深入地集成到前瞻性制造商的以數(shù)據(jù)為中心的戰(zhàn)略中。
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