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“机器人+”时代将提前到来(5)

更好地满足个性化需求,提高生产线的柔性是制造业长期追求的目标。而实现大规模定制,需要的是动态配置的生产方式。“工业4.0”报告中描述的动态配置的生产方式主要是指从事作业的机器人(工作站)能够通过网络实时访问所有相关信息,并根据信息内容,自主切换生产方式以及更换生产材料,从而调整成为最匹配的生产作业模式。动态配置的生产方式能够实现为每个客户、每个产品提供不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送,杜绝整个链条中的浪费环节。与传统生产方式不同,动态配置的生产方式在生产之前或者生产过程中,都能够随时变更最初的设计方案。

为此,“工业4.0”描绘的智能工厂中,固定的生产线概念消失了,采取了可以动态、有机地重新构成的模块化生产方式。例如,生产模块可以视为一个“信息物理系统(CPS)”,正在进行装配的汽车能够自动在生产模块间穿梭,接受所需的装配作业。其中,如果生产、零部件供给环节出现瓶颈,能够及时调度其他车型的生产资源或者零部件,继续进行生产。也就是为每个车型自动地选择适合的生产模块,进行动态的装配作业。在这种动态配置的生产方式下,可以发挥出MES原本的综合管理功能,能够动态管理设计、装配、测试整个生产流程,既保证了生产设备的运转效率,又可以使生产种类实现多样化。

“工业4.0”描述的智能制造。自动化只是单纯的控制,智能化则是在控制的基础上,通过物联网传感器采集海量生产数据,通过互联网汇集到云计算数据中心,然后通过信息管理系统对大数据进行分析、挖掘,从而制定出正确的决策。这些决策附加给自动化设备的是“智能”,从而提高生产灵活性和资源利用率,增强顾客与商业合作伙伴之间的紧密关联度,并提升工业生产的商业价值。

全球化分工使得各项生产要素加速流动,市场趋势变化和产品个性化需求对工厂的生产响应时间和柔性化生产能力提出了更高的要求。“工业4.0”时代,生产智能化通过基于信息化的机械、知识、管理和技能等多种要素的有机结合,从着手生产制造之前,就按照交货期、生产数量、优先级、工厂现有资源(人员、设备、物料)的有限生产能力,自动制订出科学的生产计划。从而提高生产效率,实现生产成本的大幅下降,同时实现产品多样性、缩短新产品开发周期,从而最终实现工厂运营的全面优化变革。

传统制造业时代,材料、能源和信息是工厂生产的三个要素。传统制造业发展的历史,就是工厂利用材料、能源和信息进行物质生产的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命,必然导致生产方式的革命和生产力的飞跃发展。但是,随着移动互联网和云计算、大数据技术的发展,计算机到智能手机等移动终端的演进,越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联。由此衍生出物联网、服务互联网和数据网,推动着物理世界和信息世界以信息物理系统(CPS)的方式相融合。也可以说,是这种技术进步使得制造业领域实现了资源、信息、物品、设备和人的互通互联。

通过互通互联,云计算、大数据这些新的互联网技术和以前的自动化技术结合在一起,生产工序实现纵向系统上的融合,生产设备和设备之间、工人与设备之间的合作,把整个工厂内部联结起来,形成信息物理系统,互相之间可以合作、可以响应,能够开展个性化的生产制造,可以调整产品的生产率,还可以调整利用资源的多少、大小,采用最节约资源的方式。

而机器人的价值,最开始就是在工业领域普及而受到全球认可的。尤其是在汽车与电子制造产业中,机器人的安装使用,带动了生产效率的大幅提高。新一代信息通信技术的发展,催生了移动互联网、大数据、云计算、工业可编程控制器等的创新和应用,推动了制造业生产方式和发展模式的深刻变革。德国“工业4.0”战略,旨在通过深度应用信息技术和网络物理系统等技术手段,将制造业向智能化转型。

生产制造领域的工业机器人也将成为智能制造的主力军,因为,制造业是机器人的主要应用领域。在生产过程自动化,例如,汽车产业、电子制造产业的大规模量产技术中,大量使用各种机器人。

德国工业机器人的总数占世界第三位,仅次于日本和美国。机器人在德国制造业中的应用率相对较高,每四个就业岗位就有一个工业机器人。以往德国机器人产业化模式的主要特点在于分工合作,未来则是基于动态配置的生产方式,将具备一定智能的机器人个体,通过数据交互从而实现网络协同。

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[责任编辑:樊保玲]
标签: 机器人   时代