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运动控制精确到零点几毫米的机器人背后,是站在巨人肩膀上的工业4.7

发表于:2019-06-20 14:09 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  前沿科学的基础研究、技术开发、以及商业和政策推动力将促进新材料和新技术的不断应用,进而提升制造业的竞争力。从全球来看,这主要体现在生产流程、自动化与精密制造、新材料与多尺度制造系统、测量测试、制造系统和可持续发展等领域的创新与进步。

  面对劳动力、土地和能源短缺以及环境问题日益严峻等挑战,制造业亟需降低成本、提升质量和生产效率,在高度网络化、协作化的生态系统中实现可持续发展。在这一过程中,技术和创新将发挥关键作用。

  以下是ABB(中国)有限公司董事长兼总裁顾纯元博士,演讲主题为物联网+、工业4.0,与制造业的未来的主题分享,由创业邦和中欧国际工商学院发言共同整理而成:

  影响制造业的几个因素

  制造业是非常高度竞争性的行业,不像有些行业比较垄断,有些门槛,制造业本身笼统的讲,是高度竞争化的企业。制造业需要关注的一些挑战,提高质量、降低成本、提高生产力、实现可持续发展,100多年来,这是永恒的话题。

  不同时期的挑战是不一样的,衍生出了不同的解决方案。这也是为什么大家归纳总结了工业1.0、2.0、3.0、4.0。实际上都是为了解决提高质量、降低成本、提高生产效率、实现可持续发展。

  如今这个时代,高度网络化、协作化会对未来制造业会有什么影响?为什么叫工业4.0?

  推动制造业发展的主要推动力主要是来自三个方面

  第一、商务和政策的推动力。制造业按客户需求提供产品服务,是商务新闻。同时,政策导向也永远会对制造业产生很大影响。

  第二、制造业本身的子系统。在不同时期,子系统是不一样的。今天的子系统是物互联网+,服务人,大数据,工业机器人。

  第三、基础研究的推动力。比如材料科学,像是纳米材料、黏性材料,这类基础研究玩玩会产生颠覆性的变化。

  很多技术可以提高制造业的生产效率。目前全球发展中,更多关注生产流程的创新、自动化、精密的制造系统。但我还是要说,新的材料、测量系统以及可持续发展,同样深刻影响着制造业的未来。

  数字化不仅仅是提升效率

  好了,以上是前言。今天我们还要讲讲,数字化、自动化以及网络化会对制造业能够产生一些什么样的影响。

  过去十几年、二十年,技术发展最快的是移动通讯和云计算。今天的产品非常容易与传感器和计算机结合,再加上无线通讯就产生了智能产品。产品本身突然变成智能化,可以产生数据,可以有反馈,可以产生信息。

  中国的移动数据发展是走在世界前沿的。4G网络完全可以满足人们的对话、视频需求。未来的5G会主要满足机器跟机器之间的通讯、物与物之间的通讯。

  整个社会、行业、各个企业都在把产品智能化。等下一代通讯技术成熟了之后就会极大改变物为人所提供的服务。

  通过工业4.0与互联网的结合,我们把它叫物联网,在这个时候就把人跟服务有机的联系起来,所有的产品都是有智能的,可以通讯的,提升数据分析能力。

  数字化和自动化融合为制造业生态

  很多朋友都问,数字化跟自动化融合的切入点在哪里?我个人认为,数字化跟自动化的融合本身是一个多方位的耦合,所以它实际上并没有唯一的切入点。

  受关注较多的是生产管理系统。它是工业4.0的核心,但只是其中的一块。未来的物联网+并不是局限于用工业4.0来提高工厂效率,而是在互联网的构架下产生一个互联互通的生态环境。

  未来的系统架构要有很好的软件,可以扩展、扩容;通讯方面要考虑到各种协议的兼容性;每一个产品都能产生数据,每一台机器都可以产生数据,甚至每一台中压开关、低压开关都产生数据的时候,如何对网络流量进行控制?从广义上来讲,这些产品对于终端客户来讲所有都是资源的管理和控制。

  这就是未来的制造业。在数字化、在互联网的基础上,这个制造业生态系统里面有很多新的需求,那就是创业的商机。

  制造业革新并不完全局限于工业的自动化、机器人的自动化,而是在整个的生态系统里面,我们如何利用互联网的技术把产品通过智能传感器提供更好的价值。

  数字化之后要实现定制化

  实现数字化、自动化以后,很多人来会有一个基本需求都希望能够参与在制造、设计过程当中。

  小时候,老师让我们搭积木,做创造。其实人类的发展创造的欲望息息相关。今天随着社会的分工越来越明确,创造的机会却越来越小。

  我个人认为,随着数字化、信息化的发展,我们为我们的终端客户、消费者有一个机会能够参与在对这个产品的设计、生产当中。

  打个比方,很多人都买过车。如今跟二十年前买车,体验肯定不同了。

  今天你去4S店,会让你选颜色、选配置、选轮胎、选电子设备等等。从某种意义上来讲,你已经参与到配置的过程中,参与以后可以下订单,再到工厂生产,几个月后你就可以拿到自己最大程度上定制化的汽车。

  各位朋友有没有想过,是什么样的手段能够让人类基本的愿望得到满足呢?是什么样的制造过程能够让他满足呢?

  刚才我讲了,工业4.0工厂本身并不能完全满足你需要的定制化。还需要一点,那就是制造过程非常的灵活和柔性化。

  这有两个选择,第一个就是用人。人是最灵活的,我们可以生产各种各样的东西。

  第二个就是机器。制造业目前有两个选择,要么用人,要么用机器人。

  讲到人各位觉得好像很搞笑的,其实不是这样的。过去十几年前,西方的制造业全球化。他们把劳动密集型的制造业搬到中国来,用人的灵活性来满足制造业的柔性化需求。在未来,当劳动力短缺,劳动力成本上升,就要用以机器人为主的自动化柔性制造。

  人与机器无缝对接的可能

  刚才讲了,在数字化、互联网的基础上我们可以通过很多自动化的手段提高我们的生产效率,让客户参与生产过程当中,最好用人或者是机器。

  但还有一个选择,如何让人和机器在生产过程当中进行无缝的对接和混合。

  为什么有这种需求呢?

  打个比方,今天每个人都离不开智能手机。智能手机越来越复杂,它的产品寿命越来越短,一般就是六个月到九个月。所以逼着智能手机的厂商在不断更新换代,这个时候对制造业就产生了很大的挑战。

  一个智能手机的制造过程是非常复杂的,有焊接、装配、打磨、检测等等。全自动化至少在目前来讲几乎不可能实现。但企业有这个需求,由于劳动力成本的压力,需要提高自动化。

  我们觉得它的解决方案就是把机器和人进行混合。

  我们ABB推出的一款人机协同机器是一种新的解决方案。这一款机器人的运动控制可以精确到零点几个毫米。传统的机器和人是要分开的,现在人和机器无需隔离,人类教完之后,机器人可以重复刚才的动作。如果发生磕碰动作会停掉。通过安装视觉系统,对制造业来讲节省了很大的成本。

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