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工業(yè)4.0變革：從自動(dòng)化到智能工廠的飛躍

近年來(lái)，機(jī)器人等自動(dòng)化技術(shù)不斷進(jìn)步，給人類生產(chǎn)車間帶來(lái)巨大的變化。越來(lái)越多的企業(yè)開始利用大數(shù)據(jù)分析提升業(yè)務(wù)和績(jī)效，自動(dòng)化系統(tǒng)促進(jìn)了生產(chǎn)力的提升，降低了企業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)和增加了回報(bào)率。預(yù)計(jì)，未來(lái)商品價(jià)格可能會(huì)進(jìn)一步下降，與此同時(shí)，人類更多的工作可能會(huì)被淘汰掉。

在2017年末，位于美圖加利福尼亞州桑尼維爾的Quanergy公司新制造工廠投入使用，該工廠將智能制造理念提升到一個(gè)新的水平。Quanergy將此工廠用于生產(chǎn)LiDAR(激光雷達(dá))傳感器，此激光雷達(dá)可使自動(dòng)駕駛車輛感知周圍環(huán)境并引導(dǎo)駕駛和避免碰撞。

那么，這個(gè)工廠有什么特別之處?它擁有一個(gè)高容量的全自動(dòng)生產(chǎn)線，位于無(wú)塵室環(huán)境中。生產(chǎn)線具有最先進(jìn)的半導(dǎo)體處理和包裝設(shè)備，其中包括沿著該生產(chǎn)線連接機(jī)械的傳送系統(tǒng)，將硅晶片的原材料轉(zhuǎn)化為成品LiDAR傳感器。

據(jù)該公司介紹，該工廠還負(fù)責(zé)傳感器的自動(dòng)校準(zhǔn)和最終測(cè)試，提供高質(zhì)量和可靠性的LiDAR生產(chǎn)方案。這是一間靈活性極高的工廠，通過物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)，使制造變得更加高效，業(yè)務(wù)響應(yīng)更快速。這就是工業(yè)4.0模式的工廠，這種工廠在2018年將會(huì)出現(xiàn)更多樣本。

自動(dòng)化技術(shù)影響了一切

自動(dòng)化和智能機(jī)器人可能會(huì)重塑我們的世界。有機(jī)構(gòu)分析認(rèn)為，未來(lái)十年將有50%的工作會(huì)被機(jī)器所代替，這些職位包括了運(yùn)輸和物流行業(yè)的工人，辦公和行政崗位以及生產(chǎn)領(lǐng)域的勞動(dòng)力。隨著人工智能等技術(shù)和高端自動(dòng)化的應(yīng)用發(fā)展，許多中產(chǎn)階級(jí)也會(huì)給時(shí)代淘汰。

機(jī)器人能夠在更多短的時(shí)間內(nèi)完成工作，而且出錯(cuò)機(jī)率非常少，這將使得工廠數(shù)以千計(jì)的崗位被替代，制造業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)逐步消失。隨著與自動(dòng)化相關(guān)的技術(shù)不斷進(jìn)步，裁員將變得更加激進(jìn)。據(jù)相關(guān)研究顯示，87%的制造業(yè)失業(yè)源于工廠效率的提高，這就是經(jīng)常被引用的藍(lán)領(lǐng)工人的殺手。

自動(dòng)化創(chuàng)新解決了基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)力和勞動(dòng)力方面的緊迫問題。人工智能和自動(dòng)化將迎來(lái)一個(gè)更便宜的產(chǎn)品時(shí)代。但是，當(dāng)智能成為超級(jí)智能，比聰明人更聰明的機(jī)器將會(huì)構(gòu)成更大的風(fēng)險(xiǎn)，人們與機(jī)器將進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)階段，許多人會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)過程中輸?shù)簟?

許多人認(rèn)為，人工智能將會(huì)給社會(huì)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)在生產(chǎn)和決策上使用人工智能以提升整體效率。但從短期來(lái)看，生產(chǎn)智能化的過渡令人不安，大量的工作被代替可能會(huì)帶來(lái)破壞性的影響。

我們正在迎來(lái)一場(chǎng)前所未有的變革，隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，我們的工作方式已經(jīng)發(fā)生改變。配備了學(xué)習(xí)能力的程序，擁有自主決策計(jì)算能力的智能系統(tǒng)將消滅更多的技術(shù)和非技術(shù)類工作崗位。

工廠正在發(fā)生巨大變化

第四次工業(yè)革命浪潮正在來(lái)襲，新一代信息技術(shù)將給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)深刻的影響。從德國(guó)“工業(yè)4.0”到智能制造，互聯(lián)網(wǎng)+等概念的推出，體現(xiàn)了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)已經(jīng)是大趨勢(shì)。一方面原因是勞動(dòng)力成本上升、原材料價(jià)格上升逼使工廠必需采用更高效的自動(dòng)化解決方案。另一方面，消費(fèi)者的個(gè)性化需求在增長(zhǎng)，工廠需要建立起快速響應(yīng)多樣化需求的機(jī)制。

智能制造也是一個(gè)艱巨的過程，從機(jī)器換人到智能化、數(shù)字化的轉(zhuǎn)型升級(jí)需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間，不過未來(lái)十年可以肯定的是，工廠將發(fā)會(huì)生翻天覆地的變化，而今天這工廠的革命已經(jīng)悄然開啟。

工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為制造業(yè)重要角色，越來(lái)越多的企業(yè)采用機(jī)器人獲得更高的生產(chǎn)效率和解決人力難題。據(jù)報(bào)道，在飛利浦在荷蘭生產(chǎn)電動(dòng)剃須刀的工廠中，機(jī)器人的數(shù)量超過了生產(chǎn)工人的比例，可見機(jī)器人在某些方面已經(jīng)取代了人力。

工廠自動(dòng)化的新浪潮正在進(jìn)行，機(jī)器人正在進(jìn)入新的環(huán)境，為制造商創(chuàng)造新的價(jià)值。那么，為什么機(jī)器人會(huì)受到企業(yè)青睞?部分原因在于協(xié)作機(jī)器人，這種器人可用性高，比之前的更便宜，具靈活的移動(dòng)性和很好的安全保護(hù)，可以與人類同事一起安全地工作。

OT/IT的融合

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將孤島的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)可以為制造業(yè)績(jī)效提供有價(jià)值的見解，從而推動(dòng)了運(yùn)營(yíng)技術(shù)(OT)和信息技術(shù)(IT)的融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。在工業(yè)4.0模式下，企業(yè)可以獲得更多的見解，更緊密地遵守制造計(jì)劃，減少停機(jī)時(shí)間，并對(duì)機(jī)器問題做出更快的反應(yīng)。

2017年，已經(jīng)看到了許多行業(yè)合作伙伴關(guān)系，將OT和IT公司結(jié)合在一起，例如ABB和HP之間的合作關(guān)系。2018年必將帶來(lái)更多OT和IT的案例，工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型會(huì)進(jìn)一步加速。

人工智能

如果說(shuō)機(jī)器人是未來(lái)工廠的主要角色，那么，人工智能就是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵角色，通過機(jī)器學(xué)習(xí)的特別制造商更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)需求模式和分配資源。換句話說(shuō)，AI允許制造商根據(jù)海量的數(shù)據(jù)參考來(lái)回答問題，而不是人為猜測(cè)。

甲骨文正在將人工智能擴(kuò)展到很多核心業(yè)務(wù)應(yīng)用中，推出了Oracle自適應(yīng)智能應(yīng)用程序(Oracle Adaptive Intelligent Apps)，這是一款式基于云的智能工廠應(yīng)用程序，支持復(fù)雜的決策科學(xué)。據(jù)甲骨文應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)執(zhí)行副總裁Steve Miranda描述，Oracle自適應(yīng)程序嵌入了AI算法，但這種方式對(duì)用戶是隱藏的，嵌入到他們用來(lái)執(zhí)行日常工作任務(wù)的軟件中。

增材制造

多樣化和快速制造是滿足個(gè)性化需求的基本訴求，而3D打印以極其靈活的制造方式成為現(xiàn)代快速制造的最佳方案。經(jīng)過了多年的發(fā)展，3D打印材料從塑料到金屬粉沫，滿足了各種模型結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的需求，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于航天、汽車等大型工作領(lǐng)域。

隨著3D打印機(jī)變得更便宜、更快、更準(zhǔn)確和更好地與更廣泛的材料(包括生產(chǎn)級(jí)材料)一起工作，它們?cè)絹?lái)越多地用于制造最終產(chǎn)品，而不僅僅是一個(gè)零件。這就是所謂的“增材制造”。

因?yàn)?D打印機(jī)器是在給定的材料層層疊下來(lái)創(chuàng)建一個(gè)現(xiàn)成的物體，而不是削減、切割、鉆孔和錘擊材料的方式，這樣將節(jié)省大量的材料。3D打印打開了大規(guī)模生產(chǎn)個(gè)性化產(chǎn)品的大門，從一雙適合個(gè)人用戶運(yùn)動(dòng)鞋，到汽車保險(xiǎn)杠都可以根據(jù)用戶的需求設(shè)計(jì)和定制。