機器(qì)人(rén)正逐漸改變着在制造過程中的角色
随着越來(lái)越多的設備相互連接，以及機器(qì)之間(jiān)頻繁巨量的數據流動，正在改變世界各地的工廠車間(jiān)。從與人(rén)類共同工作(zuò)的機器(qì)人(rén)到追蹤整個(gè)物流系統中的零部件，物聯網正在重塑産品的設計和制造方式，并改變着人(rén)類在制造過程中的角色。
協作(zuò)機器(qì)人(rén)（Cobots）
與隐藏在籠子(zǐ)裏的傳統工業機器(qì)人(rén)（比如(rú)焊接汽車車身(shēn)的機器(qì)人(rén)）不同，協作(zuò)機器(qì)人(rén)與人(rén)類一(yī)起工作(zuò)，并且正被迅速部署到更多生(shēng)産線上(shàng)。它們通常更小、更靈活，而且比它們的“重型表親”更便宜。此外，協作(zuò)機器(qì)人(rén)的速度也(yě)較慢(màn)，但(dàn)适應性更強，可以被分(fēn)配到不同的任務(wù)中。
RoboCap UCITS Fund的投資組合經理(lǐ)喬納森·科恩（Jonathan Cohen）說(shuō)：“協作(zuò)機器(qì)人(rén)可以通過模仿學習。它們多配有攝像頭，内置有視(shì)覺識别軟件。你可以移動機器(qì)人(rén)的手，在它的幫助下(xià)完成一(yī)項任務(wù)，然後花幾分(fēn)鍾對其進行重新(xīn)編程。”他補充說(shuō)，相比之下(xià)，大型工業機器(qì)人(rén)需要50到200個(gè)小時(shí)的時(shí)間(jiān)進行編程。
最大的協作(zuò)機器(qì)人(rén)制造商(shāng)之一(yī)是丹麥的Universal Robots，該公司于2015年以2.85億美元的價格收購(gòu)了(le)美國自動化(huà)設備供應商(shāng)Teradyne，并将後者的機器(qì)用于把糖果放(fàng)在盒子(zǐ)裏、抛光物品以及擰螺絲釘等。
雖然許多人(rén)擔心機器(qì)人(rén)會偷走人(rén)們的工作(zuò)，但(dàn)支持者表示，協作(zuò)機器(qì)人(rén)可以通過執行重複性的任務(wù)來(lái)改善人(rén)類健康和安全狀況，這(zhè)些(xiē)任務(wù)需要人(rén)們重複不舒服的動作(zuò)，比如(rú)扭曲或舉起重物等。
添加制造（Additive manufacturing）
這(zhè)也(yě)被稱為(wèi)3D打印，因為(wèi)它涉及到使用諸如(rú)聚合物或金(jīn)屬之類的材料逐層将構建物體(tǐ)。基于數字設計的複雜模型可以用更少的材料和更少的工序步驟來(lái)制造，這(zhè)在傳統制造技術中幾乎是不可能(néng)的。雖然添加制造已經存在了(le)30多年，但(dàn)因其費用昂貴、構建緩慢(màn)而受到極大限制。然而，越來(lái)越多的實際應用正在浮現(xiàn)。
PA Consulting全球業務(wù)主管蒂姆·勞倫斯（Tim Lawrence）表示:“添加打印的實際應用肯定會開始增長。它可被用來(lái)制造工具、夾具以及其他裝置。這(zhè)可為(wèi)公司節省大量時(shí)間(jiān)，不必再去工具店(diàn)買東西(xī)。”
長期以來(lái)，原型設計始終是一(yī)個(gè)非常受歡迎的應用領域，因為(wèi)3D打印能(néng)夠快(kuài)速的實現(xiàn)設計意圖。然而，它也(yě)正成為(wèi)最終生(shēng)産的工具套件的一(yī)部分(fēn)。咨詢公司Wohlers Associates的數據顯示，2016年，全球添加制造業産品和服務(wù)市(shì)場(chǎng)增長了(le)17.4%，達到61億美元。其中約60%的支出與生(shēng)産應用有關(guān)，比2015年翻了(le)一(yī)倍。
醫(yī)療保健和航空航天是兩個(gè)推動添加制造普及的領域。市(shì)場(chǎng)研究公司Gartner表示，3D打印助聽(tīng)器(qì)和牙科設備已經成為(wèi)主流。添加制造甚至被應用在太空中，用來(lái)制造多餘的零件和工具，而在低(dī)重力環境下(xià)的“生(shēng)物打印（bioprinting）”人(rén)造人(rén)體(tǐ)組織和器(qì)官的實驗正在進行中。
數字雙胞胎
這(zhè)個(gè)表達是指一(yī)個(gè)過程、産品或服務(wù)的虛拟模型，有時(shí)也(yě)被描述為(wèi)物理(lǐ)和數字世界之間(jiān)的橋梁。傳感器(qì)的數據從物理(lǐ)設備傳輸到虛拟表達中，以創建連續的循環。德國西(xī)門子(zǐ)旗下(xià)數字化(huà)工廠集團首席執行官詹·穆羅斯科（Jan Mrosik）解釋道：“過去，你會建立汽車車身(shēn)原型，然後把它撞壞，讓它變形，再把它放(fàng)在壓力下(xià)，以确定你的設計是否符合規範。而在數字雙胞胎中，我們采用計算(suàn)機輔助設計（CAD）數據，模拟碰撞特性和變形。”
通過減少所需物理(lǐ)原型的數量，消除缺陷或設計效率低(dī)下(xià)的問題，這(zhè)可以使設計過程更快(kuài)、更便宜。數字雙胞胎的概念也(yě)正延伸到工廠中，以便在制造任何東西(xī)之前對機器(qì)進行模拟。過去，必須關(guān)閉生(shēng)産線以準備生(shēng)産新(xīn)産品，新(xīn)技術可以避免停機。來(lái)自真實世界的成品和制造工廠的數據可以被輸入到數字雙胞胎中，以調整設計和提高性能(néng)。
然而，行業分(fēn)析師表示，普遍采用依然存在限制。雖然數字雙胞胎對大規模生(shēng)産和設計昂貴産品很有吸引力，但(dàn)由于它們配置和使用來(lái)自不同供應商(shāng)的設備，制造這(zhè)些(xiē)設備的技術難度可能(néng)會更大。
供應鏈追蹤
随着硬件成本的下(xià)降和計算(suàn)能(néng)力的提高，從卡車到輪船、從火(huǒ)車到倉庫以及最終生(shēng)産線，供應商(shāng)追蹤産品正變得越來(lái)越複雜。聯網貨運和物流系統可用于追蹤船隻或卡車，但(dàn)是傳感器(qì)現(xiàn)在可以放(fàng)在單獨的貨物上(shàng)。運輸車輛和最終目的地工廠内的獨立傳感器(qì)可以檢測貨物的移動情況。
這(zhè)些(xiē)傳感器(qì)的數據被計算(suàn)機收集和處理(lǐ)，顯示出貨物的位置，以及在運輸過程中影響貨物的其他因素。技術公司英特爾的工業解決方案集團總經理(lǐ)斯科特·歐文森（Scott Overson）表示：“這(zhè)些(xiē)貨物也(yě)許對溫度敏感，存在濕度、振動限制，或者不能(néng)被傾斜。所有這(zhè)些(xiē)參數都可以被測量、報(bào)告和分(fēn)析。”
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