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自动化真不等于智能制造!

发布时间:2022-01-12作者:科谷摘编

自动化真不等于智能制造!
 
       应该是已经很长一段时间了,提起智能制造,人们就会说起自动化,自动化生产单元/自动化生产线/无人车间/黑灯生产以及所谓的“机器换人”等,似乎不这么说和干好像就不是搞智能制造似的。
 
 
 
        但这种理解显然是一种以偏概全的说法。但也许这是结合中国人典型做事习惯的一种做事的策略,类似“取法乎上得其中”的道理,那我就不好评判了。自动化的本意是将人重复、规范的动作通过机器或装置或系统进行重复性的复现和执行,降低人在反复单一动作中有极大可能出错概率的出现。从我国制造业角度而言,经过长期的积累和发展,并且随着人口红利期的终结,机器人等技术发展能够支撑制造类企业自动化需求的实现,人力成本的上升也直接推动了所谓的“机器换人”,其实并没有什么奇怪的,更多的从技术角度而言,这其实是自然而然到了大规模发展自动化的阶段而已。
        也许正赶上智能制造的浪潮,所以就借用了智能制造的标签。从根本上来说是变种的“挂羊头卖狗肉”,虽然这种评价苛刻了一些,但事情的本质我认为应该就是这样。智能制造的本意是体现智能,有两种方式:
        一是通过将经验知识沉淀能够以一种规范的形式进行分析和推理,部分取代人的介入而已,这种方式下的智能制造其实是人的知识或经验的某种沉淀后的再利用;
        二是通过人机协同的形式,将人以某种更加有效和紧密的形式融合到决策回路中,仍然寄希望于利用人的智能来体现整个系统的智能,这种方式下所谓的智能其实是人的智能。
        我们目前提的智能制造的智能,其实更多的是说人的经验沉淀为知识并加以利用。但目前这种智能在ai发展仍然有待提升的情况下,这种知识的沉淀充其量也就是一些规则的提取与应用。
如果无人车间或黑灯生产(自动化的味道很浓)是一种不需人介入而仍然良好运行的应用场景,其实也就是一些规则判断下的有序运行而已,智能的味道能有多少呢?恐怕更多是一种在既定规则下的规范化分支判断和执行罢了。
        更进一步的,我们回到自动化的词条解释:
        自动化(automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。狭义的自动化理解是说机器设备等硬件的自动执行,但词条本身还还有系统或过程的味道,而各种数字化制造软件,其实是系统和过程的具体体现,软件的自动运行,其实也是自动化的一种。而在这种语境下,cad/cae设计分析类软件其中内嵌了强制或非强制的应用步骤或使用规范、erp/mes等管理类软件内含了业务需求及其数据传递和交互的流程,可以称之为“知识自动化”、“管理自动化”等。
        从这个角度而言,如果内嵌了基于经验沉淀的知识、支持自动的设计分析和管理,则软件类系统的实施核心将不言自明:自动的基于流程的信息无缝传递、分析加工和接续判断,形成有序、协调、可控和高效的运行局面。系统的调研、开发和实施的重点将因此而清晰,也为成功提供了保证。这算是自动化对信息化系统实施方法论赋予的一种新视角。后续有机会再详细展开说明。总结吗,没有总结。只是想还原自动化该有的本质而已。

附录:智能制造和自动化的区别
 

         人工智能技术,对各行各业的影响犹如飓风一般。生产制造企业对智能控制系统,无轨agv、工业机器人的追逐热度只高不下。国家提出“中国制造2025”政策,企业纷纷响应,一时间建设智能制造成为企业战略目标,提升企业市场竞争力。是不是企业采购了工业机器人、无轨搬运机器人,使用智能仓储物流等智能设备就是建设智能工厂呢?智能工厂和智能制造是一样的吗?智能工厂与智能制造早已为众人熟知,企业往往将这两个词混为一谈,其实智能工厂与智能制造是有一定的区别的。在区别这两者之前,先来了解一下数字化工厂:在计算机虚拟环境中对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字化工厂可以说是现代数字制造技术与计算机仿真技术相融合的产物,实现了信息的集成。
        随着技术的创新,互联网的发展,在数字化工厂的基础上,利用互联网技术和监控技术加强信息管理服务,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预,以及合理计划排程,成为智能工厂。智能工厂是集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。智能工厂已具备采集分析、判断规划等自主能力;通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性,自我学习、自行维护能力。因此,智能工厂实现了人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。智能工厂是在数字化工厂基础上的升级版,但是与智能制造还有很大差距。智能制造系统在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。
         智能制造系统不仅是“人工智能系统”,更是人机一体化智能系统,是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在工业机器人无轨agv等智能设备配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本质是人机一体化。国内智能制造建设热潮久久不退,但是大部分的企业还是处在使用软件阶段,少数达到数字化工厂的水平,极少数的企业能够达到智能工厂的水平,实现人机交互。智能制造系统,企业建设的更是少之又少。不过现如今 “中国制造2025提出”,国内像工业机器人、无轨agv等智能设备的技术不断创新,大小企业企业更是积极尝试,生产制造工厂要超越智能工厂实现人机一体化指日可待。
 

        近年来,机器人等自动化技术不断进步,给人类生产车间带来巨大的变化。越来越多的企业开始利用大数据分析提升业务和绩效,自动化系统促进了生产力的提升,降低了企业投资风险和增加了回报率。预计,未来商品价格可能会进一步下降,与此同时,人类更多的工作可能会被淘汰掉。
 
         在2017年末,位于美图加利福尼亚州桑尼维尔的quanergy公司新制造工厂投入使用,该工厂将智能制造理念提升到一个新的水平。quanergy将此工厂用于生产lidar(激光雷达)传感器,此激光雷达可使自动驾驶车辆感知周围环境并引导驾驶和避免碰撞。
那么,这个工厂有什么特别之处?它拥有一个高容量的全自动生产线,位于无尘室环境中。生产线具有最先进的半导体处理和包装设备,其中包括沿着该生产线连接机械的传送系统,将硅晶片的原材料转化为成品lidar传感器。
据该利来app登录的介绍,该工厂还负责传感器的自动校准和最终测试,提供高质量和可靠性的lidar生产方案。这是一间灵活性极高的工厂,通过物联网连接技术,使制造变得更加高效,业务响应更快速。这就是工业4.0模式的工厂,这种工厂在2018年将会出现更多样本。
        自动化技术影响了一切
        自动化和智能机器人可能会重塑我们的世界。有机构分析认为,未来十年将有50%的工作会被机器所代替,这些职位包括了运输和物流行业的工人,办公和行政岗位以及生产领域的劳动力。随着人工智能等技术和高端自动化的应用发展,许多中产阶级也会给时代淘汰。
机器人能够在更多短的时间内完成工作,而且出错机率非常少,这将使得工厂数以千计的岗位被替代,制造业就业机会逐步消失。随着与自动化相关的技术不断进步,裁员将变得更加激进。据相关研究显示,87%的制造业失业源于工厂效率的提高,这就是经常被引用的蓝领工人的杀手。
         自动化创新解决了基础设施、生产力和劳动力方面的紧迫问题。人工智能和自动化将迎来一个更便宜的产品时代。但是,当智能成为超级智能,比聪明人更聪明的机器将会构成更大的风险,人们与机器将进入竞争阶段,许多人会在竞争过程中输掉。
许多人认为,人工智能将会给社会带来更多的经济效益,企业在生产和决策上使用人工智能以提升整体效率。但从短期来看,生产智能化的过渡令人不安,大量的工作被代替可能会带来破坏性的影响。
我们正在迎来一场前所未有的变革,随着自动化技术的进步,我们的工作方式已经发生改变。配备了学习能力的程序,拥有自主决策计算能力的智能系统将消灭更多的技术和非技术类工作岗位。
        工厂正在发生巨大变化
        第四次工业革命浪潮正在来袭,新一代信息技术将给传统制造业带来深刻的影响。从德国“工业4.0”到智能制造,互联网 等概念的推出,体现了制造业转型升级已经是大趋势。一方面原因是劳动力成本上升、原材料价格上升逼使工厂必需采用更高效的自动化利来app下载的解决方案。另一方面,消费者的个性化需求在增长,工厂需要建立起快速响应多样化需求的机制。
智能制造也是一个艰巨的过程,从机器换人到智能化、数字化的转型升级需要一段较长的时间,不过未来十年可以肯定的是,工厂将发会生翻天覆地的变化,而今天这工厂的革命已经悄然开启。
        工业机器人
        工业机器人已经成为制造业重要角色,越来越多的企业采用机器人获得更高的生产效率和解决人力难题。据报道,在飞利浦在荷兰生产电动剃须刀的工厂中,机器人的数量超过了生产工人的比例,可见机器人在某些方面已经取代了人力。
工厂自动化的新浪潮正在进行,机器人正在进入新的环境,为制造商创造新的价值。那么,为什么机器人会受到企业青睐?部分原因在于协作机器人,这种器人可用性高,比之前的更便宜,具灵活的移动性和很好的安全保护,可以与人类同事一起安全地工作。
         ot/it的融合
         物联网技术将孤岛的数据结合起来可以为制造业绩效提供有价值的见解,从而推动了运营技术(ot)和信息技术(it)的融合,实现数字化制造。在工业4.0模式下,企业可以获得更多的见解,更紧密地遵守制造计划,减少停机时间,并对机器问题做出更快的反应。
2017年,已经看到了许多行业利来app下载的合作伙伴关系,将ot和it公司结合在一起,例如abb和hp之间的合作关系。2018年必将带来更多ot和it的案例,工厂的数字化转型会进一步加速。
         人工智能
         如果说机器人是未来工厂的主要角色,那么,人工智能就是实现智能制造的关键角色,通过机器学习的特别制造商更准确地预测需求模式和分配资源。换句话说,ai允许制造商根据海量的数据参考来回答问题,而不是人为猜测。
         甲骨文正在将人工智能扩展到很多核心业务应用中,推出了oracle自适应智能应用程序(oracle adaptive intelligent apps),这是一款式基于云的智能工厂应用程序,支持复杂的决策科学。据甲骨文应用产品开发执行副总裁steve miranda描述,oracle自适应程序嵌入了ai算法,但这种方式对用户是隐藏的,嵌入到他们用来执行日常工作任务的软件中。
          增材制造
          多样化和快速制造是满足个性化需求的基本诉求,而3d打印以极其灵活的制造方式成为现代快速制造的最佳方案。经过了多年的发展,3d打印材料从塑料到金属粉沫,满足了各种模型结构生产的需求,目前已经成功应用于航天、汽车等大型工作领域。
          随着3d打印机变得更便宜、更快、更准确和更好地与更广泛的材料(包括生产级材料)一起工作,它们越来越多地用于制造最终产品,而不仅仅是一个零件。这就是所谓的“增材制造”。
          因为3d打印机器是在给定的材料层层叠下来创建一个现成的物体,而不是削减、切割、钻孔和锤击材料的方式,这样将节省大量的材料。3d打印打开了大规模生产个性化产品的大门,从一双适合个人用户运动鞋,到汽车保险杠都可以根据用户的需求设计和定制。
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