编者按:最早的，可能是最早的，对术语Operator 4.0的引用出现在一篇由大卫·罗梅罗、Johan Stahre、Thorsten Wuest等，可在以下网站访问:https://theconversation.com/introducing-operator-4-0-a-tech-augmented-human-worker-74117
在纽约布鲁克林的新兴技术飞地里，有一家不知名的公司正在使用最先进的技术，如3D打印机和协作机器人(cobots)，来创建一个制造生产设施，可以与传统的注射模塑机等竞争。
在巫术制造在美国，几百台低端3D打印机从早到晚大量生产产品。由于人工操作人员负责打印机农场，Voodoo看到只有30- 40%的打印机利用率——在操作员不在的情况下，一夜之间降到零。当伏都教把通用的机器人UR10 cobot进场。现在，UR10自动化了Voodoo 3D打印工作流程中的一项关键任务——收集零件和更换构建板——该公司正在寻求扩展操作，包括移除脚手架材料。随着繁琐的维护任务通过使用协同机器人实现自动化，Voodoo现在可以重新引导操作员处理更紧迫的业务事务，这些事务仍然需要人工干预。
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Voodoo Manufacturing在其3D打印制造农场中使用合作机器人来自动装卸板。 |
Voodoo Manufacturing联合创始人兼首席产品官乔纳森•施瓦茨(Jonathan Schwartz)解释说:“通过这样做，我们的打印机保持24/7运行，从而提高了工厂的利用率，也赚了更多钱。”然后，操作人员可以处理更多需要人工操作的流程，例如，审查订单的可制造性，或决定执行订单生产的最佳方式。我们对工厂员工的愿景不是让他们负责保持系统运行，而是让他们做一些需要更多技能和创造力的事情。”
随着第四次工业革命和智能工厂开始成形，自动化和机器人将占领工作场所，取代生产线上的操作员和维修人员，对此有很多讨论和担忧。的国际机器人联合会该公司预测，2017年工业机器人安装数量将增长18%，2018年至2020年将增长15%。据统计，到2019年，35%的物流、卫生、公用事业和资源领域的领先组织将会探索如何利用机器人实现自动化操作国际数据集团．
尽管一些工作岗位肯定会被自动化取代，但多数行业观察人士预计，机器人将成为一种新的协作类型，增强而不是取代人类工人。此外，从增强和虚拟现实(AR/VR)到外骨骼以及新的移动和社交分析工具等新技术的激增将改变工厂人员的工作方式，创造出一个新的授权操作员，专注于解决问题和更有创造性的任务，而不是手工劳动。
“没有人会梦想站在机器前，一遍又一遍地按下开始键。Beckhoff自动化．“这让操作人员有机会用更高级的技能做一些事情，或者让维修人员提高自己的技能，以赚取更高的工资。”
凭借其基于TwinCAT pc的控制系统，贝克霍夫将其在工业4.0和下一代运营商中的角色视为互操作性的关键技术推手。通过使用信息技术(IT)和操作技术(OT)开放标准，如OPC UA和MQTT，机器控制供应商可以利用TwinCAT来支持和集成一系列新技术，包括新的可穿戴设备或AR/VR工具到新的自动化工作流程中。他们还可以使用TwinCAT Analytics软件来捕获数据，并产生洞察，从而实现预测性和最终的自我修正维护等高级操作。
汤普森解释说:“如果你观察生产线上的人机平衡，你会希望操作工忙碌起来，这样他们就可以优化自己的时间。”“如果机器可以在无人看管的情况下运行更长时间，操作员就可以运行更多机器。”
除了分析，还有其他各种新兴技术准备将普通的工厂工人转变为高科技工厂。
基于角色的应用和社交工具
甚至在对合作机器人、AR/VR或其他前沿技术进行投资之前，PTC(列车自动控制系统)相信赋予工厂和维护人员权力的第一步是在操作智能方面取得飞跃。PTC负责制造战略和解决方案的副总裁JP普罗文彻(JP Provencher)说，这意味着技术可以提供更好的数据，从而提高质量和降低成本，并帮助提高制造商的灵活性和敏捷性。
普罗文彻解释说:“制造商第一步并不打算购买更多的机器人和机器来取代车间里的所有人。”“他们首先想了解自己需要在哪些方面表现得更好，然后在工厂的人员和机器上进行投资。”
为此，PTC的ThingWorx制造应用程序收集和统一来自企业业务系统和经过传感器检测的工业设备的数据，并将其交付给用户，根据其个人角色进行实时洞察。
例如，ThingWorx Controls Advisor使控制工程师能够快速连接到任何可编程逻辑控制器(PLC)、物联网(IoT)网关或连接资产，并远程可视化数据，使他们能够轻松监控和排除设备故障，并及时了解可能导致关键生产数据丢失的通信错误。ThingWorx资产顾问，针对维护和服务技术人员，远程监控和检测设备异常，为用户提供关键资产的实时健康状况和状态，帮助他们减少计划外停机时间。ThingWorx Production Advisor为生产经理提供生产状态和关键性能指标(kpi)的实时视图，如可用性、性能、质量和总体设备有效性(OEE)。有了这些数据，他们可以获得可操作的情报，这将帮助他们更快、更积极地做出决策，以解决问题，并推动车间的持续改进。
普罗文彻说:“我们的第一步是为工厂里的工人提供他们一直需要的数据，但如今，他们被困在不同的筒仓中。”
罗克韦尔自动化该公司的FactoryTalk TeamOne移动社交应用程序是一种提高工厂团队生产力的方法，使其朝着自己的目标前进，即每个工业岗位的生产率每小时至少提高33秒。这款移动应用程序运行在标准的智能手机或平板电脑上，它采用了一种社交模式，因此操作人员可以实时协作和分享信息，提高他们对机器问题的反应时间，减少平均维修时间和计划外停机时间。一旦组成一个团队，所有的数据都被安全同步到设备上，操作人员可以通过直接在应用程序中聊天或在所有成员都能看到的团队板上发帖进行合作。他们可以检查警报，为错误代码拍照，共享事件报告，并在以后如果同样的问题再次发生时引用相同的数据。
罗克韦尔公司的产品经理莎伦·比勒-杜兰解释说:“当你开始引进新员工时，它真的很强大。”“它是获取人类知识并将其带入关联企业的强大工具。”
FactoryTalk TeamOne可以与FactoryTalk Analytics for Devices一起工作，这是一个在自动化网络中查找维护问题的一体化设备;Shelby是一个友好的聊天机器人模块，类似于苹果的Siri或亚马逊的Alexa，以增强操作环境。
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罗克韦尔自动化公司的FactoryTalk TeamOne移动应用程序使用了一种社交范式，因此操作员可以实时协作和分享信息。 |
AR/VR打开了新的世界
一旦对工厂的当前性能状态有了更充分的了解，PTC和其他公司就会看到，新兴的AR/VR功能能够提供额外的智能，以改善运营。Provencher说，新的3D作业指令具有高度可视性和免手操作的格式，可以帮助工厂工人更快地完成工作，特别是当他们不需要敲击许多机器和单独的人机界面(HMI)屏幕来获取执行任务所需的数据时。
鉴于更多定制化产品和工业资产的出现，AR体验还可以将服务技术员或车间工人与能够在实际物理资产背景下提供故障排除协助的专家连接起来。普罗文彻说:“运营商正在使用越来越复杂的设备和产品。“他们可以更好地管理这种复杂性，并简化提供给他们的信息，通过AR以一种直观和高效的方式传递信息。”
全球巨头蒂森克虏伯正在使用微软的HoloLens增强现实头盔，为其24000名现场技术人员提供全球各地的电梯服务。耳机使他们能够在工作之前可视化和识别问题，在现场可以免提访问信息，并使用Skype作为增强现实体验的一部分，远程呼叫主题专家，这些专家可以通过耳机分享全息指令和其他关键信息。
将AR技术融入到服务流程中已经改变了蒂森克虏伯服务技术人员的工作方式。蒂森克虏伯公关主管路易斯•拉莫斯(Luis Ramos)解释说，传统上，他们必须到客户现场，打电话，拍现场照片，描述设备和任何定制，并与生产线上的专家进行大量的来回交流，然后才能正确地发现问题，然后启动解决方案。现在，配备了HoloLens和内置的Skype功能，他们可以与制造现场的专家建立实时连接，这使服务人员完成呼叫的速度比传统流程快四倍，他补充说。该团队还尽量减少了从德国空运专家来解决复杂环境中的问题的需要。
虽然蒂森克虏伯已经看到了巨大的成果，但拉莫斯提醒企业要对增强现实工具进行充分的培训，以优化它们的效率，并以狭窄的工作流程为目标，至少在初期是这样。他解释说:“你希望你的服务技术人员使用AR来完成3到5个流程。”“否则，他们可能会迷路。”
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微软的HoloLens可以让蒂森克虏伯的服务技术人员通过Skype与远程专家协作，在客户现场解决电梯问题。 |
协作机器人的兴起
合作机器人是最受期待的技术之一，有望增强下一代运营商的能力，塑造智能工厂。一份报告显示，合作机器人的工作量更小，但操作更容易，而且能够与人类协同工作，去年的业务规模为1.767亿美元，预计到2023年将达到42.8亿美元MarketsandMarkets．
通用机器人公司(Universal Robots)的首席技术官埃斯本·Østergaard认为，合作机器人实际上有助于增长业务并提高效率，而不是实现没有人类工人的“熄灯”工厂的概念。这通常会导致雇佣更多员工。他解释说:“通过自动化，你可以获得更高的吞吐量、更稳定的质量和两倍于你的机器产量。”“这让人们可以做那些只有人才能做的工作，”比如调整产品设计，使其更具竞争力，利用他们对材料的知识，或优化流程。
伏都制造公司就是这么做的。UR10合作机器人易于安装和运行，编程简单，可以与人类并肩工作，而不必像传统机器人那样封锁工厂的大片区域。Voodoo公司的施瓦茨说:“我们喜欢这样一个想法:在工厂车间里，机器人和人类一起工作，而不用担心员工被刺穿或杀死。”
施瓦茨不认为合作机器人或任何这些新技术会对他的工厂工人构成威胁。相反，他认为它们是工具箱中的另一种工具，可以创造最佳的机器与人的平衡。他说:“纵观历史，作为人类，我们创造了让我们做事情更好、更快、更容易和更安全的工具。”“将机器人引入工厂的结果是，人类员工可以减少对毫无乐趣的重复任务的关注，更多地关注可以发挥他们批判性思维和创造性能力的事情。”
