制造业的颠覆性技术

在我们进入2018年之际,让我们来看看一些关键技术,它们不仅可以在未来一年颠覆制造业,还可以重振制造业。

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当我想到“颠覆性技术”这个词时,我关注的是制造业中使用的颠覆性技术,因为制造业是我生活的地方。但事实上,我们目前谈论的大多数颠覆性技术都同时应用于消费品和制造业。

2018年的颠覆性制造技术包括:工厂和工作场所机器人的数量和能力迅速增加;3D打印的工业应用;虚拟现实技术正从游戏行业走向工厂;各级人工智能;当然,最重要的是工业物联网(IIoT)。

在历史上的其他时期,颠覆性技术已经振兴了制造业,就像今天这些现有技术所做的一样。历史课上我们都记得18世纪发生在欧洲的第一次工业革命。这是机械化第一次出现的时候——水和蒸汽动力被用来为整个大陆的新工厂提供动力。

目前的颠覆性技术集合被归为工业4.0,这个术语是在2012年的汉诺威博览会上提出的,德国一个工作组在会上定义了第四次工业革命的指导原则。继18世纪80年代开始的第一次工业革命之后,第二次工业革命发生在20世纪初,当时大规模生产——在电力的帮助下的装配线——使美国工业生产迅速崛起。第三次工业革命发生在20世纪后半叶,随着计算机的引入,工厂车间实现了高度自动化。现在,在这十年里,我们迎来了第四次工业革命。

四项原则构成了工业4.0的重点:互操作性、信息透明、人工智能的技术支持和决策的分散化。互操作性使机器、设备、传感器和人能够通过工业物联网相互连接和通信。信息透明使数字系统能够虚拟复制物理世界。根据工业4.0的定义,技术援助是数字系统为人类提供的帮助,使他们能够做出更明智的决定并解决问题。去中心化决策的概念是指系统是自主的——能够在没有人为干预的情况下自行做出决策和执行任务。这些概念无疑是颠覆性的。工业4.0的实施正在向前推进,但对许多人来说,速度是可控的。尽管释放出了能量,但这个飞跃太大了,不可能一蹴而就。

工业4.0和工业物联网有望通过将工厂与供应商、仓库和配送系统连接起来,降低成本,提高产量。工厂中基于状态的预测性维护可以增加机器正常运行时间和产量以及性能。

工业物联网对制造业最有益的方面之一是过程分析。分析方法侧重于关键性能指标(kpi)的改进机会,如产量、整体设备效率(OEE)或非标准停机时间。通过优化产量、降低能耗、改善产品质量和提高机器/设备利用率,业务分析有可能增加数百万美元的利润。随着工业物联网达到全部潜在生产力,许多工业应用的维护、安全性和效率将得到提升。第四次工业革命的基础已经牢固建立。

我们已经将机器人列为2018年变革的颠覆性技术之一。机器人——以及智能工作机器人的梦想——已经陪伴我们很长时间了。早在1495年,甚至早在第一次工业革命之前,达芬奇就设计了第一个人形机器人。它被设计成可以坐起来,摆动手臂,并通过灵活的颈部移动头部。在接下来的500多年里,成千上万的机器人被设计出来。2003年,美国宇航局使用了一对机器人作为火星探测车。几十年来,机器人一直被用于焊接和汽车喷漆等工业活动。那么,突然之间,机器人的颠覆性是什么呢?

直到最近,大多数机器人都是相当简单的单一应用机器。正是由于人工智能的快速发展,机器人才朝着我们现在想象的潜在用途前进。机器人不再是只有几个运动轴的单一功能设备,而是被赋予了大脑。如果机器人能像人类一样学习、改进和“思考”,它们就能接受一系列全新的挑战。如果机器人能够自我学习,并相互学习,他们的现实就会改变。机器人的未来似乎是无限的。他们的工作范围越来越大,远远超出了生产线。人们正在制造能够读懂情绪和说话的机器人。2017年,一个机器人被授予沙特阿拉伯公民身份,离人类地位又近了一步。作为这种进化的一部分,一些机器人还呈现出与人类惊人的相似外观。

工业4.0及其代表的技术可能是颠覆性的,但它们带来的颠覆将对我们的制造系统,进而对我们的生活产生建设性和积极的变化。

比尔·波洛克是优化科技公司的认证会员控制系统集成商协会(相)。有关优化的更多信息,请访问其配置文件工业自动化交易所

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