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智能制造技术:高效生产的未来?

时间:2023-03-17 10:27:35 科技观察

自2020年初以来,工业和制造业受到了COVID-19大流行的影响。由于强制停工、严格的安全规程以及由此导致的劳动力短缺,工厂正在努力管理生产。劳动密集型行业受到的打击尤其严重,促使人们转向工业自动化。此外,由于过度依赖一个国家(也是大流行的震中)导致供应链中断,迫使供应链重组并转移到其他国家。虽然大流行仍在继续,但它的凶猛程度有所减轻,正常活动已经恢复。过去几个月的斗争凸显了对机器自动化、优化性能、过程可视化和数据驱动决策的需求。在此背景下,智能制造技术得到越来越多的应用和关注。这些技术可帮助组织降低与人力资源不可用相关的风险,提高整体效率,并应对不确定性和前所未有的事件带来的挑战。什么是智能制造?它涉及将数字技术集成到制造环境中,以提高制造效率、适应性和数据驱动性。这种方法提供了多种好处,例如在整个价值链中更好的可见性、更快的决策制定、更少的错误以及减少对员工的依赖。制造业和工业部门的一个重要方面是物流。自动导引车(AGV)和无人机可实现快速、高效的交付,并大大减少工厂间或工厂内物流对人类的依赖。此外,这些车辆可以根据需要重新编程以适应多种路线、速度、负载等,使其成为灵活的交通选择。AGV和无人机已成为提高仓储和配送中心整体生产力的首选解决方案。增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术在制造公司中越来越受欢迎。最成功的例子是波音公司,它使用AR在其工厂安装电线,使质量提高了90%,工作时间减少了30%。AR和VR技术很快有望通过帮助人类准确地完成复杂任务来证明它们的价值。除了装配和制造,这些技术还将在制造设计和过程模拟领域发挥重要作用。随着时间的推移,对每个新产品和流程的模拟以及对生产设置的更改及其实时监控被证明是有益的。数字孪生技术支持对产品设计、生产流程和运营进行建模。数字孪生技术提供的各种功能,例如根本原因分析或假设分析,可帮助组织高效运营并更好地维护其实物资产。联合利华在其15个生产单位实施数字孪生后,能够保持一致的质量、减少批量生产时间并提高资源利用率。未来,数字孪生的普及将使工厂更加强大。为了将数字双胞胎等技术变为现实,必须集成工业物联网(IIoT)、人工智能(AI)和机器学习(ML)等其他技术。IIoT以数字方式连接工厂资产、流程、库存等,有望成为未来智能工厂的中坚力量。它在价值链的不同元素之间建立了联系,从而提高了整个供应链的可见性。根据麦肯锡全球研究所的一项研究,到2025年,IIoTis预计将产生1.2-3.7万亿美元的经济影响。规划路线图和战略的公司一定会部署这项技术以获得最大利益。协作机器人(cobots)等技术有望在未来几年获得关注。协作机器人旨在在共享工作空间中与人类一起工作。协作机器人提供灵活性、便利性和生产力。它们可以很容易地重新编程并快速部署以执行重复性或危险的任务,从而使人类工人能够承担安全、熟练的任务。据美国机器人工业协会(usrobotindustryassociation)预测,到2027年,协作机器人市场价值将达到75亿美元(占整个工业机器人市场的29%)。抓取器、嵌入式视觉系统、AI和ML等子系统的技术创新使协作机器人更加智能和高效。由于协作机器人的初始成本较低、能够提供更好的投资回报(ROI)以及更高的生产率,因此对协作机器人的需求将会激增。COVID-19的财务影响目前可能阻碍了对智能制造技术的投资,但其明显的好处将在未来几年加速采用。智能制造技术将使行业能够更好地应对未来类似的挑战,并确保业务连续性和整体效率的提高。(编译/卡西)