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工业制造智能化的技术本源和经济前景

2019-01-30 09:48:50 合肥鸿昇自动化科技有限公司 阅读

   20世纪80年代,美国汽车产业正担心会被日本竞争者击垮。在底特律,很多人展望以“熄灯式生产”打败对手。“熄灯式生产”就是工厂高度自动化,灯关着,机器人自己在制造汽车。当时,这种想法是不切实际的,日本车企当年的竞争优势也不在于自动化生产,而在于“精益生产”技术,而精益生产在大多数情况下要依赖人力。

  现今,自动化技术的进步已经使“熄灯式生产”逐渐变成现实。日本机器人制造商发那科(FANUC)已能将其部分生产线置于无人值守的环境中,自动运行数周不出状况。

  德国大众旨在称雄全球,这家汽车工业集团制定了新的生产战略:模块化横向矩。大众汽车想借助这一全新的工艺,在同一条生产线上生产所有型号的车。这一工艺最终将使大众在世界各地的工厂因地制宜,生产出当地市场所需的任何车型。

  很多年前,钱学森曾说过:“只要自动控制做好了,即使元器件差一点,导弹也能打上天。”

  现今,合肥自动化将在很大程度上模仿人的智能,机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用,专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显着效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容,并得到迅速发展。

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  从整体上看,中国传统产业在技术装备、能源和原材料消耗、产品品质和管理水平等方面与工业强国相比仍有很大差距,尤其是技术装备(比如高端数控机床)的差距有扩大趋势。大范围设备更新,国家承受不了;维持设备现状,则后果不堪设想,唯有应用自动化技术改造传统产业,才能最有效地提高企业素质。

  日本和德国的经济起飞,就是从这里开始的。1986年之前,美国对自动化技术的应用不够重视,以至于在汽车、机械、原材料工业、计算机、电子元器件等传统行业完全丧失优势地位。后来美国急起直追,高度重视工业自动化技术,用自动化技术改造传统产业,产生了巨大效益。

  中国各个行业的自动化现状远远落后于工业强国。对于任何一个企业来说,没有强大、先进的自动化系统的支持,其产品的质量和产量都难以达到世界水平。比如焊接工序,由人工操作的质量不易控制,仅凭外观也看不出质量好坏。如果由工业机器人来操作,各个工艺细节都能标准化,焊接质量、效率都会更高。

  这就是为什么即使中国经济增速出现下滑,中国国内市场,尤其是制造业领域,对于工业自动化技术的需求有增无减。自动化技术能给“中国制造”补钙,助推中国产业振兴。

  人工智能与无人工厂

  无人工厂是合肥自动化技术全面升级跨越的结果,其基本特征就是全部生产活动由电子计算机进行控制,生产第一线配有机器人而无需配备工人。

  世界上第一座实验用的无人工厂在日本筑波科学城,建成于1984年4月。日本比较缺少人力,因而很早开始重视机器,率先建造了可以提高生产效率的无人工厂。

  在运用了人工智能的无人工厂中,所有工作都是由计算机控制的机器人、数控机床、无人运输小车和自动化仓库来实现的,人不直接参加工作。工人成了“指挥员”和“医生”,白天,工厂内只有少数工作人员做一些核查,修改一些指令;夜里,只留两三名监视员。

  现今,无人工厂在汽车及飞机制造等领域已相当普及。这些生产线几乎都是机器人在操作,人在旁边起辅助作用。

  不过,将人工智能真正转化为工业应用并非易事,这是一个繁杂的系统工程。无人工厂要突破很多关键性技术,包括柔性化的生产技术、工业机器人的控制技术、整体安全和监控的技术、所有机器系统安全的监控等。每个机器人的状态、每个仪器的状态,有什么问题都要提前预警。

  无人工厂中的核心装备是工业机器人,经历近半个世纪的迅速发展,机器人技术日趋成熟,已在诸多工业领域得到广泛应用,诸如汽车制造、机械制造、电子器件、集成电路、塑料加工等较大规模生产企业都涉及工业机器人的应用。

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  工业机器人及其他合肥自动化技术代表工业自动化的高阶应用,而最终实现工业智能化、无人化,还有很长一段距离。

  工业价值链的系统整合是工业无人化的关键。工业价值链主要包括产品设计、生产规划、生产工程、生产执行和服务等几个部分,以前这些都是单独实施的。如今,各种新技术把这些独立的部分整合起来。制造业的未来在于,从这些技术当中找到最佳结合点,并学会将它们作为一个完整系统运用起来。这样就能获得整合系统的整体优势,从而推动制造效率的大幅提升。

  要做到这一点,需要制造厂商把手头的所有高科技工具汇合起来,这非常考验综合技术能力。



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