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工業制造智能化的技術本源和經濟前景

發布時間：2016/5/31 11:25:28 來源：鑫泰科技發布者：manni123

《中國制造2025》發布近一年來，概念層面可謂異彩紛呈，從工業4.0、工業信息化到智能制造、無人工廠，目前更延伸到無人駕駛汽車、無人駕駛船舶、無人化醫療裝備等熱門領域，似乎工業智能化、無人化時代近在眼前。　　
　　華為科技創始人任正非對此所做的判斷很客觀，他認為，這是人工智能時代，首先要強調工業自動化；工業自動化以后，才可能走進信息化；只有信息化后，才能智能化。中國工業現在還沒有走完自動化，還有很多工業連半自動化都做不到。　
　　因而，探究工業4.0、工業無人化之前，有必要了解相關概念的歷史淵源、技術本源和經濟意義。　
　　自動化是智能化的前奏　　
　　20世紀80年代，美國汽車產業正擔心會被日本競爭者擊垮。在底特律，很多人展望以“熄燈式生產”打敗對手。“熄燈式生產”就是工廠高度自動化，燈關著，機器人自己在制造汽車。當時，這種想法是不切實際的，日本車企當年的競爭優勢也不在于自動化生產，而在于“精益生產”技術，而精益生產在大多數情況下要依賴人力。　
　
　現今，自動化技術的進步已經使“熄燈式生產”逐漸變成現實。日本機器人制造商發那科（FANUC）已能將其部分生產線置于無人值守的環境中，自動運行數周不出狀況。　
　　德國大眾旨在稱雄全球，這家汽車工業集團制定了新的生產戰略：模塊化橫向矩。大眾汽車想借助這一全新的工藝，在同一條生產線上生產所有型號的車。這一工藝最終將使大眾在世界各地的工廠因地制宜，生產出當地市場所需的任何車型。　
　　很多年前，錢學森曾說過：“只要自動控制做好了，即使元器件差一點，導彈也能打上天。”　　
　　現今，自動化將在很大程度上模仿人的智能，機器人已在工業生產、海洋開發和宇宙探測等領域得到應用，專家系統在醫療診斷、地質勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農業自動化將成為新技術革命的重要內容，并得到迅速發展。　　
　　從整體上看，中國傳統產業在技術裝備、能源和原材料消耗、產品品質和管理水平等方面與工業強國相比仍有很大差距，尤其是技術裝備（比如高端數控機床）的差距有擴大趨勢。大范圍設備更新，國家承受不了；維持設備現狀，則后果不堪設想，唯有應用自動化技術改造傳統產業，才能最有效地提高企業素質。　　
　　日本和德國的經濟起飛，就是從這里開始的。1986年之前，美國對自動化技術的應用不夠重視，以至于在汽車、機械、原材料工業、計算機、電子元器件等傳統行業完全喪失優勢地位。后來美國急起直追，高度重視工業自動化技術，用自動化技術改造傳統產業，產生了巨大效益。　　
　　中國各個行業的自動化現狀遠遠落后于工業強國。對于任何一個企業來說，沒有強大、先進的自動化系統的支持，其產品的質量和產量都難以達到世界水平。比如焊接工序，由人工操作的質量不易控制，僅憑外觀也看不出質量好壞。如果由工業機器人來操作，各個工藝細節都能標準化，焊接質量、效率都會更高。　
　　這就是為什么即使中國經濟增速出現下滑，中國國內市場，尤其是制造業領域，對于工業自動化技術的需求有增無減。自動化技術能給“中國制造”補鈣，助推中國產業振興。　　
　　人工智能與無人工廠　
　　無人工廠是自動化技術全面升級跨越的結果，其基本特征就是全部生產活動由電子計算機進行控制，生產第一線配有機器人而無需配備工人。　　　　世界上第一座實驗用的無人工廠在日本筑波科學城，建成于1984年4月。日本比較缺少人力，因而很早開始重視機器，率先建造了可以提高生產效率的無人工廠。　
　　在運用了人工智能的無人工廠中，所有工作都是由計算機控制的機器人、數控機床、無人運輸小車和自動化倉庫來實現的，人不直接參加工作。工人成了“指揮員”和“醫生”，白天，工廠內只有少數工作人員做一些核查，修改一些指令；夜里，只留兩三名監視員。　　
　　現今，無人工廠在汽車及飛機制造等領域已相當普及。這些生產線幾乎都是機器人在操作，人在旁邊起輔助作用。　　
　　不過，將人工智能真正轉化為工業應用并非易事，這是一個繁雜的系統工程。無人工廠要突破很多關鍵性技術，包括柔性化的生產技術、工業機器人的控制技術、整體安全和監控的技術、所有機器系統安全的監控等。每個機器人的狀態、每個儀器的狀態，有什么問題都要提前預警。　　
　　無人工廠中的核心裝備是工業機器人，經歷近半個世紀的迅速發展，機器人技術日趨成熟，已在諸多工業領域得到廣泛應用，諸如汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規模生產企業都涉及工業機器人的應用。　　
　　工業機器人及其他自動化技術代表工業自動化的高階應用，而最終實現工業智能化、無人化，還有很長一段距離。　　
　　工業價值鏈的系統整合是工業無人化的關鍵。工業價值鏈主要包括產品設計、生產規劃、生產工程、生產執行和服務等幾個部分，以前這些都是單獨實施的。如今，各種新技術把這些獨立的部分整合起來。制造業的未來在于，從這些技術當中找到最佳結合點，并學會將它們作為一個完整系統運用起來。這樣就能獲得整合系統的整體優勢，從而推動制造效率的大幅提升。鑫泰數控加工中心機器人龍門　　
　　要做到這一點，需要制造廠商把手頭的所有高科技工具匯合起來，這非常考驗綜合技術能力。

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