運(yùn)動(dòng)控制精確到零點(diǎn)幾毫米的機(jī)器人背后是站在巨人肩膀上的工業(yè)4.0
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前沿科學(xué)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、以及商業(yè)和政策推動(dòng)力將促進(jìn)新材料和新技術(shù)的不斷應(yīng)用,進(jìn)而提升制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。從全球來看,這主要體現(xiàn)在生產(chǎn)流程、自動(dòng)化與精密制造、新材料與多尺度制造系統(tǒng)、測(cè)量測(cè)試、制造系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域的創(chuàng)新與進(jìn)步。
面對(duì)勞動(dòng)力、土地和能源短缺以及環(huán)境問題日益嚴(yán)峻等挑戰(zhàn),制造業(yè)亟需降低成本、提升質(zhì)量和生產(chǎn)效率,在高度網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)作化的生態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在這一過程中,技術(shù)和創(chuàng)新將發(fā)揮關(guān)鍵作用。
以下是ABB(中國(guó))有限公司董事長(zhǎng)兼總裁顧純?cè)┦?,演講主題為‘物聯(lián)網(wǎng)+、工業(yè)4.0,與制造業(yè)的未來’的主題分享,由創(chuàng)業(yè)邦和中歐國(guó)際工商學(xué)院發(fā)言共同整理而成:
影響制造業(yè)的幾個(gè)因素
制造業(yè)是非常高度競(jìng)爭(zhēng)性的行業(yè),不像有些行業(yè)比較壟斷,有些門檻,制造業(yè)本身籠統(tǒng)的講,是高度競(jìng)爭(zhēng)化的企業(yè)。制造業(yè)需要關(guān)注的一些挑戰(zhàn),提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,100多年來,這是永恒的話題。
不同時(shí)期的挑戰(zhàn)是不一樣的,衍生出了不同的解決方案。這也是為什么大家歸納總結(jié)了工業(yè)1.0、2.0、3.0、4.0。實(shí)際上都是為了解決提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
如今這個(gè)時(shí)代,高度網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)作化會(huì)對(duì)未來制造業(yè)會(huì)有什么影響?為什么叫工業(yè)4.0?
推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力主要是來自三個(gè)方面
第一、商務(wù)和政策的推動(dòng)力。制造業(yè)按客戶需求提供產(chǎn)品服務(wù),是商務(wù)新聞。同時(shí),政策導(dǎo)向也永遠(yuǎn)會(huì)對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生很大影響。
第二、制造業(yè)本身的子系統(tǒng)。在不同時(shí)期,子系統(tǒng)是不一樣的。今天的子系統(tǒng)是物互聯(lián)網(wǎng)+,服務(wù)人,大數(shù)據(jù),工業(yè)機(jī)器人。
第三、基礎(chǔ)研究的推動(dòng)力。比如材料科學(xué),像是納米材料、黏性材料,這類基礎(chǔ)研究玩玩會(huì)產(chǎn)生顛覆性的變化。
很多技術(shù)可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。目前全球發(fā)展中,更多關(guān)注生產(chǎn)流程的創(chuàng)新、自動(dòng)化、精密的制造系統(tǒng)。但我還是要說,新的材料、測(cè)量系統(tǒng)以及可持續(xù)發(fā)展,同樣深刻影響著制造業(yè)的未來。
數(shù)字化不僅僅是提升效率
好了,以上是前言。今天我們還要講講,數(shù)字化、自動(dòng)化以及網(wǎng)絡(luò)化會(huì)對(duì)制造業(yè)能夠產(chǎn)生一些什么樣的影響。
過去十幾年、二十年,技術(shù)發(fā)展最快的是移動(dòng)通訊和云計(jì)算。今天的產(chǎn)品非常容易與傳感器和計(jì)算機(jī)結(jié)合,再加上無線通訊就產(chǎn)生了智能產(chǎn)品。產(chǎn)品本身突然變成智能化,可以產(chǎn)生數(shù)據(jù),可以有反饋,可以產(chǎn)生信息。
中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)展是走在世界前沿的。4G網(wǎng)絡(luò)完全可以滿足人們的對(duì)話、視頻需求。未來的5G會(huì)主要滿足機(jī)器跟機(jī)器之間的通訊、物與物之間的通訊。
整個(gè)社會(huì)、行業(yè)、各個(gè)企業(yè)都在把產(chǎn)品智能化。等下一代通訊技術(shù)成熟了之后就會(huì)極大改變物為人所提供的服務(wù)。
通過工業(yè)4.0與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,我們把它叫物聯(lián)網(wǎng),在這個(gè)時(shí)候就把人跟服務(wù)有機(jī)的聯(lián)系起來,所有的產(chǎn)品都是有智能的,可以通訊的,提升數(shù)據(jù)分析能力。
數(shù)字化和自動(dòng)化融合為制造業(yè)生態(tài)
很多朋友都問,數(shù)字化跟自動(dòng)化融合的切入點(diǎn)在哪里?我個(gè)人認(rèn)為,數(shù)字化跟自動(dòng)化的融合本身是一個(gè)多方位的耦合,所以它實(shí)際上并沒有唯一的切入點(diǎn)。
受關(guān)注較多的是生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它是工業(yè)4.0的核心,但只是其中的一塊。未來的物聯(lián)網(wǎng)+并不是局限于用工業(yè)4.0來提高工廠效率,而是在互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架下產(chǎn)生一個(gè)互聯(lián)互通的生態(tài)環(huán)境。
未來的系統(tǒng)架構(gòu)要有很好的軟件,可以擴(kuò)展、擴(kuò)容;通訊方面要考慮到各種協(xié)議的兼容性;每一個(gè)產(chǎn)品都能產(chǎn)生數(shù)據(jù),每一臺(tái)機(jī)器都可以產(chǎn)生數(shù)據(jù),甚至每一臺(tái)中壓開關(guān)、低壓開關(guān)都產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時(shí)候,如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行控制?從廣義上來講,這些產(chǎn)品對(duì)于終端客戶來講所有都是資源的管理和控制。
這就是未來的制造業(yè)。在數(shù)字化、在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,這個(gè)制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)里面有很多新的需求,那就是創(chuàng)業(yè)的商機(jī)。
制造業(yè)革新并不完全局限于工業(yè)的自動(dòng)化、機(jī)器人的自動(dòng)化,而是在整個(gè)的生態(tài)系統(tǒng)里面,我們?nèi)绾卫没ヂ?lián)網(wǎng)的技術(shù)把產(chǎn)品通過智能傳感器提供更好的價(jià)值。
數(shù)字化之后要實(shí)現(xiàn)定制化
實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化以后,很多人來會(huì)有一個(gè)基本需求——都希望能夠參與在制造、設(shè)計(jì)過程當(dāng)中。
小時(shí)候,老師讓我們搭積木,做創(chuàng)造。其實(shí)人類的發(fā)展創(chuàng)造的欲望息息相關(guān)。今天隨著社會(huì)的分工越來越明確,創(chuàng)造的機(jī)會(huì)卻越來越小。
我個(gè)人認(rèn)為,隨著數(shù)字化、信息化的發(fā)展,我們?yōu)槲覀兊慕K端客戶、消費(fèi)者有一個(gè)機(jī)會(huì)能夠參與在對(duì)這個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)當(dāng)中。
打個(gè)比方,很多人都買過車。如今跟二十年前買車,體驗(yàn)肯定不同了。
今天你去4S店,會(huì)讓你選顏色、選配置、選輪胎、選電子設(shè)備等等。從某種意義上來講,你已經(jīng)參與到配置的過程中,參與以后可以下訂單,再到工廠生產(chǎn),幾個(gè)月后你就可以拿到自己最大程度上定制化的汽車。
各位朋友有沒有想過,是什么樣的手段能夠讓人類基本的愿望得到滿足呢?是什么樣的制造過程能夠讓他滿足呢?
剛才我講了,工業(yè)4.0工廠本身并不能完全滿足你需要的“定制化”。還需要一點(diǎn),那就是制造過程非常的靈活和柔性化。
這有兩個(gè)選擇,第一個(gè)就是用人。人是最靈活的,我們可以生產(chǎn)各種各樣的東西。
第二個(gè)就是機(jī)器。制造業(yè)目前有兩個(gè)選擇,要么用人,要么用機(jī)器人。
講到人各位覺得好像很搞笑的,其實(shí)不是這樣的。過去十幾年前,西方的制造業(yè)全球化。他們把勞動(dòng)密集型的制造業(yè)搬到中國(guó)來,用人的靈活性來滿足制造業(yè)的柔性化需求。在未來,當(dāng)勞動(dòng)力短缺,勞動(dòng)力成本上升,就要用以機(jī)器人為主的自動(dòng)化柔性制造。
人與機(jī)器無縫對(duì)接的可能
剛才講了,在數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上我們可以通過很多自動(dòng)化的手段提高我們的生產(chǎn)效率,讓客戶參與生產(chǎn)過程當(dāng)中,最好用人或者是機(jī)器。
但還有一個(gè)選擇,如何讓人和機(jī)器在生產(chǎn)過程當(dāng)中進(jìn)行無縫的對(duì)接和混合。
為什么有這種需求呢?
打個(gè)比方,今天每個(gè)人都離不開智能手機(jī)。智能手機(jī)越來越復(fù)雜,它的產(chǎn)品壽命越來越短,一般就是六個(gè)月到九個(gè)月。所以逼著智能手機(jī)的廠商在不斷更新?lián)Q代,這個(gè)時(shí)候?qū)χ圃鞓I(yè)就產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)。
一個(gè)智能手機(jī)的制造過程是非常復(fù)雜的,有焊接、裝配、打磨、檢測(cè)等等。全自動(dòng)化至少在目前來講幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。但企業(yè)有這個(gè)需求,由于勞動(dòng)力成本的壓力,需要提高自動(dòng)化。
我們覺得它的解決方案就是把機(jī)器和人進(jìn)行混合。
我們ABB推出的一款人機(jī)協(xié)同機(jī)器是一種新的解決方案。這一款機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制可以精確到零點(diǎn)幾個(gè)毫米。傳統(tǒng)的機(jī)器和人是要分開的,現(xiàn)在人和機(jī)器無需隔離,人類教完之后,機(jī)器人可以重復(fù)剛才的動(dòng)作。如果發(fā)生磕碰動(dòng)作會(huì)停掉。通過安裝視覺系統(tǒng),對(duì)制造業(yè)來講節(jié)省了很大的成本。
(審核編輯: 智匯小蟹)
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