根据美国消费者新闻与商业频道的说法,随着越来越多的设备相互连接,以及机器之间频繁而巨大的数据流,它正在改变世界各地的工厂车间。和人类一起工作机器人从追溯整个物流系统中的零件来看,物联网正在重塑产品设计和制造的方式,改变人类在制造过程中的角色。
图:美国密歇根州沃伦的菲亚特-克莱斯勒汽车。公司沃伦冲压在工厂里,这个汽车工人正在工作。装配经过机器人焊接……的一些部分
协作机器人(机器人)
还有藏在笼子里的传统。工业机器人(例如焊接汽车车身机器人)不同,协作机器人与人类一起工作,并被迅速部署到更多的生产线上。它们通常比它们笨重的表亲更小、更灵活、更便宜。另外,协作机器人它也较慢,但适应性更强,可以分配给不同的任务。
RoboCap UCITS基金的投资组合经理乔纳森·科恩说:“协作机器人你可以通过模仿来学习。大多数都配备了摄像头和内置的视觉识别软件。你可以移动。机器人手,在它的帮助下完成一个任务,然后花几分钟重新编程。”他补充说,相比之下,大工业机器人编程需要50到200个小时。
最大的协作机器人其中一家制造商是丹麦的通用机器人公司公司2015年为2.85亿美元。价格收购了美国自动化设备供应商Teradyne,并使用后者的机器将糖果放入盒子,打磨物品和拧螺丝。
虽然很多人担心机器人会抢走人们的工作,但是支持者说,协作机器人人类健康和安全可以通过执行重复性任务来改善,这些任务需要人们重复不舒服的动作,如扭转或举起重物。
添加制造(添加制造)
这也被称为3D打印,因为它涉及到使用聚合物或金属等材料一层一层地构建物体。基于数字化设计的复杂模型可以用更少的材料和更少的工艺步骤制造出来,这在传统制造技术中几乎是不可能的。尽管增材制造已经存在了30多年,但由于其费用它造价昂贵,建造缓慢,受到很大限制。然而,越来越多的实际应用正在出现。
PA咨询公司全球业务总监蒂姆·劳伦斯(Tim Lawrence)表示:“加印的实际应用肯定会开始增长。它可以用来制造工具、固定装置和其他设备。这可以是公司节省很多时间,不用去工具店买东西。"
长期以来,原型设计一直是非常热门的应用领域,因为3D打印可以快速实现设计意图。然而,它也正在成为最终生产工具包的一部分。咨询公司根据Wohlers Associates的数据,2016年,全球制造业产品和服务市场增长了17.4%,达到61亿美元。约60%的支出与生产和应用有关,比2015年增加了一倍。
医疗保健和航空航天是推动增材制造普及的两个领域。市场调查公司Gartner表示,3D打印助听器和牙科设备已经成为主流。增材制造甚至被用于太空制造多余的零件和工具,在低重力环境下“生物打印”人造人体组织和器官的实验正在进行。
数字双胞胎
这种表达是指一个过程、产品或服务的虚拟模型,有时被描述为物理世界和数字世界之间的桥梁。传感器数据从物理设备传输到虚拟表示,以创建连续的循环。西门子数字工厂集团首席执行官简·穆罗斯(Jan Muros)解释道:“在过去,你会建造一个原型车身,然后将其撞毁,使其变形,然后将其置于压力下,以确定你的设计是否符合规格。在数字上,双胞胎在本文中,我们使用计算机辅助设计(CAD)数据来模拟碰撞特性和变形。"
通过减少所需的物理原型的数量,可以消除缺陷或设计效率低的问题,这可以使设计过程更快、更便宜。数字双胞胎这一概念也正在扩展到工厂,在制造任何东西之前模拟机器。在过去,生产线必须关闭以准备生产新产品,新技术可以避免停工。来自真实世界成品和制造工厂的数据可以输入到数字中。双胞胎以便调整设计和提高性能。
然而,行业分析师表示,普遍采用仍有限制。尽管这些数字双胞胎这对于昂贵产品的大规模生产和设计是有吸引力的,但是因为它们配置和使用来自不同供应商的设备,所以制造这些设备在技术上可能更加困难。
供应链跟踪
随着硬件成本的降低和计算能力的提高,供应商对产品从卡车到轮船,从火车到仓库,到最终生产线的跟踪变得越来越复杂。网络化的货运和物流系统可以用来跟踪船只或卡车,但传感器现在可以放置在单独的货物上。运输车辆和最终目的地工厂中的独立传感器可以检测货物的移动。
这些传感器的数据由计算机收集和处理,显示货物的位置和运输过程中影响货物的其他因素。技术公司英特尔的工业Solutions Group总经理斯科特·奥弗森(Scott Overson)表示,“这些商品可能对温度敏感,受到湿度和振动的限制,或者无法倾斜。所有这些参数都可以测量、报告和分析。”