随着新一代信息技术的兴起,物联网、大数据、AI和工业技术的加速融合,推动了工厂生产线的数字化转型,给传统制造业带来了巨大的冲击。新一代制造业不仅要求高效生产,快速响应市场需求,同时具备柔性加工能力,即满足市场个性化定制需求。制造业为了获得未来的竞争力,正在大力推进机器换人和智能化改造,一场巨大的产业变革正在到来。
说到制造业,人们可能很容易想到车间、机器和工人。事实上,制造业是一个复杂的系统,从市场需求调查到产品设计,从材料采购到加工制造,再到物流、销售和消费,以及后期的维修服务。如果这样的系统控制不当,可能会造成巨大的损失,最终导致制造业的崩溃。智能制造转型的目的是利用人工智能等新兴技术,更好地管理制造的各个流程,提高生产效率。
制造业为了抢占更多的低成本资源,往往将工厂和材料分布在世界各地,这给供应链带来了新的挑战。考虑到物流控制等方面,整个制造系统会变得更加复杂。制造企业的主要挑战是寻找低成本的材料或零件。这些半成品还要考虑运输成本,保证每个生产阶段的可用性。
无论如何,管理者需要努力降低库存,缩短交货时间,而制造的物流环节是一个关键,从最初的原材料供应商到成品。配送中心需要合理的运作来降低成本,保证生产的顺利进行。目前制造业正在尝试用新技术来改变。工业流程、这些技术和工业同时,这种结合也引发了更多的创新机会。
工业物联网
智能制造必须突破物理世界和数字虚拟世界的鸿沟,工厂操作人员需要从生产线上采集底层数据信息。工业物联网成为智能制造升级的关键。现在,工业物联网(IIOT)正在入侵制造业。将来,大多数设备都将联网。管理人员将通过有线或无线技术收集更多的现场信息,这些信息可能包括机器运行数据、产品数据、质量检验和过程数据。
随着工业随着物联网的演进,工厂中的传感器数量将快速增加,嵌入式计算能力将应用于更多产品,生产线将越来越智能化。运营商利用物联网技术将工厂与供应商、用户紧密联系起来,让厂商在应用过程中了解产品的实际情况,嵌入产品的传感器会将实时数据反馈给系统,让厂商根据应用调整生产计划。
在供应链管理的过程中,会使用大量的移动设备。我们可以通过智能手机,平板电脑或其他特殊的终端设备来跟踪材料的位置和产品的进度。同时,移动设备提供了在任何地方实时收集和传输信息的能力,可以输入订单和交货信息,这将极大地改变订单的接收和处理方式,对生产组织和进度产生巨大影响。
大数据分析
随着制造业向智能制造的转型升级,企业会从设备上采集大量的数据,需要对这些数据进行清洗、整理、存储和分析,最终用于操作人员的决策参考。目前大数据分析主要应用于机器的预测性维护,设备管理者是实时的。监控设备的特征参数,及早发现机器故障前兆,进而及早更换机器零部件,以减少停机时间,最终帮助生产线降低维修成本。
除了设备维护,大数据还可以用来优化产品设计、生产、销售等整个制造过程。来自外部市场和消费者的数据可以分析用户的真实需求,实现市场化的产品设计和制造。通过生产过程监控分析,厂商知道哪些环节降低了生产效率,哪些资源被过度利用,知道如何优化生产工艺提高设备利用率。
随着企业工厂内外部数据的增多,对大量数据进行整理和分析也是一个挑战。目前,通用电气、西门子、IBM等企业都提供了基于云的分析平台。越来越多的平台使用机器学习等人工智能算法来实现大量数据的自动处理。通过与历史数据的对比,可以发现异常数据并告知管理者,从而更好地防患于未然。
三维打印
3D打印很早以前就出现了,但过去并不盛行。一方面是技术不成熟,另一方面是受批量标准化制造模式的影响。现在个性化需求突出。3D打印是一种新技术,可以快速制造不同形状的结构,大大提高产品开发过程的打样效率,广泛应用于不同行业,如汽车、航空航天、医疗器械行业等。
作为一项极具颠覆性的技术,3D打印可能会永久改变一些行业的供应链。零部件供应商可以通过远程打印机在客户的工厂完成零部件制造,只需要传输零部件的生产信息,而不是一个实体产品,相当于虚拟化了所有的物流。此外,3D打印允许低成本的产品定制和批量或单个产品生产。
随着3D打印新材料的发展和成熟,用户可以使用石墨烯、有色金属等材料制造产品,结合激光技术,3D打印可以制造出难以想象的产品。目前,除了航空、汽车、医疗领域,其他领域也开始尝试使用3D打印机,比如食品、服装等。3D打印可以快速制造更个性化的产品,让消费者享受高质量的制造服务。
无人驾驶技术
物流运输是制造业的关键环节,无人机技术的使用正在显著改变制造业。在一些交通不便的山区,紧急情况下需要运送药品时,传统运输方式无法满足时间要求,而无人机可以在短时间内将大量物资运送到某个地区,在紧急情况下可以从专门的仓库为大量人员提供服务。
在生产工厂的日常生活中,你可以看到自动驾驶车辆,比如使用自动引导车、激光引导车来移动货物。一方面减少了物流人力的投入,另一方面使供应系统更加透明,可以实时跟踪货物的位置。而且,这种机器可以24小时运转,不付加班费。加入人工智能技术后,无人运输系统会越来越智能。它可以在执行任务的同时分析周围环境,做出下一步决策。