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自动化发展趋势,与新兴的技术融合新生

供稿:中国工控网 2016/5/9 17:53:12

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    智能制造的好处已经不用多说,尤其是是当下时代,人们对于其抱有这非常美好的憧憬,因为智能制造所描述的众多的场景比如无人工厂、机器换人等等都符合着目前行业已经饱和,需要寻求新的利润增长的点的需求。这一切,都可以看到人们对于智能制造的赞美与歌颂,但是却似乎开始遗忘了作为智能制造的先行即使--自动化技术的命运。

  在工业制造领域,通过工业软件以达到对于整个生产流程的更高效的管理与更自动化的生产也是一家企业是否具有向工业4.0等更高级的方向发展的基础,因此,自动化技术相比而言并不是一个可有可无的鸡肋。事实上,无论是高端数控机床、工业机器人以及ERP、MES等典型的自动化生产技术都是企业向工业4.0发展的基石。

  自动化还是工业4.0,不同的企业有不同的路径

  工业4.0对于整个制造业的改造不仅仅是技术层面的,更大的意义是其可以改变现有制造业的生产模式,从之前的B2C模式变为C2B这种需求导向性商业模式对于整个产业带来的意义更大。

  一家企业或者一个行业需不需要工业4.0完全是有行业的属性来看,因为从商业的角度来说,怎么使企业获得更高的利润、更好的发展下去才是至高无上的真理。从这个逻辑出发,可以说有很多企业看起来并不是很需要工业4.0.

  比如说化肥厂或者水泥厂这类并不是直接针对消费级应用的企业,这类企业的产品对于个性化的要求并不高,他们只需要在生产效率与经济效益上不断提升,达到企业生存的目标就可以持续的发展下去,所以这类企业对于技术的要求或许只需要达到充分的自动化便可。

  自动化技术的趋势:与其他新兴技术相融合

  红海在任何单一的行业里都很容易成为现实,即使再独特的技术,必然将引入更多的投资者,资金趋向于获利-本性使然,如何突破过去的红海而迈入蓝海,那么,反倒简单了,在跨界的地方,你会看到不一样的世界,在传统的汽车发动机领域,我们去寻求突破几乎是很难的了,但是,电动汽车突破了传统汽车在发动机材料、设计、加工等方面的技术壁垒,无人驾驶技术也使得汽车正在迈向新的蓝海,这些都是跨界融合的结果。

  基于大数据分析,我们可以延伸我们的竞争力,将原来提供设备,延伸到设备服务,并且通过反馈的数据来优化我们的生产与制造,这样就使得传统机械制造业、自动化设备行业可以获得新的盈利空间,并更好的吸引和把握客户。

  新技术带来的不仅仅是便利、成本的节省,更重要的也是对新的盈利模式的催生。

  自动化本身已经是红海,然而,人工智能技术、移动互联技术、物联网技术使得自动化与之融合后为传统的制造业、流程工业等赋予了新的能力,这些能力带来了产业的升级、优化的空间,也赋予了消费者更多的选择和更高品质的生活。这也是众多众多自动化企业的发展趋势。

  以台达为例,台达公司作为一家资深的自动化技术与设备供应商在IoT时代也将其自身的定位突破了传统自动化的限制,也在积极发展云计算、大数据、通讯技术以及无线传感等技术以实现对制造业技术的再度升级,公司已经基于成熟的自动化技术的基础尝试了众多智能制造方面的产品。

  跨界体现在以下几个方面的融合

  第一,智能制造对于集成的需求使得自动化必须与更多原来边界的科技如MES、仿真软件等在融合;

  第二,产业的融合使得其它技术向自动化扩张,如IoT、AI、3D打印、触摸屏,Web技术等;

第三,人工降低的需求使得自动化从工业向农业、医院、智能楼宇等多个方向延伸。

正在入侵自动化领域的跨界者

  1. 机器人显然已经被纳入了自动化行业

  就技术而言,在PLCopen的Part4里实现了协同运动控制,将原有的CNC、机器人与定位同步控制纳入统一软件架构,这使得机器人能够与传统机器融合在一起构成产线,尽管如此,原有的机器人与工艺设备集成仍然会有难度,2015年开始,Comau与B&R合作的openRobotics突破原有的产线集成,将机器人作为一个对象由其平台的mapp来实现软件集成,这里,机器人将被视为一个执行单元,与工艺设备的同步、定位控制、逻辑、安全动作进行集成。

  2. 开放的软件集成变得简单

  传统来说,MES是属于IT的吗?MES在智能制造中扮演的角色越来越重要,然而,在过去不成功的MES实施中,自动化的缺位是一个问题,由于MES对自动化的不了解,对数据的获取的困难,以及硬件互联的问题导致了MES很难有一个好的结果,但是,当基于更为开放的互联如OPCUA接口、以及自动化采集软件对数据的统一标准,MES与自动化紧密结合,在这个时候,对于智能制造的应用而言,MES是属于IT技术吗?

  软件-来自IT世界何至于MES,包括HTML5、WebServer、Andriod操作系统、ROS机器人操作系统通过智能制造与自动化在融合。

  3. 云平台与人工智能

  云服务的平台正在由Cisco、华为等来自传统的移动互联公司构建,这些服务基于大量数据采集,IoT技术提供直接的数据采集服务,尽管这些技术目前尚未真正大量的使用,但前沿的技术企业已经在为我们寻求跨界的应用,以前,那些算法被应用于商业系统,而今天这些技术同样开始被移植于智能制造系统。

  (1)人工智能算法对传统的服务的改善

  预测性维护往往是需要专家系统的-这个专家系统是基于对机械零件如轴承、联轴器等进行数十年的工程参数累积而形成的,这使得传统的专家系统往往非常昂贵,而新时代,人工智能算法的成熟使得可以基于大量数据的自学习能力来应用于预测性维护成为了可能,现在,新的测量系统的专业企业正在基于这些数据分析来进行更广泛的智能制造应用,例如:通过测量大量的零配件转配过程的误差,为质量的提升给出预测性调整。

  (2)企业能力的外包服务:

  那些具有强大设计能力的公司,除了为客户提供产品外,甚至可以把自己的设计能力、工艺管控能力、生产制程的管理能力通过云服务平台输出,使得盈利模式可以得到继续的延伸。

  (3)IoT的服务

  IoT并非是一种传感技术那么简单,它所代表的是对数据采集的更为灵活且自由的重构,很多传统自动化系统中需要通过SCADA、专用的数据平台的数据是可以直接通过数据交换系统被存储到云端的,这些数据可以被云应用服务来进行分析。

  4. 仿真软件与自动化的互联与集成

  有时候,看看我们隔壁的那些跨界的同行在干什么的时候,我们会觉得大吃一惊,就像PTC这样的CAD、PLM软件厂商一样,他们正在用仿真技术客户提供更高效的设计分析,并且,这些技术已经融合了大量的传感技术、虚拟现实技术、Web技术,智能制造使得这些技术必须与自动化进行衔接,直接生成的制造参数将会发布给执行系统,由自动化系统来执行这些设计,并且反馈给系统产品存在的问题,并给予改善。

  很显然,智能制造使得原先那些与自动化分立的应用技术领域如仿真软件MATLAB/Simulink、设计软件Pro-e,CATIA、UGs、Solidworks与我们更为紧密,智能制造使得这些技术与自动化更为紧密的衔接。

  5. 基于Andriod的自动化时代要来临吗?

  除了用于HMI的开发,Andirod的开源特性仍然吸引了很多人在其上的裁剪,以便能够在智能化应用中获得一些先机,对于那些要求不高的机器人-如应用于辅助系统的,可以采用Andriod平台的控制器,就像Arduino、树莓派这些应用一样,他们正在一些儿童玩具的领域在使用,你一定会觉得他们来到自动化这个要求稳定与可靠非常高的领域简直是找死,不过,你放心,开源的魅力让它赋予Andriod新意。

  6. 移动互联网的自动化

  即使Web技术不能满足自动化的实时性要求,在传统意义上这是有一定的道理的,但是,在新的时代,我想Web技术的开放性与低廉成本还是吸引着很多企业,例如:HMI就可以采用Web技术来实现,这对于SCADA的开发而言,就是极大的便利。

  当然,Web技术可以不仅仅用于纯粹只是为了HMI类的应用,如果可以的话,我们可以在全世界都可以访问你想访问的设备,安全是必须的。自动化正在消失还是重生?

  智能化可能更为符合未来的发展描述,自动化只是智能的一部分,而智能涵盖了但却不仅只有自动化,而包括感知、分析、思考、判断、决策者系列与智能相关,也包括呈现(如VR技术)、反馈等,这些前端与后端构成了智能化的部分。

  自动化只是其中的智能执行环节,当然,你也可以说,自动化变得更为智能。


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