在工業(yè)4.0的場(chǎng)景里，工廠變得越來越智能化，所有設(shè)備、產(chǎn)品部件和工作人員都將聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備也人之間，人與產(chǎn)品將進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息傳輸，基于透明化的信息流，工廠制造過程將變得更加協(xié)調(diào)，最終能夠幫助企業(yè)化解風(fēng)險(xiǎn)和最大限度提升盈利水平。
近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的突破，利用無線或有線的網(wǎng)絡(luò)將工廠所有角色連接起來，數(shù)據(jù)采集變得越來越容易。工業(yè)4.0的核心是數(shù)據(jù)，各行各業(yè)的管理者正在利用數(shù)據(jù)分析，洞察新機(jī)遇。大數(shù)據(jù)分析可以使產(chǎn)量增加20％至25％，停機(jī)時(shí)間減少45％。
未來的制造工廠里，實(shí)現(xiàn)了虛擬計(jì)算和現(xiàn)實(shí)世界的連接，利用數(shù)字化技術(shù)顛覆制造流程，讓一切都變得可控可調(diào)。數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)可能是未來10年內(nèi)最有可能對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生重大影響的顛覆性技術(shù)。
從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)
過去很長(zhǎng)的一段時(shí)間，工業(yè)機(jī)器人只能執(zhí)行簡(jiǎn)單或者重復(fù)性任務(wù)，因?yàn)樗皇且粋€(gè)編程好程序的機(jī)械裝置，工作模式是按固定的規(guī)劃進(jìn)行。如今，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法取得了重大的進(jìn)步，基于大量數(shù)據(jù)的采集分析和知識(shí)積累，機(jī)器系統(tǒng)擁有了智力水平。
IBM的認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)Watson就是一個(gè)很好的例子，Watson開啟了一種全新的計(jì)算模式，可以通過大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的整理分析，獲得對(duì)于復(fù)雜問題的答案。Watson系統(tǒng)包括了信息分析、自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新，這是讓計(jì)算機(jī)擁有智能的重要量程。
在人工智能的賦能下，機(jī)器人獲得更強(qiáng)大的能力，例如工廠里AGV移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行物料搬運(yùn)時(shí)，實(shí)時(shí)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行掃描分析，繪制最新的地圖進(jìn)行導(dǎo)航，如果發(fā)生場(chǎng)景的變化可以及時(shí)識(shí)別出來，繞開行使或者停止，從而避免了意外碰撞的發(fā)生。
虛實(shí)結(jié)合，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能制造
智能制造包含多個(gè)部分，首先是數(shù)據(jù)、計(jì)算和連接部分，包括了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，工廠所有設(shè)施都具有聯(lián)網(wǎng)的功能，允許大規(guī)模使用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集，同時(shí)還需要強(qiáng)大的存儲(chǔ)、傳輸和處理。
只要將傳感器或者執(zhí)行器嵌入到工廠現(xiàn)場(chǎng)的物理對(duì)象中，并能夠無線或者有線網(wǎng)絡(luò)連接，就能輕松采集到工廠低層的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將傳給到計(jì)算中心進(jìn)行分析，而所有物理對(duì)象都能或感知自己的環(huán)境，并可以進(jìn)行相互之間的通信。
其次，數(shù)字化技術(shù)可以轉(zhuǎn)換成物理操作，主要目的是降低生產(chǎn)的成本，擴(kuò)大材料選擇和提升產(chǎn)品精度和質(zhì)量。例如增材制造基于數(shù)字模型的完全檢測(cè)后，再進(jìn)行3D打印制裁，這樣可以避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和減少材料的浪費(fèi)。
先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)也是如此，基于人工智能、機(jī)器視覺和物聯(lián)網(wǎng)通信，機(jī)器人可以模擬仿真測(cè)試。物理轉(zhuǎn)化為虛擬世界，而虛擬世界的東西可以用到物理世界。
人機(jī)協(xié)作，交互方式不斷變革
工業(yè)機(jī)器人可以減輕人類繁重的任務(wù)，為員工創(chuàng)造更優(yōu)越的工作環(huán)境，同時(shí)可以提高工作的效率，那么如何利用好機(jī)器人，人與機(jī)器的交互是將十分重要的部分。隨著人機(jī)協(xié)作模式的流行，人與機(jī)器的交互的需求將越來越多，交互技術(shù)的突破將帶來新的機(jī)會(huì)。
未來，機(jī)器人的控制不再停留于示教器的指令控制，它可以通過語音、動(dòng)作姿勢(shì)等更多方式進(jìn)行交互。例如外骨骼機(jī)器人、模仿人手的機(jī)器手等，通過手套佩戴便可以實(shí)現(xiàn)控制，人的手部動(dòng)作傳送到機(jī)器人手上。
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，未來交互技術(shù)也將發(fā)生巨大的變革，例如生物識(shí)別、意念控制等等，人與機(jī)器的交流將變得越來越輕松，甚至有可能將機(jī)器變成人的一部分，進(jìn)一步增強(qiáng)人類的能力，并實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)力的提升。
