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  西門子展示未來超強自治型工廠

發(fā)布日期：2022/4/7 15:47:58      瀏覽量：

今天要為大家分享一段精彩視頻

它以一個電子機器人玩具

（Robostar）的制造過程為例

向我們展示了

西門子對未來自治型工廠

（autonomous factory）的構(gòu)想

01

將個人想法迅速變?yōu)楫a(chǎn)品

想象一下，未來每個想法都可以作為單個產(chǎn)品實現(xiàn)，就像視頻中的小女孩，對著一個沒有生氣的傳統(tǒng)玩偶小人Robostar，展開了想象：要是它能夠跟我互動，或者給我唱首歌，能做做體操，還能適時發(fā)出絢麗的光效，那該多好啊！

這是一個完全個性化的想法，在傳統(tǒng)的制造模式下，是不會在意這些突然閃現(xiàn)在個人腦子里面的主意的。傳統(tǒng)制造只對大規(guī)模負責、對標準化負責，能實現(xiàn)「千人一面」就不錯。

所以小女孩的想法在以往想要實現(xiàn)，那它最終只能是個想法而已。但是在這座正在構(gòu)建的未來工廠，它會將這個簡單的想法變?yōu)楝F(xiàn)實！這座未來工廠的目標將是實現(xiàn)「千人千面」乃至「一人千面」。消費者的個性化需求將極大地得到滿足。

02

怎么實現(xiàn)？過程簡析

拍照掃描識別上傳，進入平臺按需下單

小女孩會將原有的玩具Robostar掃描拍照，進入西門子打造的個性化產(chǎn)品制造平臺——「Make me a product」。

通過這個平臺掃描物體，選擇品類和配置如：

? 它是屬于電子玩具類；

? 是否需要選擇以下功能：內(nèi)置瑜伽課程、語音輸出功能、無線充電功能、LED光效、是否需要組裝等等；

? 產(chǎn)品的詳細尺寸參數(shù)和重量，產(chǎn)品是要1:1的制造，還是放大縮小制造；

? 包括產(chǎn)品所需要的數(shù)量、優(yōu)惠碼和快遞方式；

? 甚至可以勾選是否需要實現(xiàn)「碳中和」的生產(chǎn)！

最終確認好在平臺下單，訂單詳情數(shù)據(jù)將會進入西門子的信息后臺。

分析訂單，自主選擇工廠

信息系統(tǒng)接收到訂單指令后，將進行一系列的分析分解和資源配置過程：分析訂單——分解訂單（材料+工藝）——全盤考慮自動選擇最佳制造工廠。

通過對訂單的分解，可以知道需要哪些材料和元件？需要哪些工藝？需要多大的產(chǎn)能？那么列出的這六大工廠會進行相應的匹配，不符合的會過濾掉（會通過算法設(shè)立一定的優(yōu)先級）。最終確定了6號工廠來接手生產(chǎn)任務，該工廠還缺乏一個AI芯片，系統(tǒng)也會自動發(fā)出“芯片下單指令”，送至6號工廠。

工廠理解訂單，自主組織資源

分析完生產(chǎn)的優(yōu)先級之后，智能算法根據(jù)設(shè)備和工具的技能組合、可用性進行資源配置。

這個過程會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，無人機的AI視覺系統(tǒng)會同時識別材料的位置以及完整性和損壞情況。

這個過程還專門強調(diào)了人的獨特性，并非所有任務都可以完全自動解決。即使在自治型的工廠中，人的經(jīng)驗和直覺仍然會起到關(guān)鍵的決策作用。

自主單元中，人工智能技術(shù)大放異彩

就比如視頻中叉車自動揀貨裝貨的這么一套工作流，首先要準確識別是哪一個貨箱；然后要找準叉車進入的孔位；最后要執(zhí)行的是往上搬運的動作。各種人工智能技術(shù)加持，讓這些流程得以自主完成。

人機交互，安全放首位

自治型工廠會有大量的機器和設(shè)備，它們的“自由移動”是建立在經(jīng)過認證的安全的人機交互的基礎(chǔ)之上的，能夠識別到行進范圍內(nèi)的人并作出警告或避讓。

增材制造，讓“不規(guī)則”和“復雜結(jié)構(gòu)”變簡單

增材制造技術(shù)不需要傳統(tǒng)的刀具和夾具以及多道加工工序，在一臺設(shè)備上可快速精密地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現(xiàn)了零件“自由制造”，解決了許多復雜結(jié)構(gòu)零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復雜，其制造速度的作用就越顯著。

AI系統(tǒng)遇到極限狀況，要能求助于人，并持續(xù)學習進化

比如上述AI系統(tǒng)無法識別Robostar的左右胳膊，就需要進行人工輔助識別和定義，并告知系統(tǒng)差別所在的部分，AI持續(xù)學習，下次便能自動識別。

無人機快速直達送貨，客戶最快收到產(chǎn)品

03

自治型工廠的愿景

著名智能制造專家，北航劉強教授曾在《智能制造理論體系架構(gòu)研究》中提到了未來制造的新形態(tài)和新特征，其中就有對于自治型工廠(Autonomous Factory)的描述：利用新一代的信息技術(shù)，如傳感器、控制器、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等，進一步通過互聯(lián)建立起基于CPS的工廠，在未來的工廠里機器將能夠智能地制造產(chǎn)品，工廠將具有高度自治的特點，具體表現(xiàn)為具備如下的功能特征：自感知、自預測、自比較、自決策、自配置、自組織、自執(zhí)行、自維護等。

企業(yè)創(chuàng)新專家Ralph-Christian Ohr 博士在文章中提到——要理解自治性工廠，就要首先理解“自動化”和“自主化”的區(qū)別是什么？

? 自動化是指設(shè)備自動執(zhí)行的一組相關(guān)功能。自動化假定操作員在自動化序列之前或之后執(zhí)行任何要求以完成任務。

? 反過來，自主性是指一種設(shè)備狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，它可以在定義的條件下執(zhí)行指定的操作，而無需人工輸入或指導。

自治型工廠的愿景可以描繪如下：

? 無人駕駛運輸和智能搬運系統(tǒng)將產(chǎn)品或原材料從一個點移動到另一個點 

? 自主機器人獨立執(zhí)行生產(chǎn)步驟，無需人工干預 

? 靈活的模塊化生產(chǎn)取代了計劃好的總體流程

? 實時設(shè)想、模擬和實施最佳生產(chǎn)路徑 

? 在一夜之間將生產(chǎn)轉(zhuǎn)換為全新的產(chǎn)品， 而不會浪費寶貴的時間來設(shè)計和調(diào)試新的生產(chǎn)線

自治型工廠的實現(xiàn)并非易事，盡管一些工廠已經(jīng)在車間（例如在汽車或電子行業(yè)）表現(xiàn)出相對較高的自主性，但大多數(shù)工廠仍然在相當有限的水平上運作。行業(yè)領(lǐng)導廠商正在和客戶和合作伙伴一起，不斷的實驗實踐，以期求最終實現(xiàn)生產(chǎn)的革新，像視頻中的Robostar的制造案例一樣輕松愜意，將個人想法變?yōu)楝F(xiàn)實產(chǎn)品！