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工业4.0趋势下机器人将如何变革?

制造业的生产力已经历了三次深刻的变革,第一次是以水和蒸汽动力为核心的变革,也称为工业1.0时代。第二次工业革命是电力时代,发电机问世,并带来了生产力的飞跃。第三次是计算机时代,电子计算机技术突破促进了生产自动化的发展。而今天,我们正在迎来第四次工业革命,以信息技术为核心的工业4.0时代。

工业4.0或工业物联网指的是将所有设备、计算机、人和产品等所有生产元素连接起来,并从中采集丰富的大数据,然后通对数据分析来指引导生产,最终使生产线达到最高的效率。实际上,工业4.0就是通过信息技术来提高工厂的灵活性和效益,帮助企业提供竞争力。

那么,在工业4.0时代,机器人产业又将发生怎样的变化?近年来,机器人已经发展成为制造业的主要角色,机器换人缓解了工厂招工难的压力,提升了工厂的生产效率,在现代制造业充当不可或缺的角色。当工业机器人遇到工业4.0,将会产生微妙的变化,一些机器人厂商开始利用工业物联网,实现在线监测、预测性维护、流程优化等,将机器人的能力水平提升到了一个更高的级别。

零停机时间

匆忙的生产流水线上,机器在不停地运转,工厂每一秒都在创造价值。生产管理者并不希望机器停歇,但机器磨损和故障难以避免,理想化的24小时不停机作业是很难达到的。不过,工业4.0的技术提供了新的思路,通过工业物联网连接和监控,可以进一步保障机器的正常运行。

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机器人厂商发那科和通用汽车开发了一个基于云的软件平台ZDT,这是一个零停机时间解决方案,用于分析从通用汽车工厂里机器人收集来的数据。该方案最初是用来消除停机时间,但随着越来越多的数据被收集,ZDT系统能力增长并产生了巨大的回报。据悉,从2014年项目启动到现在,通用汽车已经避免了超过100次重大的意外停机,对于汽车工厂来说,每一次停机可能很容易造成数百万美元的损失,这是一等笔巨大的开支。

零停机时间方案使得生产设施有了预测性维护的能力,从机器人捕获的数据,然后在故障发生之前处理,从而避免了意外停机。只要从机器人中收集到充足的数据,就能根据自身的微小变化来诊断,然后对其进行调整进以提高整体效率。通过数据分析掌握机器的情况,管理者可以安排合理的维护计划,而不用进行非必要性的定期维护。

自主机器人

工业4.0模式的意义不只是在于防止停机,包括工业物联网、信息物理系统、云计算、机器人、大数据、边缘计算等技术,将信息技术(IT)和运营技术(OT)融合起来,进一步提升机器的水平,使得工厂设备更加灵活和智能。

在未来制造业中,机器人将连接到服务器,通过大数据的分析,以实现更合理的调度控制。在信息技术的助力下,机器人的工作可以比以往更协调和智能化,例如工厂的移动机器人在调度系统的监控下,可以识别出周边环境,顺利避开障碍物,以及与其它机器人进行有效的协作等。

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机器人的自主决策来自于周边环境分析和更多信息支持,收到来自实时生产系统和制造执行系统的工作信号,然后根据信号进行自主性的工作,例如生产线上原材料的补给,机器人只有知道了产线的生产状况,才能判断何时送出物料。

此外,机器人可以通过大数据分析,规划出最佳的路线,以缩短机器运行的时间。机器人连接云计算平台,通过丰富的数据洞察,能最大限度提高设备能力和生产效率,保证更高的产品品质。

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