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制造業(yè)的生產(chǎn)力已經(jīng)歷了三次深刻的變革，第一次是以水和蒸汽動(dòng)力為核心的變革，也稱為工業(yè)1.0時(shí)代。第二次工業(yè)革命是電力時(shí)代，發(fā)電機(jī)問世，并帶來了生產(chǎn)力的飛躍。第三次是計(jì)算機(jī)時(shí)代，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)突破促進(jìn)了生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展。而今天，我們正在迎來第四次工業(yè)革命，以信息技術(shù)為核心的工業(yè)4.0時(shí)代。
工業(yè)4.0或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)指的是將所有設(shè)備、計(jì)算機(jī)、人和產(chǎn)品等所有生產(chǎn)元素連接起來，并從中采集豐富的大數(shù)據(jù)，然后通對(duì)數(shù)據(jù)分析來指引導(dǎo)生產(chǎn)，最終使生產(chǎn)線達(dá)到最高的效率。實(shí)際上，工業(yè)4.0就是通過信息技術(shù)來提高工廠的靈活性和效益，幫助企業(yè)提供競爭力。
那么，在工業(yè)4.0時(shí)代，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)又將發(fā)生怎樣的變化？近年來，機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展成為制造業(yè)的主要角色，機(jī)器換人緩解了工廠招工難的壓力，提升了工廠的生產(chǎn)效率，在現(xiàn)代制造業(yè)充當(dāng)不可或缺的角色。當(dāng)工業(yè)機(jī)器人遇到工業(yè)4.0，將會(huì)產(chǎn)生微妙的變化，一些機(jī)器人廠商開始利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測、預(yù)測性維護(hù)、流程優(yōu)化等，將機(jī)器人的能力水平提升到了一個(gè)更高的級(jí)別。
零停機(jī)時(shí)間
匆忙的生產(chǎn)流水線上，機(jī)器在不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，工廠每一秒都在創(chuàng)造價(jià)值。生產(chǎn)管理者并不希望機(jī)器停歇，但機(jī)器磨損和故障難以避免，理想化的24小時(shí)不停機(jī)作業(yè)是很難達(dá)到的。不過，工業(yè)4.0的技術(shù)提供了新的思路，通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接和監(jiān)控，可以進(jìn)一步保障機(jī)器的正常運(yùn)行。
機(jī)器人廠商發(fā)那科和通用汽車開發(fā)了一個(gè)基于云的軟件平臺(tái)ZDT，這是一個(gè)零停機(jī)時(shí)間解決方案，用于分析從通用汽車工廠里機(jī)器人收集來的數(shù)據(jù)。該方案最初是用來消除停機(jī)時(shí)間，但隨著越來越多的數(shù)據(jù)被收集，ZDT系統(tǒng)能力增長并產(chǎn)生了巨大的回報(bào)。據(jù)悉，從2014年項(xiàng)目啟動(dòng)到現(xiàn)在，通用汽車已經(jīng)避免了超過100次重大的意外停機(jī)，對(duì)于汽車工廠來說，每一次停機(jī)可能很容易造成數(shù)百萬美元的損失，這是一等筆巨大的開支。
零停機(jī)時(shí)間方案使得生產(chǎn)設(shè)施有了預(yù)測性維護(hù)的能力，從機(jī)器人捕獲的數(shù)據(jù)，然后在故障發(fā)生之前處理，從而避免了意外停機(jī)。只要從機(jī)器人中收集到充足的數(shù)據(jù)，就能根據(jù)自身的微小變化來診斷，然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)整進(jìn)以提高整體效率。通過數(shù)據(jù)分析掌握機(jī)器的情況，管理者可以安排合理的維護(hù)計(jì)劃，而不用進(jìn)行非必要性的定期維護(hù)。
自主機(jī)器人
工業(yè)4.0模式的意義不只是在于防止停機(jī)，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng)、云計(jì)算、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算等技術(shù)，將信息技術(shù)（IT）和運(yùn)營技術(shù)（OT）融合起來，進(jìn)一步提升機(jī)器的水平，使得工廠設(shè)備更加靈活和智能。
在未來制造業(yè)中，機(jī)器人將連接到服務(wù)器，通過大數(shù)據(jù)的分析，以實(shí)現(xiàn)更合理的調(diào)度控制。在信息技術(shù)的助力下，機(jī)器人的工作可以比以往更協(xié)調(diào)和智能化，例如工廠的移動(dòng)機(jī)器人在調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控下，可以識(shí)別出周邊環(huán)境，順利避開障礙物，以及與其它機(jī)器人進(jìn)行有效的協(xié)作等。
機(jī)器人的自主決策來自于周邊環(huán)境分析和更多信息支持，收到來自實(shí)時(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)的工作信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)進(jìn)行自主性的工作，例如生產(chǎn)線上原材料的補(bǔ)給，機(jī)器人只有知道了產(chǎn)線的生產(chǎn)狀況，才能判斷何時(shí)送出物料。
此外，機(jī)器人可以通過大數(shù)據(jù)分析，規(guī)劃出最佳的路線，以縮短機(jī)器運(yùn)行的時(shí)間。機(jī)器人連接云計(jì)算平臺(tái)，通過豐富的數(shù)據(jù)洞察，能最大限度提高設(shè)備能力和生產(chǎn)效率，保證更高的產(chǎn)品品質(zhì)。
(來源：控制工程網(wǎng))
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