無人工廠還不是時(shí)候 人機(jī)共工正主導(dǎo)制造未來
盡管無人工廠被視為智能制造的極致，但搖旗吶喊了幾年，真正實(shí)現(xiàn)完全無人化的工廠仍不常見，目前市場(chǎng)多數(shù)型態(tài)較偏向于以降低人工比例、“接近”無人工廠規(guī)模的方式運(yùn)行。全自動(dòng)化生產(chǎn)的愿景并沒有如想象中順利進(jìn)行著，甚至因應(yīng)未來制造趨勢(shì)，市場(chǎng)對(duì)于無人工廠的需求也有可能大幅降低，取而代之的則是能讓生產(chǎn)線更符合彈性需求的人機(jī)共工模式。
無人工廠究竟可不可行?在近期特斯拉面臨的麻煩中可以想見其實(shí)打造一座全自動(dòng)化的無人工廠所需的關(guān)鍵技術(shù)遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜許多。無人工廠的最終目的是要將人類從生產(chǎn)在線移開，讓機(jī)器取代人類以降低人工成本并提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，但實(shí)現(xiàn)這些愿景的前提是，制造業(yè)者必須保證機(jī)器能做得比人類更好。
顯然目前機(jī)器人的智慧并無法達(dá)到與人類相同的水平。首先在功能性方面缺乏完整的感知能力，雖然近年已有眾多廠商將機(jī)器手臂整合視覺與力覺感測(cè)，讓機(jī)器人達(dá)到更精準(zhǔn)的"眼手協(xié)調(diào)”，但業(yè)界觀察，其最關(guān)鍵的技術(shù)應(yīng)在于觸覺感測(cè)。
由工研院獨(dú)立出來的原見精機(jī)，自2010年起便專注于投入觸覺感測(cè)的研發(fā)。原見精機(jī)總經(jīng)理盧元立表示，觸覺感測(cè)可讓機(jī)器手臂經(jīng)由“觸感”更聰明地辨識(shí)出物體的材質(zhì)，借助手臂便可自行調(diào)整抓取力道以避免物料的損壞，對(duì)于物料有“直接接觸”的辨識(shí)能力。
另一方面，機(jī)器人缺乏人類適應(yīng)環(huán)境的能力。人類之所以能超越其他物種在不同時(shí)代的演化中得以生存，是因?yàn)槿祟惸軌蛟谠S多無法預(yù)知的變化中保有彈性的應(yīng)變能力，并且透過觀察與經(jīng)驗(yàn)法則推測(cè)下一步可能會(huì)發(fā)生什么事等。
目前在生產(chǎn)在線的機(jī)器人多數(shù)都靈活，也尚未有足夠的人工智能技術(shù)得以支撐。西門子(Siemens)軟件大中華區(qū)技術(shù)總監(jiān)陳松盈則表示，“彈性”是目前機(jī)器人最缺乏的關(guān)鍵要素。
當(dāng)制程發(fā)生非預(yù)期性變化或工廠開始生產(chǎn)新產(chǎn)品時(shí)，制造業(yè)者必需重新設(shè)計(jì)產(chǎn)線、配置機(jī)臺(tái)設(shè)備，或是重新調(diào)教機(jī)器人，并尋找不同的解決方案。雖然無人化生產(chǎn)線可以有效縮減人力成本，提高工作時(shí)長(zhǎng)。
相反地，越復(fù)雜的產(chǎn)線越有可能產(chǎn)生無法預(yù)料的錯(cuò)誤情況，在機(jī)器人尚未有足夠彈性的應(yīng)變能力之前，對(duì)業(yè)者來說，反而會(huì)因此不斷增加投入成本。
歐姆龍(Omron)智能系統(tǒng)研發(fā)中心總經(jīng)理Masaru Takeuchi表示，其實(shí)導(dǎo)入機(jī)器人遠(yuǎn)比想象中需要更多人力、時(shí)間和金錢，工程成本可能達(dá)到硬件成本的3~8倍，甚至有時(shí)候達(dá)到20倍，此外機(jī)器人也需要維護(hù)和保養(yǎng)，相總之下，其所耗費(fèi)的成本高、又缺乏彈性，效益往往會(huì)隨產(chǎn)品周期的縮減而降低。
這恰恰與未來主流的制造趨勢(shì)有所抵觸。陳松盈認(rèn)為，若制造業(yè)者的需求是混線生產(chǎn)，或是訴求少量多樣、彈性變化的制造型態(tài)，基本上業(yè)者不會(huì)選擇透過無人工廠以100%自動(dòng)化的方式生產(chǎn)，“因?yàn)闀?huì)更麻煩、更費(fèi)工，制造成本一定會(huì)更高?！?/span>
因此業(yè)者評(píng)估，全自動(dòng)化的生產(chǎn)型態(tài)可能較適合應(yīng)用在高度標(biāo)準(zhǔn)化且產(chǎn)線更動(dòng)頻率低的制造型態(tài)中。丹麥協(xié)作型機(jī)器人制造商Universal Robots(UR)則認(rèn)為，無人工廠通常只運(yùn)用在非常大量、高成本的營(yíng)運(yùn)模式下，例如汽車制造這類大規(guī)模的組裝線。
過去汽車制造雖是自動(dòng)化生產(chǎn)的最佳代表，不過其制造型態(tài)也正慢慢發(fā)生改變。例如奔馳(Mercedes-Benz)為迎合市場(chǎng)需求制造更多個(gè)性化的汽車，現(xiàn)也正縮減最終組裝的自動(dòng)化程度以提高生產(chǎn)彈性，而其所關(guān)注的重點(diǎn)并非在于增加生產(chǎn)機(jī)器的比例，而是在于如何提高機(jī)器與人類之間的彈性和工作效率。
因此雖說汽車制造已邁入高度自動(dòng)化的階段，但大型汽車制造商都不約而同選擇將可與人類在同個(gè)空間中一同作業(yè)的協(xié)作型機(jī)器人納入生產(chǎn)線中，一方面維持人類在制造現(xiàn)場(chǎng)的彈性運(yùn)作，保有人類先天被賦予的工作價(jià)值之外，另一方面則是在增加機(jī)器人的比例下，讓機(jī)器取代人類處理危險(xiǎn)、骯臟、沉重的任務(wù)，讓人機(jī)共工在“各有所長(zhǎng)”的情況下發(fā)揮最大效益。
在這種人機(jī)協(xié)同工作模式下，有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是我們需要關(guān)注的，既人機(jī)交互和機(jī)器管理。
大家對(duì)人機(jī)交互并不陌生，之前大多基于X86的工控機(jī)運(yùn)行Windows系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其缺點(diǎn)是需要風(fēng)扇，沒有辦法做到防塵設(shè)計(jì)、成本高。隨著ARM在工業(yè)級(jí)領(lǐng)域的先天優(yōu)勢(shì)，低功耗、無風(fēng)扇、低成本，越來越多的人機(jī)交互屏采用ARM CPU來實(shí)現(xiàn)，操作系統(tǒng)采用Linux更可靠，界面采用QT或HTML5實(shí)現(xiàn)。其靈活的可裁剪、可定制性也為不同需求的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供更適宜的方案，例如采用飛凌嵌入式FETMX6Q-C核心板可根據(jù)項(xiàng)目需求靈活定制人機(jī)交互產(chǎn)品，屏幕尺寸、觸摸方式、RS485、RS422、CAN、DI、DO等工業(yè)接口都可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求靈活設(shè)計(jì)。
機(jī)器管理又是什么呢？往往我們除了對(duì)機(jī)器的使用外，還需要獲取機(jī)器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，做到對(duì)機(jī)器的狀態(tài)了如指掌，可以提前預(yù)知哪臺(tái)機(jī)器要“罷工”了，以便提前對(duì)其進(jìn)行“思想教育”。機(jī)器產(chǎn)能的統(tǒng)計(jì)也是必不可少的環(huán)節(jié)了，“吃的最多，干的最少”的機(jī)器可是老板不想要的，要及時(shí)的查看是不是沒有做到“人盡其才”。當(dāng)然這只是機(jī)器管理的一部分工作，根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)需求會(huì)有不同的處理機(jī)制。那么，如何及時(shí)采集這些機(jī)器的信息呢?
簡(jiǎn)單一圖說明，不管是中國(guó)機(jī)器甲乙丙丁，還是外國(guó)機(jī)器ABCD，都可以通過總線的形式和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，由“中層”對(duì)其所管轄的機(jī)器進(jìn)行協(xié)調(diào)可以及時(shí)的優(yōu)化執(zhí)行方案，提升工作效率。當(dāng)然，中層也負(fù)責(zé)上傳下達(dá)，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集后經(jīng)過整理發(fā)送給BOSS，他會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、處理，給出決策。
那么問題又來了，網(wǎng)關(guān)就不能是千篇一律的了吧？對(duì)！我們需要一個(gè)有思想的中層網(wǎng)關(guān)，也可以叫邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)吧，總之，可以對(duì)這個(gè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行二次開發(fā)，同時(shí)要求他具備一定的處理能力。推薦飛凌嵌入式的FCU1101嵌入式控制單元，其具備4路RS485，滿足多臺(tái)設(shè)備的同時(shí)接入，同時(shí)可擴(kuò)展LoRa或Zigbee無線組網(wǎng)功能，可滿足不同現(xiàn)場(chǎng)通信需求，支持Ethernet，4G等多種聯(lián)網(wǎng)方式。
相關(guān)產(chǎn)品 >
-
OKMX6Q-C開發(fā)板
雙千兆飛凌嵌入式iMX6Q開發(fā)板，板對(duì)板連接器，纖薄之際，次底板支持iMX6Q和iMX6DL核心板。i.MX6Q開發(fā)板與i.MX6DL開發(fā)板資源豐富，原理圖、PCB、軟件資源、硬件資源下載，技術(shù)支持等。歡迎選購
了解詳情
-
OK3568-C開發(fā)板
強(qiáng)而穩(wěn)，國(guó)產(chǎn)芯，1Tops算力，多路高速接口|飛凌RK3568系列RK3568開發(fā)板基于國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)AI處理器RK3568四核64位Cortex-A55 處理器設(shè)計(jì)。RK3568作為國(guó)產(chǎn)化高性能處理器，瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SoC，瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SoC，NPU達(dá)到1Tops，飛凌RK3568系列核心板提供瑞芯微RK3568規(guī)格書_datasheet_數(shù)據(jù)手冊(cè)_原理圖等，
了解詳情
換一批
