工厂和制造业自动化对当今工人的好处

与自动化或自动控制，组织可以在很少甚至没有人工帮助的情况下执行流程。自动化控制设备并完成全球范围内各种对象和制造环境的过程。自动化可以提高效率、质量和有效性。此外，它通常对普通用户来说几乎是不可见的。

在其最简单的形式中，自动化涉及一个控制器，它将测量状态与理想值列表进行比较，调整测量状态以保持所需的值或条件。人们倾向于认为自动化是计算机与电气、液压、机械和气动装置的结合。最初，自动化涉及机械控制;现在，自动化通常包括电子和计算机控制，基于高级编程语言，如Basic。

在其普遍应用中，自动化既减损了个人和环境的福祉，又促进了个人和环境的福祉。工业革命是自动化发展过程中不可或缺的里程碑，它为电力、交通和制造业开采资源提供了燃料。欧宝体育app官方888在过去150年中，这些活动对自然界和人类健康产生了相当大的负面影响。相反，今天的第四次自动化浪潮可以减少事故(智能汽车)，节约能源(绿色能源)，并通过优化使用降低供暖和电力消耗(智能家居)。

自动化在行业利用控制系统(如计算机)和数据来管理制造和其他活动中的设备和过程。在生产ob欧宝娱乐app手机下载环境中，自动化作为一种提高产量和效率的手段已经得到越来越多的认可，同时也使复杂的零件保持在公差范围内-换句话说，与理想尺寸保持尽可能小的变化。

自动化生产线，特别是ob欧宝娱乐app手机下载固定生产线，由工作站和一个传送系统组成，该传送系统通过一系列工具将一个不断发展的部件移动到完成。零件也可以转移到不同的生产线继续工作和精加工。一个可编程逻辑控制器(PLC)通过控制设备、定时和顺序来管理工作和转移。

企业可以使用自动化来加工、制造和塑造零件，以及组装产品。ob欧宝娱乐app手机下载的工厂自动化基础设施描述创建给定项目或相关项目范围所需的建筑、工具、实用程序、过程和产品的总集合。ob欧宝娱乐app手机下载以下是两种类型的工业-工厂和微电子-利用自动化和机器人应用。

工厂自动化和机器人应用

以下是工厂自动化和机器人技术的一些用途:

• 汽车
• 航空电子设备
• 建筑产品ob欧宝娱乐app手机下载
• 通信设备
• 消费品
• 化学物质
• 能源
• 食品和饮料
• 包装
• 制药和医疗(用于药片、血压和心率监测器以及助听器的精确化学药品量)
• 机器人
• 半导体和电子

微电子自动化与机器人应用

以下是微电子自动化和机器人技术的一些用途:

• 微波模块
• 光电子学
• 射频识别
• 卫星组件
• 科学仪器
• 传感器和控制器
• 无线通信组件

四种工厂自动化系统

目前使用的自动化系统有四种，每种都有特定的用途:

• 计算机集成制造(CIM):集成制造自动化是通过计算机化实现工厂相关业务和生产过程的完全自动化。ob欧宝娱乐app手机下载CIM系统可以包括以下元素:

  • 自动化起重机和传输系统

  • 计算机数控机床

  • 计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)

  • 计算机辅助规划

  • 计算机辅助生产和调度ob欧宝娱乐app手机下载

  • 灵活的机器系统

  • 机器人

• 柔性制造系统(FMS):灵活的自动化系统扩展了可编程系统的功能，可以在有限或没有生产时间损失的情况下进行转换。ob欧宝娱乐app手机下载灵活的系统可以处理中型批量的各种产品。ob欧宝娱乐app手机下载

• 可编程:可编程自动化系统允许适应和重新排序的过程，以适应变化和定制的输出。它们通常包括数控机床，计算机程序运行这些机床来批量生产不同的对象。批处理可以包含几个或数千个对象。为了提高效率，可编程自动化系统将同类产品分批进行顺序生产。ob欧宝娱乐app手机下载可编程自动化生产线包括非生产阶段，在此期间，系统在硬件上进行更改，并在批次之间重新ob欧宝娱乐app手机下载编程控制。

• 僵硬的，坚硬的或固定的:在固定的自动化系统中，设备决定了过程的顺序。这些过程要么不能改变，要么只能通过很大的努力来改变。产出通常限于一种大批量生产的产品，如汽车。ob欧宝娱乐app手机下载

工厂自动化中的工具

在过去的几十年中，工业自动化经历了许多表现形式。它继续包括许多方法和工具，例如:

• 数值控制:这是指以前由熟练的机械师完成的工作的自动化表达。最初，打孔卡指令运行数控机床过程。如今，编程指令转化为电子信号，指导诸如刀具选择、刀具运动和主轴速度等设置。为了加工或检查零件，创建绘图计划，或插入组件(电子制造所必需的)，数控使用一个部分程序指示铣削、切割或视觉机器的x、y和z坐标。零件程序由用于零件组成或命令的编码顺序机器指令组成。通常，计算机运行并存储部分程序。但你也可以通过通信将程序流式传输到某个部件，这个过程被称为直接数控．数控结合了均匀性和一致的质量与高输出率。

• 计算机数控(CNC):使用计算机处理器与数控相结合，可以存储、编辑和检查编码零件程序，以防出现错误。您可以通过从命令行开始创建部分程序，或者通过“教”机器执行系统记录在代码中的步骤来创建部分程序。这些步骤被称为部分程序命令．

• 自动化工具:自动化工具依赖于一个转台和通道，允许零件和工具在至少三个轴上移动:两个平面的垂直和水平以及第三个平面的垂直。现代机器可以有多达九个轴。从万分之一英寸(0.0001)到小到千分之一毫米(0.001 mm)的增量指定工作细节;X、y和z坐标指定工作细节的位置。

• 计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM):计算机辅助设计使用计算机设计和修改对象。当你有了最终的设计，你把它作为一个程序输入，然后把它发送给计算机辅助制造系统。CAM系统是包括工艺计划、生产计划、调度、加工和质量控制的所有方面的平台。ob欧宝娱乐app手机下载

• 可编程逻辑控制器(plc):计算机数控是可能的，因为plc，这是硬化的微处理器，集成和协调信号从传感器与指令执行器。人机界面作为plc的前端，提供用户可访问的方法来编程和监控过程和任务。

• 自动化孤岛:在Modbus和以太网等先进通信协议出现之前，系统和工作单元之间的通信并不容易。今天，这个词自动化之岛指在手工工厂中使用的自动化系统。独立的工作单元依赖于任务的有效调度以及人工和机械步骤。自动化孤岛消除了对内联缓冲的需求，并允许更容易的产品转换。ob欧宝娱乐app手机下载它们非常适合以较小的批量生产范围有限的不同相关产品。ob欧宝娱乐app手机下载

• 内联装配系统:在线装配系统的工作是生产大量的同一类型的产品，几乎没有变化，从而最大限度地减少产品和生产线的更换。ob欧宝娱乐app手机下载使用内联装配，生产速度只与最慢的任务一样快。ob欧宝娱乐app手机下载因此，生产计划人员可以ob欧宝娱乐app手机下载对原料进行缓冲，以确保持续的产量。内联装配还需要更少的人力，并提供更准确的规划。然而，设计和集成这些专用线路所需要的专业工程可能是昂贵的。

工厂自动化中的设备

以下是制造和自动化生产中使用的一些设备列表:ob欧宝娱乐app手机下载

• 照相机和图像捕捉设备及其附件

• 图像传感器和存储设备

• 镜头

• 照明和照明系统

• 光学子系统

• 光学

• 软件

• 系统板

• 测试和测量设备

• 视觉系统

工厂自动化中的任务和流程

以下是在传统和技术先进的工厂中发现的一些任务和流程:

• 电弧焊

• 组装

• 数控铣

• 数控运动控制

• 数控车削

• 点胶、涂漆、密封

• 激光切割

• 加工

• 机器管理

• 材料去除

• 部分转移

• 托盘包装

• 拣选和包装

• 点焊

微电子自动化中的任务和过程

以下是微电子自动化中发现的一些任务和过程的列表:

• Chip-on-board安装

• 芯片柔性安装和连接

• 金对金倒装芯片互连

• 混合集成电路结构

• 多芯片模块组装

• Wafer-level包装

• 晶片碰撞

• 线焊接

如上所述，集成工厂自动化是指工厂相关业务和生产过程通过计算机化完成自动化。ob欧宝娱乐app手机下载

4.0行业，也叫智能制造，描述了第四次工业革命，或者在制造技术中使用数据与自动化。工业4.0的互联本质意味着增加灵活性，因为未来的市场需要更多的定制，而不是大规模生产。ob欧宝娱乐app手机下载工业4.0通常适用于大型企业，但也适用于较小的组织。

随着企业采用工业4.0方法，专家预计生产率将提高，从而推动经济增长。ob欧宝娱乐app手机下载的技术进步的九大支柱(见下文)，构成了工业4.0的基础。已经在制造业中使用，但是随着“工业4.0”的日益主导，它们将改变生产方式ob欧宝娱乐app手机下载根据波士顿咨询集团的说法，“孤立的、优化的单元将成为一个完全集成的、自动化的、优化的生产流程，从而提高效率，改变供应商、生产商和客户之间以及人机之间的传统生产关系。”ob欧宝娱乐app手机下载

在工业4.0中，以前孤立的进步将相互连接，在价值链上提供前所未有的速度和通信。以下是技术进步的九大支柱，包括在工业4.0背景下如何发挥作用的描述:

1. 加法制造:加法制造指的是通过附加连续的材料层来创造物体和潜在的有机部件的3D技术。这项技术为原型工作、小批量定制和轻便的本地生产零件提供了强大的应用。增材制造不同于传统的减法技术，如铣削，这可能导致浪费。

2. 增强现实:增强现实为服务呼叫期间的培训、故障排除和维修提供了好处。

3. 自主机器人:自主功能增加了机器人的效用，允许它们根据特定的活动或产品的完整性级别调整动作。ob欧宝娱乐app手机下载除了与人类安全合作外，机器人还可以一起工作。例如，在制造业中，应用程序可能包括便携式装配线。使用自动驾驶汽车，你可以在车站之间运送正在进行的工作，而不是使用固定的传送带装配线。便携式工作站提供了可转换性，加速了制造业的周转。认知自动化程度的提高也可以帮助机器人做出决策。此外，复杂的认知自动化可以改善制造业的文书活动。有了连接到公司ERP的生产线和机器，您就可以根据订单而不是预测来生产产品，从而减少昂贵的交货时间。ob欧宝娱乐app手机下载

4. 大数据和分析:海量的数据和先进的数据分析能力意味着更高的质量和服务。公司可以在供应链的每个阶段收集数据，最终改进流程并节省资源。欧宝体育app官方888智能技术可实现预测性维护。工业4.0将预测性维护与增强的通信功能相结合，以提高智能服务线和工厂的效率和节能。

5. 云计算:制造业的互联性需要超越工厂和公司边界的协作和联系。快速云计算允许数据收集、分析、存储甚至监控。

6. 网络安全：从封闭系统向互联的转变，对中继精确数据和控制机器的网络提出了更高水平的用户访问安全和网络安全要求。

7. 横向和纵向系统集成:系统集成意味着供应链上所有部门和实体的完全协调，从工厂车间的机器对机器(M2M)通信开始。例如，生产者从他们的供应链和销售组织接收信息，工程部门保持与生产的连接。ob欧宝娱乐app手机下载云计算实现了大部分这些功能。

8. 物联网:当它们都包含物联网传感器时，生产线上、现场和控制中心的设备可以相互交互，以提供细粒度数据和更快的响应。ob欧宝娱乐app手机下载借助物联网技术，这些设备还可以包括与云通信的有线和无线功能，并提供预测性维护。

9. 仿真:产品、材料和生产过程的3D模拟可以利ob欧宝娱乐app手机下载用实时数据来呈现整个生产系统的虚拟模型。通过增强的仿真，您可以在换线之前测试和优化工具设置。

除了机器人，人们经常把自动化系统比作人体。人类有五种感官来收集信号;人类的神经将这些信号传递给大脑。然后大脑对这些信号做出相应的反应，比如移动一只手。

机器通过传感器检测其周围环境，传感器识别物理存在并将识别转化为电信号。传感器可以通过超声波压力或RFID传感器和输入设备看到、检测压力、闻到分子或听到。由电缆或无线电波组成的网络将信号从传感器传递到输入控制器、CNC控制器或PLC。

控制器做出决定并输出信号响应致动器(使零件移动的装置)和指标，显示信息。例如，执行器可能发出窑门解锁的信号，窑上的灯可能从红色变为绿色，表明窑门未解锁，人类可以安全打开。

最简单的现代自动化概念可以追溯到18世纪，涉及一个封闭的循环控制，其中，传感器检测一个值，将其与期望值进行比较，并改变传感器状态以补偿误差值。开环控制器比如浴室里带计时器的风扇，它不能检测湿度，不需要外部输入。离散的控制器响应开关是否打开或关闭，而顺序控制器在适当的时候比较状态和触发函数。

20世纪20年代见证了……的初步发展比例积分导数(PID)控制器，最初用于机械和模拟控制系统。到了20世纪60年代，PLC发展成为一种专门的微处理器来取代硬件设备，如定时器。最终，生产环境中的计算机要么承担PLC的角色，要么ob欧宝娱乐app手机下载接管PLC的集中控制和监控。

自动化装置的历史可以追溯到古希腊人和波斯人发明计时装置的时候。一些专家将装配线追溯到公元1104年的威尼斯兵工厂，当时估计有16000名工人每天为威尼斯共和国建造一艘船。从17世纪到18世纪，随着蒸汽机及其调速器技术的发明，各种速度、压力和温度调节器发展起来，在欧洲工业革命中达到高潮。

到20世纪，手工工艺已被液压和气动机械工艺所取代。一开始，科学的管理优化了亨利·福特的装配线，将生产一辆汽车所需的时间从12小时减少到1.5小时。

全自动化流程提高了效率，增加了高质量的产出，降低了劳动力和生产成本。ob欧宝娱乐app手机下载第二次世界大战见证了自动化制造业的积极扩张，飞机、轮船和其他设备被大量生产。战后日本的工业部门利用创新生产出高质量的本田、丰田和日产汽车。

20世纪50年代，自动导向车辆在工厂中找到了自己的位置。这些车辆沿着工厂车间的轨道或电线行驶，因为它们缺乏今天的先进视觉和GPS。

到20世纪60年代，美国汽车工业扩大了基本机器人在油漆和拾取任务中的使用。到了20世纪70年代，机器人开始进行点焊。太空时代也意味着计算机和互联网技术的进步3.0行业。因此，自动化制造通过可编程逻辑控制器增加了计算控制。

在20世纪80年代早期，通用汽车公司开发了制造自动化协议(MAP)是一种计算机网络标准，它为不同公司的设备提供一致性，以确保它们能够相互通信。尽管MAP被波音公司、通用汽车公司和其他公司使用，但它后来被较新的以太网协议所取代。

长期以来，自动化一直引发人们对失业的担忧。然而，在20世纪后期，自动化也为确保员工的安全提供了一种最高级的方法:机器人开始接管危险的工作，比如涂含铅的汽车油漆或浇注热金属。历史数据表明，新职位经常取代因自动化而被淘汰的工作。此外，工厂自动化程度的提高为提高工资和技能提供了机会。

制造业自动化用于执行重复和平凡的流程和任务，很少或根本没有人为干预。今天，它包括通过计算机编程来控制过程的软件和硬件。人工智能、大数据、机器人和物联网现在改善并扩大了制造业自动化的可能性。

自动化的文化模因，体现在电影中大都市和现代，描绘了庞大、无情、伤人的制造企业，人类扮演齿轮的角色。然而，在未来，自动化可能会为个人提供更多的安全、更多的自由和更多的选择。在“零工经济”中，自动化和数字化可能为提高职业自主权提供机会，个人可以自由选择居住地和工作方式。

自动化创造选择的进一步证据可能是，未来的制造业将更少地关注大规模生产，而更多地关注定制。ob欧宝娱乐app手机下载这些独特的产品可能起源于ob欧宝娱乐app手机下载微型工厂在美国，小型企业不仅可以为当地提供就业机会和回收效益，还可以按需生产小型消费品，可能需要更少的运输资源。欧宝体育app官方888

在商业领域，全球化企业不会是自动化的唯一受益者。Chuck Werner是精益项目经理和六西格玛黑带大师密歇根制造技术中心．

沃纳表示，降低传感器、plc、计算机和数据存储等产品的价格，将使自动化设备的投资变得更加实惠。例如，巴克斯特机器人的价格为25,000美元，已经被认为是合理的。

随着企业获得更多的技术，维尔纳还预测，为了提高制造流程，数据收集将成为一种日益增长的趋势。机器人和制造业分析师和顾问埃德•奥布莱恩赞同的。

边缘数据将产生进一步的文化影响。维尔纳说:“所有的技术都会带来颠覆。也许我们将看到的最大的颠覆是领导模式的变化，这是由于使用技术来做以下事情:收集和解释数据，在正确的地点和时间向正确的人提供关键信息，使某人能够做出决定，而不必不断寻求上级的批准或指示。”他说，在这种情况下，自主团队可能最终成为现实．

机器人即服务(RaaS)的扩展也迫在眉睫。设备的价格，包括培训和维修费用，可能令人望而却步，但租赁或其他临时安排可以减少间接费用。正如O 'Brien解释的那样，RaaS意味着制造商与内部团队一起提供广泛的预防性和纠正性维护。一些已经参与RaaS的公司包括Savioke、Robosoft服务机器人、Acorn产品开发和ASEA Brown Boveri (ABB)。ob欧宝娱乐app手机下载

随着RaaS的发展以及自动化和机器人数据的增长，O 'Brien还看到了预测分析的趋势:“制造商可以减少停机时间并增加上市时间，因为他们拥有更多的产品知识。ob欧宝娱乐app手机下载他们可能会发现趋势，并看到，例如，在第二次转变中出现崩溃。在高速、高效率的线路中，能够在出现故障之前预见到问题是非常重要的。”

工厂自动化的其他趋势包括:

• 自主移动机器人或便携式传送带:这些自动装置在工厂和仓库中越来越受欢迎。

• Cobots:这些是协作机器人，它们与人类一起工作，而不是取代人类。

• 能量收获：这指的是为传感器供电或利用从无线电频率或热量中浪费的能量以转换为电流的行为，从而充电甚至消除我们所知道的对电池的需求。

• 熄灯制造业:这种趋势也被称为全自动制造．

• 低功耗无线网络:无线通信，如低功耗802.15协议，运行工业物联网(IIoT)。结合M2M通信，低功耗Wi-Fi加速并简化了不同产品的线路重新配置。ob欧宝娱乐app手机下载

这个词工厂自动化描述采用广泛的电子和机械自动化的方法或系统，以控制人工输入有限的任务和过程。

工厂必须在竞争、监管、安全、质量和成本效益的约束下运作。工厂自动化可以通过提供大量任务(涉及所有类型的输出)提供实用和有效的解决方案来缓解这些限制的挑战。

来自严格控制的工具和精加工机器的数据提供了一种监控工作的手段，大大减少了变化和错误。工厂自动化有三种类型:固定的、可编程的和灵活的。你选择的类型取决于你正在生产的物品的类别和数量。无论你每月生产的产品是中等还是大量，你都可以选择更换产品。ob欧宝娱乐app手机下载

为了响应快速发展和市场引进的需要，技术工程师创建了工厂自动化平台即服务(FA PaaS)。FA PaaS和相关的RaaS利用物联网、大数据和云在总部、生产站点和供应链之间提供安全、实时的链接。ob欧宝娱乐app手机下载

工厂自动化和机器人的产出

以下是生产工厂自动化和机器人相关产品的主要行业:

• 汽车

• 通信设备

• 消费品

• 能源

• 食品和饮料

• 包装

• 制药和医疗

• 机器人

• 半导体和电子

一个自动化制造系统(AMS)将计算机编程和硬件设备相结合，以最少的人为干预完成制造过程。美国汽车先驱亨利·福特在20世纪初引入了第一条自动化装配线。

从Mikell P. Groover的书中了解更多关于自动化制造系统的信息，自动化，生产系统和计算机ob欧宝娱乐app手机下载集成制造，并从“自动化制造系统控制体系结构的演变的一篇文章制造系统杂志．

性能建模是描述制造系统如何工作的定量建模方法。性能建模预测了设计在现实生活中的功能。定量模型讨论了吞吐量和提前期。它们不同于定性模型，后者关注的是稳定性和可控性。

建模有助于AMS系统的设计和运行。AMS的性能是通过交货时间、工作进度、吞吐量、机器利用率、产能、灵活性、性能和质量来衡量的。要了解有关此主题的更多信息，请参见自动化制造系统的性能建模，作者N. Viswanadham和Y. Narahari。

在制造业，机器人现在经常被用来执行对人类有害或超出人类耐力的工作。这些工作包括多班连续工作，或者比人类的工作质量和效率更高。机器人可以做以下工作:焊接，包括弧焊;喷漆;完成组装工作，如印刷电路板的取放;对产品进行包装、码垛和检验。ob欧宝娱乐app手机下载同时，基于软件的机器人自动化协助文书和业务方面的任务。

制造自动化中的机器人基础知识

在制造应用中，机器人通常由至少一个机械臂(类似于人的手臂)组成，该机械臂可能是更大机构的一部分。与人的手臂一样，关节允许手臂旋转或左右移动或上下移动。组成该臂的总成称为a运动链．运动链的末端与人的手相似，称为a控制．手柄的设计是为了适应机器人的特定工作。例如，一个机器人想要抓住一个瓷杯并把它从窑里拿出来，它可能会被橡胶覆盖。

机器人经常被限制在工厂的笼子里，以保护人类工人免受飞来的碎片和快速移动的机器人附件和工具的伤害。通常，它们也可以在高容量、高速的环境中工作。

新型机器人或协作机器人通常不受限制，可以在人机团队中与人合作。在设计时考虑到人类的安全，它们有衬垫的身体和多个传感器来检测人和物体的接近程度。有些机器人甚至会在被人触摸时停下来。这些多功能机器和人类差不多大，它们被用作传统机器人，以提高效率和质量，并减少对人类的危害。例如，亚马逊的仓库协作机器人现在可以举起和搬运重物，减少对人类背部和四肢的磨损。

真正的协作机器人包括ReThink robotics的Baxter和ABB的YuMi。它们都能在大约10分钟内通过模仿人类的动作或按照期望的顺序移动四肢来学习简单的任务。因为与机器人一起工作不需要计算机编程技能，几乎任何人都可以教他们。装配了视觉和其他3D传感器，协作机器人可以独立进行调整，例如在装配前纠正弯曲部件的方向。

目前，机器人将其运动控制在0.10毫米以内，实现0.02毫米的可重复精度。有一天，更高精度的机器人将有能力模仿工匠在高级珠宝设计等领域的严格技能。真正的认知机器可以在飞行中做出决策，允许它们从一个产品转移到另一个产品，从而增加生产线的敏捷性。ob欧宝娱乐app手机下载由于易于使用的屏幕界面，您可以在不了解复杂语言的情况下为协作机器人编程。

制造商已经开始使用协作机器人来替代或升级旧系统。它们高效、经济、可折叠，可以让工厂腾出空间。像爱普生Flexion n系列这样的机型可以在小空间内工作。协作机器人在机器学习和人工智能技术的支持下，占2015年机器人出货量的4%．

一般来说，机器人处理、转移和加工材料和零件，或组装和检查产品。ob欧宝娱乐app手机下载您可以在批次之间对机器人重新编程，或者如果它们足够复杂，您可以使用它们来检测批次相似混合部件所需的定制。机器人的检查和视觉能力(除其他外)确保零件符合质量标准。

制造业自动化中的物联网和机器人

工业物联网从连接的、始终在线的设备中获取数据，并使制造商能够实时获得见解。在工作时，机器人可以定期提供关于变化和质量的反馈。数据可以集中在销售订单、收到的零件或生产线上的故障上。ob欧宝娱乐app手机下载物联网传感器还可以为机器人定制运动，例如根据位置改变速度。自动化公司ABB现在生产可以存储数据并与其他设备通信的机器人。

制造业自动化、机器人与未来

机器人技术为全自动制造提供了基础。在日本的大野，每班只有四名工人监督工业机器人。麦肯锡公司(McKinsey & Co.)最近的一篇文章称:“在飞利浦(Philips)位于荷兰的一家生产电动剃须刀的工厂里，机器人的数量是9名生产工人的14比1以上。”ob欧宝娱乐app手机下载2013年，相机制造商佳能开始在几家工厂逐步淘汰人工。”

今天，自动化的大多数好处是经济和社会的。随着日本等国的出生率下降和人口老龄化，自动化是维持当前生产力水平的唯一途径。ob欧宝娱乐app手机下载

制造业对美国经济的贡献不容忽视:根据美国全国制造商协会(National Association of Manufacturers)的数据，仅2018年第一季度就贡献了2.3万亿美元。在美国，小企业(少于500人)主导了绝大多数制造业(离岸和国内工资上涨)，自动化对保持竞争力和生产力至关重要。ob欧宝娱乐app手机下载

据波士顿咨询集团(Boston Consultiob欧宝娱乐app手机下载ng Group)估计，自动化可以将产量提高30%至40%。自动化提供了许多主要的好处，包括:

• 更高的系统可用性和可靠性

• 增加进入危险或难以进入的地区的机会，如水下或太空

• 人类工人从肮脏、枯燥或危险的工作中解放出来

• 当重复性任务转移到自动化系统时，提高了人类的工作满意度

• 增加了员工在计划、部署和监控方面接受更高级别、更高薪工作培训的机会

• 通过人工智能提高产品ob欧宝娱乐app手机下载安全性，在产品推出给客户之前发现问题，从而避免潜在的召回和灾难性事件

• 提高生产力、产量或速ob欧宝娱乐app手机下载度

• 通过消除误差和减少可变性来提高产品质量ob欧宝娱乐app手机下载

• 减少产出的变化，从而增加一致性和统一性

• 减少劳动力和其他成本

Werner和密歇根制造技术中心从中小客户的角度来看待工业4.0技术，这些客户占美国制造商的90%。

“也许总结大多数技术的好处最好的说法是‘快速失败，廉价失败’，”沃纳说。“在数字双胞胎、3D设计和模拟、3D建模方面，我们可以说产品和工艺可以在不花费很大费用的情况下进行测试和验证。ob欧宝娱乐app手机下载由于工业物联网、系统集成、分析和业务信息，拥有正确信息以做出明智决策的团队成员可以立即发现并正确应对(或完全避免)业务流程中的故障。”

自卢德派(Luddites)以来，失业一直是围绕引入工作自动化最普遍的恐惧。尽管工作自动化已被证明可以创造就业机会，但这种担忧仍然存在。但自动化也带来了其他问题:

• 机器人技术范围之外的复杂性:对于目前的机器人能力来说ob欧宝娱乐app手机下载，详细描述产品可能过于复杂。例子包括高级珠宝生产和木材加工。ob欧宝娱乐app手机下载

• 过高的研究成本:调查和计划转换的成本可能超过自动化带来的节省。

• 高启动成本:与产品的单位成本相比，新产品或工厂的自动化通常需ob欧宝娱乐app手机下载要很大的初始投资。这种投资可能包括设置新系统所需的员工时间和设置系统时损失的制造时间。自动化的成本可能仍然是令人望而却步的，即使分散在许多产品和随着时间的推移。ob欧宝娱乐app手机下载

• 人多办事快;手工生产产品可能比建立自动化生产线更快。ob欧宝娱乐app手机下载

• 人多办事便宜:这指的是在商业案例中，劳动力是如此便宜，自动化在经济上是不合理的。

• 大规模罢工:当一条自动化生产线出现故障时，它之前和之后的一切都停止了，产生了连锁反应。

• 不值得花钱的人气:一种产品或技术的流行或流行时间可能很短，因此制造自动化是不合理的ob欧宝娱乐app手机下载。

• 安全漏洞:制造业中连接企业和互联网的智能设备越来越容易受到网络攻击。

• 过多的自定义:重新调整系统以考虑数千种可能的选择是过于复杂和昂贵的。机器人擅长处理重复性的任务;人类擅长在建造东西时做出选择。

• 不确定的成本:您可能只有在转换过程完成后才能确定转换过程的范围和难度。

也被称为无灯制造，全自动化制造是一种工厂完全自动化，不需要人在场的方法。随着大数据和物联网允许对生产线进行复杂的非现场实时监控，无灯制造可能会领先。ob欧宝娱乐app手机下载

上世纪80年代，通用汽车(General Motors)以“放手”(hands - off)的生产方式推广了这种方法，它依赖于可靠的设备和有计划的预防性维护，以确保生产线保持正常。全自动工厂的例子包括发那科(FANUC)的机器人制造工厂，主管每月都会访问一次，还有菲利普斯(Phillips)的电动剃须刀工厂，由人工进行质量控制。目前，大多数工厂都以有限的关灯模式运行，机器部分“有人值守”。科幻作家菲利普·k·迪克(Philip K. Dick)的短篇小说《Autofac》被认为是对这一概念的早期讽刺描述。

许多文章指出了自动化对制造业的积极影响。在美国工厂，自动化是降低成本的原因。尽管自动化需要的劳动力较少，但它使制造商更具竞争力。更高的产出补偿了失业，并有可能提高工资。

波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)的一份报告称，到2025年，全球由机器人执行的任务比例将从目前的10%上升到25%。但这并不意味着相应数量的工作岗位将消失，因为许多被取代的工人在找到更高技能的工作后获得了更高的收入。

尽管如此，制造业的“关灯生产”趋势将会增加。ob欧宝娱乐app手机下载估计表明机器人可以接管60%到80%的工厂流程．一份报告显示，2006年至2013年间，美国88%的工作岗位流失主要是由自动化造成的。

尽管几十年来人们一直担心机器人会被取代，但出于物流和经济方面的原因，自动化将继续下去:

• 自动化变得更便宜。机器人的价格正在下降。机器人仿真软件和机器人测试应用程序更广泛地可用，这降低了与机器人编程成本相关的风险。此外，随着越来越多的专家教授工业机器人技术，也会有更多的就业人员(那些拥有设计、安装、操作和维护机器人生产系统的技能的人)。ob欧宝娱乐app手机下载有了全自动化，你可以减少或消除基本开支，比如暖气、电灯和空调。

• 自动化变得更容易集成。计算能力、软件开发技术和网络技术的进步使得装配、安装和维护机器人比以前更快、成本更低。随着物联网的发展，组件不再需要硬连接，组件可以告诉彼此它们在线。物联网传感器和执行器还可以自我监控并向控制系统报告其状态，以帮助过程控制并收集数据以进行维护，持续改进和故障排除。

• 机器人有了新的智能。随着机器人做出复杂决策的能力越来越强，它们就会越占上风。机器人对反馈越来越敏感，这意味着它们越来越有能力在珠宝和其他领域做细致的工作。

自动化不是你可以或应该在一夜之间推出的东西。根据Chuck Werner的说法，“在开始实施技术之前，了解业务和客户的需求是非常必要的。你正在解决一个问题吗?你正在满足的需求?或者是采用技术所能带来的竞争优势?你能像对待其他投资一样，围绕自动化建立一个商业案例吗?如果不是，就不要去做。如果是这样，建立你想要完成的愿景;从小事做起，从你的成功中积累。”

拣选制造自动化产品ob欧宝娱乐app手机下载

同样，对于任何自动化工具或软件，不要因为别人都有就去买。在考虑设备时，确定您需要的自动化水平以及最佳应用位置。“第一步是真正理解业务的价值主张，对你需要从软件中得到什么有一个清晰的图景(或地图)。注意如何适当地扩大规模，”Werner强调。

你的软件或硬件可能会落在角落里积满灰尘，或者没有得到有效的使用。如果产品没有过ob欧宝娱乐app手机下载时，那么利用现有的工具可能是值得的。“软件应该能够随着业务的增长而增长，并且足够灵活和不可知，可以与无数的设备一起工作。它还应该足够简单，团队可以在不需要持续依赖外部帮助的情况下进行微小的更改和改进。培训是必须的，”Werner补充道。

如何选择制造自动化供应商

如果你需要建立或设计自动化设备，或者如果你需要一个商店来生产一个项目，你会寻找什么?“他们应该有强有力的推荐信。他们必须能够通过展示他们为其他客户所做的事情来举例说明他们可以提供的服务，”奥布莱恩建议道。

任何服务提供者都应该概述服务寿命的概念，例如正常运行时间(一台机器或计算机运行的时间)，平均无故障时间(固有故障的预测间隔时间)，以及预防性维护计划。“试着了解他们可以共享的系统，或者确定他们是否有办法利用设备的健康状况，这样他们就可以帮助改进流程，而不仅仅是出现在解决问题上。弄清楚他们是否从全局出发，而不是只看其中一个部分。”奥布莱恩总结道。

良好自动化生产规范(GAMP)是国际制药工程学会的技术小组委员会，也是制药行业自动化系统制造商和用户的一套指南。

制造业自动化行业标准

行业标准使产出更加一致。一致性是质量方法论的典型目标之一。微电子领域的标准组织包括:

• 表面贴装设备制造商协会(SMEMA)提供了一个标准来管理用于生产表面贴装部件(如电路板)的机械。

• JEDEC固态技术协会是半导体生产商的贸易和标准机构。

• 半导体设备与材料国际(SEMI)是一个由半导体相关行业的产品供应商组成的国际协会。该组织为硅芯片晶圆直径提供标准，并与类似的电子标准组织达成协议。

工厂自动化行业协会

以下是各大工厂自动化行业协会:

• 机器人工业协会

• IEEE机器人与自动化学会制造自动化委员会

• 国际自动化学会(ISA)

搜索谷歌或YouTube，找到机器人在制造和生产环境中的视频。ob欧宝娱乐app手机下载以下是一些常见流程的选择。

• 用于医疗设备的内联组装机，用于去除不合格部件、测量、激光焊接、压力测试和包装部件

• 三个机器人在一个单元中组装组件

• 在食品加工设备中搬运箱子的机器人

• 从一个角度控制一切的PLC

• 换工具和搬运零件的机器人

• 一个在高混合，低产量的商店里租来的机器人

• 小型协作机器人、联网机器和物联网在微型电池中工作，并检测人体部位

• 一个大型单臂机器人，可以举起一辆汽车或更多东西

• IEEE机器人历史项目

如果你正在考虑将你的业务自动化，一定要考虑到这些因素:

• 劳动力成本和相关的供需动态很重要。如果工人供应充足，而且比自动化成本低得多，这一事实可能构成限制自动化或不自动化的决定性论据。

• 考虑劳动力替代之外的好处。这包括更高的输出水平、更好的质量和更少的错误。

• 考虑到监管和社会接受问题。这些因素包括机器在特定环境中的可接受程度，特别是在它们与人类互动的环境中。

• 考虑技术以外的问题。例如，如果劳动力便宜，转换的成本可能不合理。然而，自动化带来的质量和生产率的提高也很重要。ob欧宝娱乐app手机下载此外，自动化可以提高安全性。此外，您需要知道现有自动化的成本及其复杂程度。在自动化很少的地方，专家建议进行真正的成本分解分析。

• 考虑什么是自动化的，以获得最佳的整体投资回报。你是否需要自动化一些元素，比如客户服务和网站流量跟踪，或者更大的业务方面，比如制造和生产?ob欧宝娱乐app手机下载

• 记住，优化自动化性能是至关重要的。您应该专注于监视自动化过程和诊断问题。

• 交钥匙交付正变得越来越全面和普遍。在做出有关自动化的决策时，一定要考虑到这一趋势。

• 战略采购伙伴关系正在增加。要留心他们。

• 用户界面变得越来越智能。自动化的质量也有相应的提高。

• 预计自动化系统将具有更大的灵活性。在不久的将来，在更多机器人的帮助下，这种改进将成为现实，并成为你决策的另一个因素。

• 大约64%的制造相关任务可以通过现有技术实现自动化。换句话说，近3万亿美元的劳动力成本可以被消除或重新加工。

• 几乎90%的活动可以自动化。然而，自动化的应用是不平衡的，因为不同的任务和情况允许不同程度的自动化。

• 记住，低技能劳动力需要低产品复杂性。ob欧宝娱乐app手机下载中等技能的劳动力需要中等的产品复杂度等等。ob欧宝娱乐app手机下载

• 世界上近81%的自动化制造时间和49%的自动化劳动价值存在于发展中国家。这意味着，发展中国家自动化程度的提高可能会对全球产生重大影响。

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