工业机器人

揭开数字化的面纱

2025China.cn   2017年06月13日

  从个人穿戴健身设备,到数字家庭一体化,消费者对物联网已经十分熟悉。而在工业领域,物联网仍然是一个具有颠覆性甚至令人生畏的话题。这种情况不会持续太久,因为预计到 2020 年,B2B 物联网连接数量将由现在的 15 亿增加到 50 多亿,而且最近几年内,研发投资和收购纷纷瞄准物联网,手笔之大创历史新高。

  当然,一些制造商对数字化转移的风险抱有疑虑,例如网络安全和数据隐私,甚至利用数字技术“山寨”几条生产线。个人电子设备如果脱离网络和数据完整性,最多会让人感到烦恼和不便。但是在一个工业环境中,这将会引起严重的业务持续性风险。一些中小型企业,既没有专业的信息技术为制造业搭建架构,也不为其进行试点,普遍都缺乏清晰的数字化战略。

  同时,“保持现状”的自动化亦难以维持竞争力。在生产力改进方面缺少投资的公司,相比于采用更有效的自动化技术来减少成本或为顾客提供更好服务的对手,可能会失去竞争优势。

  在线杂志“Robotics Tomorrow”提出了一个有趣的结论,在互联网面前,现代工厂就好比电脑——对于文字处理、电子表格这种既定的标准任务,表现性能很好,但是要提高性能或对信息做出反应,就需要人工干预。现在许多工厂缺乏非人工利用数据的能力,很难及时适应生产需求改变,无法在最短时间内对意外停工做出反应。

  向数字化的转变不仅仅是将额外的设备连接到互联网。ABB 将这一改变视作互联生态系统的一部分,即“物联网 +”:物、服务与人的互联。重点不在“物联网 +” 本身,而在于它能帮助提高生产力、柔性和稳定性。SparkLabs 的数据表明,在运营中使用此类技术的 B2B 公司效益预计高出 10%。

  “物联网 +”可带来几个基本的效益,促进实现更大的生产竞争力。更高效的工程许多公司在评估产品线扩展时,注重的是硬件成本。其实机器和设备一般占总成本的三分之一不到,而工程和调试产生的新的生产成本占到了大部分。“物联网 +”的一个特点就是结合虚拟和真实的设备。使用虚拟模型可以构建控制系统,该模型如 ABB 的 RobotStudio 软件与虚拟机器人、驱动、可编程逻辑控制器和安全系统,共享工程实验室和互操作功能。如此便能排查工具和固定装置故障,找到问题症结,改进生产线,不干扰宝贵的生产时间。

  协作机器人的兴起

  以前机器人要求设计自动化系统且配备电池,并在安全防护栏后操作。而强调简易互联的编程和安全设计的机器人得以让人和机器人共同协作完成任务。

  协作机器人可以快速部署在为人类设计的工作场合,生产的灵活性使其可在无组织的环境中工作并适应许多应用。在食品饮料等快消行业,“少品种大批量” 的生产模式已经转向“多品种少批量”的“新常态”转变,在这种转变下,企业的柔性就显得十分重要。协作机器人不仅能够组装,还集成了自动化各个分离的领域,比如将电子元件等易碎品从洁净的生产环境移动到物流中心,以备装运。

  智能化设备

  为了将潜能最大化,机器人不仅要与人合作,还需要与生产系统互动,以了解运作背景,并将信息共享回传至总厂。加入“物联网 +”的机器人,例如 ABB 的 YuMi,能够将“学到”的生产技术上传到云端,在那里与其余机器人和人共享。

  现代社会,集中智能与控制的需求正在减少,大量使用“人工智能”的新设备即将涌现。“人工智能”又叫做“机器学习”,机器人基于模式识别,通过记录和分析进行“学习”,以避免重复错误,增加成功运行的次数。

  互联的高级机器人也可以针对更复杂的任务做出更准确的决定:对不规则的肉块进修剪,以达到产出优化和质量优化,或者在汽车仪表盘各种奇异的角度安装小电子元件,以此满足顾客不同的选择。

  至简

  随着自动化流程和需求的日益复杂,用户体验的直观性和可操作性变得尤其重要。人们买新手机后,几乎不会阅读说明书,仅需将应用和联系人从旧设备上转移,然后花几分钟了解菜单。未来,这种简易性将应用到机器人中,新用户与机器人的交流壁垒将逐渐瓦解。

  如今许多机器人可以通过演示来编程,例如,“引导式编程”。操作工对机器人所需的动作分别进行定位,并在平板电脑上记录动作。这可以将编程时间从几小时缩减到几分钟。

  与此同时,“物联网 +”可以为用户避免不必要的复杂界面和过多的数据。它提供了虚拟或增强现实设备,允许用户与虚拟机器人进行互动;同时提供直观的操作面板;此外,它能检测服务需求,并发送可操作警报至用户手机。

  可靠性

  “物联网 +”最令人瞩目的特色在于其前瞻预防能力:为防止设备出故障,可根据以往实境操作下的记录进行预测。该功能不按照时间间隔安排维护计划,而是通过设备的实际情况进行维护,从世界上的任何地方都能对机器人进行远程监控。

  在“物联网 +”的互联服务和处理能力背后是几百万的传感器,它们将机器人间距、动作、加速度等数据搜集到数据库中。 AIG 报告表明加速计的成本已经从 2007 年的 7 美元下降到如今约 50 美分。明智的公司会挖掘这些数据进行备份、报告、诊断、基准测量和分析。根据 ARC 咨询集团统计,维修成本是预防成本的 2 倍,是预测成本的 10 倍。

  从公司层面而言,透明化增强让机器人评估更加可行,因为制造商和 ABB 的数据库记录了所有机器人的历史信息,这些历史记录可以反过来对其性能进行优化。通过分析,用户可以对维护活动的优先级进行排名,并找出生产事件和设备失误之间隐藏的逻辑关系。

标签:ABB 协作机器人 我要反馈 
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