工业自动化：制造应用简史及现状和未来展望

编者注：如果您是 Cerasis 博客的常客，您就会知道我们是一家第三方物流公司，专门通过技术（基于网络的运输管理系统）和管理运输服务（包括货运会计）进行运输管理（付款、审计、发票合并）、货运索赔、供应商入站合规计划、逆向物流（退货）、承运人关系（协商高运费、维护关系/费率）以及电子商务货运技术解决方案。我们为托运人（主要是工业领域的制造商和分销商）提供技术和自动化工具，以提高托运人的效率。这就是为什么我们不仅对谈论制造趋势和问题感兴趣，因为我们的客户是制造商，而且对工业自动化等伟大的技术也很感兴趣。今天的文章将重点介绍工业自动化的简史、什么是工业自动化、现状以及工业自动化所拥有的不久的将来。这篇文章的简介首先作为客座博客出现在 Cisco-Eagle 博客上。

工业自动化有几个关键部分。在 1970 年代，最初的 DCS 是在 1970 年代由霍尼韦尔的一个工程师团队开发的，第一个 PLC 是发明家迪克莫利和其他人的创意。几家创新初创公司为 PLC 和工业 I/O 开发了 HMI 软件。创新的传感器和执行器来自一些关键公司。在分散的业务中，大多数创新者都陷入了增长停滞并被收购。但有些人继续产生独立的成长和成功。

追溯所有重要自动化业务部门的根源，您会发现关键人物和创新。工业仪表和控制一直是新产品的温床——改进的传感器、放大器、显示器、记录器、控制元件、阀门、执行器和其他小部件和 gismos。但市场相对较小、专业化和分散化，很少有大量的产品直接来自单个产品。这种商业模式在技术销售中也很常见。

许多工业自动化公司的成立都是针对利基应用的创新发展。目标客户通常是当地的最终用户，他们提供了测试新想法的机会，通常是因为特定的未满足需求。成功的初创公司将他们的产品和市场扩展到最初狭窄的应用和地域，这取决于创新的真正价值，以及创始人是否能够聘请合适的管理、销售和营销领导者来使公司超越最初的创业阶段。

由于自动化是一个如此分散的业务，所有较大的（数十亿美元）公司大多是产品和服务的集合体；每个产品细分市场的产量都相对较小，但集中在一起就形成了相当大的业务。

什么是工业自动化？

根据维基百科的自动化是：

自动化或自动控制，是使用各种控制系统来操作设备，如机械、工厂过程、锅炉和热处理炉、电话网络的切换、船舶、飞机和其他应用的转向和稳定，人为干预最少或减少。一些流程已经完全自动化。

自动化一词的灵感来自较早的词自动（来自自动机），在 1947 年通用汽车成立自动化部门之前并未广泛使用。正是在这段时间里，工业界迅速采用了 1930 年代引入的反馈控制器。

自动化已经通过各种方式实现，包括机械、液压、气动、电气、电子和计算机，通常是结合使用。现代工厂、飞机和轮船等复杂系统通常使用所有这些组合技术。

至少从 20 世纪中叶开始，工业工程师就已经设想了全自动工厂。但真正的自动化制造竞赛可以说是在 1980 年代开始的，当时美国汽车制造商提出了“熄灯”制造的愿景。这个想法是通过使工厂自动化到整个制造过程可以留给机器人来击败他们的竞争对手。在很大程度上，到目前为止，它仍然只是一个愿景。

什么是制造业中的工业自动化？

制造业中的工业自动化是在工厂中使用“智能”机器，以便在最少人为干预的情况下进行制造过程。它涉及各种控制系统的应用，使操作设备能够在很少人为干预的情况下自行执行需要速度、耐力和精度的任务。

工业自动化可以通过几种不同的方式实现，包括机械、电气、电子、液压、气动和计算机。通常，这些手段中的两种或多种组合使用。当今最先进的工厂、船舶和飞机结合了所有这些技术。

制造自动化的主要好处包括更精简的操作流程，需要更少的能源、更少的材料和减少劳动力浪费。这些可以提高质量、准确性和精确度。缺点是研发和设备安装成本高。

制造业工业自动化的现状如何？

虽然是“熄灯”制造，但可以关闭灯的概念将一切留给机器人，仍然是一个梦想，自 1980 年代以来取得了显着进展。大型工厂中的许多重复性和高精度的工作，例如汽车装配线，已经被工业机器人接管。

今天的工业机器人具有很高的计算能力、大大改进的视觉系统和不断提高的操作自由度。但是，它们仅限于在高度结构化的环境中运行，并且在很大程度上仍需要由人类控制。它们对于中小型行业的使用也过于专业和不灵活。因此，它们基本上可以被认为是长期生产和大型制造商的工具。

随着微型计算机和软件技术的快速发展和普及，制造自动化几乎完全依赖计算机和软件对制造系统的各个组成部分进行自动化、优化和集成的能力。由于这种依赖性，制造中的自动化被称为计算机集成制造。

工业自动化的未来是什么？

尽管制造业中的工业自动化并非没有批评者（例如未经证实的声称它将导致大规模失业），但它的未来看起来非常光明。未来的工业机器人将是多功能的，因此同一台机器可以用于多种不同的用途。他们将拥有许多与人类工作者相关的能力，例如做出决策和自主工作的能力。它们还将具有自我诊断和预测性维护能力。

由于制造业的工业自动化，未来的工厂将更有效地利用能源、原材料和人力资源。此外，与普遍看法相反，迄今为止的经验表明，自动化不会导致大规模失业。相反，机器人的大量使用将创造更多的就业机会。人类和机器人将共同努力，创造一个更高效、更高效的工作空间。