制造业自动化的未来是否已经到来？

未来的制造设施将部署由人工智能和标准化软件和硬件接口支持的极其易于使用、安全、灵活且经济实惠的自动化。在几个关键方面，在制造业本身需求的推动下，实现这一切所需的变革性技术已经存在。这些技术提供了对制造自动化未来的诱人一瞥。

制造视角

制造业正面临一场技术性和非技术性劳动力危机，这种危机将持续很长时间。根据德勤和制造研究所最近的一项研究，仅美国的制造技能差距就可能导致 2030 年有多达 210 万个工作岗位空缺，对国民经济造成 1 万亿美元的损失。

这是一种在全球范围内重复的模式，它正在推动自动化采用的增长。另一份 2021 年德勤全球弹性报告发现，57% 的制造业受访者已经使用先进技术重新设计工作任务，包括将以前的手动任务自动化。

与此同时，在蓬勃发展的电子商务行业的推动下，制造商面临着对其产品不断增长的需求。最重要的是，客户的需求正在发生变化。最终产品的定制化程度越来越高，这是一个显着的趋势，这推动了对快速、易于重新编程和重新部署的灵活自动化的需求。多品种/小批量生产的相关趋势已经出现，并且还将在未来发展。

未来制造商将需要更多的自动化。这是给定的。但正如我们将看到的，他们将越来越需要具有特定特征的自动化；即可用性高、安全、灵活、标准化、价格合理的自动化。

回到未来

二十年前，传统的工业自动化是城里唯一的游戏，由于成本和复杂性，只有大公司被邀请参加。传统的工业自动化最适合低混合/大批量生产，需要昂贵的专家进行编程，并且占用空间大。它还需要广泛的安全防护和围栏来保护人类工人。

传统工业自动化仍然是全球工业机器人市场的最大部分。但工业机器人市场中增长最快的部分是协作机器人（或cobots），我们在这里获得了有关制造自动化发展方向的重要线索。

过去 15 年协作机器人和轻型工业机器人的出现以易于使用、资本投资低、占地面积小、灵活性和安全可操作性为特点，使中小型公司 (SME) 能够从自动化中受益第一次。它还向所有类型的自动化公司展示了为客户提供安全性、可用性和灵活性高的解决方案的重要性。

在我们深入探讨未来制造自动化的关键特征之前，先问一个问题：“当前技术离未来有多近？”一路走来——请注意，协作机器人并不是所有制造自动化问题的解决方案，尤其是在需要极高速度和重型负载的情况下。尽管越来越受欢迎，但协作机器人仍然是工业自动化市场的一个利基部分。

尽管如此，在打破可负担性、可用性、安全性和灵活性方面的障碍方面，所有类型的机器人都可以感受到协作机器人的变革性影响，并正在塑造未来的自动化格局。

安全

当前的技术，如光幕和接近传感器，使制造商能够制造几乎任何类型的自动化电池，在人类周围安全使用（需经过风险评估）。这意味着安全不再是协作机器人的唯一保留，因为它也包含了传统工业机器人单元的安全部署。安全运营，未来已来。

可用性

市场分析师和专家预测机器人应用将蓬勃发展，但要实现这一目标，我们必须通过使自动化更易于部署来最大限度地减少每个应用的部署时间。

在软件方面，这意味着软件具有直观的界面，操作员只需最少的培训即可部署，从而节省编程和工程方面的时间和金钱。在硬件方面，这意味着即插即用功能以及不同类型机器人和机器人组件之间的轻松互操作性。这也意味着点击/点击关闭末端执行器以及使用 60 个小螺钉固定到位的工具的消亡。

所有自动化产品制造商都在考虑这些事情，但可用产品之间存在很大差异。例如，已经有可能找到易于使用、开箱即用的自动化组件，这些组件可以部署在各种不同类型的工业机器人上。但这种“一站式”服务是例外而不是常规。

将来，这些功能将成为所有自动化产品的规则。这种变化的关键催化剂之一将是硬件和软件方面的标准化程度不断提高。

标准化

当集成商可以购买标准化产品时，为什么还要花时间通过定制解决方案重新发明轮子？标准化自动化提供了组件之间广泛的互操作性，比从头开始设计系统成本更低，并且让集成商可以专注于部署机器人和让应用程序运行。

如今，越来越多的集成商正在对标准化产品进行一揽子交易。这意味着为制造客户节省了安装和维护成本。随着标准化的普及，这也意味着今天可以安装 5 个项目的集成商很快就能安装 50 个。集成商将减少每次安装的费用，从而降低成本并为资金紧张的中小企业提供自动化，同时还可以实现集成商可以赚到比以前更多的钱。

标准化产品现已上市，并且正在努力开发机器人软件和硬件标准，但该行业还有一些路要走才能实现通用标准化。

灵活性：集成商角色的转变

灵活性是很多东西，但从本质上讲，它是一组工具，可确保您的生产精益、敏捷，并且能够快速重新部署和更改。

制造自动化的未来意味着灵活的自动化，旨在满足制造公司客户的定制需求。这也意味着灵活、易于定制的生产设置和自动化，易于编程和（重新）部署，最大限度地减少停机时间并降低生产过程转换期间的成本。

让制造商能够自行控制部署，包括大部分维护和编程，为最终用户赋能。自动化正朝着这个方向快速发展。随着最终用户通过提高可用性而变得更有能力，集成商的角色也将发生变化。集成商将能够越来越多地专注于部署自动化，而不是设计和编程应用程序。

难以编程、主要是单一用途的传统工业机器人仍然是当今工业机器人市场的最大部分。因此，尽管有一些例外——尤其是在快速增长的协作机器人和轻型工业机器人领域——在提供制造商所需的灵活性方面，该行业还有一段路要走。

然而，在未来，随着越来越多的公司在其机器人和机器人组件设计中采用灵活性，制造商将能够理所当然地快速轻松地（重新）部署自动化。

智能增长

期望看到更多人工智能 (AI) 功能融入整个生产线，包括每个机器人和末端执行器。人工智能是支持工业 4.0 的数据收集和分析流程的关键推动力。

AI 已经可以用于提供远程监控功能，方法是让您的机器人因任何原因无法工作或无法按照应用程序所需的效率水平工作时出现的问题。将来，这种透明度将成为每个安装的标准组件。例如，预计 AI 支持的远程监控应用程序将在未来几年内成为标准，同时支持 AI 的远程维护和基于视觉的检测应用程序将大幅增长。

最终，编程将由构建在所有机器人使用的通用软件界面之上的 AI 平台执行。

自动化即服务

随着“即服务”商业模式的发展，在我们今天看到的机器人即服务和装置即服务产品的基础上，我们可以期待能够使用简单的、类似优步的智能手机应用程序订购自动化生产过程特定部分所需的技术。例如，以每件产品的速度支付自动化费用的能力消除了前期资本投资，实现了更有效的成本管理，并消除了采用自动化的另一个障碍。预计在未来几年内，即服务产品将大幅增加——这一趋势将进一步使中小企业能够采用自动化解决方案。

制造业自动化的未来是否已经到来？是和不是。我们在协作机器人、轻型工业机器人手臂以及一些末端执行器和末端工具产品的出现中瞥见了它。在其他方面，自动化部门需要付出相当大的努力才能将未来自动化的承诺变为现实，特别是在标准化工作方面。有一件事是肯定的：制造和自动化部门之间的协同作用将加强，推动后者的技术进步，提高生产力和增加前者的利润。

本文由德克萨斯州欧文市 OnRobot 美洲分部总经理 Kristian Hulgard 撰写。欲了解更多信息，请访问 这里 .