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制造业自动化:未来已来,AI与标准化重塑生产范式

未来制造工厂将部署极易用、安全、灵活、经济的自动化,由AI与标准化软硬件接口支撑。推动这一变革的关键技术当前已就绪,源于制造业自身需求,勾勒出制造自动化未来图景。

制造视角:劳动力危机与定制化需求倒逼自动化

制造业面临长期技能/非技能劳动力危机。德勤与制造业研究院研究显示,仅美国到2030年可能有210万制造岗位空缺,造成1万亿美元经济损失。全球同此模式,驱动自动化采用增长。德勤2021全球韧性报告显示,57%制造受访者已用先进技术重新设计工作任务,包括自动化原手工任务。

同时电商繁荣推高产品需求,客户需求向高度定制化转变,驱动需快速易重编程部署的柔性自动化。高混合/低批量生产趋势已现且将持续增长。制造业必将需要更多自动化,且要求高易用性、安全、灵活、标准化、经济。

回溯与展望:从传统工业机器人到协作机器人

二十年前传统工业自动化因高成本复杂性仅大企业适用,适合低混合/高批量,需昂贵专家编程、大占地面积、大量安全围栏。传统工业机器人仍占全球市场最大份额,但增长最快的是协作机器人(Cobots)。

协作机器人以易用、低投入、小占地、灵活、人机安全协作著称,过去15年涌现让中小企业首次受益自动化,也倒逼所有自动化企业重视安全、易用、灵活。虽非万能(极高速重载荷场景仍受限),且仍属小众,但其在打破可负担性、易用性、安全性、灵活性壁垒上的变革效应正波及所有机器人类型,塑造未来自动化版图。

核心支柱:安全、易用性、标准化、灵活性、智能化、服务化

安全:已就绪

光幕、接近传感器等现有技术使几乎任何自动化单元经风险评估后可安全人机共存,安全不再是协作机器人专属,传统工业机器人安全部署亦纳入其中。

易用性:降低部署门槛

软件端需直观界面,操作员少量培训即可部署,节省编程工程成本;硬件端需即插即用、机器人组件互操作、快换末端执行器,淘汰60颗螺丝固定工具。目前“开箱即用”跨品牌组件仍是例外,未来将成标配,标准化是关键催化剂。

标准化:从重复造轮子到互操作生态

集成商为何不买标准化产品而自研?标准化提供广泛互操作、比从头设计便宜、释放集成商精力专注部署。如今更多集成商打包标准化产品,降低客户安装维护成本。标准化普及将使集成商从年部署5项目增至50,单项目成本下降让资金紧张中小企业也能负担自动化,集成商利润反增。软硬件标准化努力进行中,距通用标准化仍有路程。

灵活性:集成商角色转型

灵活性本质是让生产精益、敏捷、快速重部署变更的工具集。未来自动化需满足定制化需求,易编程易重部署,最小化换型停机成本。赋能制造商自主控制部署(含维护编程)极具赋能力。随易用性提升,集成商角色将转变:更多专注部署而非设计编程。目前难编程单一用途传统机器人仍占主导,除协作/轻量机器人快速增长外,行业距制造业所需灵活性尚远。未来随更多企业拥抱灵活设计,制造商将常态化快速重部署。

智能化:AI渗透全产线

预期AI功能将融入整条产线包括每个机器人末端执行器。AI是工业4.0数据采集分析关键赋能。当前AI已提供远程监控透视机器人故障低效问题,未来将成每个安装标配。AI远程监控、远程维护、视觉检测应用将在未来几年爆发。最终编程将由建立在通用软件接口上的AI平台完成。

自动化即服务:Uber模式降门槛

“即服务”商业模式演进,基于现有机器人即服务(RaaS)、工装即服务,未来可通过类Uber手机APP订购自动化特定生产环节技术。按产出付费消除前期资本投入,实现有效成本管理,消除另一采用障碍。未来几年将见证即服务产品爆发,进一步赋能中小企业拥抱自动化。

结语

制造自动化未来已来了吗?是也非也。协作机器人、轻量工业机械臂、部分末端工具已现雏形;但自动化行业仍需大量努力兑现承诺,尤其在标准化上。确定的是:制造与自动化协同将加剧,推动技术进步与生产力利润双提升。

本文由OnRobot美洲区总经理Kristian Hulgard撰写。更多信息请访问 这里.

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