深度探索工业自动化：类型、效益与工业4.0定位

工业自动化伴随我们多年。但您知晓其所有类型？如何融入工业4.0？本文将回答关于工业自动化的常见问题。

什么是工业自动化？

工业自动化是广泛术语，涵盖所有让重复任务自动完成的技术与方法，无论是否需操作员交互。

工业自动化宇宙极宽，适用技术繁多。除机器人、PLC、气动系统等执行重复任务外，还有其他技术可应用于工业诸多流程创造更高附加值。

工业自动化与工业4.0有何关联？

今日工业自动化离不开工业4.0。工业自动化是生产流程自然演进：蒸汽机、电力、首代机器人与自动装置已历历在目。工业4.0赋予能力：互联所有传统系统，实现全流程联合管理与诊断；分析数据提升竞争力、质量、维护。

工业4.0优势清晰：

• 快速适应市场产品演进。
• 数字化系统赋能终端产品更多定制化，流程柔性调整无大困难。
• 同产线更敏捷换型，无需重复投资即可生产不同产品。
• 更强制造参数管控，从而保障质量。

工业自动化类型

ATRIA实施大量工业自动化项目，应用技术包括：计算机视觉、协作机器人、工业机器人、AGV/AMR和增强现实。

详述各技术：

• 计算机视觉：通过不同类型图像获取环境视觉信息，开发计量、缺陷检测、定位等应用。

• 协作机器人：让机械臂进入人机共存工位/区域，含多类传感器感知环境变化。

• 工业机器人：自动化重复任务，通常搬运协作机器人无法承受的重工件，如工件转移。

• AGV、AMR与AIV：自动导引车（AGV）、自主移动机器人（AMR）或智能自主车辆（AIV），普遍用于工厂内部物流运输。除此，如我们项目所示，还可用于不同工位功能测试。AGV类型多样：磁导航、地图导航等。详见专门文章。

• 增强现实：用于维护、作业引导、工位人机工效改善等。ATRIA采用工业投影仪、智能眼镜、平板等便携设备。详见增强现实文章和工业维护增强现实专题。

以下技术组合可解决更复杂问题：

• 机器人+视觉+AI：许多人听说过装配/搬运/码放机器人系统，也知视觉系统定位工件或混料拾取。但这些技术潜力远不止此。
  ATRIA主张用人工智能解决传统计算机视觉无法应对的最复杂情况。AI不仅能定位空间、判断优劣，还能适应新情况、障碍、错误。
  想象产品经传送带，机器人拾取装箱。传统视觉设定一个或多个“良品”模式，符合则装箱否则剔除。
  引入AI后，可评估新“劣品”情况并分流至专用工位评估，实现面对变化与变异更复杂通用的应用。案例见此处。

• 机器人+视觉+AGV/AMR：另一有趣组合是协作机器人与移动平台（AGV/AMR/AIV）结合。这赋予流程柔性：机器人可在工位间自主移动，无需每工位配一台机器人。同时优化等待时间。还可加装计算机视觉吸收自主平台定位公差偏差、准确基准工件。我们有结合MIR、UR和AI视觉系统的项目链接。

工业自动化优势

工业自动化为企业生产带来巨大优势，主要包括：

• 生产率提升：工业自动化实现生产连续性更强，最大化日/年有效工时，可全年无休24小时生产，大幅提升生产力与竞争力。
• 质量提升：参数实时管控可视化、计算机视觉可视化工件、智能管控流程，全线质量更高。
• 柔性：自动化流程提升产线产能，使新产品导入或变更成为可能。
• 运营成本更优：减废、提质、增效综合降低运营成本。
• 信息采集：自动化让我们从站机要素采集海量数据，改善预防性维护（参数影响预警）、降废、提升线效率。
• 安全：自动化让人脱离危险/妥协/致损伤任务，保障人员安全。

工业自动化应用

工业自动化应用繁多。今天介绍部分：有跨行业通用应用，也有特定行业专用：

• 工件拾取：工件搬运是最易自动化任务。每应用不同，需不同配置。复杂几何混料拾取当前可行，需3D视觉技术与合理机械爪设计。我们用Yumi ABB的项目为例。
• 质量控制：人工质检繁琐低效。可用不同计算机视觉技术自动化，检测塑料/金属件不同配置缺陷。自动化实现100%全检、更高效更快。我们案例见此处。
• 制药行业：药物/药丸灌装、装盒、包装等多为自主工作单元自动化完成。
• 农业：自动化已入农业，未来将更深。自动驾驶拖拉机/收割机、喷洒巡检无人机已现身，实现任务并行、在高要求领域更具竞争力。我们最爱项目之一为例。

• IT应用：IT任务自动化至关重要，可无需大量人力采集处理海量数据。也关联供应链信息：自动核对库存、达阈值自动下单。
• 采矿业：该行业因自动化优势经历巨变。自主车辆（尤为关键）大幅降低开采/拆除工人风险，让人类从事更安全任务。

企业如何引入工业自动化？

上述内容虽有趣，但落地可能存疑。
起始须评估多因素：

• 应用终极目标
• 难度等级
• 经济回报
• 时间成本
• 启动所需资源
• 及各应用特有因素

存在“工业4.0赋能者”企业（如ATRIA），专司以可靠敏捷方式落地上述任务。

实施工业自动化系统步骤

首要明确应用目标、时限、可用投资。
此时确定自动化实施路径。很多时候从小项目切入更有利：验证技术、建立认知、大幅降低投资风险、保活力。也有情况需直接最终现场工业化实施。
以下是执行工业自动化项目通用步骤：

• 规划。 需深入了解生产流程，设计拟实施自动化系统实现预期改进。含供应商选择、实施时限、可用资源。
• 实施管理。 考虑计划停机、维护、周末，最小化安装调试影响。
• 要素集成。 新系统需与现有系统协同、通讯、联网。适配通讯协议保障正常运行。
• 执行与编程。 新系统就位安装。编程常可预装，节省阶段工时。完成要素互联、移动单元安装及必要辅助操作。
• 验证。 系统就位后验证调整，测试流程正确优化运行。
• 维护规划。 维护是正常运行关键。编制完善文档化维护计划。
• 培训。 自动化流程管理关键点。站点良好运行高度依赖正确使用。
• 故障诊断。 自动化系统尽可能用无线传感器/探测器，便于维护与故障定位。

ATRIA已按客户需求与流程实施多个自动化项目，详见此处。

想在项目中应用工业自动化？联系我们！

相关项目：

• 带叶片轴组件自动化装配
• 双臂协作机器人+视觉拾取
  
• 注塑后UR+视觉拾取放置