解锁效率：现代工厂自动化与工业4.0完全指南

自动化和工业4.0已占据制造业。任何组织均可利用自动化在极少或无人干预下执行流程。自动化能驱动各类设备，在广泛制造环境中实现多种目标。

自动化之所以高效，因其通过减少人工辅助显著降低错误风险，从而提升质量、产出和效率。

最基本形式下，自动化利用控制器，将测量状态与预设值列表对比，以维持效率所需的目标环境和条件。

工业自动化

工业环境自动化使用控制系统（如计算机）和海量数据管理制造环境中的设备和流程。该行业企业始终寻求增加产出、生产力和效率；自动化使机械保持特定测量状态。

大多数自动化生产线由工作站和传输系统组成，通过多种工具移动物品经历多个生产阶段，改变产品用途或外观。

逻辑控制器通过管理机械使用顺序和每台机器加工产品时长监督此过程。

企业可利用自动化基础设施进行制造、精炼、单个零件生产以及必要时的最终产品组装。

不同工厂自动化系统

有四种不同类型自动化，各服务特定目的：

• 柔性制造系统（FMS）——使用FMS使生产线扩展可编程系统能力，实现零或最小生产滞后换型。
• 可编程——可编程自动化允许操作调整和重排整个制造流程以适应成品偏差，如儿童玩具颜色变化。此方案常利用计算机程序运行的数控机床生产偏差所需的不同批次。
• 刚性、固定或硬性——顾名思义，这些系统在整个生产过程中固定不变，更改需巨大变动。产出通常限于大批量生产单一产品的生产线，如汽车制造。
• 计算机集成制造（CIM）——计算机集成制造系统涵盖所有依赖计算机系统的工厂相关自动化和生产流程。CIM系统最常包括：

—— 自动化起重机和传输系统；
—— 数控机床；
—— CAD和CAM集成；
—— 计算机辅助规划；
—— 计算机辅助调度和生产；
—— 机器系统；
—— 机器人技术。

工业4.0

工业4.0，即第四次工业革命或智能制造，是在制造场景中使用自动化和数据集。这一高度直观和互联的过程使生产线能满足不断变化行业的要求。

在工业4.0范围内，任何独立活动现在能以不断提高的速度和精度与每个其他流程连接——从而为整个运营增加价值。

工业4.0由"技术进步九大支柱"组成，详述如下：

• 支柱一：增材制造——增材制造即3D打印，通过创建层形成整个物体用3D技术制造产品。此技术常用于小批量定制产品、轻量机器零件和原型工作。
• 支柱二：增强现实（AR）——AR非常适合精准定位机器问题、培训和诊断。
• 支柱三：自主机器人——机器人能根据生产阶段改变核心目标。除在人类环境安全工作外，机器人还能相互通信。
• 支柱四：大数据与分析——大量数据和分析资源是产出企业渴望效率所需。生产线可在链条每阶段收集数据改进流程、重新部署资源。
• 支柱五：云——制造需超越公司场所的协作，意味着快速云计算对数据收集、分析、存储和监控必要。
• 支柱六：网络安全——工业4.0关乎从传统封闭流程向更现代互联环境转变。但这需要更复杂用户访问级别和更依赖网络安全。
• 支柱七：水平与垂直系统集成——系统集成是供应链沿线每个资产的完全协调。例如，生产线经理可能希望关注供应链其他领域，如零售组织或制造部门信息。
• 支柱八：物联网（IoT）——IoT传感器存在于生产线许多资产和控制中心。这些资产能相互通信，为生产人员提供生产线运营深度洞察。这随后发送到云端用于预测性维护。
• 支柱九：仿真——产品、材料和程序的3D仿真可利用实时数据，将其转换为整个生产运营的虚拟模型。