高级机器人 101

Manufacturing Global 深入研究先进机器人技术在制造业中的应用

与传统机器人技术相比，“先进机器人技术”的能力为制造商提供了“卓越的感知、可集成性、适应性和移动性。这些改进允许更快的设置、调试和重新配置，以及更高效和稳定的操作，”BCG 解释道。

因此，正在实施“未来工厂”和“工业 4.0”战略的制造商正在部署先进的机器人技术作为先进自动化的重要组成部分。那些采用先进机器人技术的企业正受益于改进的工厂结构和流程，提高了工厂和供应链的生产力和灵活性。 “分析发现，使用先进的机器人可以将转换成本降低多达 15%，将先进的机器人技术与其他技术、工艺改进和结构布局更改相结合可以节省多达 40%，”BCG 指出。

那么是什么让机器人技术“先进”？

BCG 将高级自动化定义为“分散的智能，允许设备和设备自主做出决策并采取行动，无需人工干预。” BCG 补充说，该技术包含四个核心要素：

1. 整体数据模型（数字孪生） ：提供产品和生产系统的数字表示。 “生产设备（例如先进的机器人）可以访问模型，例如，动态规划所需的路径。”

2. 云边缘基础架构： 将计算能力和存储转移到生产网络的边缘，连接 IT 和运营技术。 “它允许生产者收集数据并将其传输到云服务进行处理。此外，它还使车间的流程能够自主调整以适应环境变化。”
3. 数据处理技术： 将不同大小、类型和速度的数据转换为有意义的信息。 “数据处理技术的最新进展使生产商能够不断优化流程（例如路径规划）。”
4. 工作流程控制系统： 同步人类或设备执行的所有任务。 “整个工作流程的有效管理需要机器和人工的数字连接或集成。工作流控制系统配置可能会从集中式架构演变为分散式架构。”​​

为什么制造商应该采用先进的机器人技术？

鉴于目前先进机器人在制造业的市场价值在 2020 年达到 166 亿美元，预计到 2021 年将进一步增长 20 亿美元，达到 186 亿美元，显然，运营数字化正在为全球制造商提供价值。

在制造业中采用先进的机器人技术可以获得的诸多好处包括：

• 感知： 与传统机器人相比，先进的机器人利用自然语言处理、计算机视觉和传感器来提高自主性、灵活性和精度。因此，先进的机器人技术可以完成更复杂的任务。
• 可集成性： 借助面向服务的架构、改进的连接性、对整体数据模型的访问以及界面和编程的改进，高级机器人可以更快地设置，并且需要更少的时间来学习执行任务。
• 适应性： 先进的数据处理和云服务使先进的机器人能够学习并自主适应环境以改善工作流程。
• 移动性： 利用机器学习和计算机视觉，先进的机器人能够在环境中自主引导自己。
• 效率： 通过将先进的机器人技术增强到复杂的任务中，灵活的自动化可以帮助减少成本高昂的转换时间并提高效率。
• 生产力： 与效率类似，先进的机器人技术具有更高的灵活性和实时解决问题的能力，可以提高生产力。
• 安全： 使用先进的传感器和低延迟通信，先进的机器人技术可以显着提高安全性，因为它们对环境的更好理解以及对事件的适应和反应能力。
• 质量： 通过使用网络共享数据，先进的机器人技术可以减少孤岛，从而更容易识别质量问题并追查根本原因。
• 敏捷性： 独立适应的先进机器人技术使生产操作更加灵活，无需耗时的准备。

克服采用挑战

“在我看来，沟通是这里的主要挑战——无论是在车间还是车间与不同 IT 系统之间。在车间，连接性一方面需要足够灵活以匹配机器人的灵活性，但另一方面，它需要足够稳定和安全以支持工业用例。未来的机器人将直接从许多不同的数据系统中提取数据来完成它们的任务；这对 IT 安全提出了新的要求，以确保连接不会受到新的威胁。

“无线连接是车间通信提供所需灵活性的关键，我认为 5G 带来了灵活性、稳定性和安全性的完美结合。谈到 IT 安全部分，我认为重要的是不要试图将现有的办公网络扩展到工厂，而是建立一个针对工厂条件和需求进行优化的单独网络，”爱立信的智能制造。

先进机器人技术的价值及其在未来互联工厂中的作用

随着大多数制造商认识到先进机器人技术将在未来工厂中发挥的重要作用，许多功能类型，包括多速使用、移动应用程序和机器人套件，预计将变得越来越重要。据 BCG 称，“大约 70% 的受访者认为这些功能与他们未来的生产非常相关。”

凭借改变工厂流程的潜力，制造商相信先进的机器人技术将成为解决行业日益复杂的必要工具。爱立信智能制造投资组合经理 Sebastian Elmgren 表示：“先进的机器人技术将为自动化流程带来灵活性，并使以前无法自动化的自动化成为可能，从而为产品的大规模定制开辟道路。”

Elmgren 补充说：“我看到先进的机器人技术将开辟更多的通用工厂 [in the future]。凭借先进机器人技术的全部潜力，工厂几乎可以生产任何产品。这将消除对特定产品工厂的需求，使生产更接近客户，从而缩短物流链。它还将降低新公司开始生产其产品的门槛，从而可以将生产作为一种服务购买，而不是对专用生产手段进行大量投资。”

52% 的制造商预计先进机器人技术“到 2025 年将成为提高生产力的最重要驱动力之一”，目前该技术的应用主要在生产、物流、质量和维护 . “70% [的制造商] 预计到 2025 年，先进的机器人技术将成为生产和物流中非常重要的生产力驱动因素。参与者还希望看到质量和维护方面的生产力显着提高，”BCG 表示。

未来机器人采用的最佳实践

谈到在组织中采用先进的机器人技术时，BCG 解释说它“超越了资本投资”，采用先进的机器人技术会影响制造公司业务模式的许多方面。

“为了解决决策的全部范围，公司必须制定未来工厂的整体目标图。这一愿景应涵盖多种自动化技术的实施，包括先进的机器人技术，”BCG 评论道。

为成功采用此类技术，制造商不仅需要确定数量、批量、产品变化以及工厂布局和流程，还需要考虑业务环境和实施此类技术的影响，创建清晰和全面的实施路线图。

制造商还应着眼于建立组织能力和设计系统架构，以及在试点项目上进行测试和协作，以在试点阶段迅速扩大成功的解决方案。

神话终结者：关于先进机器人技术的三大误解

（Sebastian Elmgren，爱立信智能制造产品组合经理）

1.将先进的机器人技术添加到我现有的流程中会给我带来所有好处。

不，你需要找到新的工作方式来利用所有的好处。

2。这只是关于机器人。

不，你需要考虑整个系统。

3。这是面向未来的东西。

不，这项技术今天就可以开始使用了，你不应该等待。