让我们大胆地去以前没有机器人去过的地方
现场情报：智能流程、解决方案和策略
COVID-19 凸显了美国制造业供应链的脆弱性。应对多种类型的危机至少需要能够快速修复或重建作为我们经济基础的机器。
多技能的工匠或工具和模具制造商代表了我们未来可能想要去的理想。
工具和模具制造商可以使用许多工艺（加工、成型、焊接、热处理等），并且可以根据可用材料和不可避免的惊喜进行即兴创作。
人类工匠的缺点是他们不像机器那样可复制、精确或强大。他们也不能 24/7 全天候工作。
我和许多合作者一直在构想未来的愿景，即自主系统基本上可以像熟练的工匠一样使用新工具进行减材、增材、连接和变形处理，以制造和检查质量有保证的组件。
实现这一未来需要两件事：对混合自主制造途径的共同愿景和实现这种方法的新工具：
视觉部分
受 SAE 标准 J3016 的启发，提出了定义驾驶自主性的级别、制造自主性的级别。
0 级表示没有自动化。 1 级包括 CNC 路径跟踪。级别 2 包括闭环纠错。第 3 级包含捕获系统范围数据以做出决策的工业 4.0 元素。
级别 4 和级别 5 包括集成框架中的多个过程（加、减、连接、转换等）。在第 4 级，系统可以自动固定并将组件从一个过程转移到另一个过程。
最高级别 5 模拟与熟练工匠的对话，可以讨论成本、性能和交付时间之间的权衡，一旦选择，无需人工干预即可执行，同时记录确保组件质量的关键数据并与其他人分享经验制造细胞。
新工具和流程
这一愿景使我们摆脱了通常决定交货时间和资本支出的超大型工具、模具和压力机。
相反，我们可以想象多个用于添加、变形和切割的小工具同时在一个零件上工作——就像多个机器人蚂蚁在做不同的工作但具有精确的尺寸控制。
虽然工程学者专注于分析高效的制造过程，但在更小规模、高度受控的过程中也有很多机会。
许多基于简单和轻便工具的制造过程在这种范式中可能非常强大。
例如，我的团队正在开发使用非常轻的设备的本地、高速、固态、基于冲击的焊接工艺。
因为它们不加热材料，所以材料不会发生热变形或降解，并且它们可以连接非常坚固和不同的金属。
这些以及基于轻量级和敏捷工具的类似流程将成为这个新的自动化车间的核心。
随着传感器、计算、机器人和流程的快速发展，这些流程创新似乎不可避免地会补充我们现有的非常高效的大规模生产，以便在需要的时间和地点创造复杂的高质量产品。
自动化控制系统