无灯工厂：实现工厂全自动化生产

无灯制造是利用全自动化技术、几乎无人干预运行生产工厂的技术。这需要机器学习和高频数据采集等多种技术支持。

许多制造商梦想用“设置好就不管”的心态进行生产。只需上班、启动机器、关灯、走出大门。无工人、大楼内无人。只有机器做它们最擅长的事——以远超人类的速度精准、重复地执行任务。

这将大幅减少工伤事故、供暖制冷成本和人工成本。制造商遇到的质量问题也会减少，因为——不同于人类——机器能日复一日精确复制行为。

这些全天候生产设施听起来像纯粹幻想，但它们已是全球制造设施的现实。毫无疑问。虽然大多数设施处于自动化生产活动的早期阶段，但自动化解决方案正日益被整个行业采纳。

什么是无灯制造？

无灯制造（也称“黑灯工厂”）是一种几乎无需人工交互的生产方法——基本上自行运行，甚至在黑暗和空无一人的工厂中。

要实现这一点，您需要自动化制造过程的每一步。采用此策略的公司通常使用包含机器视觉、增材制造设备（3D打印）、工业物联网、边缘计算、云数据、机器学习和机器人技术的技术栈。

一个很好的例子是发那科（FANUC），它利用无灯工厂在几乎无人工协助下生产机器人和制造系统。

我们理解制造商处于引入自动化运营的早期阶段。实现自动化的核心是可驱动人机决策的准确生产数据。通过设备控制系统直接获取的数据，制造商可基于机器性能和健康状况开始引入自动化。

这可以简单如在车间上方仪表盘显示实时OEE数据，也可以复杂如采集高频数据以实现预测性维护。

全自动化在恶劣制造环境（含油润滑剂、腐蚀性化学品、烟雾等）中尤为有益。毕竟，机器人可由比人类耐用得多的组件制造。

虽然目前大多数制造商不以端到端自动化为目标，但大多数目前正在或打算使用支撑全自动化的许多流程，并从中获益良多。无灯制造的核心优势是降低成本和提高效率，还包括：

只谈全自主工厂的好处是不恰当的。以下概述制造商推出黑灯工厂时可能面临的挑战。

开灯只需拨动开关。不幸的是，建立完全自动化流程可能是高技术挑战，可能需要巨额投资。然而，MachineMetrics等解决方案让制造商能轻松快速地采集和使用机器数据实现流程自动化，ROI最快可在5天内实现。

简单、可重复的任务最适合自动化。更复杂的任务、小批量生产和运营，可能更难推出自动化或体验足够价值。

无人监控生产有个隐患。如果出问题，可能无人察觉，导致数千美元废品或机器严重损坏。幸运的是，远程监控和自动化机器故障检测可规避这些问题。

无灯制造商还必须为维护等意外情况做准备。虽然机器比人工操作员更不易出错，但不改变混乱法则。机械磨损、刀具损坏。然而，自动化可通过缩短停机时间、有时甚至动态规划维修来显著降低此类事件影响。

利用高频数据适配器，制造商可远程监控设备异常。结合机器学习技术寻找故障周围模式，此类系统可用于预测性和处方性维护——当今最先进的两种制造维护技术。

MachineMetrics提供高频数据适配器，利用制造设备计算机系统以每秒1000数据点速率采集机器数据——无需使保修失效的操作或传感器。除了比人工操作员早40分钟准确预测维护需求外，机器还可在造成损坏前远程停机。

基本上，机器能做的任何事都可由人工远程管理，或通过基于技术的决策树实现基于机器实时状况、工厂生产目标、质量保证等的全自动化。除了在造成进一步磨损或周围机械损坏前自动停机维修外，该系统还提供处方性维护，针对机器不同动作提供如果-那么场景预测。

我们的工具为制造商提供机器诊断、刀具优化（减少损坏、实现理想吞吐量）、基于刀具颤动检测的质量优化，当然还有预测性维护。它们甚至能经受恶劣制造环境，不像后市场传感器方案。

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