西门子展示未来超强自治型工厂

发布日期：2022/4/7 15:47:58      浏览量：

今天要为大家分享一段精彩视频

它以一个电子机器人玩具

（Robostar）的制造过程为例

向我们展示了

西门子对未来自治型工厂

（autonomous factory）的构想

01

将个人想法迅速变为产品

想象一下，未来每个想法都可以作为单个产品实现，就像视频中的小女孩，对着一个没有生气的传统玩偶小人Robostar，展开了想象：要是它能够跟我互动，或者给我唱首歌，能做做体操，还能适时发出绚丽的光效，那该多好啊！

这是一个完全个性化的想法，在传统的制造模式下，是不会在意这些突然闪现在个人脑子里面的主意的。传统制造只对大规模负责、对标准化负责，能实现「千人一面」就不错。

所以小女孩的想法在以往想要实现，那它最终只能是个想法而已。但是在这座正在构建的未来工厂，它会将这个简单的想法变为现实！这座未来工厂的目标将是实现「千人千面」乃至「一人千面」。消费者的个性化需求将极大地得到满足。

02

怎么实现？过程简析

拍照扫描识别上传，进入平台按需下单

小女孩会将原有的玩具Robostar扫描拍照，进入西门子打造的个性化产品制造平台——「Make me a product」。

通过这个平台扫描物体，选择品类和配置如：

◉ 它是属于电子玩具类；

◉ 是否需要选择以下功能：内置瑜伽课程、语音输出功能、无线充电功能、LED光效、是否需要组装等等；

◉ 产品的详细尺寸参数和重量，产品是要1:1的制造，还是放大缩小制造；

◉ 包括产品所需要的数量、优惠码和快递方式；

◉ 甚至可以勾选是否需要实现「碳中和」的生产！

最终确认好在平台下单，订单详情数据将会进入西门子的信息后台。

分析订单，自主选择工厂

信息系统接收到订单指令后，将进行一系列的分析分解和资源配置过程：分析订单——分解订单（材料+工艺）——全盘考虑自动选择最佳制造工厂。

通过对订单的分解，可以知道需要哪些材料和元件？需要哪些工艺？需要多大的产能？那么列出的这六大工厂会进行相应的匹配，不符合的会过滤掉（会通过算法设立一定的优先级）。最终确定了6号工厂来接手生产任务，该工厂还缺乏一个AI芯片，系统也会自动发出“芯片下单指令”，送至6号工厂。

工厂理解订单，自主组织资源

分析完生产的优先级之后，智能算法根据设备和工具的技能组合、可用性进行资源配置。

这个过程会产生大量的数据，无人机的AI视觉系统会同时识别材料的位置以及完整性和损坏情况。

这个过程还专门强调了人的独特性，并非所有任务都可以完全自动解决。即使在自治型的工厂中，人的经验和直觉仍然会起到关键的决策作用。

自主单元中，人工智能技术大放异彩

就比如视频中叉车自动拣货装货的这么一套工作流，首先要准确识别是哪一个货箱；然后要找准叉车进入的孔位；最后要执行的是往上搬运的动作。各种人工智能技术加持，让这些流程得以自主完成。

人机交互，安全放首位

自治型工厂会有大量的机器和设备，它们的“自由移动”是建立在经过认证的安全的人机交互的基础之上的，能够识别到行进范围内的人并作出警告或避让。

增材制造，让“不规则”和“复杂结构”变简单

增材制造技术不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序，在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现了零件“自由制造”，解决了许多复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。

AI系统遇到极限状况，要能求助于人，并持续学习进化

比如上述AI系统无法识别Robostar的左右胳膊，就需要进行人工辅助识别和定义，并告知系统差别所在的部分，AI持续学习，下次便能自动识别。

无人机快速直达送货，客户最快收到产品

03

自治型工厂的愿景

著名智能制造专家，北航刘强教授曾在《智能制造理论体系架构研究》中提到了未来制造的新形态和新特征，其中就有对于自治型工厂(Autonomous Factory)的描述：利用新一代的信息技术，如传感器、控制器、大数据、物联网、云计算、人工智能等，进一步通过互联建立起基于CPS的工厂，在未来的工厂里机器将能够智能地制造产品，工厂将具有高度自治的特点，具体表现为具备如下的功能特征：自感知、自预测、自比较、自决策、自配置、自组织、自执行、自维护等。

企业创新专家Ralph-Christian Ohr 博士在文章中提到——要理解自治性工厂，就要首先理解“自动化”和“自主化”的区别是什么？

◉ 自动化是指设备自动执行的一组相关功能。自动化假定操作员在自动化序列之前或之后执行任何要求以完成任务。

◉ 反过来，自主性是指一种设备状态，在这种状态下，它可以在定义的条件下执行指定的操作，而无需人工输入或指导。

自治型工厂的愿景可以描绘如下：

◉ 无人驾驶运输和智能搬运系统将产品或原材料从一个点移动到另一个点 

◉ 自主机器人独立执行生产步骤，无需人工干预 

◉ 灵活的模块化生产取代了计划好的总体流程

◉ 实时设想、模拟和实施最佳生产路径 

◉ 在一夜之间将生产转换为全新的产品， 而不会浪费宝贵的时间来设计和调试新的生产线

自治型工厂的实现并非易事，尽管一些工厂已经在车间（例如在汽车或电子行业）表现出相对较高的自主性，但大多数工厂仍然在相当有限的水平上运作。行业领导厂商正在和客户和合作伙伴一起，不断的实验实践，以期求最终实现生产的革新，像视频中的Robostar的制造案例一样轻松惬意，将个人想法变为现实产品！