智能制造：集成數(shù)字世界和物理世界

盡管不斷變化的汽車和制造業(yè)格局導(dǎo)致了供應(yīng)鏈的中斷和復(fù)雜性，但機(jī)會(huì)的燈塔已經(jīng)出現(xiàn)——數(shù)字世界和物理世界的集成。汽車制造商正在放棄傳統(tǒng)制造，轉(zhuǎn)而采用更靈活、創(chuàng)新的工作流程，這一非凡的旅程正在徹底重塑汽車制造。讓我們探討汽車智能制造的進(jìn)步，使數(shù)字技術(shù)與物理領(lǐng)域的集成成為可能，以及它們將對(duì)行業(yè)產(chǎn)生什么影響。

智能汽車制造的興起

尖端技術(shù)的出現(xiàn)使制造商能夠?qū)⒓夹g(shù)無縫集成到以人為本的活動(dòng)中。這些技術(shù)包括：

• 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)
• 人工智能
• 機(jī)器人技術(shù)
• 增材制造

理論上，利用這些技術(shù)可以使汽車制造商在不增加現(xiàn)有人力團(tuán)隊(duì)負(fù)擔(dān)的情況下實(shí)現(xiàn)更高的效率和生產(chǎn)力，并提高質(zhì)量。人類是偉大的工作者，但容易因疲勞、分心或不堪重負(fù)而容易出錯(cuò)。通過將那些永不疲倦或遺漏任何細(xì)節(jié)的機(jī)器放在一起，人類可以更自由地做自己最擅長(zhǎng)的事情：創(chuàng)新和解決問題。

連接智能制造點(diǎn)

下面來看看汽車行業(yè)正在采用哪些技術(shù)。

• 基于云的平臺(tái)和連接

云計(jì)算提供可擴(kuò)展的存儲(chǔ)、計(jì)算能力和無縫連接，以處理高需求和縮減規(guī)模。由于云計(jì)算提供了對(duì)可擴(kuò)展計(jì)算能力的按需訪問，因此制造商可以利用處理繁重、資源密集型的技術(shù)。事實(shí)上，本文中的所有內(nèi)容都需要這種類型的處理——云平臺(tái)促進(jìn)數(shù)字系統(tǒng)的集成。通過將ERP系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和其他軟件應(yīng)用連接到云，制造商可以實(shí)現(xiàn)無縫數(shù)據(jù)流和互操作性。這種集成優(yōu)化了生產(chǎn)計(jì)劃、庫(kù)存管理、需求預(yù)測(cè)和供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

基于云的平臺(tái)在集成物理和數(shù)字領(lǐng)域方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其提供集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和可訪問性，旨在處理智能制造生成的大數(shù)據(jù)量。汽車制造商可以分析整個(gè)制造生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以改進(jìn)流程并降低風(fēng)險(xiǎn)。這些平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)作，打破孤島并鼓勵(lì)跨職能參與。

• 數(shù)字孿生技術(shù)

數(shù)字孿生允許制造商創(chuàng)建物理資產(chǎn)和流程的虛擬副本。這種數(shù)字模擬允許制造商在不中斷實(shí)際操作的情況下測(cè)試場(chǎng)景，然后將見解應(yīng)用于物理制造組件。這可以提高生產(chǎn)效率并簡(jiǎn)化質(zhì)量控制。

人工智能算法可以在這些數(shù)字孿生中“發(fā)揮”作用，學(xué)習(xí)最有效的方法，并發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致效率低下的模式。其還可以更好地預(yù)測(cè)維護(hù)需求，并為安排維護(hù)請(qǐng)求提供選擇，從而盡可能減少停機(jī)時(shí)間。盡管人工智能在數(shù)字環(huán)境中運(yùn)行，但也反映了決策者可以升級(jí)和優(yōu)化的物理位置。

• 虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)

汽車行業(yè)已經(jīng)采用VR和AR技術(shù)來幫助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程的發(fā)展。例如，工程師和設(shè)計(jì)師可以使用VR來可視化和改進(jìn)車輛設(shè)計(jì)，這有助于減少錯(cuò)誤并加快迭代速度。在工廠車間，AR使裝配線工人能夠訪問實(shí)時(shí)指令，并將數(shù)字信息覆蓋到物理對(duì)象上，從而提高準(zhǔn)確性和效率。

• 大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)

由物聯(lián)網(wǎng)傳感器和其他工廠數(shù)據(jù)推動(dòng)的大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)可以分析信息，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)決策，并最大限度地提高運(yùn)營(yíng)效率。其在物理領(lǐng)域中尋找模式，在虛擬領(lǐng)域中分析這些信息，然后提供下一步指導(dǎo)，以優(yōu)化生產(chǎn)工作流程并處理預(yù)測(cè)性維護(hù)。例如，在整個(gè)生產(chǎn)過程中集成的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，從而確保增強(qiáng)的安全性和質(zhì)量控制。制造商可以主動(dòng)檢測(cè)并解決問題，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。

這一切都意味著車間和整個(gè)制造過程中的操作更加順暢、安全。通過識(shí)別異常和模式，人工智能驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)可以防止設(shè)備故障、減少停機(jī)時(shí)間并優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，最終提高運(yùn)營(yíng)效率并降低成本。

提高效率：將物理世界帶入數(shù)字世界

制造商也在使用帶有數(shù)字元素的物理組件。

機(jī)器人流程自助化(RPA)

汽車制造商正在部署機(jī)器人來執(zhí)行重復(fù)性和勞動(dòng)密集型任務(wù)。機(jī)器人更加精確，可以減少錯(cuò)誤，并使企業(yè)能夠保護(hù)工人免受潛在危險(xiǎn)的工作的影響。RPA使人類工作者能夠?qū)Ｗ⒂诟鼜?fù)雜和增值的活動(dòng)。

• 自動(dòng)化重復(fù)性任務(wù)：軟件機(jī)器人可自動(dòng)化傳統(tǒng)上由人類執(zhí)行的基于規(guī)則的任務(wù)。它們被編程來執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入、報(bào)告生成和質(zhì)量檢查等任務(wù)。RPA減少了人為錯(cuò)誤，并讓人類工作者能夠?qū)Ｗ⒂谄渌钊氲娜蝿?wù)。
• 簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)集成：RPA軟件機(jī)器人可以與各種數(shù)字系統(tǒng)交互，從而輕松交換信息。這有助于彌合系統(tǒng)、傳感器和生產(chǎn)設(shè)備之間的差距。
• 持續(xù)改進(jìn)：RPA系統(tǒng)中的軟件根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和以前的模式進(jìn)行學(xué)習(xí)和適應(yīng)。其可以識(shí)別流程優(yōu)化的機(jī)會(huì)，并可以從人類工作者的行動(dòng)和決策中學(xué)習(xí)，從而創(chuàng)造更靈活和自適應(yīng)的制造

協(xié)作機(jī)器人

在某些情況下，機(jī)器人不會(huì)取代人類，而是與人類一起工作。協(xié)作機(jī)器人已成為智能汽車制造領(lǐng)域的重要組成部分，使人類能夠更高效地完成更復(fù)雜的任務(wù)。協(xié)作機(jī)器人是專門為與人類工作者一起協(xié)作和工作而設(shè)計(jì)的。其編程使其能夠理解和響應(yīng)人類行為，并在人類和機(jī)器人之間建立和諧的工作流程。

• 創(chuàng)造更好的工作條件：協(xié)作機(jī)器人可以處理重復(fù)性和體力要求高的任務(wù)，例如重型搬運(yùn)、精確裝配和質(zhì)量檢查。
• 提高靈活性：協(xié)作機(jī)器人還擅長(zhǎng)適應(yīng)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)需求。人類團(tuán)隊(duì)可以輕松地重新編程和重新配置，以便在不同的工作站上執(zhí)行任務(wù)，從而減少停機(jī)時(shí)間和設(shè)置成本。
• 連接傳感器數(shù)據(jù)：協(xié)作機(jī)器人與物理環(huán)境交互以收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。例如，其可以在裝配或質(zhì)量檢查期間定位零件、檢測(cè)異常并測(cè)量力。這促進(jìn)了物理世界和數(shù)字世界之間的數(shù)據(jù)交換。

智能制造創(chuàng)新：用數(shù)字創(chuàng)造物理

增材制造不僅使汽車制造商能夠檢查或增強(qiáng)物理環(huán)境及其工人，而且還能夠創(chuàng)造全新的組件。增材制造通常稱為3D打印，可以生產(chǎn)復(fù)雜的組件，同時(shí)減少材料浪費(fèi)并縮短交貨時(shí)間。制造商可以利用其進(jìn)行原型設(shè)計(jì)、定制零件生產(chǎn)，甚至按需零件的本地化生產(chǎn)，以更靈活的方式簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈。

擁抱數(shù)字與物理的集成

智能汽車制造代表著汽車行業(yè)的未來。制造商可以通過將數(shù)字技術(shù)與物理領(lǐng)域集成來實(shí)現(xiàn)更高的效率并加速創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)我們以前從未見過的事情。數(shù)字和物理的集成使制造商能夠在動(dòng)態(tài)和不斷變化的全球市場(chǎng)中獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。