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首頁 >自動化在制造業領域的發展現狀和前景
發布時間:2020-08-07 瀏覽量:1294
一、發展現狀
（一）、工業機器人
現在已經逐漸進入了工業信息化以及科技化的時代，在新時代中，工業自動化是實現工業現代化的重要基礎，也是其核心和標志，未來將會更智能化。
工業自動化涵蓋了自動化控制、儀表、計算機網絡通信等領域。工業自動化程度的提升對產業轉型升級、工業結構的調整以及企業競爭力的提升有很重要的意義?，F在很多品牌就將目標瞄準工業自動化。以RS PRO為例，越來越關注傳感器以及控制類的產品，而這些都是和工業自動化緊密相關的。企業紛紛將智能制造作為發展先進制造業的制高點。
（二）、自動化智能制造
美國大力推動以“工業互聯網”和“新一代機器人”為特征的智能制造戰略布局，德國推出“工業4.0”計劃，新加坡提出“智能之國”計劃。我國也在《中國制造2025》提出“到2025年，制造業重點領域全面實現智能化”的戰略目標。
在我國傳統制造企業中，長虹、海爾等企業早在幾年前就開始探索互聯工廠。海爾已在四大產業建成工業4.0示范工廠，用戶可以通過海爾的移動終端隨時可以進行私人訂制。
毋庸置疑自動化制造已經貫穿到工廠設計、生產、管理、服務等各個制造環節。自動化制造提高了生產效率，但也產生機器對人的替代。對傳統的工廠進行現代化改造，主要的手段有兩種，
（1）對一些需要工人參與其中的生產過程，采用機器人或機械手來代替。
（2）對于一些已經實現基礎自動化的企業，則要探索一些諸如云平臺之類的數字化軟件，因為如果讓每一個企業都購買服務器來支持自己對于生產數據管理流程的分析明顯不大現實，因此將企業數據上傳至云平臺，共享社會資源是一條必經之路這也是分析當前產業發展的兩個角度。
1、工業機器人
工業與信息化部最近公示了一批滿足工業機器人行業規范條件的企業與去年公布的加在一起，一共是23家。
工業機器人行業規范條件具體有哪些，簡單列舉幾個
“對于工業機器人本體生產企業規定，年主營業務收入總額不少于5000萬元，或年產量不低于2000臺套。
對于工業機器人集成應用企業銷售成套工業機器人及生產線年收入總額不低于一億元”。
可以看出，被列入名單的這23家企業無疑是中國工業機器人行業的領軍企業也是從幾千家同行競爭中突出的企業。近年來，我國工業機器人產量逐年遞增，其中2017年更是以增長68.1%的速度奪得近年來最佳成績，然而2018年，根據統計，只增長了6.4%，部分月份已經出現了負增長。
這是什么原因呢?這一年，在經濟上發生了一件重要的事情，那就是兩個重要的貿易體之間發生了一些沖突，導致產業受到了一些影響。另外一個就是由于資本的大量涌入導致的競爭激烈。
但工業機器人行業是否就意味著從此失去了希望呢?也不是的。以浙江省為例，2018年浙江省新增機器人1.6萬臺，在用機器人共計7.1萬臺，根據計劃，在2022年前將應用十萬臺以上機器人，建設200個以上無人工廠，其他省份的產業也有相關的需求，但這些市場上需要的機器人和我們目前企業所生產的機器人之間或多或少都有差距。
企業追求低成本，好用的機器人，然而，在目前的研發當中，工業機器人研發大量的扎堆于低端產品，一些企業的產品只能在中低端領域展開價格戰，而眾所周知，企業生產現場條件之復雜，是不能用低端、中端的機器人來滿足的，所以工業機器人的訂單量自然就比往年少了很多，因為企業不會說追求什么讓人覺得他先進的虛幻名聲而購買機器人，他是為了降低成本才購買的機器人。
工業機器人技術尤其是核心技術的突破，需要較長的時間，高精度減速器，高性能伺服電機，驅動器，高性能控制器等關鍵零部件的質量穩定性和批量生產能力有待提高，另一方面對于要求高的一些行業，機器人企業要擴展業務方向，與市場不斷適合，才能實現工業機器人產業的良好發展。
2、工業互聯網
在一些已經實現基礎自動化的企業里，如何走向數字化探索智能化，使他們主要面臨的問題，進入2019年，工業互聯網頻頻出現在各種媒體期刊雜志里。
對工廠實施數字化改造，是為了使工廠的生產過程、管理流程當中的一些數據發揮其有用的價值，工業是一個復雜系統，我們在現階段不可能用數學完整的描述出工業生產過程的每一個細節，因此我們必須依靠這些采集到的數據，對工業生產進行實時、智能的調整和優化，這是工業互聯網的一個基本目的，當然定制化生產等也是趨勢。
不少人認為，只要將工業當中的數據傳到服務器或者云平臺，就算是數字化了，這是不正確的，傳統的計算機互聯網和移動互聯網實現了每個個體之間的數據傳輸，但工業互聯網不僅僅需要數據的傳輸，她還需要數據分析和整理，如果單純的把工業生產過程中的數據傳輸到某個界面顯示，然后不加以數據分析判斷的話，基本上也不會產生多么重要的輔助作用。這和近幾年興起的大數據分析技術有些相似，因此如果非要說計算機和自動化有什么共同點的話，那么工業的數字化和智能化是計算機和自動化的有力結合點，互相離不開，計算機擅長分析數據，構建軟件系統，自動化擅長于獲得數據特征后，該怎么對實體系統進行調整，在完整的工業生產過程中，二者是相互配合的關系。
近年來，隨著技術進步，國內逐漸興起了工業升級潮，人口紅利逐漸消失，智能制造提上日程，在2018年，經歷了兩年的機器換人進程速度放緩。
（1）一些企業對于機器人要求比較高，機器人相關企業的競爭比較激烈。
（2）傳統以價格取勝的方法，已經不能對國外企業造成重大威脅。
在工信部公布的滿足行業規范的工業機器人企業名單中，僅有23家上榜，而經初步調查顯示，僅廣東一省機器人企業就高達800余家，足以見得其競爭之激烈。同時2018年一個非常重要的事件是在該年的6月7日，工業與信息化部正式將建成工業互聯網基礎設施和產業體系列為目標，也標志著工業互聯網這一概念正式出現在人們眼前和傳統互聯網不同，工業互聯網主要是要解決在傳統工廠當中的運行管理調度最優的問題，實現定制化、最優化智能工廠。
二、機遇和挑戰
顛覆傳統勞動模式
智能制造將會改變勞動者原有的工作范式，對勞動者的專業性、能動性、靈活性、協作性提出更高的要求。
（一）專業性。智能機器人可替代部分“低技能”勞動力，但智能化生產線和大數據系統的指揮、操作和運維需要更具專業能力的勞動者彌補機器的不足。勞動者需要能夠將所學的知識和技能應用于構建真實的工業系統，以應對自動化系統故障。
（二）能動性。智能工廠中工作內容的變化要求員工兼具多種工作技能。
（三）靈活性。制造工廠將能夠迅速根據市場需求調整其生產適應能力，減輕人力的生理和心理壓力;新形式的協作工廠讓虛擬工作和移動工作成為現實;多模式、用戶友好界面的智能輔助系統將協助員工的工作，幫助勞動者實現更靈活的就業方式。
（四）協作性。一方面是“人人協作”，不同職業之間的分工運行模式將逐漸被合作模式所取代。智能制造將制造的各個環節的聯系變得加緊密，不同的職業分工將需要更多的溝通與合作。另一方面是“人機協作”，在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網絡里一般溝通協作，相互配合，重塑傳統制造工廠模式下人與生產設備之間操控與被動反應的機械關系。
（五）智能制造具有自感知、自決策和自執行等功能，能夠節省大量管理人員，使管理層呈現扁平化、去中間化趨勢。例如，2013年海爾公司在業務智能化后，裁掉了18%的員工，主要為中間管理層。
此外，隨著我國人力成本的提升。部分高端制造業代工工廠將會回流至發達國家，造成我國更多一線勞動崗位的流失。但長期來看，智能制造倒逼產業結構調整，創造新興就業機會。一方面是產業結構調整帶來就業結構調整。雖然企業降低了對一線勞動崗位和管理崗位的需求，但隨著智能制造的大規模應用，將增大對數據分析、工業軟件開發、系統集成、用戶互動設計、設備調試運維等智能制造裝備及服務領域的用人需求。正如上世紀五六十年代美國工業領域的自動化引發嚴重失業同時，技術、文書等新工作崗位亟需大量人力而出現“用工荒”。另一方面是創業增加就業崗位。生產過程的“少人化”、低成本，以及3D打印分布式的生產制造方式，為創業及中小微企業發展帶來前所未有的機遇，帶來更多就業機會。即使機器確實在職業中接管了一些人類活動，這并不一定意味著工作崗位的工作結束。相反，由于對其余活動的總體需求持續增長，其部分自動化職業的數量有時會增加。
勞動者將流向服務業，智能制造能夠實現制造的高效率和精準化，但多用于處理簡單、機械重復的操作，而那些思考復雜度高、創造力強、靈活性高的服務工作，仍然需要人力勝任，是未來勞動者就業的重要方向。
三、未來前景
人們對工業互聯網有著高度期待，但怎么才能從簡單自動化階段過渡到未來的工業互聯網階段?
對于這一問題，許多人有著自己的看法，有些人認為可以依靠以前就提出來的mes、erp等，有些人則認為，工業互聯網平臺與這些系統是并行獨立的，但無論哪種觀念都反映了目前制造業中已經不再簡單的滿足于機械化，電氣化這些基礎自動化，有條件的企業紛紛探索數字化進而展望未來的智能化。向先進自動化進軍，工業機器人技術尤其是核心技術的突破，需要較長的時間，高精度減速器，高性能伺服電機，驅動器，高性能控制器等關鍵零部件的質量穩定性和批量生產能力有待提高，另一方面對于要求高的一些行業，機器人企業要擴展業務方向，與市場不斷適合，才能實現工業機器人產業的良好發展。
如果要使得這個工業互聯網系統性能好的話，最關鍵的因素是什么?數據的傳輸速度
而2019年最大的一件事情就是5G技術的商用，5G技術的高速如果單純用來下載電影應用軟件，顯得有些大材小用，5G的優勢在于它的傳輸速度，而傳輸速度則意味著延遲要降低，這就和高精度的控制結合在一起，因此可以期望的是，5G技術將為工業的數字化和智能化改造貢獻出自己的重要力量，不少企業也意識到了這種獨特作用，2019年中國聯通，中國移動，中國電信相繼提出了工業互聯網加5G的戰略，未來可期。
走出工業
自動化技術在工業應用中一路以來不斷地解放人力勞動，同時也不斷地走出工業應用到各個領域之中。在服務行業，民用產品，交通系統，能源系統，航天航空中有著非常深的應用。同時也會在各個領域中不斷發展。
1、自動化技術在服務業的發展
隨著服務業中人力勞動的成本增加，資本市場促進了自動化技術在服務業中的發展。京東，阿里等互聯網巨頭都注入了大量資本進入服務業相關的自動化技術中。如無人車，百度，阿里以及各大汽車廠商都在研制。自動駕駛技術將會代替如今大量司機的人力勞動，會使物流運輸以及人們出行方面的成本大大降低。
在餐飲行業，許多餐飲服務類的機器人也會不斷地進入其中。如不久之前海底撈推出的智慧餐廳，食材 的加工烹飪都由機器臂完成，給客人送餐由自主導航的送餐機器人完成。服務行業對于自動化的柔性需求的遞增會促進柔性自動化技術在服務業的發展。
在實體銷售中，傳統的店鋪也會逐漸轉變為自動化的無人店鋪。如亞馬遜推出的無人超市。在教育行業，機器人與人工智能技術能夠對教育工作有很大的輔助作用。
2、自動化技術在民用產品的發展
由于經濟水平的不斷提高，人們對高端電子消費產品的需求以及購買力也逐漸增加。這便會促進自動化技術應該在高端電子消費產品中。如無人機，我國無人機占全球市場七八成，其核心競爭力在于無人機中的極其穩定的飛行控制技術。在自動化技術里經典的PID控制器也是飛控不可缺少的部分。
展望
為未來做準備永遠不會太早。為了明天實現自動化的進步，管理人員必須挑戰自己，以便了解當今即將出現的數據和自動化技術。但是，不僅需要數據和技術悟性來從自動化中獲取價值。更大的挑戰是領導者必須實施的勞動力和組織變革，因為自動化會影響整個業務流程，以及組織文化，必須學會將自動化視為可靠的生產力杠桿。
我國應當依托《中國制造2025》、《“互聯網 ”行動計劃》等戰略舉措，進一步為“大眾創業、萬眾創新”營造良好的政策環境。其一，鼓勵科研院校人才的創新創業，加深科研院校與企業的互動，加速科研成果的轉化，推動智能交通工具、智能工程機械、服務機器人等智能產品領域的創新創業。其二，加快建設完善“四眾”支撐平臺，多渠道鼓勵創新創業。充分發揮互聯網對創新資源配置的有利作用，通過“四眾”等新模式實現科研、人力、物力等生產要素與創業者的對接。其三，為創新創業提供法律制度保障。通過完善我國知識產權、質量監督、社會保障等方面的法律，為智能制造領域創業和高端制造業的發展創造有利環境。
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