工業(yè)制造智能化的技術(shù)本源和經(jīng)濟前景

   20世紀80年代，美國汽車產(chǎn)業(yè)正擔心會被日本競爭者擊垮。在底特律，很多人展望以“熄燈式生產(chǎn)”打敗對手。“熄燈式生產(chǎn)”就是工廠高度自動化，燈關(guān)著，機器人自己在制造汽車。當時，這種想法是不切實際的，日本車企當年的競爭優(yōu)勢也不在于自動化生產(chǎn)，而在于“精益生產(chǎn)”技術(shù)，而精益生產(chǎn)在大多數(shù)情況下要依賴人力。

　 現(xiàn)今，自動化技術(shù)的進步已經(jīng)使“熄燈式生產(chǎn)”逐漸變成現(xiàn)實。日本機器人制造商發(fā)那科（FANUC）已能將其部分生產(chǎn)線置于無人值守的環(huán)境中，自動運行數(shù)周不出狀況。

　　德國大眾旨在稱雄全球，這家汽車工業(yè)集團制定了新的生產(chǎn)戰(zhàn)略：模塊化橫向矩。大眾汽車想借助這一全新的工藝，在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)所有型號的車。這一工藝最終將使大眾在世界各地的工廠因地制宜，生產(chǎn)出當?shù)厥袌鏊璧娜魏诬囆汀?/span>

　　很多年前，錢學森曾說過：“只要自動控制做好了，即使元器件差一點，導(dǎo)彈也能打上天。”

　　現(xiàn)今，合肥自動化將在很大程度上模仿人的智能，機器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農(nóng)業(yè)自動化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。

　　從整體上看，中國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)裝備、能源和原材料消耗、產(chǎn)品品質(zhì)和管理水平等方面與工業(yè)強國相比仍有很大差距，尤其是技術(shù)裝備（比如高端數(shù)控機床）的差距有擴大趨勢。大范圍設(shè)備更新，國家承受不了；維持設(shè)備現(xiàn)狀，則后果不堪設(shè)想，唯有應(yīng)用自動化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，才能最有效地提高企業(yè)素質(zhì)。

　　日本和德國的經(jīng)濟起飛，就是從這里開始的。1986年之前，美國對自動化技術(shù)的應(yīng)用不夠重視，以至于在汽車、機械、原材料工業(yè)、計算機、電子元器件等傳統(tǒng)行業(yè)完全喪失優(yōu)勢地位。后來美國急起直追，高度重視工業(yè)自動化技術(shù)，用自動化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了巨大效益。

　　中國各個行業(yè)的自動化現(xiàn)狀遠遠落后于工業(yè)強國。對于任何一個企業(yè)來說，沒有強大、先進的自動化系統(tǒng)的支持，其產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量都難以達到世界水平。比如焊接工序，由人工操作的質(zhì)量不易控制，僅憑外觀也看不出質(zhì)量好壞。如果由工業(yè)機器人來操作，各個工藝細節(jié)都能標準化，焊接質(zhì)量、效率都會更高。

　　這就是為什么即使中國經(jīng)濟增速出現(xiàn)下滑，中國國內(nèi)市場，尤其是制造業(yè)領(lǐng)域，對于工業(yè)自動化技術(shù)的需求有增無減。自動化技術(shù)能給“中國制造”補鈣，助推中國產(chǎn)業(yè)振興。

　　人工智能與無人工廠

　　無人工廠是合肥自動化技術(shù)全面升級跨越的結(jié)果，其基本特征就是全部生產(chǎn)活動由電子計算機進行控制，生產(chǎn)第一線配有機器人而無需配備工人。

　　世界上第一座實驗用的無人工廠在日本筑波科學城，建成于1984年4月。日本比較缺少人力，因而很早開始重視機器，率先建造了可以提高生產(chǎn)效率的無人工廠。

　　在運用了人工智能的無人工廠中，所有工作都是由計算機控制的機器人、數(shù)控機床、無人運輸小車和自動化倉庫來實現(xiàn)的，人不直接參加工作。工人成了“指揮員”和“醫(yī)生”，白天，工廠內(nèi)只有少數(shù)工作人員做一些核查，修改一些指令；夜里，只留兩三名監(jiān)視員。

　　現(xiàn)今，無人工廠在汽車及飛機制造等領(lǐng)域已相當普及。這些生產(chǎn)線幾乎都是機器人在操作，人在旁邊起輔助作用。

　　不過，將人工智能真正轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用并非易事，這是一個繁雜的系統(tǒng)工程。無人工廠要突破很多關(guān)鍵性技術(shù)，包括柔性化的生產(chǎn)技術(shù)、工業(yè)機器人的控制技術(shù)、整體安全和監(jiān)控的技術(shù)、所有機器系統(tǒng)安全的監(jiān)控等。每個機器人的狀態(tài)、每個儀器的狀態(tài)，有什么問題都要提前預(yù)警。

　　無人工廠中的核心裝備是工業(yè)機器人，經(jīng)歷近半個世紀的迅速發(fā)展，機器人技術(shù)日趨成熟，已在諸多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，諸如汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)都涉及工業(yè)機器人的應(yīng)用。

　　工業(yè)機器人及其他合肥自動化技術(shù)代表工業(yè)自動化的高階應(yīng)用，而最終實現(xiàn)工業(yè)智能化、無人化，還有很長一段距離。

　　工業(yè)價值鏈的系統(tǒng)整合是工業(yè)無人化的關(guān)鍵。工業(yè)價值鏈主要包括產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)等幾個部分，以前這些都是單獨實施的。如今，各種新技術(shù)把這些獨立的部分整合起來。制造業(yè)的未來在于，從這些技術(shù)當中找到最佳結(jié)合點，并學會將它們作為一個完整系統(tǒng)運用起來。這樣就能獲得整合系統(tǒng)的整體優(yōu)勢，從而推動制造效率的大幅提升。

　　要做到這一點，需要制造廠商把手頭的所有高科技工具匯合起來，這非?？简灳C合技術(shù)能力。