工业制造业的未来——一批具有影响力的新技术

数十年来，工业制造作为一个部门，一直是机器人技术和其他新型技术改进的早期使用者。对于大型且通常高度重复的制造过程，机器人技术已成为提高生产效率的最佳选择之一。但是，大量生产少量低混合产品的时代即将结束，工业制造即将迎来产品个性化生产需求，未来生产要求更高，生产过程更灵活，浪费更少。

但，制造业的未来也充满了机遇。科技技术的创新，新技术的改进，通过软件和硬件功能来减少生产浪费并最大化过程效率和灵活性。从原材料跟踪到工艺优化再到硬件选择，整个工厂几乎所有环节都需要建立在数字化转型的基础上，实现整个工厂的闭环优化。

虚拟调试技术

在生产过程中创建全面的数字模型，可以大大减少新机器、新过程和新产品的停机时间。假设一家工厂需要安装一个新的CNC站。可以使用生产线的数字模型机在新机器到达生产现场之前对其进行验证。通过将生产线集成作为虚拟调试的一部分，可以花费更少的时间将新组件集成到整个生产线中。虚拟调试技术现已面世，是高效生产环境的关键基础，该生产环境实现了整个设备的闭环迭代优化。虚拟调试至关重要，不仅对于测试软件控件，还有对于增加控件策略效率的洞察力。这对于使用先进的机器人技术，为实现更大的流程自动化和灵活性奠定基础。

预先模拟技术

在更新现有流程或进行新流程时将风险降至最低的最佳选择之一是模拟新操作。在知道新工艺是否可以在车间按预期运行之前，预先模拟技术几乎消除了对机械的前期投资。如果不预先模拟新操作，则可能无法充分使用新设备，从而导致投资损失。

新一代编程技术

即使在支持大量产品组合时，也可以最大程度地延长生产时间的一种方法是：加快机器人的重新编程时间。如果没有集成的机械手控制，则为新任务更新机械臂可能会非常耗时。对于要处理新流程的每个机器人，都需要将其脱机、重新编程、验证并重新启动。这个过程会非常耗时。如果将这些机器人的可编程逻辑控制器集成到一个系统中，一切都会改变。此过程的大部分操作可以简化。工程师只需要让机器人知道变化，就可以通过视觉或力反馈的闭环传感来解决制造公差中的任何差异。借助机械臂内的力反馈，任何超过定义阈值的力都可以使机械臂的动作暂停，并重新调整位置以解决感知到的问题。如果在该生产线上工作的整个机器人团队都能理解这一变化，那么在多个工程和生产团队中可以节省许多时间。

使用自主机器人优化生产

预先模拟、虚拟调试和先进的机器人编程为完全灵活的生产车间奠定了基础，但是自动导引车（AGV）和自动移动机器人（AMR）可以将它们融合在一起使用。在生产车间，传送带充当车间中的物料流动路径。它们有效地将产品从A点移动到B点，但需要半静态定位。即使是物流工作中常见的移动式输送机系统，也需要花费时间才能移动并确保安全的产品路径。但如果使用AGV和AMR，可以在运输过程中更改其路径。这样可以节省重新调整现有功能所花费的时间，这对于灵活的生产环境至关重要。对于高度定制的消费产品，可以将组件路径到最佳机器以完成任务。

激光视觉传感技术

智能化是工业制造的必然趋势，而激光视觉传感技术是实现智能化的关键。激光视觉传感技术，能够检测和感知外部信号和物理条件，并将检测到的信息传送到其他设备，以满足信息传输、处理、存储、显示、控制等方面的要求。近几年，激光视觉传感技术在数字化、抗反光、焊缝检测、双传感、集成化、小型化和网络化等方面都有最新的进展和应用。激光视觉传感技术是实现焊接坡口检测、焊缝跟踪和焊接机器人路径规划等的主要技术手段。

在工业制造生产过程中，正确管理所有变量可以对过程性能产生巨大的积极影响。实际上，据研究估计，工业制造中上述新技术的集成应用，可以使劳动生产率提高多达40％。