Five Essentials for A Smart Factory

智慧工廠的五個要素

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TECH BRIEFS

近年來，工業 4.0 的出現，正穩步將製造業轉變為超高科技產業。機器人技術、人工智慧 (AI)、機器人過程自動化 (RPA)、物聯網、感測器和機器視覺等創新智慧技術，是許多公司開始將其整合到其製造技術和業務實踐中的強大工具。

增強現實可用於將人員與數位頻譜連接起來，實現終極整合。（由 Gorodenkoff/ Shutterstock.com 提供）

無論你是從頭開始建構全新的智慧工廠，還是將這些智慧技術整合到現有設施中，在設計階段都需要牢記一些事項。最重要的是，你必須了解智慧製造設施，如何與其自身及其所有單獨組件進行交互。

智慧工廠的主要特點

智慧工廠的核心是利用技術組合將傳統的自動化流程塑造成一個協同生態系統，將業務的各個方面（包括營運、流程、企業、供應鍊等）結合在一起。最終，這會產生一個動態的、優化的和靈活的系統。

如果不首先了解驅動智慧設施的數位和實體機制的關鍵概念：連接性和優化，這一切都無法實現。

連通性 —— 從最小的節點到最複雜的機器人系統，智慧工廠都依賴於連通性。它是建構其他一切的基石；它有助於在工廠、企業和供應鏈的各個層面無縫傳輸數據。

無論你是建造新工廠還是升級現有工廠，設計階段都應以數據收集和連接性概念為指導。考慮到這一點，製造商需要關注如何在其設計中利用感測器、雲端運算和物聯網等技術。

感測器可用於多種應用，包括監控機械、檢測設施內的危險狀況、辨識低效能源使用和追踪庫存。這些感測器的目的在 24/7 全天候收集數據，並將其傳送到可視化系統，幫助用戶評估數據，並就如何以及在何處優化系統得出後續結論。

例如，對於機器，感測器可以檢測設備是否損壞、需要清潔或生產效率是否滯後。該資訊可即時告知製造商其設施中發生的確切情況，使他們能夠做出更明智的決策，從而優化生產並減少停機時間。

當連接到物聯網和雲端運算等數位技術時，感測器可以從工廠的各個角落收集數據，並將其整合在一起，為製造商提供工廠的 360° 視角，在任何特定時刻立即辨識所有問題。因為這種互連可以允許從智慧設備進行監控，製造商甚至可以在沒有實際出現在設施中的情況下辨識問題。

優化 —— 優化是指實施分析數位工具，以盡量減少人工干預的需求，同時提高生產力和效率。這些工具加劇了數據收集和連接技術的影響。

透過考慮機器學習平台、人工智慧、大數據、數位供應網路、採購 4.0 和 RPA 等的潛在結合，製造商可以自動處理各種流程，並最大限度地提高生產效率，而無需人工干預。

在接近智慧工廠的設計階段時，製造商必須考慮如何專門為他們利用這些技術。此外，製造商需要考慮如何將流程、營運、企業和供應鏈，都簡化為一個單一的網路系統。

互連性支持從智慧設備進行監控，使製造商能夠在沒有實際出現在設施中的情況下辨識問題。（由 PopTika/Shutterstock.com 提供）

這些技術一起可以無縫管理流程，例如高級計劃和調度、庫存分析、提高供應鏈透明度和可追溯性、自動化文書工作處理、預測性維護等。這種優化不僅具有成本效益，而且還顯著降低了與人為錯誤相關的風險，同時讓員工騰出時間來處理更複雜的任務。

超越數位領域

許多這些技術和實踐是在數位世界中執行的，因此人眼基本上是看不見的；然而，為了達到最高效率，這些數位技術在與實體技術相結合時表現最佳。在智慧工廠中，這通常是指使用機器人、增材製造，以及最近的擴增實境。

在設計智慧設施時，製造商應考慮這些實體技術如何最適合他們。例如，大多數公司已經在生產線上使用機器人技術，但智慧工廠也將在倉庫營運等其他方面使用此類機器。最重要的是，這些機器人將與設施的其他方面相互連接。借助設施的感測器收集數據、物聯網和雲端運算，使整個工廠的數據都可以訪問存取，以及各種數位技術對其進行分析和學習，這些機器可以比傳統方法更準確、更高效地執行日常流程.

儘管機器人對工業來說並不是什麼新鮮事，但增材製造和擴增實境是智慧製造的最新補充。增材製造主要用於快速原型製作應用。雖然這本身很有用，但與人工智慧等技術結合使用時，增材製造工藝會得到真正的提升；例如，人工智慧可用於分析一系列變量，例如材料特性或成本限制，並使用該分析生成原型設計。

同時，可以利用擴增實境將人員與數位頻譜連接起來，基本實現了極致的融合。當人類工作者與數位技術合作時，他們透過將高程度的自動化精度，與人類的細微差別結合起來，將兩全其美。