工業(yè)機器人崛起!未來工廠會怎樣一副場景?未來工廠是一種設想，是指制造商應通過改進工廠結構、工廠數字化和工廠流程，來提高生產效率。我們將針對每個元素展開討論，并提供范例來說明領先的汽車供應商和整車廠正在如何測試這些新概念。未來工廠是一種設想，制造商將能通過在整個價值鏈中應用新的設計原則、數字技術和集成流程來提高生產效率。這些步驟將能把總加工成本最多降低40%，靈活性、質量、速度和安全也將進一步得到提升。要把夢想變成現(xiàn)實，企業(yè)必須解決與三大驅動力相關的問題：戰(zhàn)略和領導力、員工技能、信息技術基礎設施。

制造商對數字技術的使用越來越廣泛。在汽車行業(yè)受訪者中，有70%表示工廠數字化將在2030年變得更加重要，13%的人認為今天它已經非常重要。很多公司都在引入更智能的自動化生產，利用各種方法提高效率。進行去中心化生產指導。很多公司已開始使用先進技術在工件、機器和員工之間進行通信，從而創(chuàng)造出自主生產流程。博世正在開發(fā)一種能夠檢測它們位置的工具。根據工具的位置以及其收到的有關工件確切位置的信息，這種工具將會自動加載相應程序，執(zhí)行特定操作。比如，螺絲刀會調整自己的扭矩來擰緊特定工件上的螺釘。

進行大數據分析。制造商正在使用應用程序來自動分析大量的數據。在位于德國下圖爾克海姆的工廠，奔馳已在使用預測分析來檢測600多項質量影響參數，生產完美的氣缸蓋。

工業(yè)機器人崛起!未來工廠會怎樣一副場景?對于這種一體化價值鏈中的每一個工廠車間，汽車行業(yè)調查對象均針對其認為的在工廠結構、工廠數字化、工廠工藝方面最重要的要素給出了自己的看法。

1.總裝

布局將更加靈活、更具多向性，屆時，總裝將會是最大的受益者。為了滿足客戶越來越高的期望并符合越來越嚴的政府規(guī)定，汽車公司將不得不日益推出種類更多的車型;多方向式布局將促成生產更多的種類，同時還可維持較高的產量輸出。超過90%的汽車行業(yè)調查對象預計，到2030年時，模塊化生產線設置將在總裝方面具有相關性，其中，靈活、經濟地更換生產線元件被認為是尤其重要的。例如，豐田正在引進更小、更靈活的生產線，進而減少了生產線的資金投入。85%的調查對象提到了智能機器人在最終組裝方面的相關性。企業(yè)均希望機器人技術能有所進步，使各裝置能夠執(zhí)行具有高精度要求的任務。超過75%的調查對象表示，數字化工廠物流將具有相關性。例如，數字化工廠物流可用于實現(xiàn)工位所需的預裝配零件的自動補貨。

至于工廠工藝，到2030年，精益原則將在整個價值鏈中具有重要意義。2/3的汽車行業(yè)調查對象預計，新技術將加強生產工藝的精益管理和持續(xù)改進。例如，生產模擬的利用，將使制造商能夠提高生產效率，進而縮短等待時間和工作時間。增強現(xiàn)實(例如智能眼鏡)將能夠顯示操作程序，進而協(xié)助操作人員開展組裝與維護作業(yè)。通過利用先進的大數據算法對生產數據進行分析，制造商將更好地了解每一生產步驟的總體情況，進而不斷改進生產工藝。僅7%的汽車行業(yè)調查對象預計新技術會使精益管理被時代淘汰。

2.部件制造

部件制造將具有更大的靈活性、更好的工作條件，并從中受益。例如80%的汽車行業(yè)調查對象提到了去中心化生產指導的相關性，尤其提到了2030年未來工廠機器參數的自動調整。幾乎所有調查對象均指出了機器與產品之間通訊時的靈活性提升問題。生產凸輪軸時，蒂森克虜伯公司為每一凸輪軸分配了一個數據矩陣代碼，代碼中包含產品數據。產品機器對每一凸輪軸代碼進行掃描，并在執(zhí)行制造任務前，對其參數進行相應的調整。此外，超過70%的調查對象表示，到2030年時，增材制造(一般稱為“3D打印”)將與部件制造相關。其中，提到的增材制造的用途不僅有打印原型，而且還有打印各種工具和零部件。

3.沖壓車間

沖壓車間的設備效率將大大提高。93%的汽車行業(yè)調查對象提到了2030年預見性維護的相關性。實際上，大部分調查對象已經實施了其第一次預見性維護，或者正在計劃在未來兩年內實施。德國舒勒集團研制出了一款機器人，不僅可以沿著沖壓線移動零部件，還可以對各種部件的情況進行監(jiān)測并提前發(fā)送給工人的更換零件的信號測。FraunhoferIWU正在開展一項研究，目的是確定如何才能使沖壓機根據其接收到的原材料具體特點信息，采取糾正性措施。85%的調查對象認為，到2030年時，能效將具有相關性。斯柯達汽車公司將安裝能耗比傳統(tǒng)系統(tǒng)低15%的沖壓線，對沖壓期間釋放的能量進行回收。

4.涂裝車間

各種技術將提高能效及油漆工作的質量，因而涂裝車間將從中受益。超過1/3的汽車行業(yè)調查對象表示，到2030年，在涂裝車間中，能效將具有相關性。例如，在保時捷位于萊比錫的工廠中，保時捷現(xiàn)已采用來自附近生物質發(fā)電廠的廢熱，進行碳中和供應，滿足了涂裝車間80%的熱量需求。將近3/4的汽車行業(yè)調查對象表示，大數據和分析方法也將具有相關性。大部分汽車公司已經在涂裝車間中開始了利用大數據。其目的是對數據進行分析，以確定導致油漆工作中出現(xiàn)差異的各種因素，進而提高質量。

5.車身車間

各汽車公司正在采用新技術來提高車身車間的靈活性。超過80%的汽車行業(yè)調查對象表示，到2030年，智能機器人及生產模擬將與車身車間密切相關。汽車制造商已經在利用可以與車身進行通訊并根據接收到的信號相應地調整自身行為的機器人，同時模擬還可協(xié)助車間布局的規(guī)劃與配置。庫卡和微軟兩家公司針對生產Jeep牧馬人的車身車間開發(fā)出了一款智能系統(tǒng)，不僅可以連接所有機器人，而且還可以對機器人的磨損情況進行監(jiān)測。麥格納實施了西門子開發(fā)的一款模擬程序，該程序可促進數字化規(guī)劃，同時還可復制車間操作流程，例如高達6個機器人的互動化協(xié)作。

6.總結

制造商已經開始與我們的未來工廠愿景相靠近。但要實現(xiàn)這一愿景，需要的不僅僅是各種使用案例的零散實施。通過對新設計原則和數字技術的整體應用，主要制造商可智能地協(xié)調其工廠運行的各個方面，同時實現(xiàn)從供應商到最終客戶之間這條價值鏈的一體化。第一批成功過渡到大規(guī)模采用階段的制造商，將引領工業(yè)運營的新時代。以客戶為中心。制造商對客戶需求有了更深的了解，比如通過大數據分析，他們能夠獲得客戶的產品應用反饋。反之，公司也可使用這些客戶反饋來改善產品設計和生產流程。很多公司還希望能夠利用新技術，了解客戶在汽車生產方面的意見。在戴姆勒，客戶可以在最后一刻提出修改要求，比如在車輛進入涂裝車間前要求更換顏色。

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