高度可變的任務(wù)
人工智能和傳感器技術(shù)的進(jìn)步將使機(jī)器人能夠應(yīng)對(duì)更大程度的任務(wù) - 任務(wù)變化。能夠根據(jù)環(huán)境變化調(diào)整其行動(dòng)將為農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域的自動(dòng)化創(chuàng)造機(jī)會(huì)，因?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工存在顯著的部分變化。在日本，試驗(yàn)已經(jīng)證明機(jī)器人可以將收獲草莓所需的時(shí)間減少多達(dá)40％，使用立體成像系統(tǒng)來(lái)識(shí)別水果的位置并評(píng)估其成熟度。
這些相同的功能也將推動(dòng)所有領(lǐng)域的質(zhì)量改進(jìn)。機(jī)器人將能夠彌補(bǔ)制造過(guò)程中潛在的質(zhì)量問(wèn)題。這里的示例包括基于它們之間的尺寸差異來(lái)改變用于組裝兩個(gè)部件的力，或者選擇和組合不同尺寸的部件以實(shí)現(xiàn)正確的最終尺寸。
機(jī)器人生成的數(shù)據(jù)以及更好地利用它們的高級(jí)分析技術(shù)也將有助于理解質(zhì)量的潛在驅(qū)動(dòng)因素。如果在組裝期間高于正常的扭矩要求與現(xiàn)場(chǎng)中的過(guò)早產(chǎn)品故障相關(guān)聯(lián)，例如，制造過(guò)程可以適于在生產(chǎn)期間檢測(cè)和解決這些問(wèn)題。
復(fù)雜的任務(wù)
雖然今天的通用機(jī)器人可以將其運(yùn)動(dòng)控制在0.10毫米以內(nèi)，但目前一些機(jī)器人配置的可重復(fù)精度為0.02毫米。未來(lái)幾代人可能會(huì)提供更高的精確度。這些功能將使他們能夠參與越來(lái)越精細(xì)的任務(wù)，例如穿線針或組裝高度復(fù)雜的電子設(shè)備。機(jī)器人也變得更好協(xié)調(diào)，控制器的可用性可同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)十個(gè)軸，允許多個(gè)機(jī)器人在同一任務(wù)上一起工作。
最后，先進(jìn)的傳感器技術(shù)以及分析這些傳感器數(shù)據(jù)所需的計(jì)算機(jī)能力將使機(jī)器人能夠承擔(dān)切割寶石等任務(wù)，這些寶石以前需要高技能的手工藝人。相同的技術(shù)甚至可能允許今天根本無(wú)法完成的活動(dòng)：例如，當(dāng)應(yīng)用涂層的厚度或成分時(shí)，應(yīng)用它們來(lái)補(bǔ)償?shù)讓硬牧系钠?，或者“涂抹”表面上的電子電路結(jié)構(gòu)
和人一起工作
公司還可以更自由地決定使用機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行哪些任務(wù)以及手動(dòng)執(zhí)行哪些任務(wù)。先進(jìn)的安全系統(tǒng)意味著機(jī)器人可以在他們的同事旁邊占據(jù)新的位置。如果傳感器指示與操作員發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)器人將自動(dòng)減速或改變其路徑以避免它。該技術(shù)允許將機(jī)器人用于其他手動(dòng)裝配線上的單獨(dú)任務(wù)。拆除安全圍欄和聯(lián)鎖裝置意味著降低成本 - 這對(duì)小公司來(lái)說(shuō)是一個(gè)福音。將機(jī)器人和人員并排放置并在它們之間重新分配任務(wù)的能力也有助于提高生產(chǎn)率，因?yàn)樗试S公司在需求波動(dòng)時(shí)重新平衡生產(chǎn)線。
能夠安全地靠近人員操作的機(jī)器人也將為遠(yuǎn)離嚴(yán)格控制的工廠環(huán)境的應(yīng)用鋪平道路。互聯(lián)網(wǎng)零售商和物流公司已經(jīng)在其倉(cāng)庫(kù)中采用機(jī)器人自動(dòng)化形式。想象一下，如果車(chē)載機(jī)器人可以在送貨車(chē)間預(yù)先分配包裹，那么包裹快遞可以獲得生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)。
敏捷生產(chǎn)系統(tǒng)
自動(dòng)化系統(tǒng)變得越來(lái)越靈活和智能，自動(dòng)調(diào)整其行為以最大化輸出或最小化每單位成本。飲料灌裝和包裝生產(chǎn)線中使用的專(zhuān)家系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整整條自動(dòng)化生產(chǎn)線的速度，以適應(yīng)給定批次的關(guān)鍵約束條件。在汽車(chē)生產(chǎn)中，專(zhuān)家系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)生產(chǎn)線速度進(jìn)行微小調(diào)整，以改善各個(gè)生產(chǎn)線的整體平衡，并最大限度地提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的有效性。
雖然目前使用的絕大多數(shù)機(jī)器人仍然在高速，大批量生產(chǎn)應(yīng)用中運(yùn)行，但最先進(jìn)的系統(tǒng)可以即時(shí)進(jìn)行調(diào)整，在產(chǎn)品類(lèi)型之間無(wú)縫切換，無(wú)需停止線路更改程序或重新配置工裝。從計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）切割到3D打印，許多當(dāng)前和新興的生產(chǎn)技術(shù)允許調(diào)整組件幾何形狀而無(wú)需更換工具，從而可以批量生產(chǎn)一種。例如，一家工業(yè)組件制造商使用來(lái)自射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽的實(shí)時(shí)通信來(lái)調(diào)整組件的形狀以適應(yīng)不同型號(hào)的要求。
用自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)（AGV）替代固定輸送系統(tǒng)甚至可以讓工廠在不同工作站之間無(wú)縫地重新配置產(chǎn)品和部件的流動(dòng)，從而允許以完全自動(dòng)化的方式完成具有完全不同工藝步驟的制造序列。這種靈活性帶來(lái)了許多好處：縮短交貨時(shí)間，加強(qiáng)供需關(guān)系，加快新產(chǎn)品推出，簡(jiǎn)化高度定制產(chǎn)品的制造。
做出正確的自動(dòng)化決策
憑借如此多的技術(shù)潛力，公司如何決定最佳的自動(dòng)化戰(zhàn)略？為了自己的利益而自動(dòng)化可能太容易了，但這種方法的結(jié)果幾乎總是項(xiàng)目成本太高，實(shí)施時(shí)間太長(zhǎng)，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)其業(yè)務(wù)目標(biāo)。
成功的自動(dòng)化戰(zhàn)略需要在多個(gè)層面上做出明智的決 公司必須選擇要自動(dòng)化的活動(dòng)，使用什么級(jí)別的自動(dòng)化（從簡(jiǎn)單的可編程邏輯控制器到由傳感器和智能自適應(yīng)算法引導(dǎo)的高度復(fù)雜的機(jī)器人）以及采用哪些技術(shù)。在每個(gè)級(jí)別，公司應(yīng)確保其計(jì)劃符合以下標(biāo)準(zhǔn)。
自動(dòng)化戰(zhàn)略必須與業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略保持一致。如上所述，自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)：提高工人安全性，降低成本，提高質(zhì)量和增加靈活性。如果做得好，自動(dòng)化可以在所有這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)，但利益的平衡可能因不同的技術(shù)和方法而有所不同。任何組織的正確平衡將取決于其整體運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)目標(biāo)。
自動(dòng)化程序必須首先清楚地闡述問(wèn)題。
同樣重要的是，這包括自動(dòng)化是正確解決方案的原因。每個(gè)項(xiàng)目都應(yīng)該能夠確定自動(dòng)化在何處以及如何提供改進(jìn)，并展示這些改進(jìn)如何與公司的整體戰(zhàn)略相關(guān)聯(lián)。
自動(dòng)化必須顯示出明確的投資回報(bào)。
公司，特別是大公司，應(yīng)該注意不要過(guò)度規(guī)范，過(guò)度復(fù)雜化或超支自動(dòng)化投資。選擇合適的復(fù)雜程度以滿足當(dāng)前和可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)需求需要深入了解組織的流程和制造系統(tǒng)。
平臺(tái)化和集成
公司面臨越來(lái)越大的壓力，要求最大化其資本投資回報(bào)，并減少將新產(chǎn)品從設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向全面生產(chǎn)所需的時(shí)間。僅適用于單一產(chǎn)品系列的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)與這兩個(gè)目標(biāo)背道而馳，需要重復(fù)，冗長(zhǎng)且昂貴的設(shè)備設(shè)計(jì)，采購(gòu)和調(diào)試周期。更好的方法是使用易于修改和調(diào)整的生產(chǎn)系統(tǒng)，單元，生產(chǎn)線和工廠。
正如平臺(tái)化和模塊化策略簡(jiǎn)化并降低了管理復(fù)雜產(chǎn)品組合的成本一樣，對(duì)于尋求在自動(dòng)化策略中實(shí)現(xiàn)最大靈活性和規(guī)模經(jīng)濟(jì)的制造商而言，平臺(tái)方法將變得越來(lái)越重要。
過(guò)程平臺(tái)，例如配備焊槍?zhuān)娫春涂刂齐娮釉O(shè)備的機(jī)器人臂，可以在多種應(yīng)用中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)用和重復(fù)使用，從而簡(jiǎn)化編程，維護(hù)和產(chǎn)品支持。
自動(dòng)化系統(tǒng)還需要高度集成到組織的其他系統(tǒng)中。這種集成始于工廠車(chē)間機(jī)器之間的通信，現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使這一點(diǎn)變得更加直接。但它也應(yīng)擴(kuò)展到更廣泛的組織。與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)集成工程和企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)的直接集成將加速新制造配置的設(shè)計(jì)和部署，并允許靈活的系統(tǒng)近乎實(shí)時(shí)地響應(yīng)需求或材料可用性的變化。流程變量和制造業(yè)績(jī)的數(shù)據(jù)將以質(zhì)量保證的方式記錄，并用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)改進(jìn)和未來(lái)產(chǎn)品的生成。
整合也將延伸到工廠的墻壁之外。公司不僅要求與客戶和供應(yīng)商密切合作并無(wú)縫交換信息; 他們還需要與加工設(shè)備制造商建立這種關(guān)系，他們將越來(lái)越多地?fù)碛惺棺詣?dòng)化系統(tǒng)達(dá)到最佳性能所需的大部分專(zhuān)業(yè)知識(shí)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。由于開(kāi)放式架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的可用性，允許這種集成所需的技術(shù)變得越來(lái)越容易獲得，但是為了平衡成本，收益和風(fēng)險(xiǎn)，將需要文化，管理流程和思維模式的變化。
更便宜，更智能，更具適應(yīng)性的自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)以多種不同的方式改變了制造業(yè)。雖然該技術(shù)將變得更加直接，但業(yè)務(wù)決策卻不會(huì)。為了充分利用這些新系統(tǒng)帶來(lái)的機(jī)遇，公司需要采取整體和系統(tǒng)的方法，使其自動(dòng)化戰(zhàn)略與當(dāng)前和未來(lái)的業(yè)務(wù)需求保持一致。
