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优化人机合一环节提高智造转型效益

2018-11-02 11:56 来源:南方日报

■本期主题:互联网+制造

不久前,第四届中国(广东)国际“互联网+”博览会(下称“博览会”)在佛山落幕。700多家参展商奉上前沿科技盛宴,超90亿元合作项目现场签约,近3万名专业观众到会参观。

在博览会引发的多个话题中,“互联网+制造”的主题尤其受到关注。在博览会上,众多来自国内外的专家学者和企业代表针对这一主题,对“互联网+制造”的趋势、挑战、对策等做了多元化的解读。

当下全球工业4.0、智能制造等领域有哪些变化?龙头企业在推进新技术变革上积累了什么经验?这可以为佛山企业转型升级带来哪些启示?本期来论整合了博览会上5位专家的观点,以展现全球对“互联网+制造”的最新观察,敬请垂注。

优化人机合一环节提高智造转型效益

文|埃里克·托斯曼

我在光学三维检测项目领域工作,当我们进行技术应用时,发现很难实现100%自动化,由此也引发项目组对如何深度实现人机连接的思考。

在人类制造历史上,从手工制造向智能制造转型升级是大势所趋。1850年前后的手工制造时代,产品种类丰富、每种产品的数量则较少;随后大规模制造时代来临,并在1955年前后达到顶峰,特征是产品种类减少、每种产品的数量巨大;1980年前后,发达国家进入基于消费需求的大规模生产,产品种类增加,每种产品的数量减少;如今全球制造业趋于更加复杂化、个性化。

尽管工业机器人、3D打印等一批新技术响应了制造业的新需求,但目前我们依然会面临很多的问题,其中一个问题是,如何进一步免去人工培训、工艺流程重组和手动调整就能实现自动化的连接。具体来说,很多工厂拥有大量的智能化设备,但在应用方面存在很多问题,人和机器如何无缝衔接困扰着很多企业。

如今,大数据分析是一个很好的工具。通过建立一套大数据收集、分析、应用系统,结合智能设备的使用,越来越多繁重的工作任务都可以由自动化生产所替代。这样的背景下,如何实现人机结合的答案也变得越发清晰,我们可以使用可视化、数字化辅助系统技术将人的灵活性与机器的精密性相结合。

可视化数字化辅助系统技术的应用,首先要实现对人与机器行为的感知和捕捉,并将其转化为视觉信息。这一过程可以通过传感器来实现。在标准的可视化辅助过程中,工人可以利用自身的认知经验匹配设备,也能够在快速检测中发现设备出现的误差,而设备也会向人工进行反馈。人可以通过可视化的操作操控机器每一步的移动;人只要触摸身前的屏幕,机器每一步的操作都简单快捷。

另一方面,可视化数字化辅助系统技术可以提升机器的精密性。我们通过使用3D、CAD等可视化工具搭建增强现实或虚拟现实模型,并应用在日常生产中。由此一个非常有趣的现象产生了:人机交互的新场景能够缩短某些部件或产品的装配时间,同时也能够在整个生产流程中提升机器设备的精准性和可靠性。比如,通过前端图像信息采集设备结合后台数据分析处理系统,可以对生产线上的部件产品实现精准定位,这是人工无法做到的。

对整个生产流程而言,可视化数字辅助系统技术还可以实现工艺的持续优化提升。比如,我们可以在某个生产流程安装视频监控设备,收集各环节的图像数据并进行处理。此外,在生产中嵌入CAD模型,并且借助一些模拟生产的数据,检测人员可以通过模型设定一个检测任务,结合对收集到的实时生产数据进行分析比对,验证其间的工差,检查机器的自动参数设置。

现在,德国的一些企业已经在使用我们的可视化数字化辅助系统技术,在智能化的生产场景中提升人机结合度。我们在走访中发现,智能化车间在中国也越来越普遍,对于为数众多的中小型制造业企业来说,工业机器人、大数据等新设备和新技术的投入,必然会带来不可忽视的成本压力。而可视化数字化辅助系统技术通过聚焦人机合一这一环节,进一步提高了新设备、新技术的应用效益。这一点也值得有智造转型需求的企业家们好好去思考。

(作者系德国弗劳恩霍夫协会工业自动化研究所光学三维检测研究项目经理与高级研究员)

【来源】南方日报

【统筹】吴欣宁

编辑: 熊琳

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