在工業(yè)4.0的場(chǎng)景里，工廠(chǎng)變得越來(lái)越智能化，所有設備、產(chǎn)品部件和工作人員都將聯(lián)網(wǎng)，設備與設備之間，設備也人之間，人與產(chǎn)品將進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息傳輸，基于透明化的信息流，工廠(chǎng)制造過(guò)程將變得更加協(xié)調，最終能夠幫助企業(yè)化解風(fēng)險和最大限度提升盈利水平。
近年來(lái)，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的突破，利用無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )將工廠(chǎng)所有角色連接起來(lái)，數據采集變得越來(lái)越容易。工業(yè)4.0的核心是數據，各行各業(yè)的管理者正在利用數據分析，洞察新機遇。大數據分析可以使產(chǎn)量增加20％至25％，停機時(shí)間減少45％。
未來(lái)的制造工廠(chǎng)里，實(shí)現了虛擬計算和現實(shí)世界的連接，利用數字化技術(shù)顛覆制造流程，讓一切都變得可控可調。數字化生產(chǎn)技術(shù)可能是未來(lái)10年內最有可能對制造業(yè)產(chǎn)生重大影響的顛覆性技術(shù)。
從簡(jiǎn)單到復雜的自動(dòng)化任務(wù)
過(guò)去很長(cháng)的一段時(shí)間，工業(yè)機器人只能執行簡(jiǎn)單或者重復性任務(wù)，因為它只是一個(gè)編程好程序的機械裝置，工作模式是按固定的規劃進(jìn)行。如今，人工智能和機器學(xué)習算法取得了重大的進(jìn)步，基于大量數據的采集分析和知識積累，機器系統擁有了智力水平。
IBM的認知計算系統Watson就是一個(gè)很好的例子，Watson開(kāi)啟了一種全新的計算模式，可以通過(guò)大量非結構化數據的整理分析，獲得對于復雜問(wèn)題的答案。Watson系統包括了信息分析、自然語(yǔ)言處理和機器學(xué)習等多項技術(shù)的創(chuàng )新，這是讓計算機擁有智能的重要量程。
在人工智能的賦能下，機器人獲得更強大的能力，例如工廠(chǎng)里AGV移動(dòng)機器人進(jìn)行物料搬運時(shí)，實(shí)時(shí)對周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描分析，繪制最新的地圖進(jìn)行導航，如果發(fā)生場(chǎng)景的變化可以及時(shí)識別出來(lái)，繞開(kāi)行使或者停止，從而避免了意外碰撞的發(fā)生。
虛實(shí)結合，用數據驅動(dòng)智能制造
智能制造包含多個(gè)部分，首先是數據、計算和連接部分，包括了大數據、物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)，工廠(chǎng)所有設施都具有聯(lián)網(wǎng)的功能，允許大規模使用傳感器進(jìn)行數據的搜集，同時(shí)還需要強大的存儲、傳輸和處理。
只要將傳感器或者執行器嵌入到工廠(chǎng)現場(chǎng)的物理對象中，并能夠無(wú)線(xiàn)或者有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接，就能輕松采集到工廠(chǎng)低層的數據，這些數據將傳給到計算中心進(jìn)行分析，而所有物理對象都能或感知自己的環(huán)境，并可以進(jìn)行相互之間的通信。
其次，數字化技術(shù)可以轉換成物理操作，主要目的是降低生產(chǎn)的成本，擴大材料選擇和提升產(chǎn)品精度和質(zhì)量。例如增材制造基于數字模型的完全檢測后，再進(jìn)行3D打印制裁，這樣可以避免設計錯誤和減少材料的浪費。
先進(jìn)機器人技術(shù)也是如此，基于人工智能、機器視覺(jué)和物聯(lián)網(wǎng)通信，機器人可以模擬仿真測試。物理轉化為虛擬世界，而虛擬世界的東西可以用到物理世界。
人機協(xié)作，交互方式不斷變革
工業(yè)機器人可以減輕人類(lèi)繁重的任務(wù)，為員工創(chuàng )造更優(yōu)越的工作環(huán)境，同時(shí)可以提高工作的效率，那么如何利用好機器人，人與機器的交互是將十分重要的部分。隨著(zhù)人機協(xié)作模式的流行，人與機器的交互的需求將越來(lái)越多，交互技術(shù)的突破將帶來(lái)新的機會(huì )。
未來(lái)，機器人的控制不再停留于示教器的指令控制，它可以通過(guò)語(yǔ)音、動(dòng)作姿勢等更多方式進(jìn)行交互。例如外骨骼機器人、模仿人手的機器手等，通過(guò)手套佩戴便可以實(shí)現控制，人的手部動(dòng)作傳送到機器人手上。
隨著(zhù)傳感器技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)交互技術(shù)也將發(fā)生巨大的變革，例如生物識別、意念控制等等，人與機器的交流將變得越來(lái)越輕松，甚至有可能將機器變成人的一部分，進(jìn)一步增強人類(lèi)的能力，并實(shí)現了生產(chǎn)力的提升。
