二十世紀(jì)七十年代，自動化設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)將人類從許多繁重的體力勞動中解脫出來， 因此生產(chǎn)力實(shí)現(xiàn)了飛躍式的提升。然而傳統(tǒng)自動化和工業(yè)機(jī)器人往往都在高重復(fù)性高，批量大的生產(chǎn)場景下工作，其工作環(huán)境相對固定，且機(jī)器人運(yùn)動軌跡和控制邏輯都需提前規(guī)劃。如果產(chǎn)品或工藝經(jīng)常變化，工廠必需回歸人工來保證生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性，而且很難做出及時的在線調(diào)整并實(shí)施。例如在傳統(tǒng)的電子裝配流程中，仍配備大量的人工操作，是由于其產(chǎn)品更新迭代非常快，生產(chǎn)工藝就會不斷的改變，同時電子裝配過程中有一些柔性的零件，導(dǎo)致傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人無法很好在適應(yīng)這樣的環(huán)境下工作。

    在這樣的高速發(fā)展的市場趨勢下，傳統(tǒng)的自動化和工業(yè)機(jī)器人大概率將無法滿足行業(yè)需求。所以在未來，工廠需要利用更先進(jìn)的機(jī)器人去處理動態(tài)變化的，更靈活的工況。將最新的人工智能技術(shù)在工業(yè)場景下進(jìn)行延伸并應(yīng)用于這種動態(tài)的工作環(huán)境，應(yīng)對不斷變化的產(chǎn)品和工藝，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計制造一體化的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。

    從傳統(tǒng)工作流

    到智能制造系統(tǒng)設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變

    西門子提出，未來的生產(chǎn)需要一個柔性自主的制造系統(tǒng)，并由閉環(huán)的數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動?；谶@種先進(jìn)理念，西門子推出的數(shù)字化平臺，它基于不斷完善的數(shù)字孿生技術(shù)，利用人工智能對設(shè)計和驗(yàn)證進(jìn)行無縫支持，對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)整合，同時保證軟硬件一致的虛擬調(diào)試，讓企業(yè)在數(shù)字化世界中進(jìn)行的設(shè)計能夠無縫的傳遞和實(shí)施到工廠車間的各項(xiàng)自動化和機(jī)器人設(shè)備。同時平臺提供開放的API二次開發(fā)接口，用于調(diào)整用戶體驗(yàn)，讓不同客戶按照實(shí)際情況用最適合的方式來應(yīng)用西門子的軟件。

    西門子這種開拓級的應(yīng)用理念直接將產(chǎn)品設(shè)計的需求左移到制造工藝設(shè)計和生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計過程中，通過數(shù)字化的平臺進(jìn)行工藝規(guī)劃、仿真驗(yàn)證、虛擬調(diào)試。而人工智能的引入將大大加快這個設(shè)計的過程，目標(biāo)是用技術(shù)驅(qū)動的自動化手段將設(shè)計人員從重復(fù)勞動中解放出來，加速企業(yè)進(jìn)行設(shè)計迭代和商業(yè)決策，同時在工業(yè)現(xiàn)場引入傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以支撐先進(jìn)機(jī)器人進(jìn)行個性化的生產(chǎn)。企業(yè)則可將更多的時間和資源投入到數(shù)字化的世界中時，減少在現(xiàn)實(shí)世界中的資源與時間的占用，縮短項(xiàng)目周期，加大研發(fā)的成功率和產(chǎn)品的可生產(chǎn)性，同時改善企業(yè)財務(wù)報表。同時，西門子在諸多自動化設(shè)備的硬件中加入了人工智能模塊，包括現(xiàn)場設(shè)備和邊緣設(shè)備，配合后臺的服務(wù)，利用邊緣計算和人工智能對產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

    在這個智能制造系統(tǒng)中，西門子提供的技術(shù)利用仿真軟件對機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動控制規(guī)劃、離線編程、 并將機(jī)器人控制程序下載至實(shí)體機(jī)器人控制器，同時加入全數(shù)字化的虛擬上位調(diào)試，調(diào)試控制邏輯和人機(jī)交互界面，來驅(qū)動生產(chǎn)單元或者整個生產(chǎn)線的規(guī)劃、設(shè)計、驗(yàn)證、與實(shí)施。利用全面的數(shù)字化孿生來客戶創(chuàng)造價值，在數(shù)字化世界中前移設(shè)計工作，達(dá)到更好的風(fēng)險控制。生產(chǎn)過程的設(shè)計與規(guī)劃可導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，利用用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)對機(jī)械、電氣、控制和人機(jī)交互界面進(jìn)行完整的虛擬調(diào)試和驗(yàn)證，同時也支持多用戶的遠(yuǎn)程協(xié)作，為客戶提供一個沉浸式的體驗(yàn)，用于遠(yuǎn)程項(xiàng)目評審或操作教學(xué)培訓(xùn) 。與此同時，如果在電氣的裝配中遇到一些題諸如柔性的零件的使用，或者生產(chǎn)工具沒有那么精準(zhǔn)的時候，利用人工智能的方式加速先進(jìn)機(jī)器人對于閉環(huán)控制的實(shí)施，來完成這個機(jī)器人對柔性零件的一個裝配或者搬運(yùn)。這已經(jīng)不僅僅是在計算機(jī)環(huán)境內(nèi)進(jìn)行測試驗(yàn)證，而是同時可以直接與現(xiàn)場硬件設(shè)備包括傳感器，機(jī)器人控制器等等進(jìn)行一個聯(lián)合的調(diào)試，可有效降低對工程人員的知識、技能、和經(jīng)驗(yàn)要求，加速了整個項(xiàng)目現(xiàn)場的落地。

    工廠運(yùn)營全方位升級

    未來工廠中，利用西門子基于工廠智能化運(yùn)營的理念與技術(shù)系統(tǒng)的先進(jìn)機(jī)器人將幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)營場景下的三大升級，及時無需大量人工操作也能從容應(yīng)對動態(tài)變化的產(chǎn)品設(shè)計和工藝技術(shù)：

    強(qiáng)化感知

    即工廠智能運(yùn)維升級，西門子平臺將利用大量的數(shù)據(jù)采集以及不斷的監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)，預(yù)測異常狀態(tài)預(yù)警和風(fēng)險趨勢預(yù)測，通過人工智能技術(shù)的應(yīng)用讓工業(yè)用戶實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)傳感到智能化認(rèn)知的升級。

    優(yōu)化控制

    利用西門子的平臺對工廠的生產(chǎn)線自動化控制，將這收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并利用智能化的算法進(jìn)行參數(shù)的尋優(yōu)。同時考慮這一系列參數(shù)在整個工廠當(dāng)中的關(guān)聯(lián)性，并將這些關(guān)聯(lián)性其實(shí)進(jìn)一步的綜合分析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)到最佳的優(yōu)化控制。

    銳化運(yùn)營

    通過西門融合多種智能化技術(shù)，幫助工業(yè)用戶從當(dāng)前的單部門分析模式，逐步實(shí)現(xiàn)各部件間協(xié)同合作升級，進(jìn)一步打通整條價值鏈中的關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)一系列運(yùn)營提升。

    西門子數(shù)字化工業(yè)不斷地對先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行探索與融合，利用西門子數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)的成熟的工業(yè)技術(shù)，包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)仿真、機(jī)器人模擬、虛擬調(diào)試等等與未來工廠接軌，致力于搭建先進(jìn)的數(shù)字化平臺，將未來的工作流轉(zhuǎn)變成為一個高效、靈活、可支撐商業(yè)決策的流程。并讓擁有各種數(shù)字化先進(jìn)技術(shù)的機(jī)器人和人工智能參與、管理和駕馭工藝流程的復(fù)雜性，成為未來企業(yè)永不懈怠的“勞?！?，為企業(yè)構(gòu)建核心競爭力助一臂之力。