normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">随着人力成本的增加,以及各种高新技术的发展,未来工厂将向着自动化、智能化方向发展,而“人”在工厂里将从事附加值更高的、更重要的工作。本文将与读者共同探讨未来工厂里将要发生的一些变化及其社会影响。
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">With the increase in labor cost and the development of all kinds of high technologies, factories in the future will be more automated and intelligent. It is unavoidable that humans will be replaced by machines. This article discusses some changes and social impact that may arise from this trend.
透过干净的玻璃,向偌大的车间里望去,没有看到一个人,却只看到许多各式各样的机器人在不停忙碌着。它们有的像车,有的像铅笔,有的却只有一只手臂,外形各异,工作也分工不同。灵活自如的它们毫不逊色于人类工人,而且速度更快了。
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">人又跑去哪里工作了呢?在一间干净、舒适的办公室里,发现几个人正惬意地坐在电脑前,喝着咖啡谈笑风生。原来他们就是负责监管整个工厂的工作人员,通过电脑,他们掌控着所有的生产过程。这就是本文我们要谈的未来工厂的模样。未来自动化、智能化工厂令人期待,同时我们也正在逐步实现。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">关于人:侧重科研性、技术性
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">随着人口红利的消失,人工成本在不断增加,企业经营面临巨大压力。据有关人士分析,通过“机器换人”,技术红利替代人口红利,实现产业转型升级,已经成为一种趋势。未来工厂将逐渐实现无人化生产,生产一线的直接劳动工作将全部由机器人来完成,而大量的直接劳动力必须实现向间接劳动力的转换,才能避免失业。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">随着自动化技术的全面推广应用,虽然势必会减少一些传统的就业岗位,但是全新的智能制造模式也会产生很多新的岗位。机器代替了人,但是机器最终还是需要人类来操控。在庞大的自动化系统的背后需要庞大的科研和管理队伍来支撑,但是其中产生的岗位数量却也是有限的。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">有限的工作岗位所要求的技术水平反而更高,如果希望成为未来科研人员,那么在学校就要开始各种专业新技术的系统学习。能够走上高、精、尖科研岗位的人毕竟还是少数,更多的人还是将要流向管理人员的岗位。但是由于未来工厂里所有的管理都已经实现自动化,已经不同于传统的管理形式。这里的管理人员必须具备操控机器人软件、应用以及维修的技能,他们需要成为机器人的应用工程师和软件工程师。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt" align=center>工厂自动化管理系统。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">关于技术:寻找完美切入点
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">随着社会信息技术的不断发展,未来工厂将继续为提升性能、降低成本与功能安全而努力。在现代各种高新技术中,控制诊断技术、通信技术、电子技术、材料技术以及软件技术在未来工厂的智能化发展中,也将继续发挥重要作用。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">高新技术不仅有助于研发出高精度、高效率和高智能的产品,同时还能实现生产过程的绿色化、低碳化与智能化。如何充分利用各种高新技术,并成功寻找到它们相互之间的完美切入点,这将决定着未来企业的发展规模与竞争实力。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">德国安贝格西门子电器车间就是一个成功的案例。它成功将三种关键性制造技术—产品生命周期管理(简称PLM)、制造执行系统(简称MES)以及工业自动化,集中在一起。通过这些系统,企业能够专注于如何缩短创新周期、提高运营透明度,通过推广知识储备改进个体生产效率,并在动态环境中创建预测机制以降低生产风险。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">正如西门子工业自动化部门总裁RajBatra所说的那样,未来制造业的发展方向也正在于从众多技术当中寻找完美的切入点,并最终将其整合为一套完整的生产系统。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">关于管理:简单、高效、自动化
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">未来工厂不仅实现生产的自动化,也将最终实现管理的自动化。管理未来自动化工厂将需要高水平的信息处理和数据管理,未来工厂里的信息系统将不再单单只是一个数据库管理信息系统,而将成为一个“知识库管理系统”。“知识库管理系统”实现智能管理,有限的几个人就可以来管理整个庞大的工厂。对于已经具备管理技能的管理人员来说,躲在电脑后面轻轻点下手指就可以完成自己的工作内容,简单而高效。nextpage
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">在未能完全实现自动化即无人生产之前,“数字单元生产”作为一种个性化生产管理模式也是值得关注的。这种生产模式相对于生产线生产具有不需要改变计划、半成品数量最少、生产停止时容易处理、能够同时生产很多产品、易于改变布局、不需要考虑生产线平衡且故障反馈迅速等优点,是一种精细灵活的生产体制。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt" align=center>数字单元生产。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">随着人们对于产品要求不断提升,未来制造业将更加趋向于个性化、小批量生产,未来工厂只有做到在确保安全和环保的基础上,了解客户真正想要的品质、价格和交货期,它的竞争力才会是强大和持久的。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">未来利用建立 “数字工作台”的生产方式,由一人完成产品(大量配件)组装的所有工作,配以三维CAD数据“数字操作手册”弥补人类“记忆力差”的弱点,不但提高了一线工人的工作热情,充分发挥并强化他们的手巧、上进心、好奇心等优势,而且有利于个性化生产。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">当然当未来工厂全面实现自动化,车间彻底无人化生产,这种模式依然可以借鉴,只不过是由机器人来完成产品的所有组装。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">关于影响:高失业率、高培训需求
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">随着未来工厂自动化的实现,机器将逐步取代人类工人,将有一个从直接劳动向间接工作的转变过程。曾经局限于具体的、人工的、重复工作的工人,将无法胜任更高技术要求的研发或管理岗位。这样必然会出现一时的失业危机,大批人员需要技能的培训来实现重新获取新岗位的机会。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">同时,工会地位也将受到不利影响。虽然高度专业技工和半专业工人对自己的就业安全更有信心,会成为管理和专业工作人员,但是就业地区会员的增长对工会的发展前景势必会构成一定的巨大考验。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">正如工厂一下子不可能变成智能化工厂一样,传统工厂里的直接劳动力将来一下子全部成功转型为间接劳动力也是不可能的,这需要时间的过渡。由于技能需求的差异,虽然部分非熟练工人可能会被保留,但未来直接劳动力被机器取代,大多数人面临失业,自动化造成岗位流失的社会影响将是不可抗拒的。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">未来势必将是一个更技术化的社会,技术教育的重要性就显得更加重要。对此可以从两方面进行加强教育。一方面是对在校年轻人的教育,在设计、建筑、操作未来自动化工厂和其他处理技术方面,培养充足的年轻人是非常重要的,对经济发展和福利也同样重要。另一方面就是对被新技术所淘汰的工人进行再培训。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">六大技术推动机床智能化转型
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">机床行业作为制造业的基础产业,如今,也面临着产业转型升级的需求与挑战,未来也将在进一步提高精度、效率、自动化、智能化、网络化的基础上,逐步向加工单元和尖端柔性制造系统过渡,并最终向智能化迈进。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">根据高档数控机床与基础制造装备“科技重大专项实施管理办公室”的研究,从六大技术方面,可以促进未来机床智能化的实现:
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">·监测机床工作状态的智能化:通过MEMS温度感测器监控轴承润滑状况、防止轴承烧结和进行主轴热位移修正;通过载荷位移感测器检测加工中的异常载荷,监控轴承载荷并推断其寿命,避免轴承损伤。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">·监测维修状态的智能化:积累机床工作状态的历史资料并基于此预测寿命,以及在工作状态下检测寿命,在发生大的故障之前采取对策。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">·确保安全性的智能化:通过程式,在运动过程中以及在准备工作时进行干涉检查,避免发生碰撞。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">·实现节能的智能化:通过检测切屑量的变化、控制切屑处理装置的动作,达到良好的节能效果。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">·工艺条件决策的智能化:检测加工中的振动、发出回避振动的指令,形成自动回避振动的系统。
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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">·准备作业的智能化:通过自动平衡装置解决加工铸造零部件、锻造零部件等异形材料时,因其品质不平衡以及位置变化,在高速回转中加工的困难。