▲圖 歐特克舊金山技術(shù)中心的計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床車(chē)間酥泞。

生產(chǎn)制造向數(shù)字化過(guò)渡已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代育特，這場(chǎng)轉(zhuǎn)型的技術(shù)層面似乎并沒(méi)有什么變化给猾，但工業(yè) 4.0 的狀態(tài)卻遠(yuǎn)非停滯不前疫萤。

“三大主要的技術(shù)趨勢(shì)仍然是增材制造、自動(dòng)化和智能工廠敢伸，”美國(guó)制造技術(shù)協(xié)會(huì)（Association of Manufacturing Technology）MTConnect 研究所常務(wù)董事（常駐歐特克舊金山技術(shù)中心）Russell Waddell說(shuō)扯饶。這一系列技術(shù)包括人工智能（AI）、無(wú)人機(jī)池颈、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）尾序，多年來(lái)這些技術(shù)已經(jīng)確定了工業(yè) 4.0 的定義。

2020 年值得關(guān)注的重要趨勢(shì)將圍繞著以下各方面的工作而展開(kāi)：將智能組件技術(shù)及其結(jié)果數(shù)據(jù)連接到功能系統(tǒng)中饶辙，保持這些系統(tǒng)的安全性蹲诀，并為日趨成熟的工業(yè) 4.0 培養(yǎng)一支生機(jī)勃勃的員工隊(duì)伍。

01數(shù)字主線：互聯(lián)制造

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）制造業(yè)擴(kuò)展伙伴計(jì)劃（MEP）主任 Carroll Thomas 管理著一個(gè)全國(guó)性的中心網(wǎng)絡(luò)弃揽，以幫助美國(guó)制造商采用先進(jìn)技術(shù)管员。根據(jù)美國(guó)人口普查局的數(shù)據(jù)，有 75% 的小型制造企業(yè)的員工人數(shù)不足 20 人巷卵，Thomas 說(shuō)溅逃，許多中小型制造企業(yè)（雇員人數(shù)不足 500人）現(xiàn)正在向大型制造企業(yè)已經(jīng)實(shí)行了多年的流程和供應(yīng)鏈自動(dòng)化去轉(zhuǎn)變葵稚。

“協(xié)作機(jī)器人現(xiàn)在非常流行，”Thomas 又說(shuō)道少锭〗嘞“許多二級(jí)和三級(jí)供應(yīng)商正在使用與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的傳感器和人工智能，以一種更周全谎躁、更具策略性的方式進(jìn)入自動(dòng)化值唉。他們正在讓自己的整個(gè)運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。這種集成現(xiàn)在正成為主流疮肿「勐福”

NIST 智能制造系統(tǒng)測(cè)試床的機(jī)械工程師兼聯(lián)合負(fù)責(zé)人 Thomas Hedberg 博士認(rèn)為，工業(yè) 4.0 已經(jīng)成熟到了一定的程度家么，它已經(jīng)形成了一套對(duì)需要解決的問(wèn)題達(dá)成基本共識(shí)的方式：將所有數(shù)據(jù)和系統(tǒng)連接在一起涉功，這樣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)等所有階段都可以互相流通和反饋略吨。

例如集币，在激光熔化粉末時(shí)，增材制造商可以拍攝成百或成千張熔池圖片翠忠；Hedberg  說(shuō)：“他們正在嘗試將數(shù)據(jù)重新連接到那臺(tái)機(jī)器的流程參數(shù)中去鞠苟。”

▲圖 隨著互聯(lián)智能工廠和 5G 網(wǎng)絡(luò)的廣泛采用秽之，網(wǎng)絡(luò)安全日益成為人們最關(guān)心的問(wèn)題偶妖。

“在制造業(yè)開(kāi)發(fā)出所有這些直筒式流程的時(shí)候，人們并沒(méi)有考慮過(guò)將它們聯(lián)通起來(lái)政溃，”Hedberg說(shuō)：“但是專(zhuān)家系統(tǒng)已經(jīng)在這些直筒式流程里發(fā)展起來(lái)了趾访。那么，與其打破這些直筒董虱，我們?yōu)槭裁床辉谒鼈冎g切孔并放置一條管道呢扼鞋？這就是‘?dāng)?shù)字主線’。現(xiàn)在的問(wèn)題是系統(tǒng)工程的問(wèn)題愤诱，需要一個(gè)由系統(tǒng)思維指導(dǎo)的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)云头。這就需要這些標(biāo)準(zhǔn)的介入，其實(shí)有些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開(kāi)始統(tǒng)一了晋粱∷瑁”

Waddell 管理的免版稅 MTConnect 機(jī)器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)吸收了包括系統(tǒng)集成商、機(jī)器制造商馁惨、軟件開(kāi)發(fā)商和最終用戶在內(nèi)的 400 多家商戶的意見(jiàn)神翁。Waddell 認(rèn)為，從自上而下的角度來(lái)看业弊，互聯(lián)制造領(lǐng)域的思想領(lǐng)袖已經(jīng)開(kāi)始思考產(chǎn)品壽命周期的設(shè)計(jì)誓贝、制造和檢驗(yàn)階段以外的問(wèn)題伶门，以便將產(chǎn)品生產(chǎn)之后的維護(hù)納入該領(lǐng)域。

例如剑瞻，如果美國(guó)海軍從新港紐斯造船廠或通用動(dòng)力電船公司這兩家具有前瞻性的供應(yīng)商訂購(gòu)了一艘艦船棵擂，那么海軍可能需要所謂的設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)的模型舅兑∽敬铮“維護(hù)合同可能包括根據(jù)建造情況對(duì)船體進(jìn)行重新檢驗(yàn)，”Waddell 說(shuō)腐蛀「贪郑“對(duì)艦船的內(nèi)部進(jìn)行 3D 掃描將反映出初始模型的變化『幸簦”

02邊緣計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)安全

Hedberg 說(shuō)，解決制造業(yè)中的數(shù)據(jù)互聯(lián)問(wèn)題需要邊緣計(jì)算馅而，它與云計(jì)算不同祥诽，因?yàn)橄窦用芎蜋C(jī)器學(xué)習(xí)之類(lèi)的更多（或全部）流程工作需要在設(shè)備上完成，而不是在云中完成瓮恭。而且軟件也與個(gè)人計(jì)算不同雄坪。軟件是自動(dòng)更新的，安全性由中央而不是由用戶管理屯蹦。

▲圖 全面過(guò)渡到工業(yè) 4.0 將需要更大的邊緣計(jì)算能力 — 生產(chǎn)機(jī)器具備更大的處理能力维哈，而且機(jī)器供應(yīng)商會(huì)自動(dòng)完成軟件和安全的更新。

“我們目前的設(shè)備雖然有一些不錯(cuò)的功能登澜，但還不足以進(jìn)行更高級(jí)的數(shù)據(jù)優(yōu)化處理阔挠，”Hedberg 說(shuō)道∧匀洌“你必須能夠在邊緣進(jìn)行一些基本處理购撼，快速移動(dòng)數(shù)據(jù)，并將答案提供給工廠或機(jī)器稻沮〈壳祝”

邊緣計(jì)算可以減少處理的延遲，并使用較少的帶寬谅沛。如果它可以將足夠的私有數(shù)據(jù)保留在云之外羞遭，而且由供應(yīng)商更新的安全功能也很好，它還有可能提供顯著提高的網(wǎng)絡(luò)安全喳睬。

網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成為互聯(lián)智能工廠的一大關(guān)注點(diǎn)蔼于。隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)的普及，這一擔(dān)心只會(huì)變得更大泥出。由于 5G 的功能迫讨，原來(lái)網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)硬件被轉(zhuǎn)換為軟件委丈，所以，盡管 5G 具有帶寬更大等優(yōu)點(diǎn)凤阱，但也比較容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊什偷。

Thomas 說(shuō)：“我們正竭盡全力讓這些小公司進(jìn)入自動(dòng)化和傳感領(lǐng)域，并且將網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題考慮在內(nèi)芹枷⌒聘恚”

03就業(yè)與教育

在 Thomas 女士走訪美國(guó)各地的制造商（尤其是中小型企業(yè)）時(shí)，她發(fā)現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)期困擾著每個(gè)地區(qū)的問(wèn)題：工廠找不到足夠的熟練工人來(lái)填補(bǔ)他們的職位空缺鸳慈。

▲圖 自動(dòng)化的發(fā)展需要高技能和高薪技術(shù)人員來(lái)運(yùn)行和維護(hù)機(jī)器饱溢。

她舉了幾個(gè)例子，有一個(gè)擠塑廠從佛蒙特技術(shù)學(xué)院招聘了所有的合格畢業(yè)生走芋，但仍無(wú)法填補(bǔ)職位空缺绩郎；亞拉巴馬州的一家過(guò)濾器制造商為職位空缺設(shè)置了廣告牌；田納西州的一家工廠盡可能為員工的子女提供工作翁逞。

由于缺乏合格的工人肋杖，這影響了許多中型制造商擁抱自動(dòng)化和其他工業(yè) 4.0 技術(shù)。不過(guò)挖函，Thomas女士說(shuō)状植，他們是在不減少工作崗位的情況下這樣做的。她說(shuō)：“他們進(jìn)入技術(shù)領(lǐng)域并不是為了解雇員工怨喘，而是為了建立所需的生產(chǎn)能力津畸。”

協(xié)作機(jī)器人和自動(dòng)化的成本仍然很昂貴必怜；中小型制造商出于必要而采用它們魁夫，而不是通過(guò)減少工作崗位來(lái)省錢(qián)。實(shí)際上偷菩，Thomas 說(shuō)婆裹，工業(yè) 4.0 自動(dòng)化為維護(hù)技術(shù)人員創(chuàng)造了高薪工作。工廠其他職位的工資有所增加稳嘁，但幅度不如這項(xiàng)勞動(dòng)力短缺所顯示的那樣高乱险。

“他們使用新技術(shù)來(lái)增強(qiáng)勞動(dòng)力，”她說(shuō)托习，“但是他們需要能夠操作并維護(hù)設(shè)備的員工石检。這些技術(shù)員就是每個(gè)廠家都在來(lái)回挖掘的技術(shù)人員÷擦埽”

為了解決制造業(yè)從業(yè)人員的短缺問(wèn)題惯斥，Thomas 建議進(jìn)行教育改革，并促進(jìn)行業(yè)內(nèi)的多元化和包容性運(yùn)動(dòng)（D&I）尸查〔∏鳎“這些教育可以面向所有通常不在工廠工作的人愿凶，”她補(bǔ)充道〈嬲埽“那些即將退休的人因宇、婦女、弱勢(shì)人群祟偷，以及正在考慮是否要上大學(xué)的人察滑。”

Thomas 還主張?jiān)谳^小的制造商和教育機(jī)構(gòu)之間建立更緊密的聯(lián)系修肠，以便更好地?cái)U(kuò)展和培訓(xùn)勞動(dòng)力贺辰，例如去年下半年在比利時(shí)舉行的經(jīng)合組織（OECD）“地方發(fā)展論壇”和萬(wàn)寶盛華集團(tuán)（ManpowerGroup）的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)“女士們，讓我們抓住轉(zhuǎn)變的機(jī)會(huì)”嵌施。

▲圖 虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有助于對(duì)制造工人的技術(shù)培訓(xùn)饲化，既可以節(jié)省時(shí)間，也可以節(jié)約費(fèi)用吗伤。Lincoln Electric 公司供圖吃靠。

新的技術(shù)，如林肯電氣公司（Lincoln Electric）制作的 VRTEX 360 虛擬現(xiàn)實(shí)焊接培訓(xùn)教程牲芋，可以使學(xué)生在使用實(shí)際設(shè)備進(jìn)行焊接之前進(jìn)行練習(xí)，從而能夠更快倡挚、更低成本地為特定行業(yè)的需求做好準(zhǔn)備情庐。加利福尼亞托倫斯市的埃爾卡密諾學(xué)院就使用了這一系統(tǒng)。但是 Thomas 說(shuō)蒸拦，他們?nèi)匀粺o(wú)法以更快的速度培養(yǎng)出畢業(yè)生來(lái)滿足市場(chǎng)的需求辙资。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)還通過(guò)米勒公司（Miller）的 AugmentedArc 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接系統(tǒng)和 MeasureKit 及 SketchAR 通用應(yīng)用程序等特殊產(chǎn)品來(lái)影響制造專(zhuān)業(yè)的教育。

“我認(rèn)為所有的教育實(shí)際上都需要重新考慮蜘把，”她繼續(xù)說(shuō)道癌雷。“這應(yīng)該是終生學(xué)習(xí)衅滞，你每天都可以參加魄仙，了解新的東西。這些雇主最看重的品質(zhì)是有學(xué)習(xí)能力的人抓惫，是可以迅速適應(yīng)并掌握新技術(shù)的人水惑。”

作者：MARKKUS ROVITO

注：文章來(lái)自由歐特克支持創(chuàng)立的 Redshift China

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（Redshift China 歐特克Autodesk）

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