自动化设备，机器人集成应用技术和未来的工厂（上）

更便宜，更强大，更灵活的技术正在加速全自动化生产设施的发展。公司面临的主要挑战将是决定如何最好地利用他们的力量。

在日本Oshino的一家Fanuc工厂，工业机器人生产工业机器人，每班只有四名工人。在荷兰一家生产电动剃须刀的飞利浦工厂中，机器人数量超过了9名生产工人超过14比1.相机制造商佳能于2013年开始逐步淘汰其几家工厂的人工。

这种“熄灯”的生产理念 - 制造活动和物流完全自动处理 - 正在成为现代制造业日益普遍的特征。在某种程度上，新的自动化浪潮将由首先将机器人和自动化带入工作场所的相同事物驱动：使人类工作者免于肮脏，沉闷或危险的工作; 通过消除错误和减少可变性来提高质量; 通过用更便宜的机器取代越来越昂贵的人来降低制造成本。如今，最先进的自动化系统具有额外的功能，可以在迄今为止不适合自动化的环境中使用，并允许在制造过程中捕获全新的价值来源。

机器人价格下跌

随着机器人生产的增加，成本也随之下降。在过去30年中，平均机器人价格实际下降

了一半，甚至相对于劳动力成本（图1）。由于新兴经济体的需求鼓励机器人的生产

转向成本较低的地区，它们可能会变得更便宜。

无障碍人才

拥有设计，安装，操作和维护机器人生产系统所需技能的人员也变得越来越普及。机器人工程师曾经是稀有且昂贵的专家。今天，这些科目在世界各地的学校和大学中广泛传授，无论是在专门的课程中，还是作为制造技术或工程设计的更普通教育的一部分。软件的可用性，例如可以测试机器人应用程序的仿真软件包和离线编程系统，减少了工程时间和风险。它还使编程机器人的任务变得更容易和更便宜。

易于集成

计算能力，软件开发技术和网络技术的进步使得机器人的组装，安装和维护比以前更快，成本更低。例如，虽然传感器和执行器曾经必须单独连接到机器人控制器，通过终端机架，连接器和接线盒进行专用连接，但它们现在使用即插即用技术，可以使用更简单的网络布线连接组件。组件将自动识别控制系统，大大减少了设置时间。这些传感器和执行器还可以监控自身并向控制系统报告其状态，以帮助过程控制和收集数据以进行维护，以及持续改进和故障排除。

新功能

机器人也越来越聪明。早期的机器人盲目地遵循相同的路径，后来的迭代使用激光或CCD机器视觉系统来检测零件和材料的方向，最新一代的机器人可以整合来自多个传感器的信息并实时调整它们的运动。这允许它们例如使用力反馈来模仿工匠在研磨，去毛刺或抛光应用中的技能。他们还可以利用更强大的计算机技术和大数据风格分析。例如，他们可以使用光谱分析来检查焊接质量，从而大大减少所需的制造后检查量。

机器人扮演新角色

今天，这些因素有助于提高机器人在他们今天已经擅长的应用程序中的应用：重复的，大批量的生产活动。随着机器人自动化任务的成本和复杂性下降，已经使用机器人的公司很可能会使用更多的机器人。然而，在接下来的五到十年中，我们预计机器人在技术和经济上都可行的任务类型将发生更根本的变化。

小批量生产

可快速轻松编程的设备固有的灵活性将大大减少机器人重复给定任务以证明购买和调试成本的次数。这将降低体积的阈值，并使机器人成为利基任务的经济选择，其中年度数量以数十或数百而不是数千或数十万来衡量。它还将使其适用于小批量和重要产品种类的公司。

例如，现在用于航空航天的柔性轨道产品可以使用视觉“爬行”在机身上以指导其工作。这种低容量自动化带来的成本节约将使许多不同类型的组织受益：小公司将能够首次访问机器人技术，新兴技术可能会进一步简化机器人编程。虽然通过引导机器人进行一系列动作来教授机器人已经很常见了，例如，快速改进的语音识别技术意味着很快就可以给他们口头指示。