【儀表網 行業科普】制造商們正面臨著熟練技術工人短缺的困境，這使得他們迫切需要提升生產效率，并更加敏捷地應對客戶不斷變化的需求。自動化技術正在推動更智能、更高效的工廠建設。
制造商們正面臨普遍的技術工人短缺問題，在此背景下，他們迫切需要提高生產率并更積極地應對不斷變化的客戶需求。盡管許多制造商正在投資勞動力，致力于尋找、吸引和留住急需的人才，但與此同時，他們也加大了在自動化基礎設施上的投入。
根據第九次年度智能制造狀況報告，自2023年以來，新技術投資逐年增長，該領域的支出增長了30%。為了推動未來五年的業務發展，43%的制造商計劃提高自動化水平，42%的制造商計劃采用智能制造技術。預計在未來幾年，這類投資的增長將使自動化在資本支出中的占比達到25%。
然而，必須仔細考慮新制造技術的選擇和整合。人們越來越期望集成自動化機器，而不是僅僅能滿足速度、吞吐量和一致性等傳統標準。他們需要改變制造企業的競爭方式，以幫助其優化正常運行時間和生產效率，增強員工能力，加快產品上市時間。
統一的工業控制和機器人控制
由于熟練的技術工人很難找到，制造商需要更自動化和高效的流程。這促使越來越多的制造商將機器人納入到其機器和生產線。然而，盲目地進行機器人集成可能會帶來挑戰。安裝和維護不同的工業機器人，通常需要學習一種專門的編程語言，這可能會給已經緊張的工程團隊帶來壓力。
采用具備統一機器人控制功能的現代工業控制系統，可通過與其他機器相同的編程界面實現機器人的編程與維護。這種方式不僅能加速部署進程，還簡化了維護工作，因為工程師無需學習專用的機器人編程語言。
除了機器人，制造商還在尋求其它創新方式來保持生產力，以應對不斷變化的客戶需求。例如，在較短的生產周期內生產更多的SKU，他們需要尋找方法最大限度地提高吞吐量的同時盡量減少轉換時間。
一些生產商正在使用具有獨立推車技術的智能運動系統來提升靈活性。這些系統利用獨立的可編程載體，打破了傳統機械的約束，使得機器能夠更快速地適應新的生產要求。在某些情況下，操作人員只需按下按鈕便可輕松切換到新的生產模式。
制造企業還可以利用現代生產管理工具來優化生產率并減輕員工工作負擔。例如，數字化質量管理系統能夠自動化質量流程、測量和記錄。現代計算機化維護管理系統(CMMS)則通過在故障發生時自動生成工單并收集數據，幫助技術人員提高工作效率。
數字孿生技術加速產品上市
制造商一直面臨著快速上市的壓力，要求沒有延誤或中斷。這促使他們在更改、擴展或添加新的生產操作時，不斷壓縮項目時間表。數字孿生技術有助于加快項目從概念到啟動的過程。例如，工程師可以利用機器的數字孿生模型，在虛擬環境中簡化新建或生產線變更。他們可以深入分析機器的運行狀態，并識別出提高整體設備效率(OEE)的機會。數字孿生模型能夠幫助發現設計階段的錯誤和低效，從而避免在生產完成后修復問題，節省更多的成本。
此外，數字孿生還支持虛擬調試，即通過機器模型來驗證和調試機器。這有助于制造商在創業過程中避免代價高昂的變更，并確保初創企業保持正軌。一些公司已經意識到，采用這種工藝后，其典型調試時間縮短了30%。操作人員可以在物理設備到達工廠之前，使用數字孿生進行虛擬培訓。盡管數字孿生提供了所有節省時間的好處，但這只是制造商通過正確應用先進技術加快產品上市時間的一個例子。
機器還可以使用所謂的智能對象，這些智能對象通過定義良好的數據模型，使機器信息始終處于可用狀態，并大大簡化了與更高級別系統的集成。通過采用現代集成設計環境，工程師能夠通過協作和利用可復用代碼庫等功能，節省大量時間。
讓員工更智能地使用數據
隨著經驗豐富的工人逐漸退休，且合格的人才變得難以尋找，制造商需要更有效地利用現有員工。一個有效的方式是通過更好地利用數據來實現。例如，可視化和分析軟件能夠將原始生產數據轉化為可操作的信息，使運行人員實時掌握生產動態。這些信息不僅幫助操作人員判斷何時需要干預(例如當產品質量偏離規格時)，還有助于發現提高生產率和優化OEE的機會。現代制造執行系統(MES)還提供了整個生產生命周期的實時視圖，同時通過無紙化生產管理來提高生產率，并降低手動流程錯誤的風險。
借助人工智能和機器學習，分析變得更具預測性和規范化。運行人員可以在組件故障等問題發生之前提前識別潛在風險，并在問題導致計劃外停機之前安排維護，從而有效降低停機時間并提升生產穩定性。
創新的信息傳遞方式也能幫助員工提高工作效率。例如，增強現實工具可為生產流程和維護程序提供逐步指導。這些工具可以驗證員工執行的每一步，甚至在控制面板或機器上生成視覺覆蓋以幫助引導員工的操作。尤其對于經驗較少的員工，這些工具尤為有用，不僅能提升他們的生產效率和準確性，還能減少與機器交互時可能出現的安全風險。
如今，打造更智能、更高效的機器不僅僅依賴于新技術的應用，還需要全面思考硬件和軟件如何協同工作，優化機器生命周期的各個方面。通過打造真正集成的智能機器，制造商能夠使生產運營在面對技能短缺和其它中斷時，提升生產韌性，增強敏捷響應，并實現持續優化。
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