工业如何拥抱智能化

① 工控的智能化

众所周知，从20世纪60年代开始，西方国家就依靠技术进步(即新设备、新工艺以及计算机应用)开始对传统工业进行改造，使工业得到飞速发展。20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间(TimetoMarket)、改善质量(Quality)、降低成本(Cost)以及完善服务体系(Service)，这就是企业的T.Q.C.S.。
虽然计算机集成制造系统(CIMS)结合信息集成和系统集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企业实现“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便作出正确的决策”，即“五个正确”。然而这种自动化需要投入大量的资金，是一种高投资、高效益同时是高风险的发展模式，很难为大多数中小企业所采用。在我国，中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。 工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。
传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。
20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机(简称工业PC)的发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。我国重庆钢铁公司这样的大企业的几乎全部大型加热炉，也拆除了原来DCS或单回路数字式调节器，而改用工业PC来组成控制系统，并采用模糊控制算法，获得了良好效果。 由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样可*，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。
由于可编程控制器(PLC)受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。事实上，可编程控制器(PLC)也加入到了PC控制“浪潮”中。
工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是CompactPCI-based工控机，而IPC将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统，在3(5年内，占领30%(50%的国内市场，并实现产业化。
几年前，当“软PLC”出现时，业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统WindowsNT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融合的迹象已经出现。
和PLC一样，工业PC市场在过去的两年里保持平稳。与PLC相比，工业PC软件很便宜。据Frost&Sullivan公司估计，全世界每年7亿美元工业PC市场里，大约8500万美元为控制软件，一亿美元为操作系统。到2007年会翻一番，工业PC市场变得非常可观。

② 什么是智能工业

物联网智库中给出的定义是：智能工业是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段。

③ 如何实现工厂智能化

我个人认为工厂智能化主要突出在以下几个方面：灯光控制智能化、办公智能化、生产中的设备控制系统（工业自能控制系统）、信息传播系统、人员进出的考勤门禁管理系统、生产的过程监控系统等等

④ “工业4.0”时代 真正的智能家居什么样

一、制造业现状的问题和分析
一是成本。可以很明确的说制造业想方设法了解工业4.0，想方设法了解机器人的原因是什么?是解决我们现在面对的成本问题，制造业没有办法像十几年前依赖于低成本，或者低成本的资源和人力去发展。基于这样的现状，我们有很多思路，最简单的思路就是劳动力成本高了，我们把人换掉不就行了吗?但是如果我们简单的只是机器换人，制造模式仍然还是规模化的，批量化的，我们真解决了问题了吗?显然没有，那是为什么呢?
二是互联网的问题。互联网问题不是大家都在玩手机，而是我们制造业已经明显感受到了互联网从出生开始就在影响着我们的生活。这几年明显对我们的影响非常大，改变的是消费者的消费行为、消费方式，改变的是消费者对我们产品的品质，以及对购买服务的评价。未来基于互联网的发展，消费者需要差异化、个性化的需求，这就使得我们的生产必须要变得更加核心化和差异化。在这样的情况下，再回到前面的第一个问题，解决成本问题仅仅是考虑到用机器替换人，拿出一定的效率和规模，能解决我们制造业的问题吗?显然不行。在制造业成本没有解决好的时候，又有一个互联网的焦虑。
第三个问题就是工业4.0的问题。大家都想要了解它，想用它解决我们的问题，而工业4.0到底是什么呢?德国西门子的工厂可以同时服务于六万个用户，能够达到99.998%的质量水平，每年的产量能达到12000万个，员工数量只有1100个，这就是工业4.0吗?显然不是，因为德国人的工业4.0是面向未来的，我不相信德国的工厂已经做到了工业4.0，如果是这样的话，为什么还要探索工业4.0未来。在成本没有解决，互联网焦虑的时候又来了一个工业4.0，现在工业4.0什么样?制造业未来，处处危机。
几个层面的危机都有，首先就是品牌有危机。原来我们在海尔，我们要做一个产品叫洗衣机板块，还有一个就是渠道问题，原来海尔引以为荣的是七万多个员工，这是我的竞争力的体现，但是现在是最大的负担，因为有一个小米，现在可以达到我们几百个亿。现在制造模式是什么?我们原来是短篇经济，你造出产品不用卖，一直以来就形成惯性，问题是现在全面过剩，产能过剩、渠道过剩。我们的商品全面过剩，我们看服装行业，服装所有工厂现在停产，库存的服装可以再继续卖3.6年。其他行业也一样的，我接触到重工行业也是这样的，你只是关心你自己的制造，不关心需求的话，你生产出来的不是价值，你生产出来的东西是库存，这也是我们现在探讨未来制造业转型升级的最根本的地方：不把需求方和供应方之间的关系建立起来，你做出来的东西不叫智能，这是我的一个观点。所以现在整个制造业全面危机，其实最重要的不是前面的品牌，而是老大们迷茫了方向，这是战略危机，普遍存在。
我们来看一下家电行业，家电行业是非常有意思的，我用三句话总结，叫做利薄如纸，山头鼎立，跨界打击。我们几大公司，一个姓海的，一个姓德的天天在抢。跨界打击什么意思呢?突然间冒出来一家公司就要做电器，一个是小米，一个是乐视，不知道什么又冒出来一个洗衣机、冰箱。海尔做了很多思考，我们要找到思路。
二、两个战略一个商业模式
我们从事制造业这么多年，我们一定要想办法去解决。最初的消费者的消费地点，消费方式和消费行为的变化引起后面的这些消费信息传递到研发，传递到工厂，以及我们研发和工厂如何实现消费的过程，其实也不复杂。我们运用了各种各样的技术手段，其实也许这样解释大家觉得太复杂，我们这样解释一下就是两个战略形成一个模式。
首先就是网络化战略，这是海尔的主战场，2012年发布的，其实早于工业4.0，什么意思呢?首先我们要做的就是连接用户，通过网络能够与用户产生连接，于是能产生更多的用户互动，我们有一个用户生产式的设计，于是产生出更多的体验和粘性，这样就可以做到有更多的消费者跟我们之间变成了一个相互之间的粉丝关系也好，或者互动关系也好，形成了一个网络化的平台。
这样的平台上，现在消费者的喜好，基于消费概念也好，还是消费者个人更加的喜欢表达自己的个人的需求这样的情况下，必然产生差异化、个性化的需求，我们必然还要做的是满足他的需求，我们前面已经说过了，原来制造业的生产模式，只顾自己的批量化生产，没有办法满足现在时代的需求。我们要把后面这一段打造成一个什么?大规模定制的能力。既要有规模化，作为一个企业来说规模化的效益，以及规模化效益下的成本优势，又能服务于差异化个性化的能力，在我们看来只有各种各样的智能化的手段才能帮助我们形成这样一个东西。这样就形成了闭环，我们有需求，满足了需求，这样一个模式就是差异化、个性化的模式，这个模式叫做C2B的商业模式。
C2B是什么样的形式呢?我用我朋友的一句话说就是把生命浪费在美好的事物上，我们看到C2B的好处是什么?是定制化，可以体验好，预测准。如果通过网络和消费者产生了很好的连接、互动粘性，我们可以去除掉广告。还有一个对于制造业来说，我们感同身受的是如果去除零库存是多么美好的事情，定制化的模式，一旦拿到订单才开始生产，生产完了就不会有库存了，这是我们说的C2B的美好在这几个方面。
但是制造业为什么做不到呢?这是有挑战的。首先我们要面对差异化、个性化，以及差异化、个性化带来的复杂性，能管理吗?原来一个订单生产一个月，但以后每天生产一千个型号的产品，这就是挑战，所以我们还是要智能化的手段。谁愿意为了一个衬衫等一个月，顶多容忍一个星期，订单来了我快速的实现它，关注端到端的能力，从需求到传递需求，到实现需求，到我们发货的整体能力。还有一个就是，我们上面谈的都是信息层面的问题，这些做到快速灵活是比较容易的，但是我们的产线和仓库怎么做到这个能力呢?就是改变我们的工厂，变成一个柔性、灵活、高效、快速的工厂，这样才能可能真正实现我们美好的C2B。
三、如何实现C2B模式?
既然C2B这么美好，怎么做呢?这个时候我们再看工业4.0，大家对工业4.0就有更多的认识。首先知道德国工业4.0是德国的转型升级，我们知道德国的基础行业不错，其实也是把网络化和智能化跟基础工业叠加在一起，通过信息物理系统的东西做起来的。我们看一下整个逻辑是什么样的?其实我认为不是来自于自己的优越感，来自自己的忧虑感更多一些。第二想保持领先，第三通过集成信息的方式实现，第四就是我们说的逻辑不复杂，技术比较关键，就是信息物理系统，定出一系列的行动计划达成企业四个方面的能力，提出四个方面的能力跟我们做C2B的能力是一样的，就是达到灵活、高效，跟我们C2B的要求是一致的。
我们要认识到这个世界已经是这样的情况了，商业是基于互联和物联产生的数据带来的，这里我放了几个框框，里面有蓝颜色的有红颜色的，蓝色的框就是传统的IT的部分，我们要做好这些东西跟我们系统之间的集成，但是这就是我们所理解的商业智能吗?我看来远不足够，我们要关注产品生命周期，当我们的洗衣机离开了你的工厂之后跟你还有关系吗?如果洗衣机离开了你的工厂之后，还不断地给你传回数据，你有机会思考你的洗衣机怎么设计，你有机会重新思考你的战略定位。这是我们说的，什么叫智能?在于你及时的获取用户的消费行为，我们数据全部被硅谷的公司把持了，我们实际上是被DATA把持了，外部的数据不一定是企业内部的数据。
四、数据的发展能带来什么?
很多行业发生变化了，通用电器已经不是卖发动器了是卖动力，它和航空公司合作，它发现飞行员都是乱踩油门的，一切都基于我们产生的数据，数据产生了透明，我们可以追诉，可以知道这个飞行员乱踩油门，它就从卖产品变成了卖服务了。Thomas Rohrbach先生也讲到了拖拉机，原来他们是卖拖拉机的，现在已经是变成了卖服务的，德国取名叫系统的系统，原来就是台拖拉机，但是未来会把拖拉机和人和农场所有的联结在一起，变成一个相互可以协同产生创新的东西。这件事情听着比较困难，我们往下看，家电行业智能家居很热，不仅仅给消费者提供智能家居，我们还可以通过智能家居采取一些数据，现在很多人干三件事情，一个是客厅里的事情，一个是汽车上的事情，一个是手机。这三件事最能代表你的行为，你的行为产生数据，这些数据对商业产生能力的事。董明珠都要做手机了，做出来的手机也挺搞笑的。所以你看商业性能产生于大数据，大数据已经有很多人在应用，而且在互联网上的应用上。
基于这样的机会我们有很多新产品产生新产品创意，我们如何快速的满足客户的需求呢?这是另外一个发展，这个其实已经蛮成熟了，这个技术的发挥和发展会非常重要，其实我们宝洁可以直接不用图纸量产纸尿裤，我们的产品可以通过虚拟技术量产的话，上升的速度多快?原来一个家电行业一个周期是13个月，如果周期缩短到一个星期的话，我们产品的竞争力抓住用户的能力会有多强?这是一个新的用户。还有一个重要的事情是什么?很多人说工业4.0是不是就没有人了?肯定不会没有人的。首先一个工业4.0这些事需要人来做，第二，我们认为未来工厂里面人会被这些科技得到加强，这是人机交互技术，比如说眼镜就是很好的技术，民用不太好用，但是在工业里面可以被应用。商业智能化的案例，讲到了虚拟现实技术。
还有快速发展的工艺材料和技术的发展支撑我们的发展，比如说3D打印机，原来小玩具不起眼，但是在航空领域GE已经用3D打印机开始量产了，数据来自于我们的物理世界，变成我们可以发挥的智能基础。我们未来的制造一定会变成基于数据立即找上门的商品，去除中间的过程。我们看真正的工厂是这样的吗?很多人说，曾老师你带我去德国的工厂看一看吧，我说其实去沈阳的工厂就很好了，不用去德国，但是你看到整个模式后面是什么吗?连接是怎么连接的?跟用户怎么连接的?你看到了吗?你不知道逻辑和模式是什么，我们海尔做到的就是模式的变化，从原来的B2C变成了C2B，这个已经是物理部分的机器和网络，和我们的系统之间非常紧密的结合，这是我们可以看到的，只有叫做信息物理系统才能达到的制造。
这些就是网络与实体，信息与物理，虚拟与现实的结合，支撑的就是物联网、大数据、通信技术、虚拟现实机器人、新材料新工艺。德国的总理说90%的创新在欧洲之外，大家是不是能够感觉到，网络上的东西差不多都在美国创新，这是我们看到的局面，我们中国制造也有一些创新，有时候不要觉得我们的制造业一无是处。
未来是这样的，机械加软件加电子变成了软件互联网，我们做了这么多，今天如何打造制造工厂?什么是智能制造工厂呢?如果我们只关心这个工厂。你生产东西，我有这个你要么?跟消费者联系在一起，我们会面临这样的问题，你不告诉我，我就知道你要什么，你要什么，我立刻就给到你。这个就非常精准，需求和供应之间非常精准，我们可以去除中间的过程，再一个就是能够做到非常迅速的协同，而不是一片混乱的生产模式，这是我们说的到底什么是智能制造。
五、未来企业的发展思路
其实如果说这是一个面向未来的企业的发展，我们刚才讲海尔只是一个实践，还不能说达成了什么，我还是给大家提一些思路。首先讲三个方面的思路。第一，这一轮发展，我们要把“三大问题”同时入手，否则会出现偏颇和风险的，你投入了昂贵的生产线会有风险的，这些案例我本人有很多，今天时间有限不能说太多例子。第二，这一轮我们有机会重新构建我们的商业模式，我们还可以从原来低端的领域里面向附加值比较高的里面去延伸，向哪里延伸，向创新和服务延伸。因为我们有机会去抓用户，原来的制造业用户里面我们跟用户隔离了，我们被各种各样的渠道绑架了，现在可以直达用户，你可以把价值发挥到产品创新上。再一个我们可以看到这一轮不仅仅是工厂本身，一定是端到端的能力，从需求到满足需求的构建，这样真正能发挥出整个智能制造的作用。
既然是这样，我们谈三个思路，第一个思路，拥抱的不是互联网，拥抱的是客户，有了这个前提之后，借鉴工业4.0重构我们研发和制造模式。逻辑很简单，要观察互联网商业下的模式是什么样的，制造业最好的就是C2B的模式，以销定产而不是以产定销的模式。从整个路径上来看，我们仍然强调一定是以用户为中心的渠道，我们要做到大规模的定制，这个有前提的，有模块化的方式和标准化的方式支撑起我们的差异化，有些数量的模块组合成无限数量的产品。这个前提下再考虑如何做好互联集成，然后基于物联的发展，把工厂从原来的工厂变成一个快速高效的流程，我认为精益方法的生产论仍然是支撑这个方法的方法论。
第二个思路，这是一个大的变革，面向未来，我们建立起对未来工厂的理解这样去更好的实践，而不是做一些小改小造。你首先知道自己的理想状态是什么，这个理想状态各行各业不一样，你的订单是一个订单可以连续生产一个月的，你就把你的工厂设计成全自动网络化工厂，但是你的订单每天换20次、200次，你把工厂设计成无人化的自动化工厂那不是自寻死路吗?但是我们可以知道这一轮想要提升的，你可不能一步一步的走，你必须要构建一个新的模式，颠覆性的模式才能跑到前面。
第三个思路，前面谈的那些都是一些技术，都是一些很炫的东西，真正企业实现这个东西的时候，战略和组织的改变是更重要的充分条件。我们要研究的什么?不是研究概念，而是研究方法论。这些很多朋友也在讲大数据，你研究方法论吗?首先一个，如果我们原来的组织是正三角，领导在上面，下面的人听话就可以，你怎么可以有创新的动力呢?海尔就把这个正三角倒过来，领导就是支持着，其他人创新。如果这样做无法实现创新，我们关起门来看有多少个这样的牛人和团队，你激发了热情也没有多少创新，如果有十年、二十年时间可以慢慢学，但是两年之内要做的话，就必须要做一个网状的组织，我们要吸引一些优秀的人才进来，变成我企业所用的，成为我左膀右臂的时候，才可以实现前面的想法。我们海尔就是凭着开放的心态，吸引全球的一流人才来做。
中国人都在谈论工业4.0，两个星期之前工信部开了一个会，请了六个德国的专家，我有幸被邀请作为主持人，我跟他们做了很多对话，他们谈话的是什么?是体系模型，什么样的路径，什么样的方法论，具体研究什么样的技术实现我们的工业4.0。其实，当我们谈，我今天的主题是如何构建智能化的服务，我需要做的事情不是说你给我落地，而是说你给我一系列的方法论出来，我知道通过什么样的路径才能真正实现，当时我们研究了很多方法论，这些方法论真正支撑我们从一个目标，这个目标每家企业不一样，走向你真正实现过程中的一个落地的路径，而不仅仅是今天探讨，听我们讲工业4.0，而是说你如何把目标转化成落地中的方法论，这个方法论的构建依赖于什么?外部资源的引入和外部供应商的引入，才有可能达成我们建设自动化工厂的目的。
总的来说，今天所讲的就是这几部分组成的，要做成C2B的模式，我们后面要有智能制造，我们C2B的模式怎么才能直达用户呢?我们消费者才能真正买单呢?我们要做O2O，其实很简单，理解这个事情的时候，把用户用优质的商品连接在一起，优质的商品从何而来，如果厂家还是卖低劣的产品，再怎么玩概念还只是昙花一现，真正支撑我们的是精神。德国不玩味互联网思维，照样可以好好的卖产品，这个是我们的机会，使得我们有机会跟消费者更近，离你更近的时候，你拿很烂的产品一定会死亡。所以我们就说要有工匠精神，工匠精神从何而来?我希望我们国家真有一种叫做文化的东西支撑大家真正的去做工匠，以此为荣，以此为乐，一大群人，整个制造业的人都这样想的话，中国的工业4.0就更有希望。

⑤ 工业机械臂的智能化要解决哪些问题

工业机器人的智能化 将何去何从

工业4.0，在中国这个世界级工厂的大地上正如火如荼的进行着。与此同时，国家和地方政府也不遗余力，大力扶持地方企业进行“机器换人”的无人化改造。我们都相信，这是一种不可阻挡的科技趋势，也是一场不可逆的有关更大更完全解放生产力的革命潮流。

说到工业机器人，其实分类很多。但就我个人而言，接触最多的还是串联六轴机械臂，即俗称的六轴机器人。因为它自由度多，灵活性好，且通用性比较高，所以广受工业制造的青睐。现在的工业应用领域中，越来越多的6轴机器臂出现在不同的工作岗位上，用以代替人类从事各种各样繁重，危险，高负荷的工作。这些工作曾经因为会给工作人员带来难以预估的身体和精神伤害，而广受诟病，并且随着中国老龄化的浪潮的到来，也使企业主难以招到满意的员工。而现在，灵活稳定的机械臂的出现，刚好解决了这个问题。

在某些行业领域，6轴机械臂有广泛的应用，如家电行业，铸造行业；在某些行业领域，6轴机械臂有更广泛的应用，如汽车行业，电子行业。在这些拥有高附加值和标准化生产线的行业中，价格不菲的机器人的优势才能更好的发挥出来。

1959年美国制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史真正开始。现如今，半个世纪过去了，工业机器人可谓走过了一段漫长的发展之路。从当初的实验室，到现在工业应用的各个行业，我们可以看到，机器人的应用已经越来越成熟。但是这种成熟，似乎也非常集中在某些行业，如电子生产，汽车制造等。

为什么这么说呢？我们来看看智能手机的发展过程，从04年出现，到现在的非常普及乃至普通，其中有一个非常重要的事件，就是生产工艺的标准化。比如充电器接口，所有安卓智能手机的充电器接口都一样。这种设备的标准化，有一个很明显的好处，就是给用户带来了很多方便。出差，忘记带手机充电线了，不怕，我们可以很容易在周边借到一根充电线。标准化的优势，更多的体现在产品的普及过程，和无限的可能性发展。它能让更多的人参与进来，使用，设计，优化。这对一种产品的成熟至关重要。

工业机器人的发展如何呢？发展了半个多世纪，我们看到，它的成熟度和发展了几年的手机相比，实际上差距还是很大。工业机器人有自己的小圈子，本体厂家之间都是明显的竞争关系，他们的保护壁垒也更加厚实。他们对自己的机器人都十分自信，觉得它们能完成更多，更精细的工作。所以与他人合作的意愿就没有那么强烈，甚至是不愿意和他人交流。

但是，我们看到工业机器人的行业应用还是有限的。机器人在使用的时候，也没有本体厂家们想象的那么好用。实际上，它还需要更多的设计来完善功能，增加使用的便利性和灵活性。

进过60年的发展，到目前为止机器人的拥有量不到300万台，而中国一年的汽车产量2500万台。机器人作为一种产业或者产品，它几乎可以忽略不计。而原因在于，由于众多技术的限制使机器人只是局限在制造业很窄的一部分里。尽管如此，机器人在全球范围的热度却仍在持续升温。

实际上，当前就制造业向“智造业”的转型发展已成为共识，广东近几年出现的“机器换人”的大潮更是一个典型代表。在产品生命周期缩短、消费者个性化需求提高的当代，传统的大规模流水线工业已经跟不上节奏——智能手机的更新换代的周期更是已经缩短到11个月，连汽车等高档消费品的更新周期也减少到了4年，灵活、快速及可以随时变化升级的生产线为工业机器人提出了新的要求，也提供了新的机遇。

个人感觉，工业机器人的发展和应用，如果想更上一层楼，需要在以下方面做出改变：

1.本体厂商对设备精度和性能的提升，对传感设备的深层研发，并构架出闭环控制系统。

工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度)，抓取重达一吨的物体，伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求，但对绝大部分的工业应用来说，是足以圆满完成任务。

随着机器人的性能逐渐提升，以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割，曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向，但随着机器人精度的提升，现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了)。

但相比传统高端设备，如高精度数控机床，激光校准设备，或特殊环境(高温或特低温)设备等，工业机器人尚力不能及。

工业机器人是工业智能化的一个标志，它不仅体现在机械控制系统的智能编程上，还需要外部传感设备支持。为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探索之中，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越来越强大，将在许多领域为人类做出更大贡献。

2.本体厂商对数据底层接口的开放，本体厂商之间标准化接口和编程语言。

传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点，同时接收或设置外围的I/O信号(老和其他设置如夹具，输送线等合作)。而指导机器人这么做得过程，就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境，从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围增广后，这个成本开始显现了。

这些厂商是有理由维护自家的编程环境的，一来工业机器人四十年前就开始规模化做了，那时还没有什么面向对象等现在广为熟知普遍认同的主流先进编程理念，二来萌芽阶段自家技术难免会和竞争对手不同，维护一个编程方式也无可厚非，三来因为他们的大客户往往也是传统的工业大客户，如大汽车厂商，这些客户求稳，自然不希望你机器人过几年就赶个热潮变换编程方式，搞得他们还得扔掉几十年的经验，重新花大钱培训学习。

标准化底层数据接口还有另外一个好处，就是直接给上层的应用级开发带来很多方便的地方。现在，大多数离线编程公司因为没办法拿到机器人底层数据接口，无法直接和机器人通信，所以程序调试起来很麻烦。同时，因为没有底层数据接口，离线编程应用等开发出来的功能也十分有限。这给编程人员和整个机器人应用的广泛普及都带来了很大的苦恼。

3.软件服务公司对机器人通用功能的完善，对工艺数据的处理。

机器人离线编程系统的研制和开发涉及的问题很多．包括多个领域的多个学科。目前工业领域的机器人离线编程软件种类也很繁多，软件的性能和功能也参差不齐，各有千秋。举例来说，国外离线编程软件发展较早，工业应用也比较成熟。像等都是首屈一指的离线软件大佬，他们在国内外的行业应用中，都经过大量的实践检验。国内的工业机器人离线编程软件虽然起步较晚，但是因研发投入较大，重视程度较高，所以进步很大，典型的案例就是北京华航唯实机器人公司的离线编程软件。其公司技术背景一是北航机器人研究所与CAD中心数十年的航空航天项目经验，二是数几十人的优秀研发团队，再加上背后财团的大力支持，商业化后短短两年就发展成国内离线编程软件的领导者，一骑绝尘，可谓成绩不俗。。

离线编程技术是未来工业机器人发展的重点之一，但是，就目前的工业应用来说，软件需要改进的地方还有很多。为推动这项技术的进一步发展，也需要多个方面的研究工作，下面就以大家比较熟悉的国产离线编程软件为例，来具体谈谈软件需要改进的地方：

a)多媒体技术在机器人离线编程中的研究和应用。友好的人机界面、直观的图形显示及生动的语言信息都是离线编程系统所需要的。在这些地方，相比较外国软件，做的已经很好了。当然，这个和它是国产软件，有一群了解中国人软件使用习惯的程序猿有很大关系。良好的人机交互体验能减少软件使用者的上手和学习难度，同时也能增加用户的使用欲望，帮助设计人员更好的工作。

b)多传感器的融合技术的建模与仿真。随着机器人智能化的提高，传感器技术在机器人系统中的应用越来越重要。因而需要在离线编程系统中对多传感器进行建模，实现多传感器的通讯，执行基于多传感器的操作。对于传感器的支持，据我所知，这方面的研究还比较少，国外同行做的也不尽如人意。机器人要想更智能化，传感器是一个非常关键的设备，其相关技术还需要大家共同努力，尽早突破。

c)各种规划算法的进一步研究。其包括路径规划、抓取规划和细微运动规划等。规划一方面要考虑到环境的复杂性、运动性和不确定性，另一方面又要充分注意计算的复杂性。我们知道，离线编程仿真软件，一个非常重要的功能就是，产线轨迹，轨迹规划和轨迹生成。为了减少不必要的成本，提高工作效率，我们使用软件更多的是出于设计方面的考虑。软件可以支持多机器人的产线规划，支持单机器人的轨迹规划和生成，这大大满足了我们工程师在设计方面的要求。

d)错误检测和修复技术。系统执行过程中发生错误是难免的．应对系统的运行状态进行检测以监视错误的发生，并采用相应的修复技术。此外，最好能达到错误预报，以避免不可恢复动作错误的发生。在程序仿真的时候，打开干涉检查功能，会对轨迹中的错误做初步检测。生成后置程序的时候，会对后置的机器人数据做最后的检测过滤，如果发现有不符合程序正常运行的数据，会拒绝生成后置代码。这样做的目的是最大程度减少，来自程序设计本身的失误。这一点需要给的设计人员点个赞，做的真的很好。

在解决上述软件通用功能以后，对工艺数据的整理组织也是一项十分重要的工作。专家库的建立，能够把软件编程和机器人操作的门槛降低，让更多的非专业工作人员进入到智能化产线当中。机器人换人的目的不是让人失业，而是解放劳动力，让设计人员把精力和时间投入到更有价值，更有意义的工作中去。随着全球老龄化的到来，随着员工的更新换代，操作经验和技术工艺也面临传承不济和逐渐流失的风险。如果离线编程软件能做好工艺数据的沉淀和应用，也算是功德一件。对于企业的自身发展，也很有帮助。目前，各个离线编程厂家或多或少都有自己的工艺数据包，像等这样有本体机器人做依托的离线厂家，工艺数据自然丰富强大一些，没有本体依托的软件厂家，也在做相关方面的研究。在东莞也建立起了自己的科学试验站，和多家国内本体厂商合作，专门从事打磨，焊接，去毛刺等工艺研究，现已积累大量可用于工业生产的工艺数据。

总结：只有当上述三个问题得以突破，工业机器人才能摆脱目前只是作为一种机械设备在行业领域应用的现状，从而进入广泛的市场。不止是作为人类的替代或人类能力的延伸，而是成为一个真正能够独当一面的机器人。我们相信这一天的到来，将会是人类科技发展史上非常重要，辉煌的一个篇章。

⑥ 企业在实现智能化生产过程中需要具备哪些必备

智能工厂，就是利用各种现代化的技术，实现工厂的办公、管理及生产自动化，达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、进行安全生产、提供决策参考、加强外界联系、拓宽国际市场的目的。
那么，最终实现工业智能化生产，我们需要从哪些方面共同努力?
工业专用软件
在研发设计方面，鼓励软件企业开发智能化的研发工具软件和工业设计软件，采用“共建共享”机制建设科技情报信息库、专利文献数据库、工业设计素材库等，推广计算机辅助工程(CAE)、工业仿真等技术，提高研发设计过程的自动化、智能化水平，进一步缩短研发设计周期。
在生产加工方面，鼓励软件企业开发智能化的工业控制软件、数控系统，推广智能控制、工业机器人、快速成型、计算机辅助制造(CAM)、网络协同制造、制造执行系统(MES)等技术，提高生产设备和生产线的智能化水平，利用物联网技术实现进料设备、加工设备、包装设备等的联网协作，打造“无人工厂”。
在企业管理方面，鼓励软件企业开发智能化的管理软件。鼓励工业企业开展ERP和MES集成应用，将物联网技术应用于车间管理，实现生产管理的智能化。推广商业智能(BI)系统，鼓励企业建立知识库和知识管理系统，发展辅助决策的“仪表盘”系统，通过对企业经营过程中的各种数据进行统计分析、联机处理和数据挖掘，实现管理决策的智能化。
工业与信息化融合
在企业内部信息化集成应用方面，以信息化推进研发设计与生产制造的集成、生产与管理的集成、生产与销售的集成、业务与财务的集成、总部与分支机构的集成，实现产销衔接、管控一体，提高企业生产经营效率，减低成本，控制风险。在企业之间信息化集成应用方面，以信息化推进产业链协同，鼓励行业龙头企业与配套企业之间进行信息系统对接，相互共享设计、库存、物流等信息，以提高协同效率，降低总成本，实现即时生产。
根据我国工业与信息化融合规划：到2015年，信息化与工业化深度融合取得重大突破，信息技术在企业生产经营和管理的主要领域、主要环节得到充分有效应用，业务流程优化再造和产业链协同能力显着增强，重点骨干企业实现向综合集成应用的转变，研发设计创新能力、生产集约化和管理现代化水平大幅度提升;生产性服务业领域信息技术应用进一步深化，信息技术集成应用水平成为领军企业核心竞争优势;支撑“两化”深度融合的信息产业创新发展能力和服务水平明显提高，应用成本显着下降，信息化成为新型工业化的重要特征。
打造智能装备体系
对于机械装备行业，发展高端智能制造装备，包括高档数控机床、智能工业机器人、自动化成套生产线等，发展智能仪器仪表、智能工程机械等。智能装备是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。
我国将重点推进高档数控机床与基础制造装备，自动化成套生产线，智能控制系统，精密和智能仪器仪表与试验设备，关键基础零部件、元器件及通用部件，智能专用装备的发展，实现生产过程自动化、智能化、精密化、绿色化，带动工业整体技术水平的提升。
“十二五”期间，国民经济重点产业的转型升级、战略性新兴产业的培育壮大和能源资源环境的约束，对智能制造装备产业提出了更高的要求，并提供了巨大的市场空间。未来5-10年，我国智能制造装备产业将迎来发展的重要战略机遇期。
未来，通过在以上三个方面不断努力，我国将加速完成智能制造体系建设，从而做到高效、高质生产，最终实现产业升级目的。

⑦ 工业4.0背景下的我国企业如何走智能化发展道路

立足创新2.0时代，我国必须充分利用新一代信息技术发展机遇，把握面向知识社会的下一代创新趋势，借鉴德国推进工业4.0的经验推动我国从“全球制造大国”向“全球智造强国”的转变，《借鉴德国工业4.0经验建设创新2.0时代的智造强国》对我国我国企业如何在工业4.0背景下走智能化发展道路提出了很好的建议。

资深网络和信息化专家、中国工业经济联合会副会长、前国信办主任陆首群先生指出，要理解和把握德国工业4.0的实质，必须将其放在工业时代创新1.0向信息时代创新2.0转变的背景下，从科学创新2.0、技术创新2.0、管理创新2.0三者的互动来研究，并强调我国要借鉴德国工业4.0经验，把握创新2.0时代趋势，在创新2.0指导下实行颠覆性创新，变“全球制造大国”为“全球智造强国”。我们可以看到工业1.0-3.0阶段创新所带来的是生产方式的变化，是工业社会创新1.0模式，而工业4.0是是知识社会创新2.0模式，实现了服务范式的转变。《工业4.0：应对创新2.0时代的工业创新》一文认为，这种转变将体现在一下几个方面：
工业4.0的开放创新。工业4.0的创新不再仅仅限于工厂的边界以内，创新触角延伸到用户端，传统的行业界限将消失，产业链分工将重组，并会产生各种新的活动领域和合作形式，工业创造新价值的过程逐步发生改变。
工业4.0的协同创新。在虚拟、移动技术支撑下，企业生产环境和方式会有巨大改变，员工将拥有高度的管理自主权，也有利于更多不同教育背景、社会环境的人参与，这种协同的工作进一步推动了推动更多的创新。同时也有利于工业产业链不同的企业间的无缝合作。
工业4.0的用户创新。CPS可以联系到所有参与的人员、物体和系统，利于让实际用户参与到产品设计与服务反馈过程中来,有助于实现产品个性化产品定制。用户可以广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。
工业4.0的开放创新、协同创新、用户创新注重用户的价值，关注个性化需求产品的设计，推动了工业创新从生产范式到服务范式的转变。德国正是想通过工业4.0的创新确保德国制造业的国际竞争力，争夺新一轮技术与产业革命的话语权，这对我国也有很好的借鉴意义。
从科学创新2.0来说，我们应看到智能制造已成为全球制造业发展的新趋势，积极推动在智能测控、机器人、新型传感器、3D打印等领域的创新，推动产业体系的完善与发展。从技术创新2.0来说，应借鉴工业4.0采用“虚拟化的信息网络技术和物理化的智能制造技术的融合”，利用新一代信息应用技术，让工业生产过程更加灵活，实现产品独特的可识别性、个性化产品定制。从管理创新2.0来说，应注重管理、机制、制度的创新，商业模式的创新，重视配套体系、创新生态系统的建设，让中小企业也成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
工业4.0的发展也必将推动创新2.0时代的开放创新、协同创新、用户创新，推动创新2.0时代的社会创新。

⑧ 如何实现工业4.0 打造制造业智能化

制造业智能化现在很火的，了解的人都知道这是大趋势，未来的主导方向。智能化很多企业都只关注智能技术的升级，其实智能化运营管理创新也很重要的！

⑨ 工业4.0趋势下，怎样让工厂真正实现智能化与数字化

通往工业4.0道路上，精益不能缺席！
工业4.0的概念众多，解释也是众说纷纭，但大概意思是，那是一种高度灵活的数字化和智能化生产方式。按照设想，即使在工业4.0的发源地德国，一些相对完善的工业4.0厂家，目前或许能处于3.0左右的水平，所以其实工业4.0仍然是一个模糊的和不确定的未来。它需要全球的企业一起去探讨努力实现。
而在中国制造2025利好政策的鼓舞下，国内已有很多企业开始尝试工业自动化以及工业4.0的技术开发和产品布局，以期在未来中国制造逐步走向工业4.0的升级改造中抢先一步获得商机。同时网上也开始传播格力、海尔、三一重工等企业关于工业4.0示范工厂的视频。好像都在传递着一个信息：工业4.0离我们并不遥远。
这里不得不反思，不顾实际地盲目追求所谓的工业4.0，是不是会适得其反？因为就中国大量的制造型企业来说，管理现状依然停留在工业1.5、工业2.0的低水平上。那么面对席卷全球的工业4.0大潮，这些企业该怎么办呢？他们又如何才能达到智能化呢？我们倒着来进行推导。达到智能化，首先得已经实现局部智慧化了，只需要将整个系统整合起来，便能打造智能工厂；如何达到智慧化，需要有良好的完整的自动化生产线作为基础，添加适当的软件技术，将线扩展到面；而自动化生产线则要求产品、流程、技术等企业最基本的管理都已达到精益化。
由此推导过程可见，精益化是基础，将伴随企业走向工业4.0的整个进程。那么企业如何走精益化道路呢？
第一步，精益设计改造产品。
一个好的产品是一个企业的根本，首先要优化产品结构，进行创意产品设计。精益设计就是强调从源头进行改善的方法论。它运一系列可视化的符号工具，在设计阶段提供客观的评价、分析比较的平台，使得我们设计阶段便可以分析整个产品在生命周期里的相关数据，尤其是在制造阶段如产品重量、加工、质量、成本和人力工学问题等。后端化思考所生产的产品易于面向机器人装配，同时又保证了低成本高质量。
第二步，精益化管理打造卓越流程。
精益管理对于制造业而言，库存量大幅下降，生产周期减短，质量稳定提高，各种资源等的使用效率提高，各种浪费减少、生产成本下降，企业利润增加。通过大量的改善会指向工序智能化和局部自动化，为智能化生产和智能化工厂建设打下良好的基础。同时员工士气、企业文化、领导力、生产技术都在实施中得到提升。革新企业观念，树立精益意识，学习精益思维，营造精益氛围。培育企业变革创新基因也是企业走向工业4.0的重要保障。
第三步，评估层级，再做变革。
在企业达到自动化水平之后，接着就是由线到面的扩展，而精益也不是说抛弃不用了，而是已经成为企业血脉之中的精益文化，它是一个累计叠加的过程。此时需要评估企业在通往工业4.0的道路上所到达的层次，进行业务需求排序，搭建智能制造的框架，构建良好的布局。更多地实现智慧化，将各自局部自动化进行连接。
可见，工业4.0是目标，精益化既是走向工业4.0的手段，也是一个持续的过程。

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