伴隨全球制造業(yè)格局的變化以及中國(guó)制造業(yè)的崛起，數(shù)字化、大數(shù)據(jù)正在開(kāi)啟新的篇章。這也意味著許多的企業(yè)正在面臨轉(zhuǎn)型，擺脫傳統(tǒng)的制造方式，升級(jí)為智能的制造方式，而智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實(shí)踐模式，已經(jīng)成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主旋律。

2020年一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情，使得不少制造企業(yè)都面臨著生產(chǎn)難題，如何保證人員安全同時(shí)又快速高效復(fù)產(chǎn)復(fù)工成為制造業(yè)復(fù)蘇亟須思考的重點(diǎn)。而對(duì)智能工廠來(lái)說(shuō)，這些難題卻迎刃而解。

在這種情況之下，智能工廠再度成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。讓很多制造企業(yè)把眼光投向了智能制造，希望借助智能化生產(chǎn)，提高運(yùn)行效率，降低對(duì)人工的依賴?？梢哉f(shuō)，疫情成為了中國(guó)工廠加速智能化的催化劑。

當(dāng)下，很多企業(yè)都在規(guī)劃建設(shè)智能工廠。那么，智能工廠的規(guī)劃要考慮哪些核心要素？如何才能讓智能工廠這一目標(biāo)觸手可及？今天，我們就以當(dāng)下最熱的口罩生產(chǎn)線為例，一起來(lái)探討下。

為“智”造打開(kāi)新“視”界

工業(yè)4.0離不開(kāi)智能工廠，而智能工廠的建設(shè)離不開(kāi)機(jī)器視覺(jué)。機(jī)器視覺(jué)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和智能化的必要手段之一，相當(dāng)于人類視覺(jué)在機(jī)器上的延伸。作為智能工廠中至關(guān)重要的一環(huán)，機(jī)器視覺(jué)正與人工智能更加完美地融合，帶來(lái)更加可擴(kuò)展的自動(dòng)化應(yīng)用，以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更多人力資源的釋放與轉(zhuǎn)移。

作為工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的環(huán)節(jié)，質(zhì)檢工序往往是制約效率提升的瓶頸。原因在于，傳統(tǒng)人工目檢的方式不僅存在人力成本高、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等弊病，檢測(cè)精度也會(huì)隨著質(zhì)檢工人疲勞度的增加而大幅降低。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，許多企業(yè)正開(kāi)始嘗試在生產(chǎn)線中運(yùn)用基于人工智能（AI）的工業(yè)視覺(jué)技術(shù)來(lái)提升品檢的效率與精度。

例如，以目前許多企業(yè)都在生產(chǎn)的KN95/N95口罩為例，在實(shí)際生產(chǎn)中，口罩在出廠前需要接受表面異物、鼻梁線和海綿條平整度、以及封邊寬度和耳線的點(diǎn)焊狀態(tài)等方面的檢測(cè)，保證產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)，以確?？谡帜芘c面部保持良好的密合性。

為此，匯川技術(shù)提供了一種基于英特爾??酷睿?處理器，兼具AI與高性能邊緣計(jì)算能力的視覺(jué)控制器平臺(tái)?KINOVISION，幫助?KN95/N95?口罩企業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化缺陷檢測(cè)。

在實(shí)際應(yīng)用中，檢測(cè)量達(dá)到了每分鐘檢測(cè)150件，準(zhǔn)確率達(dá)99.98%，并在平均每條生產(chǎn)線減少2-3名檢測(cè)人員的情況下，仍可實(shí)現(xiàn)7x24小時(shí)無(wú)間斷生產(chǎn)，在提高檢測(cè)效率、保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，有效降低了人工成本。

從這個(gè)案例中我們可以看到，機(jī)器視覺(jué)具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和適應(yīng)較差環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

作為智能制造領(lǐng)域采集和處理生產(chǎn)信息的關(guān)鍵技術(shù)，基于 AI 的工業(yè)視覺(jué)技術(shù)表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)。一方面，它避免了依賴人工而存在的弊端；另一方面，極大的拓展了生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)條件，無(wú)需近距離接觸危險(xiǎn)的工作環(huán)境。

更加靈活的智能工業(yè)控制系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化是未來(lái)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和工業(yè)轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器（PLC）以其可靠性高、穩(wěn)定性好、編程靈活、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。但就目前而言，PLC運(yùn)用在工業(yè)自動(dòng)化控制中還存在一系列問(wèn)題，導(dǎo)致無(wú)法有效滿足某些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π屎途鹊母咭蟆?/p>

同樣以上述 KN95/N95 口罩生產(chǎn)線為例，傳統(tǒng)產(chǎn)線部署中，很大一部分的工作量來(lái)自于機(jī)械相關(guān)的安裝和調(diào)試，尤其在印花與切刀的相位同步和送鼻梁條與推鼻梁條的機(jī)械動(dòng)作時(shí)序更是耗時(shí)耗力，一般需要多個(gè)工程師同時(shí)配合，反復(fù)多次嘗試才能完成。

傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式生產(chǎn)線

在傳統(tǒng)的控制方案中，脈沖控制步進(jìn)電機(jī)，不僅高速易丟步，還影響效率和控制精度。但如果采用全伺服電氣解決方案，用戶便可以更智能、精準(zhǔn)地協(xié)同各產(chǎn)線部件。不過(guò)，這對(duì)控制器的計(jì)算處理能力要求較高，原有的一些PLC的算力在面對(duì)復(fù)雜的協(xié)同操作時(shí)就顯得有些“捉襟見(jiàn)肘”。

如果用戶有一臺(tái)基于 PC 的多功能智能控制器，就能替代傳統(tǒng)產(chǎn)線中的PLC?、HMI?等一系列單功能控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)成本和周期的降低，幫助用戶降低運(yùn)維難度，最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈降本增效。

智能工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用使得工業(yè)生產(chǎn)效率得到有效提升，同時(shí)也避免了人員的繁瑣調(diào)試。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，制造業(yè)的生產(chǎn)模式正在從大規(guī)模剛性制造轉(zhuǎn)向小批量柔性制造，此時(shí)更需要靈活智能的工業(yè)控制系統(tǒng)作為支撐。

柔性制造加速制造業(yè)數(shù)字化進(jìn)程

柔性制造也是智能工廠的重要特點(diǎn)之一，它代表了企業(yè)適應(yīng)內(nèi)外部環(huán)境變化的能力，考驗(yàn)的是企業(yè)的反應(yīng)速度。傳統(tǒng)的剛性制造主要是單一品種的大批量生產(chǎn)，而柔性制造的模式則是以市場(chǎng)為導(dǎo)向。

例如，面對(duì)突如其來(lái)的新冠疫情，口罩一時(shí)間成為市場(chǎng)上的緊缺物資。因此眾多企業(yè)紛紛跨界，在極短時(shí)間內(nèi)便實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)。這種轉(zhuǎn)產(chǎn)，就是制造企業(yè)實(shí)行柔性生產(chǎn)的成果。

巨大的需求缺口要求轉(zhuǎn)產(chǎn)企業(yè)分秒必爭(zhēng)，但轉(zhuǎn)產(chǎn)并非易事。作為直面病毒的首道屏障，口罩的質(zhì)量至關(guān)重要。也就是說(shuō)，生產(chǎn)企業(yè)既需要保證檢測(cè)效率和準(zhǔn)確率，更需要快速進(jìn)行產(chǎn)線部署，兩項(xiàng)內(nèi)容至關(guān)重要，而助力企業(yè)順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)這一目的的一大利器便是基于人工智能技術(shù)的智能化應(yīng)用。

在上文提到的口罩生產(chǎn)案例中，匯川便是通過(guò)與英特爾? 酷睿?處理器、英特爾? 邊緣控制軟件（英特爾? ECS） 以及?OpenVINO?工具套件相結(jié)合，推出了全伺服電氣解決方案和自動(dòng)化缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，以此幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線快速部署和高效生產(chǎn)。

從貫徹本文的口罩生產(chǎn)案例中，可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)器視覺(jué)是自動(dòng)化生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)“感知”的重要一環(huán)，而控制系統(tǒng)則決定了能否達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)中所需要的精度和效率要求。

通過(guò)人工智能將影響智能工廠中柔性生產(chǎn)的兩大主要方面有機(jī)結(jié)合，再利用虛擬化技術(shù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)軟件定義后的硬件設(shè)備靈活配置，便能夠支持企業(yè)快速上馬新的生產(chǎn)流程與工藝。

當(dāng)下，制造業(yè)正處于向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，每個(gè)企業(yè)都在積極探索智能工廠的建設(shè)路徑，他們的切入角度各不一樣，有從設(shè)計(jì)端切入的，有從生產(chǎn)端切入的，有從管理維度切入的，不妨考慮以人工智能為基礎(chǔ)，將人工智能和制造系統(tǒng)相結(jié)合，打造全產(chǎn)業(yè)鏈支持的智能工廠解決方案。

人工智能正成為締造未來(lái)制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，讓工廠能夠更加“聰明”的進(jìn)行生產(chǎn)。未來(lái)，人工智能和制造系統(tǒng)的結(jié)合將是必然的，這將有效提升企業(yè)控制管理系統(tǒng)的能力，使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境獲得更好的優(yōu)勢(shì)。

那么，你準(zhǔn)備好了嗎？機(jī)器視覺(jué)+智能工業(yè)控制+柔性制造，便可以讓你在實(shí)現(xiàn)智能工廠的道路上更進(jìn)一步！
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