西门子助力未来工业实现人工智能劳模升级

    二十世纪七十年代，自动化设备和工业机器人的出现将人类从许多繁重的体力劳动中解脱出来， 因此生产力实现了飞跃式的提升。然而传统自动化和工业机器人往往都在高重复性高，批量大的生产场景下工作，其工作环境相对固定，且机器人运动轨迹和控制逻辑都需提前规划。如果产品或工艺经常变化，工厂必需回归人工来保证生产系统的柔性，而且很难做出及时的在线调整并实施。例如在传统的电子装配流程中，仍配备大量的人工操作，是由于其产品更新迭代非常快，生产工艺就会不断的改变，同时电子装配过程中有一些柔性的零件，导致传统的工业机器人无法很好在适应这样的环境下工作。

    在这样的高速发展的市场趋势下，传统的自动化和工业机器人大概率将无法满足行业需求。所以在未来，工厂需要利用更先进的机器人去处理动态变化的，更灵活的工况。将最新的人工智能技术在工业场景下进行延伸并应用于这种动态的工作环境，应对不断变化的产品和工艺，是实现设计制造一体化的柔性生产系统的重要发展方向。

    从传统工作流

    到智能制造系统设计方式的转变

    西门子提出，未来的生产需要一个柔性自主的制造系统，并由闭环的数字孪生系统进行驱动。基于这种先进理念，西门子推出的数字化平台，它基于不断完善的数字孪生技术，利用人工智能对设计和验证进行无缝支持，对工业物联网的数据整合，同时保证软硬件一致的虚拟调试，让企业在数字化世界中进行的设计能够无缝的传递和实施到工厂车间的各项自动化和机器人设备。同时平台提供开放的API二次开发接口，用于调整用户体验，让不同客户按照实际情况用最适合的方式来应用西门子的软件。

    西门子这种开拓级的应用理念直接将产品设计的需求左移到制造工艺设计和生产系统设计过程中，通过数字化的平台进行工艺规划、仿真验证、虚拟调试。而人工智能的引入将大大加快这个设计的过程，目标是用技术驱动的自动化手段将设计人员从重复劳动中解放出来，加速企业进行设计迭代和商业决策，同时在工业现场引入传感器以及物联网技术以支撑先进机器人进行个性化的生产。企业则可将更多的时间和资源投入到数字化的世界中时，减少在现实世界中的资源与时间的占用，缩短项目周期，加大研发的成功率和产品的可生产性，同时改善企业财务报表。同时，西门子在诸多自动化设备的硬件中加入了人工智能模块，包括现场设备和边缘设备，配合后台的服务，利用边缘计算和人工智能对产品的整个生命周期进行持续改进。

    在这个智能制造系统中，西门子提供的技术利用仿真软件对机器人进行运动控制规划、离线编程、 并将机器人控制程序下载至实体机器人控制器，同时加入全数字化的虚拟上位调试，调试控制逻辑和人机交互界面，来驱动生产单元或者整个生产线的规划、设计、验证、与实施。利用全面的数字化孪生来客户创造价值，在数字化世界中前移设计工作，达到更好的风险控制。生产过程的设计与规划可导入到虚拟现实的环境中，利用用虚拟现实的技术对机械、电气、控制和人机交互界面进行完整的虚拟调试和验证，同时也支持多用户的远程协作，为客户提供一个沉浸式的体验，用于远程项目评审或操作教学培训 。与此同时，如果在电气的装配中遇到一些题诸如柔性的零件的使用，或者生产工具没有那么精准的时候，利用人工智能的方式加速先进机器人对于闭环控制的实施，来完成这个机器人对柔性零件的一个装配或者搬运。这已经不仅仅是在计算机环境内进行测试验证，而是同时可以直接与现场硬件设备包括传感器，机器人控制器等等进行一个联合的调试，可有效降低对工程人员的知识、技能、和经验要求，加速了整个项目现场的落地。

    工厂运营全方位升级

    未来工厂中，利用西门子基于工厂智能化运营的理念与技术系统的先进机器人将帮助企业实现智能运营场景下的三大升级，及时无需大量人工操作也能从容应对动态变化的产品设计和工艺技术：

    强化感知

    即工厂智能运维升级，西门子平台将利用大量的数据采集以及不断的监督学习技术，预测异常状态预警和风险趋势预测，通过人工智能技术的应用让工业用户实现从传统传感到智能化认知的升级。

    优化控制

    利用西门子的平台对工厂的生产线自动化控制，将这收集到的数据进行进一步的分析，并利用智能化的算法进行参数的寻优。同时考虑这一系列参数在整个工厂当中的关联性，并将这些关联性其实进一步的综合分析，实现精准到最佳的优化控制。

    锐化运营

    通过西门融合多种智能化技术，帮助工业用户从当前的单部门分析模式，逐步实现各部件间协同合作升级，进一步打通整条价值链中的关联，从而实现一系列运营提升。

    西门子数字化工业不断地对先进技术进行探索与融合，利用西门子数字化工业集团的成熟的工业技术，包括人工智能、物联网、大数据分析、工业仿真、机器人模拟、虚拟调试等等与未来工厂接轨，致力于搭建先进的数字化平台，将未来的工作流转变成为一个高效、灵活、可支撑商业决策的流程。并让拥有各种数字化先进技术的机器人和人工智能参与、管理和驾驭工艺流程的复杂性，成为未来企业永不懈怠的“劳模”，为企业构建核心竞争力助一臂之力。