機(jī)器人越來越多時候被放大到智能制造里，機(jī)器人是智能制造的核心，未來工廠機(jī)器人將接管一切，機(jī)器人因此也要適應(yīng)智能制造的發(fā)展方向。
數(shù)字孿生對智能制造產(chǎn)生非常大的影響。從智能制造發(fā)展方向上來講，數(shù)字孿生在整個愿景驅(qū)動下，由卓越制造體系、全場景客戶價值、創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式這三大抓手，及數(shù)字化能力和組織能力兩大基本點(diǎn)，共同構(gòu)成中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心要素。
其中，卓越制造體系是基本。卓越制造體系包括了精細(xì)化管理和決策、動態(tài)需求和供應(yīng)規(guī)劃管理、柔性生產(chǎn)以及全價值鏈的可追溯性；全場景客戶價值主要是站在客戶的角度，通過個性化用戶體驗(yàn)、數(shù)字化產(chǎn)品追溯和新銷售渠道創(chuàng)造新價值；創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式是指上下游協(xié)同、服務(wù)型制造、C2B、產(chǎn)業(yè)鏈平臺等。
數(shù)字化能力也很重要，其包括統(tǒng)一的數(shù)據(jù)治理體系、多級協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、云化服務(wù)化的系統(tǒng)平臺以及智能制造技術(shù)平臺；組織能力包括專門的數(shù)字化項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)、領(lǐng)導(dǎo)力與敏捷化組織、數(shù)字化人才培養(yǎng)計劃等。
全價值鏈建設(shè)
目前，機(jī)器人集成已經(jīng)呈現(xiàn)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化三大趨勢。因此，全價值鏈建設(shè)非常關(guān)鍵。
全價值鏈建設(shè)模式簡單展開理解，即制造端來訂單制造交付的過程。訂單交付過程和訂單獲取過程，與直接端到端的制造方式完全不同，目前看來是傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)化重要的過程，也是在未來完全可能實(shí)現(xiàn)的，很多企業(yè)正著力入手進(jìn)行的關(guān)鍵。
所謂的全價值鏈智能制造，是為了應(yīng)對生產(chǎn)制造場景的變化。其重要的概念性變化在于，企業(yè)不僅僅是只生產(chǎn)企業(yè)訂單，而是客戶訂單也能直接從某一個終端用戶而來。從互聯(lián)網(wǎng)和電商的角度來講，消費(fèi)者才是實(shí)際上真正的終端，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)信息化程度提升，使得整個生產(chǎn)制造流程的過程效率和透明度愈發(fā)提升，因此未來在制造端開始的工作，往往都是從消費(fèi)者需求開始，最后發(fā)展成企業(yè)制造直接對接結(jié)合到終端的模式。
因此，未來整個智能制造和生態(tài)鏈將發(fā)生巨大變化。企業(yè)要去考慮包含了個性化的用戶體驗(yàn)，數(shù)字化產(chǎn)品追溯，客戶觸達(dá)渠道等全場景下的客戶價值。而在整個價值鏈里，信息流和物流無疑是最重要的事情。未來智能制造簡單來說，也是整個把從原材料一直到終端產(chǎn)品，直接交付到消費(fèi)者手上的實(shí)現(xiàn)過程。但在目前狀況下，整個信息鏈雖然已經(jīng)起到很大的作用，實(shí)際上卻依舊不那么通暢。
基于這樣的想法，未來的商業(yè)模式、業(yè)務(wù)模式必然會發(fā)生巨大的變化。蔡亮提出，阿里的犀牛平臺概念前段時間被人們熟知，就是非常徹底的M2N的模式。這種制造模式下，制造端需要考慮如何配合需求和變化，信息化體系、制造體系、交付體系、財務(wù)體系也需要考慮如何跟上需求的變化。智能制造帶來變化的需求，對企業(yè)來說，如何構(gòu)建數(shù)字化技術(shù)，也涉及很多的方面，但要想滿足需求，數(shù)字能力是基礎(chǔ)，信息流也需要因此更加通暢。一旦其中某個環(huán)節(jié)無法完成，就都是空中樓閣。
另外，整個的組織模式也會發(fā)生變化。整個組織方式將會思考如何去實(shí)現(xiàn)M2N的架構(gòu)構(gòu)建，去保障智能制造的模式轉(zhuǎn)變，因此，相對應(yīng)配套的人員能力、人員部署方式、激勵模式和商業(yè)模式也都會發(fā)生變化。
機(jī)器人與智能制造
機(jī)器人是智能制造非常重要的環(huán)節(jié)，未來機(jī)器人替代人已經(jīng)成為共識。蔡亮認(rèn)為，2020年在疫情之下，機(jī)器人需求量被大大放開，也證明了智能制造中機(jī)器人的地位。但現(xiàn)在也發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造升級，不光只是當(dāng)初大多數(shù)人認(rèn)為的成本因素制約，整個制造模式本質(zhì)上都根本應(yīng)付不了特殊情況下的要求。
但蔡亮也提出，機(jī)器人想要接管一切，必須提高機(jī)器人的基礎(chǔ)性技術(shù)。人類需要智能化的機(jī)器人，包括有加視覺和觸覺更接近人，能對于周邊有信息反饋，有信息通道進(jìn)來信息后，機(jī)器人可以做出自主的反饋，這個才算是智能機(jī)器人。
“有了機(jī)器人是不是代表整個智能制造有變化？未必。”蔡亮說，“因?yàn)樗械男畔⑼ǖ啦⒉皇且粋€人看到那么簡單，還有整個價值鏈信息的匯總。先匯總再流動、拆解到制造的每個環(huán)節(jié)，所以機(jī)器人掌管一切，需要有信息來源和整個信息保障的通道。”
在整個制造環(huán)節(jié)里，其實(shí)也存在基礎(chǔ)的智能制造模型，如何加入信息化、數(shù)字化、物理化過程是仍然存在的難點(diǎn)。
從設(shè)計端開始，信息流進(jìn)來后到模擬仿真，到虛擬實(shí)現(xiàn)，再到交付實(shí)現(xiàn)，這種方案下需要全方位模塊架構(gòu)，從而進(jìn)一步延伸出細(xì)分領(lǐng)域，這個理論下的模型，還有存在缺陷的地方，例如在實(shí)際制造當(dāng)中會發(fā)生許多不可控變化，例如模型往往只包含工程端到交付端，最前端的架構(gòu)如何建設(shè)還有很多功課要補(bǔ)，因此大多企業(yè)對此也仍然都在摸索和實(shí)踐中。
數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用
因此，蔡亮認(rèn)為，所謂的數(shù)字孿生技術(shù)，就是把信息化以及虛擬化，能與實(shí)際場景對應(yīng)，所見即所得構(gòu)建智能制造的環(huán)節(jié)。
蔡亮以一段視頻展示了新時達(dá)在虛擬場景下可以看到的工廠如何部署，如何架構(gòu)的實(shí)踐案例。他認(rèn)為，通過數(shù)字化方式，企業(yè)能去模擬智能工廠下生產(chǎn)的效果，可以從制造性、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效率提升、虛擬調(diào)試、整場物流設(shè)計與數(shù)字設(shè)備的現(xiàn)場虛實(shí)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)互動，再加上整個線速物理引擎的全面支持，從設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計效率實(shí)現(xiàn)實(shí)施精確性的提升。
其中，虛擬試運(yùn)行是基于數(shù)字仿真技術(shù)的電氣調(diào)試技術(shù)。其能通過仿真環(huán)境與物理的PLC、HMI等自動化設(shè)備的結(jié)合，完成對PLC程序和機(jī)器人程序的聯(lián)合調(diào)試，在施工前即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計和程序的提前驗(yàn)證，從而降低風(fēng)險成本，提高工程質(zhì)量。
虛擬調(diào)試技術(shù)可在虛擬環(huán)境中調(diào)試PLC代碼，通過以虛擬方式仿真和驗(yàn)證自動化設(shè)備，可以保證設(shè)備的表現(xiàn)能夠達(dá)到預(yù)期，再將這些代碼下載到真實(shí)設(shè)備中，可大幅縮短現(xiàn)場調(diào)試周期。
新時達(dá)在嘗試這些數(shù)字孿生新技術(shù)的同時，也采取了3D掃描技術(shù)，嘗試直接還原現(xiàn)場的環(huán)境。3D掃描工具也是視覺工具，能去掃描正常范圍并重新調(diào)整工廠結(jié)構(gòu)。通過逆向工程，企業(yè)在原有基礎(chǔ)上數(shù)字化虛擬仿真智能工廠架構(gòu)。通過掃描中心的3D建模，新時達(dá)能構(gòu)圖出基礎(chǔ)3D模型，從而在舊工廠改造時比人工還原和設(shè)計更具效率。
通過3D掃描后，整場廠房結(jié)構(gòu)的3D建模能被重新架構(gòu)，變成虛擬智能工廠架構(gòu)。“未來工廠設(shè)計的時候就會慢慢進(jìn)入這樣的模式，以3D掃描建模能把設(shè)備建模同時放進(jìn)去，得到跟實(shí)際非常接近的智能工廠設(shè)計。”蔡亮解釋到。
但設(shè)計完成并不代表結(jié)束，新時達(dá)在這樣的模型下，還嘗試去進(jìn)行虛擬試運(yùn)行，從而可以判斷每個設(shè)備和零部件安裝是不是與跟實(shí)際狀況符合，能不能達(dá)到要求去做試運(yùn)行。通過在虛擬調(diào)試實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行工作，新時達(dá)也能在虛擬環(huán)境下面生成相應(yīng)程序代碼，將來直接使用到實(shí)際應(yīng)用中。
據(jù)蔡亮介紹，新時達(dá)目前也已經(jīng)陸續(xù)將虛擬化設(shè)計在小的項(xiàng)目開始進(jìn)行嘗試，且得到了很好的實(shí)際應(yīng)用的效果。
在未來，數(shù)據(jù)匯總對設(shè)備未來維護(hù)和提高將起到越來越大的作用，企業(yè)抓經(jīng)營化數(shù)據(jù)將會直接生產(chǎn)提高數(shù)據(jù)，也是對設(shè)備目標(biāo)廣泛提高精細(xì)化管理的依據(jù)。
