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05/24/2024|机器人技术和人工智能

智能自动化,迈向可持续发展的未来

在过去的四十年中,机器人技术已成为制造业的 "日常工具",而人工智能(AI)在数控制造业中的应用仍处于起步阶段。

然而,自动化与人工智能之间相互作用的潜力已经可以预见,并有望同时应对技术工人短缺和气候变化等多项挑战。

早在 20 世纪 60 年代,第一台机器人就被用于工业生产环境中的汽车行业。然而,大约二十年后,自动操作助手才首次进入机床行业,承担起材料搬运、工件上下料和装配流程等任务。又过了 40 年,机器人在车间不再是 "异类"。现在,越来越多的中小型企业在提高生产率和效率,特别是延长机床使用寿命方面,开始依赖于灵活的自动化技术。

机器人的使用提高了生产率和效率,尤其是机器的使用寿命
机器人的使用提高了生产率和效率,尤其是机器的使用寿命

机器人在生产技术中的普及在 DMG MORI 也是显而易见的,自动化是当前加工转型Machining Transformation (MX)的支柱,近年来该领域的订单不断增加。作为世界领先的高精度机床制造商,DMG MORI 的自动化产品系列也相应地非常广泛,共有 14 个产品系列的 58 种产品。应用领域从单台机床到庞大的柔性制造系统,DMG MORI 始终秉承 "自动化从单一源头开始 "的宗旨,为客户设计和实施这些系统,现在甚至还配备了无人驾驶运输系统,为生产单元和系统提供工件、托盘、刀具、芯片和操作材料,所有这些都由 CELL CONTROLLER LPS 4 控制,该系统还为从车间到公司 IT 的垂直整合搭建了桥梁。

这为 "熄灯工厂 "的愿景铺平了道路,实现了智能控制工厂的完全自动化。这一开创性理念的目标是能够以最少的人力全天候生产不同批量的工件。原材料、工件、工具和操作材料将自动交付或处理并运走,同时所有工作流程、机器和工艺都将根据数控生产中的相应条件和要求进行自适应调整。

这直接引出了机械加工转型Machining Transformation (MX)的另一个支柱,即 DMG MORI 的数字化转型Digital Transformation (DX),特别是数字双胞胎和人工智能。数字双胞胎--物理系统的完整虚拟复制品--能够对制造过程进行实时的详细监控和优化。它们可以深入了解机器的性能和状态,从而实现主动维护和优化。人工智能工具的集成通过识别所收集数据中的模式,使用户能够执行预测分析和实施自适应控制机制,从而大大扩展了制造能力。

Digital twins
数字孪生(物理系统的完整虚拟复制品)可对生产流程进行实时详细的监控和优化。

诚然,数字双胞胎和人工智能尚未成为数控制造商日常生活的一部分。但考虑到最近数字化转型的发展速度,尤其是人工智能领域的创新步伐,这两个热门话题进入常规制造领域似乎只是时间问题。未来的重大挑战尤其证明了这一点,必须为这些挑战找到答案。这里应该提到的是企业中技术工人的日益短缺,以及制造业的绿色转型Green Transformation (GX),这是加工转型Machining Transformation (MX)和 DMG MORI 可持续应对气候变化的又一支柱。

机器人、自动化和人工智能(AI)是金属加工和数控制造生命周期评估的希望之光。尽管它们的使用听起来很有远见,但已经明显出现在地平线上的好处同样令人信服:

有效利用资源

  • 延长运行寿命:机器人与人工智能相结合,可延长生产设备的有效使用寿命,并实现自适应规划程序。
  • 精度和准确性:机器人和人工智能控制系统工作精度高,可最大限度地减少因生产误差造成的材料浪费。
  • 优化材料使用:人工智能算法可以通过计算最佳切割路径和最有效的材料分配来优化材料使用。

节约能源

  • 优化机器控制:人工智能可以通过调整加工参数和优化运行时间来降低机器能耗。
  • 预测性维护:通过预测性维护,可以及早发现和维修效率低下的机器,防止因低效运行而造成能源损失。

减少浪费

  • 最大限度减少浪费:机器人和人工智能系统可以实时检测并自适应纠正错误,从而减少废品和废料的数量。
  • 回收和再利用:人工智能有助于开发可提高回收金属废料比例的工艺,并有效地将这些废料重新纳入生产周期。


优化生产流程

  • 自动化流程优化:机器人和人工智能不断分析工作流程和工序中的数据,并提出改进建议,从而更有效地利用资源。
  • 灵活性和适应性:通过使用机器人和人工智能,制造系统和流程可以快速适应新要求,避免不必要的生产运行和相关资源消耗。

减少排放

  • 降低能耗:更高效的机器和优化的工艺可降低能耗,从而减少二氧化碳排放量。
  • 改善物流:通过优化生产和物流流程,可以降低运输成本和相关排放。

可持续创新

  • 开发环保技术:在研发方面,人工智能可以帮助确定和开发新的、更加环保的技术和材料。
  • 生命周期管理:人工智能可以监控和优化产品的整个生命周期,从而实现更可持续的生产方式和更长的产品寿命。

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