智能制造：融合数字世界和物理世界

智能制造通过将数字技术与物理领域相融合，帮助汽车制造商提高效率并加速创新，从而实现我们以前从未见过的事情。

尽管汽车和制造格局的变化导致了供应链的中断和复杂性，但机会的灯塔已经出现——数字世界和物理世界的融合。 汽车制造商正在放弃传统制造，转而采用更灵活、创新的工作流程，这一非凡的旅程正在永久重塑汽车制造。 让我们探讨汽车智能制造的进步，这些进步使数字技术与物理领域的集成成为可能，以及它们将对行业产生什么影响。

智能汽车制造的兴起


尖端技术的出现使制造商能够将技术无缝集成到以人为本的活动中。 其中一些技术包括：

  •  物联网 (IoT)
  •  人工智能
  •  机器人技术
  •  添加剂制造

理论上，利用这些技术可以让汽车制造商实现更高的效率和生产力，并提高质量，而不会给现有的团队带来负担。 人类是伟大的工人，但容易因疲劳、分心或不知所措而出错。 通过将机器（永不疲倦或错过任何细节的机器）融入其中，人类可以更自由地做人类最擅长的事情：创新和解决问题。

连接智能制造点


让我们仔细看看汽车行业正在采用哪些技术。

基于云的平台和连接

云计算提供可扩展的存储、计算能力和无缝连接，以应对高需求时期和缩减规模。 由于云计算提供了对可扩展计算能力的按需访问，因此制造商可以利用处理量大、资源密集型的技术。 事实上，本文中的所有内容都需要这种类型的处理； 云平台促进数字系统的集成。 通过将 ERP 系统、制造执行系统 (MES) 和其他软件应用程序连接到云，制造商可以实现无缝数据流和互操作性。 这种集成优化了生产计划、库存管理、需求预测和供应链协调。

基于云的平台在融合物理和数字领域方面发挥着至关重要的作用。 它们提供集中式数据存储和可访问性，旨在处理智能制造生成的大数据量。 汽车制造商可以分析整个制造生态系统的数据，以改进流程并降低风险。 这些平台可以实现更好的协作，打破孤岛并鼓励跨职能参与。

数字孪生技术

数字孪生允许制造商创建物理资产和流程的虚拟副本。 这种数字模拟允许制造商在不中断实际操作的情况下测试场景，然后将见解应用于物理制造组件。 这可以提高生产效率并简化质量控制。

人工智能算法可以在这些数字双胞胎中“发挥”作用，以了解什么最有效并发现导致效率低下的模式。 它还可以更好地预测维护需求，并为安排维护请求提供选择，从而尽可能减少停机时间。 尽管人工智能在数字环境中运行，但它反映了决策者可以升级和优化的物理位置。

虚拟和增强现实

汽车行业已经采用 VR 和 AR 技术来帮助设计和生产流程的发展。 例如，工程师和设计师可以使用 VR 来可视化和完善车辆设计，这有助于减少错误并加快迭代速度。 在工厂车间，AR 使装配线工人能够访问实时指令并将数字信息叠加到物理对象上，从而提高准确性和效率。

大数据分析和机器学习

由物联网传感器和其他工厂数据推动的大数据分析和机器学习可以分析信息，以实现主动决策并最大限度地提高运营效率。 它在物理领域中寻找模式，在虚拟领域中分析这些信息，然后提供下一步指导来优化生产工作流程并处理预测性维护。 例如，在整个生产过程中集成的物联网传感器可以实现实时监控和数据收集，从而确保增强的安全性和质量控制。 制造商可以主动检测并解决问题，从而提高产品质量和客户满意度。

这一切都意味着车间和整个制造过程中的操作更加顺畅、安全。 通过识别异常和模式，人工智能驱动的系统可以防止设备故障、减少停机时间并优化维护计划，最终提高运营效率并降低成本。

提高效率：将物理世界带入数字世界


制造商还使用带有数字元素的物理组件。

机器人流程自动化

汽车制造商正在部署机器人来执行重复性和劳动密集型任务。 机器人更加精确，可以减少错误，并使公司能够保护工人免受潜在危险的工作的影响。 RPA 使人类工作者能够专注于更复杂和增值的活动。

  •  自动执行重复性任务：软件机器人可自动执行传统上由人类执行的基于规则的任务。 它们被编程来执行数据输入、报告生成和质量检查等任务。 RPA 减少了人为错误，并让人类工作者能够专注于其他更深入的任务。
  •  简化数据集成：RPA软件机器人可以与各种数字系统交互，从而轻松交换信息。 这有助于弥合系统、传感器和生产设备之间的差距。
  •  持续改进：RPA 系统中的软件根据历史数据和以前的模式进行学习和适应。 它可以识别流程优化的机会，并可以从人类操作员的行动和决策中学习，从而创造更加敏捷和适应性更强的制造。

协作机器人（Cobot）

在某些情况下，机器人不会取代人类，而是与人类并肩工作。 协作机器人已成为智能汽车制造领域的重要组成部分，使人类能够更高效地完成更复杂的任务。 协作机器人是专门为与人类操作员一起协作和工作而设计的。 他们的编程使他们能够理解和响应人类行为，并在人类和机器人之间建立和谐的工作流程。

创造更好的工作条件：协作机器人可以处理重复性和体力要求较高的任务，例如重型搬运、精确装配和质量检查。

提高灵活性：协作机器人还擅长适应动态生产需求。 人类团队可以轻松地重新编程和重新配置，以在不同的工作站上执行任务，从而减少停机时间和设置成本。

连接传感器数据：协作机器人与物理环境交互以收集实时数据。 例如，他们可以在装配或质量检查期间定位零件、检测异常并测量力。 这促进了物理世界和数字世界之间的数据交换。

智能制造创新：用数字创造实体


增材制造不仅使汽车制造商能够检查或增强物理环境及其工人，而且能够创造全新的组件。 增材制造通常称为 3D 打印，可以生产复杂的组件，同时减少材料浪费并缩短交货时间。 制造商可以利用它进行原型设计、定制零件生产，甚至按需零件的本地化生产，以更灵活的方式简化供应链。

拥抱数字物理融合


智能汽车制造代表着汽车行业的未来。 制造商可以通过将数字技术与物理领域相结合来实现更高的效率并加速创新，从而实现我们以前从未见过的事情。 数字和物理的融合使制造商能够在充满活力且不断变化的全球市场中确保竞争优势。

作者：Elizabeth Wallace