Ashish Patwardhan，施耐德电气部门营销经理。经过多年的炒作，数字化工厂——通过新的硬件和软件全面整合来自开发、生产和供应商的数据旨在提高效率——正在逐渐成为现实。几位从业者表示，这在一定程度上是由于更灵活的机器人技术和仿真技术，它们的出现使制造商原本模糊的数字工厂概念变得切实可见。
这波最终的数字化浪潮对制造业劳动力意味着什么市场还不明朗。显而易见的是，在短期内，对于那些投身于此的制造商来说，他们将经历成长的烦恼，并可能在效率和创新方面获得巨大收益。
“我们相信未来的工厂是这样的工厂，您可以坐在家里观察工厂并控制生产、更改产品……进行设置并获取分析数据，同时获取施耐德电气部门营销经理 Ashish Patwardhan 说。
他补充说，这一切都可以通过智能手机完成。
这个未来可能会更近他说，这比一些人想象的要多，并指出数字工厂的一个基本先决条件——机器相互交谈的能力——已经可以通过用于包装的 PackML 等开放标准实现。
“这始终是一个步骤-循序渐进的过程，”Patwardhan 在谈到向数字工厂的演变时说道。 “我认为这更多地与资本投资和可能性有关，而不是技术。话虽这么说，今天机器人技术和软件集成以及 ERP [企业资源规划] 的集成正在发生系统。”
尽管如此，尽管数字工厂在很大程度上在技术上是可行的，但一些分析师认为阻碍许多公司实现它的障碍是人为的。
一些制造商根深蒂固西门子过程模拟专家道格拉斯·奥尔蒂斯 (Douglas Ortiz) 说。 “有些公司会从中找到 [安慰]，他们就是这样做的，这就是它的运作方式，不管它是否昂贵和繁琐。”
但这堵阻力墙将逐渐他预测说，随着制造商意识到“维持现状的代价太高而无法不采用新技术”，制造商将崩溃。
机器人、仿真将成为驱动因素
而机器人已经存在多年，它们正以几年前难以想象的方式变得越来越不可或缺。现在，协作机器人或协作机器人可以在工厂车间与人类一起工作。在汽车4 月份在芝加哥进行的改造中，一个在展厅里漫游，另一个具有柔软的外“皮肤”以吸引人的触感，当它感觉到它正在与人类接触时停止运行。
James Stettler，一个巴克莱资本分析师估计，全球协作机器人市场将从 2015 年的 1 亿美元激增至 2020 年的 30 亿美元。与此同时，据 Robotic 称，去年是北美机器人订单和出货量创纪录的一年行业协会。该协会表示，2016 年出货了 34,606 台机器人，价值约 19 亿美元，数量比上一年增长了 10%。
气动和电气自动化公司 Festo Corp. 越来越多地转向其该公司负责电气自动化的高级产品经理 Nuzha Yakoob 表示，他们将目光投向了机器人技术。
在 4 月份的德国汉诺威工业博览会贸易展上，Festo 推出了一款新的协作机器人产品，旨在使装配线更加“模块化，” 或能够使用小型自动化单元执行特定任务。 Yakoob 说，这种模块化生产是为“大规模定制”做准备的一种方式，在这种方式下，制造商可以相对便宜地大规模生产定制商品。
这是为特定产品设计的，现在你正在考虑构建模块化单元或小型自动化单元，它们可以完成非常具体的任务，”她说，并补充说，“它们实际上远没有”它们的前辈复杂。” p>
机器人也可以成为工业物联网的重要组成部分，罗克韦尔自动化的商业项目经理 Khris Kammer 说。他说：“他们拥有大量可以从中提取的数据，这些数据可用于改进工作，而这些工作直到现在还没有完成。”
罗克韦尔与罗克韦尔建立了密切的合作伙伴关系与日本机器人巨头发那科公司合作.该公司为汽车行业生产高科技设备，结合了 FANUC 的机器人技术和罗克韦尔的可编程自动化控制器。
机器人“是工厂车间中数据最丰富的东西之一，因此它我们正在做的事情的很大一部分，”Kammer 说。
模拟未来
数字工厂的另一个组成部分是模拟，包括试运行零件的能力通过制造过程，而无需实际这样做。与机器人技术一样，这个概念已经存在了几十年，但现在越来越受欢迎，部分原因是技术进步。
西门子用于工厂模拟的 SIMIT 软件已经以一种或另一种形式存在了二十多年，Ortiz 说.最初是用于验证西门子能源产品的内部工具，后来发展成为帮助客户在离线模拟器上培训操作员的软件。
Douglas Ortiz，过程仿真专家在西门子。如今，SIMIT 拥有与数字控制系统组件（如电机和阀门）相对应的“库”，Ortiz 说。操作员可以使用该软件来模拟阀门上的压降可能是什么样子，工厂会如何反应。
“您正在释放资源来为您做更多、更好的工作，而不是仅仅在 30 个不同的地方进行补救检查和验证数据是否正确输入，”Ortiz 说。
施耐德电气的 Patwardhan 回应了这一点，他说数字工厂不一定意味着工人的工作岗位减少，而是不同的、更高技能的工作与机器人或实施软件一起工作。就像汽车工业用机器取代了焊工，并找到了其他工作他预测，对于工厂车间的人们来说，制造业劳动力市场将在实施机器人技术和其他进步的同时保持强劲。
罗克韦尔自动化的制造业客户正在热衷于“数字孪生”，或使用数字化版本的Kammer 说，有形工厂资产可以分析其性能。 “我们已经看到在运营阶段应用这种技术带来的巨大好处。”
其中一个客户是食品和饮料行业的容器制造商，它能够以很高的速度生产他说，例如，通过使用数字双胞胎来比较机器维修间隔时间。 “数字双胞胎概念对他们来说意义重大，因为他们实际上已经能够对设备与设备进行基准测试，”他补充说，但拒绝透露客户的姓名。
实时维护以保持健康
预测性维护，或监控机器健康状况的能力了解将其下线进行维修的最佳时间，也是数字工厂的重要组成部分。 Yakoob 说，预测性维护正在兴起，部分原因是公司正在探索如何安装处理器以随时间收集性能数据。
为了充分利用更多在线传感器，工厂可以利用云计算和详细信息分析，她说。反过来，这可能会促成下一阶段的智能维护——“规范性维护”——或采取主动措施来减少甚至消除机器故障。但她补充说，该行业还没有这方面的带宽。
“目前，我们没有这些数据，”Yakoob 说。 “我们过去没有收集过这么多数据。你需要收集机器内各个层面的信息，从如此多的传感器中得出一个模式，然后根据该模式创建这些智能算法。”
人为障碍
瓦尽管技术障碍依然存在，但通往数字化工厂的道路上的障碍大多是人为造成的。
Yakoob 表示，缺乏对工业 4.0 现状的认识，工业 4.0 是包括云计算在内的更广泛的自动化制造概念，正在阻止许多制造商利用这一现象的好处。
“我认为在该领域还有很多工作要做；她说，有些人甚至不了解“工业 4.0”的概念。 “对于那些理解的人来说，有些人认为这是未来的事情，他们还没有真正准备好实施，这是不正确的。”
Memex CEO David McPhail西门子用于工厂模拟的 SIMIT 软件已经存在奥尔蒂斯说，二十多年来一直以一种或另一种形式存在。最初是用于验证西门子能源产品的内部工具，后来发展成为帮助客户在离线模拟器上培训操作员的软件。
虽然少数顶级制造商在数字化方面掀起了波澜，但绝大多数商店Memex 首席执行官大卫·麦克菲尔 (David McPhail) 表示，仍未采取从工厂车间获取实时数据的先决条件。
企业]能够将他们的工厂数字化......考虑到采用曲线仍然很浅，“他说。 “现在，我认为我们需要做的是呼吁制造商采取行动，至少让他们的资产连接起来。”
平滑跑道
大型自动化公司正在尝试通过使技术更易于使用，使中小企业向数字工厂的飞跃变得不那么令人生畏。
西门子，例如据 Ortiz 称，ample 一直试图通过更简单的功能使其模拟软件对小型商店更具吸引力。他说：“我们这样做是为了帮助那些规模较小的公司在没有这些额外技术资源的情况下也能渡过难关。”
罗克韦尔自动化正在努力让工厂更容易处理联网机器附带的数据流，Kammer 说。
罗克韦尔正在探索如何使用机器学习和预测分析来减少公司“对拥有数据科学家或知道如何进行回归分析的博士的依赖”，他补充说。
这意味着为用户提供开箱即用的分析，他说罗克韦尔通过使用标准以太网来做到这一点。
Patwardhan 也表达了类似的观点，他说施耐德电气的产品围绕机器对机器通信构建。 Web 服务器在公司的可编程逻辑控制器上无处不在nd 人机界面，他说，允许远程访问设备。这种连通性降低了探索数字工厂所需的人类专业知识的门槛。
Patwardhan 指出，向数字工厂的转变对于大型跨国公司来说也是一个难题。
他说，像可口可乐或通用磨坊这样的工业巨头拥有众多工厂，设计一个将它们全部数字化的战略对于一个时间紧迫的行业来说可能非常耗时。
“你会更换所有的机器吗？你能保留一些机器吗？ Patwardhan 补充道，列出了一些战略考虑因素。 “调查所有这些并实际实施它需要时间。”
解决网络安全问题
网络安全是考虑数字化资产的大小公司的另一个首要问题。肆虐跨国公司知识产权的备受瞩目的黑客事件频发作为所有人的警示故事。
为了缓解这种担忧，Kammer 表示，罗克韦尔自动化与思科合作制定了“全厂融合以太网设计和实施指南”，帮助公司安全地连接其资产。
p>对于 Yakoob 而言，网络安全问题是进一步采用数字工厂的主要障碍之一。如果管理不当，连网设备虽然有诸多好处，但仍可能给公司带来新的安全漏洞。
尽管存在这些挑战，Kammer 和 Patwardhan 等从业者预测未来几年工厂数字化的速度会很快。
“我们现在看到了一个拐点，”Kammer 说。 “我想说，在过去几年里，人们的兴趣水平增加了一个数量级。”
提到“未来的工厂”，管理人员可以在其中监控工厂资产和远程控制生产，Patwardhan 说，“我认为 w我们正在到达那里，我们到达那里的速度比我们想象的要快。”
“由于软件、机器人技术的这种联系，越来越容易实现更快的生产、可扩展的生产和个性化生产，”他补充道。 “这就是我们看到的世界正在走向的方向。”
