未來工廠將迎工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0
點(diǎn)擊：1038 日期：2017-08-03
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據(jù)Quality Magazine報(bào)導(dǎo)，發(fā)那科(Fanuc)和通用汽車(GM)研發(fā)零停機(jī)技術(shù)(ZDT)，持續(xù)監(jiān)控機(jī)器人的健康和穩(wěn)定，ZDT已避免超過50%非預(yù)期停機(jī)，GM全球工廠約有3萬部機(jī)器人，其中約有8,000部支持ZDT，數(shù)量仍持續(xù)增加。
為了展望未來，必須先回顧過去。18世紀(jì)末期，工業(yè)1.0以蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)。20世紀(jì)初期，電力促使邁向工業(yè)2.0，進(jìn)行大量生產(chǎn)。1970年代電子結(jié)合IT促成自動(dòng)化生產(chǎn)，亦即持續(xù)至今的工業(yè)3.0。接下來是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0，以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來監(jiān)控、分析并改善制造營運(yùn)。
美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)把實(shí)體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)視為「深度整合的實(shí)體和數(shù)字組件，每個(gè)組件皆有不同的時(shí)空尺度，展現(xiàn)各種行為模式，因應(yīng)環(huán)境來調(diào)整彼此互動(dòng)關(guān)系」，簡單說就是智慧工廠。
智慧工廠內(nèi)部的機(jī)器會(huì)利用自我優(yōu)化、自我設(shè)置和人工智能(AI)來完成復(fù)雜任務(wù)，一來符合成本效益，二來提高產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是未來智能工廠的基礎(chǔ)，但成敗取決于數(shù)據(jù)收集、處理和分析能力，這就是機(jī)器視覺派上用場的時(shí)候了。隨著機(jī)器視覺的成本逐漸降低，有更多的方案、更強(qiáng)大的硬件、更聰明的算法出現(xiàn)，再加上物聯(lián)網(wǎng)連接所有裝置，機(jī)器視覺將成為絕佳的數(shù)據(jù)收集工具。
相機(jī)體積變得更小且價(jià)格更低，在物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃廣泛使用，機(jī)器人、3D成像、機(jī)器學(xué)習(xí)日益熱門。除了顯示成像方案，非顯示成像例如多光譜和紅外線也日益普及。
機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)也逐漸跟嵌入式計(jì)算機(jī)視覺(ECV)整合，隨著工業(yè)環(huán)境取得低廉的嵌入式圖像處理器，可望出現(xiàn)全新的整合自動(dòng)化方案，例如搭載多個(gè)嵌入式成像儀的機(jī)械臂。
目前市面上，前幾大機(jī)器視覺接口有Camera Link、Camera Link HS、CoaXPress、GigE Vision和USB3 Vision。GenICam提供所有相機(jī)一般程序接口，不受硬件接口技術(shù)影響。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的任務(wù)正是要監(jiān)控和分析，最重要的是，從全球各地控制工廠營運(yùn)，因此帶寬和延遲性攸關(guān)成敗。當(dāng)有越來越多裝置連接網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)安全不得不慎，市調(diào)機(jī)構(gòu)Markets and Markets表示，2020年資安市場可望成長至1,700億美元，2017~2020年年均復(fù)合增長率(CAGR)達(dá)到9.8%。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)來得正是時(shí)候，美國工業(yè)設(shè)備機(jī)齡創(chuàng)下1938年以來新高，每10個(gè)制造商就有4個(gè)對自身營運(yùn)狀態(tài)認(rèn)識(shí)不足，50%制造商都是等到故障才意識(shí)到問題，可見這個(gè)市場潛力有多大。
市調(diào)機(jī)構(gòu)Accenture表示，未來15年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將為世界經(jīng)濟(jì)帶來近15兆美元經(jīng)濟(jì)效益。未來5年，全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)每年會(huì)成長10%，美國、大陸、墨西哥等主要市場，將會(huì)多家投資自動(dòng)化，帶動(dòng)機(jī)器視覺、馬達(dá)、動(dòng)氣控制器等市場。
IHS則預(yù)測，2019年工業(yè)行動(dòng)應(yīng)用將成長4倍，達(dá)到2億美元，包括以手機(jī)∕平板計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和可視化、管理工作流程、維護(hù)機(jī)具和整合系統(tǒng)。管理者無論身處何地，皆可從智能型手機(jī)監(jiān)控機(jī)器視覺系統(tǒng)的影像，進(jìn)而依照應(yīng)用程序(App)和軟件的通知迅速應(yīng)變。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)帶來不少機(jī)會(huì)，例如提高生產(chǎn)力、滿足消費(fèi)者需求，但人才是關(guān)鍵。全球制造業(yè)競爭力指針顯示，近年來企業(yè)把人才視為全球競爭力的重要驅(qū)力，隨著新工作逐漸出現(xiàn)，需要新的教育和培訓(xùn)方式。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可望提升全球工廠的效率和生產(chǎn)力，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能工廠的生力軍，機(jī)器視覺將負(fù)責(zé)提供珍貴數(shù)據(jù)給決策者。
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