歷代以來,技術革命一直在不停重塑著制造業的生產歷史。18世紀后期,第一次工業革命給世界帶來了紡織工業的機械化和蒸汽機,隨后的150年里,裝配線的發明被推頌至今,制造業科技的變化不僅使生產速大幅提高,而且也帶來了勞動力與工作流程的全新變化。二戰之后,隨著計算機科技的發展,計算機也越來越多地參與到工作進程之中,帶來了第三次科技革命。
如今的勞動力情況沒有什么不同,現在正面臨著名為“工業4.0”的技術革命,代表了制造業發生的第四次有記錄的革新。工業4.0將通過新的數字化技術為生產運營和勞動力需求帶來新的變化。
第三次科技革命之后出現了采用計算機和自動化的工廠,而工業4.0將通過以數據和機器學習為動力的智能和自動化系統增強這些體系,從而使第三次科技革命的成果更進一步。盡管工業4.0帶來的技術沖擊可能不如前代那么多,但是卻依然對行業產生了深遠的影響,計算機之間如何相互連接,無需人工干預情況下如何來使通信快速做出最終決策?這些可能是工業4.0中最大的問題。而網絡物理系統,物聯網(IoT)和系統互聯網成果的應用,則使“智能工廠”成為現實。隨著工廠機器的不斷智能化,它們將繼續獲得更多數據的訪問權,這將使工廠變得更高效、生產率更高、廢品更少。最終,這些機器之間的通信以數字方式彼此連接,從而可以創建和共享信息,讓工業4.0的真正威力顯示出來。
為了讓制造業能夠真正地從工業4.0中獲益,就應該朝著數字化平臺轉變。數字化可以從多角度影響到一個工廠的運營情況,常見的應用有:
◆先進的自動化和機器人技術
◆人工智能和機器學習
◆云計算
◆物聯網或連接的設備
◆智能實時數據傳感器
◆3D打印和數字制造介質
◆數據采集,軟件分析和處理
◆移動技術和平臺
◆智能車輛和運輸
◆實時數據處理與通訊
盡管許多行業對其中一些技術的概念還處于探索過程中,但制造商似乎已準備好真正擁抱工業4.0。為適應這種變化,首先要采取一項可充分解決可用的技術和選項,并同時可以審查維護智能工廠所需的新技能和新人員(例如軟件界面設計師,數字創新經理,數據科學家等)的戰略。此外,對上述技術的采購和實施、新數據錄用以及人員培訓,還必須有一個詳細的計劃。
激光焊接變得“智能”
隨著制造商擁抱新技術時代并開始戰略評估,他們發現把數字化技術引入激光焊接工藝中是工業4.0的成功領域之一。成功的激光焊接取決于對工藝參數及其要求的仔細琢磨。例如,在用激光束加熱金屬板時,需要了解工件的預期溫度是否升高,因為溫度升高會影響焊縫的幾何形狀、焊接速度、氣體流速、工件硬度和微觀結構。
許多過程參數在激光焊接應用中起作用,從歷史上看,知識淵博的工廠工人手中擁有大量的成功經驗,所以可以在整個焊接過程中手動確定并做出決定。某種程度上來說,由于工業4.0的革命的原因,激光焊接技術變得更加智能,從而使焊接質量確定過程變得更加容易。
賓采爾遠程激光焊接(RLW-A),即使用一種自適應技術,RLW-A使用接頭識別和光學接縫跟蹤來減少處理時間,無需焊絲便可以填滿間隙,且適用于具有三維輪廓工件的加工。
利用數據飛躍未來
工業4.0時代,制造業將嚴重依賴數據分析,復雜的算法,智能,靈活的零件流程,互聯的生產線和機器,因此唯一需要考慮的就是制造工具本身。作為一種快速而靈活的技術,激光焊接是數字化技術的先驅,如今工廠車間正在迅速變化,并逐漸適應這些新技術。工廠將不再依賴機械工具站,而是使用可編程激光焊接站來填充底板。這些建立在數據之上站點具有相互通信的能力,來適應它們遇到的各種數據集和參數。
為了保持競爭優勢,制造商正在擁抱這些新技術,從而確保其產品以破紀錄的時間流出生產線,并降低廢品率。焊接電源,軟件,和工人之間的互聯互通,使這一切成為可能。在焊接過程中訪問的數據可確保實時做出決策,從而快速做出反應來提供更好的輸出。激光焊接涉及動態電源,自動化設備,高度專業的數據收集和存儲系統,以及能夠將信息立即饋送到各種平臺的焊接監控軟件。所有這些都集成在一起,從而給制造工人提供整個焊接過程的完整概況。
實際上,工業4.0正帶領許多制造業工廠走向未來,并帶來提高生產效率的機會。集成的過程中同時使用攝像頭和傳感器,基于實時數據和技術的監測,能夠幫助各種規模的制造商邁向工業4.0未來。
鋪平前進的道路
工業4.0可能仍在發展。然而,已經采用工業4.0技術的公司們開始意識到了工業4.0的潛力,包括讓制造商有機會了解需要注意的事項以及如何最大程度地汲取教訓,從而快速有效地優化運營。
上世紀六十年代激光被發明時,許多人都不知道這種發明會帶來什么樣的應用。但從那時起,激光已被不斷證明在全球各個行業的應用中發揮了重要作用。激光焊接與工業4.0中實現的技術的自然吻合,僅僅是激光焊接的靈活性和適應性的又一個例子。
工業4.0確實為未來的智能工廠鋪平了道路。隨著我們不斷發現和探索這項新革命的優勢,制造商將越來越需要采用工具和技術,從而在這種環境下保持敏捷和競爭力。
雖然我們的確不確定隨著智能工廠的發展會出現哪些額外的要求,但是很明顯,激光系統是擁抱未來的一個好方法之一。