二十世紀七十年代，自動化設備和工業(yè)機器人的出現(xiàn)將人類從許多繁重的體力勞動中解脫出來， 因此生產(chǎn)力實現(xiàn)了飛躍式的提升。然而傳統(tǒng)自動化和工業(yè)機器人往往都在高重復性高，批量大的生產(chǎn)場景下工作，其工作環(huán)境相對固定，且機器人運動軌跡和控制邏輯都需提前規(guī)劃。如果產(chǎn)品或工藝經(jīng)常變化，工廠必需回歸人工來保證生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性，而且很難做出及時的在線調整并實施。例如在傳統(tǒng)的電子裝配流程中，仍配備大量的人工操作，是由于其產(chǎn)品更新迭代非?？?，生產(chǎn)工藝就會不斷的改變，同時電子裝配過程中有一些柔性的零件，導致傳統(tǒng)的工業(yè)機器人無法很好在適應這樣的環(huán)境下工作。

    在這樣的高速發(fā)展的市場趨勢下，傳統(tǒng)的自動化和工業(yè)機器人大概率將無法滿足行業(yè)需求。所以在未來，工廠需要利用更先進的機器人去處理動態(tài)變化的，更靈活的工況。將最新的人工智能技術在工業(yè)場景下進行延伸并應用于這種動態(tài)的工作環(huán)境，應對不斷變化的產(chǎn)品和工藝，是實現(xiàn)設計制造一體化的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。

    從傳統(tǒng)工作流

    到智能制造系統(tǒng)設計方式的轉變

    西門子提出，未來的生產(chǎn)需要一個柔性自主的制造系統(tǒng)，并由閉環(huán)的數(shù)字孿生系統(tǒng)進行驅動。基于這種先進理念，西門子推出的數(shù)字化平臺，它基于不斷完善的數(shù)字孿生技術，利用人工智能對設計和驗證進行無縫支持，對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)整合，同時保證軟硬件一致的虛擬調試，讓企業(yè)在數(shù)字化世界中進行的設計能夠無縫的傳遞和實施到工廠車間的各項自動化和機器人設備。同時平臺提供開放的API二次開發(fā)接口，用于調整用戶體驗，讓不同客戶按照實際情況用最適合的方式來應用西門子的軟件。

    西門子這種開拓級的應用理念直接將產(chǎn)品設計的需求左移到制造工藝設計和生產(chǎn)系統(tǒng)設計過程中，通過數(shù)字化的平臺進行工藝規(guī)劃、仿真驗證、虛擬調試。而人工智能的引入將大大加快這個設計的過程，目標是用技術驅動的自動化手段將設計人員從重復勞動中解放出來，加速企業(yè)進行設計迭代和商業(yè)決策，同時在工業(yè)現(xiàn)場引入傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)技術以支撐先進機器人進行個性化的生產(chǎn)。企業(yè)則可將更多的時間和資源投入到數(shù)字化的世界中時，減少在現(xiàn)實世界中的資源與時間的占用，縮短項目周期，加大研發(fā)的成功率和產(chǎn)品的可生產(chǎn)性，同時改善企業(yè)財務報表。同時，西門子在諸多自動化設備的硬件中加入了人工智能模塊，包括現(xiàn)場設備和邊緣設備，配合后臺的服務，利用邊緣計算和人工智能對產(chǎn)品的整個生命周期進行持續(xù)改進。

    在這個智能制造系統(tǒng)中，西門子提供的技術利用仿真軟件對機器人進行運動控制規(guī)劃、離線編程、 并將機器人控制程序下載至實體機器人控制器，同時加入全數(shù)字化的虛擬上位調試，調試控制邏輯和人機交互界面，來驅動生產(chǎn)單元或者整個生產(chǎn)線的規(guī)劃、設計、驗證、與實施。利用全面的數(shù)字化孿生來客戶創(chuàng)造價值，在數(shù)字化世界中前移設計工作，達到更好的風險控制。生產(chǎn)過程的設計與規(guī)劃可導入到虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中，利用用虛擬現(xiàn)實的技術對機械、電氣、控制和人機交互界面進行完整的虛擬調試和驗證，同時也支持多用戶的遠程協(xié)作，為客戶提供一個沉浸式的體驗，用于遠程項目評審或操作教學培訓 。與此同時，如果在電氣的裝配中遇到一些題諸如柔性的零件的使用，或者生產(chǎn)工具沒有那么精準的時候，利用人工智能的方式加速先進機器人對于閉環(huán)控制的實施，來完成這個機器人對柔性零件的一個裝配或者搬運。這已經(jīng)不僅僅是在計算機環(huán)境內(nèi)進行測試驗證，而是同時可以直接與現(xiàn)場硬件設備包括傳感器，機器人控制器等等進行一個聯(lián)合的調試，可有效降低對工程人員的知識、技能、和經(jīng)驗要求，加速了整個項目現(xiàn)場的落地。

    工廠運營全方位升級

    未來工廠中，利用西門子基于工廠智能化運營的理念與技術系統(tǒng)的先進機器人將幫助企業(yè)實現(xiàn)智能運營場景下的三大升級，及時無需大量人工操作也能從容應對動態(tài)變化的產(chǎn)品設計和工藝技術：

    強化感知

    即工廠智能運維升級，西門子平臺將利用大量的數(shù)據(jù)采集以及不斷的監(jiān)督學習技術，預測異常狀態(tài)預警和風險趨勢預測，通過人工智能技術的應用讓工業(yè)用戶實現(xiàn)從傳統(tǒng)傳感到智能化認知的升級。

    優(yōu)化控制

    利用西門子的平臺對工廠的生產(chǎn)線自動化控制，將這收集到的數(shù)據(jù)進行進一步的分析，并利用智能化的算法進行參數(shù)的尋優(yōu)。同時考慮這一系列參數(shù)在整個工廠當中的關聯(lián)性，并將這些關聯(lián)性其實進一步的綜合分析，實現(xiàn)精準到最佳的優(yōu)化控制。

    銳化運營

    通過西門融合多種智能化技術，幫助工業(yè)用戶從當前的單部門分析模式，逐步實現(xiàn)各部件間協(xié)同合作升級，進一步打通整條價值鏈中的關聯(lián)，從而實現(xiàn)一系列運營提升。

    西門子數(shù)字化工業(yè)不斷地對先進技術進行探索與融合，利用西門子數(shù)字化工業(yè)集團的成熟的工業(yè)技術，包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)仿真、機器人模擬、虛擬調試等等與未來工廠接軌，致力于搭建先進的數(shù)字化平臺，將未來的工作流轉變成為一個高效、靈活、可支撐商業(yè)決策的流程。并讓擁有各種數(shù)字化先進技術的機器人和人工智能參與、管理和駕馭工藝流程的復雜性，成為未來企業(yè)永不懈怠的“勞?！?，為企業(yè)構建核心競爭力助一臂之力。