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工業(yè)5.0——過程制造業(yè)的一場新變革

2023年9月15日

不應(yīng)低估過程制造業(yè)對當(dāng)今社會的影響。過程制造是一種生產(chǎn)方式，通過生物技術(shù)、制藥和化學(xué)操作中使用的成分或原材料，利用配方來生產(chǎn)商品，這與離散制造不同。離散制造的特點是不同的單元生產(chǎn)。

隨著認(rèn)知計算的應(yīng)用和更關(guān)注以人為本的需求，工業(yè)5.0 將為過程制造業(yè)帶來新的轉(zhuǎn)型機遇，這將徹底改變化工、制藥和生物技術(shù)制造業(yè)。了解這些舉措的意義及其帶來的影響非常重要。

首先，工業(yè)5.0 包括人如何與機器人和智能設(shè)備一起工作。例如，班次間的溝通涉及到在制造工廠中信息的分享。今天，這主要是人與人之間的交流，但隨著工業(yè)5.0 的到來，機器人將通過利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和大數(shù)據(jù)幫助人類更好更快地工作。在以自動化和效率為重的工業(yè)4.0 中，需要更多地體現(xiàn)人的因素。

機器人經(jīng)常從事危險、單調(diào)或重體力勞動，比如在汽車工廠的焊接或在倉庫里裝卸重型材料。工業(yè)4.0 為工作場所帶來了更智能、更互聯(lián)的機器，工業(yè)5.0 則更進一步，將這些認(rèn)知計算能力與協(xié)作操作中的人類智能相結(jié)合。

人性化的工業(yè)4.0

工業(yè)5.0 中出現(xiàn)的所有創(chuàng)新和智能制造應(yīng)用，如計算設(shè)計創(chuàng)新，都是伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而出現(xiàn)的。在工業(yè)4.0 到來之后，過程工業(yè)開始通過采用主要由網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)組成的智能應(yīng)用進行轉(zhuǎn)型，并使應(yīng)用實現(xiàn)機器與機器（M2M）之間的交互。雖然這種演變集中在傳感器和數(shù)據(jù)上，但它改變了過程工業(yè)的生產(chǎn)，為大批量生產(chǎn)過程帶來更大的透明度。

工業(yè)4.0 和IIoT 概念并非沒有局限，因為它們主要關(guān)注于M2M 自動化，并且沒有意識到人為因素是性能提升不可缺少和創(chuàng)造性的因素。機器只能執(zhí)行編程設(shè)定的活動，而人則會帶來創(chuàng)新和創(chuàng)造力。在解決工廠可能出現(xiàn)的異常工況時，人類智慧可以有更大的潛力，即使在可能涉及復(fù)雜和危險制造過程的情況下，人也可以發(fā)揮作用。

了解人類潛能和問題解決能力所帶來的價值的過程制造商，將在工業(yè)5.0 興起時獲得更大的發(fā)展機會。將人從等式中移除會導(dǎo)致一些難以解決的問題。

過程制造業(yè)發(fā)展的下一階段

過程制造業(yè)發(fā)展的下一階段，是利用IIoT 和人工智能（AI）的機器輔助人類概念（machine-assisted human）。在實驗室和研發(fā)領(lǐng)域，AI 已經(jīng)在這兩個領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，并開始通過強大的認(rèn)知能力來支持工廠車間過程。關(guān)鍵是如何讓數(shù)據(jù)對人有用，這樣人和機器可以作為團隊來協(xié)調(diào)工作，構(gòu)建一個更強大、更有彈性的系統(tǒng)。

AI 系統(tǒng)的一個重要應(yīng)用，是可以幫助加速產(chǎn)品開發(fā)，例如藥物制造。AI 可以幫助人提供正確的數(shù)據(jù)，以便對從實驗到生產(chǎn)制造過程的各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行分析。從AI 中獲得并交付給人類進行數(shù)據(jù)分析的見解，可以減少制藥所需的時間，并降低成本。

另一個例子是波音的空中力量協(xié)作系統(tǒng)，其中AI 控制的無人機可以支持載人飛機，從而增強了空中軍事任務(wù)實施的能力。人與機器協(xié)同工作的這些增強功能，描繪了機器輔助人類協(xié)作的新水平。

工業(yè)5.0 將為技術(shù)的速度和準(zhǔn)確性與人類的創(chuàng)造性和認(rèn)知技能相結(jié)合提供支持。這將產(chǎn)生一個更強大、更具競爭力的系統(tǒng)。共存為探索提供了許多機會，包括新的、令人興奮的工作崗位，因為人們將擺脫枯燥單調(diào)的任務(wù)，取而代之的是能夠利用其固有的認(rèn)知技能，為工廠帶來更大的價值。

工業(yè)5.0 甚至可能會帶來新的社會契約的發(fā)展和工廠車間更好的溝通。除了人與機器人之間的通信之外，還將有更多機會以更實質(zhì)性的方式，進行更多的人與人之間的協(xié)作，激活信息從而推動彈性、問責(zé)制并確保合規(guī)性。例如，以人為主導(dǎo)的行動可以更好地應(yīng)對不利事件，或幫助減輕諸如疫情等重大災(zāi)害的風(fēng)險。

智能的工廠過程管理

出于上述原因，不應(yīng)低估諸如工廠過程管理（PPM）等概念。一個安全高效的工廠最有效的運行方式，應(yīng)該是被由情景信息驅(qū)動的員工來運行，該信息涉及所有發(fā)生的物理過程。工廠過程管理滿足的需求適用于任何類型的工廠，與部署多少物聯(lián)網(wǎng)儀表、機器學(xué)習(xí)（ML）或預(yù)測性維護無關(guān)。重要的是，允許從制造過程中的任何人類和機器接觸點攝取和分析知識。

最關(guān)鍵的是每隔一段時間（如輪班或例行檢查期間），從參與生產(chǎn)過程的所有人員那里獲取知識。這些數(shù)字化捕獲的信息，可以實時傳遞給生產(chǎn)過程中的所有成員。從工廠車間到現(xiàn)場經(jīng)理、實驗室、值班經(jīng)理、工藝工程師、生產(chǎn)經(jīng)理，再到組織的高層，整個鏈條上的每個環(huán)節(jié)都是完全透明的，這意味著可以實現(xiàn)更好的決策。

隨著工業(yè)5.0 在制造環(huán)境中的應(yīng)用，我們可以期待看到這樣的場景：在生產(chǎn)工廠中，向機器委派更復(fù)雜的任務(wù)，就像我們現(xiàn)在說“Alexa，播放音樂”一樣簡單、自然。很明顯，人們（而不是機器人）將繼續(xù)使用工廠過程管理，并對其制造工廠的表現(xiàn)負(fù)責(zé)。這不是一個制造商是否能從與機器人協(xié)同工作的員工中受益的問題，而是他們?nèi)绾卫肁I 技術(shù)，來推動人機交互的最佳結(jié)果。

能夠可持續(xù)發(fā)展的制造商，將是那些利用技術(shù)來為人賦能，使其能夠利用其天賦和能力來提高生產(chǎn)力的企業(yè)。人們期望工業(yè)5.0能提供一個人與機器成功互連的環(huán)境。這將有助于應(yīng)對未來制造業(yè)的復(fù)雜性所帶來的挑戰(zhàn)，包括通過優(yōu)化的機器人制造工藝增加定制化，這將需要高度的合作。這將確保所有工廠職能部門的透明度、可靠性和可視性更高，以幫助團隊更好地溝通并實現(xiàn)最佳結(jié)果。以人為本的技術(shù)將使制造商能夠提高質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性和安全性。

▲文章來源于：面包板社區(qū)

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