工業5.0 —— 過程制造業的一場新變革

隨著認知計算應用的浪潮正在改變商品的生產方式，過程制造業正在經歷一場新的變革。

不應低估過程制造業對當今社會的影響。過程制造是一種生產方式，通過生物技術、制****和化學操作中使用的成分或原材料，利用配方來生產商品，這與離散制造不同。離散制造的特點是不同的單元生產。
隨著認知計算的應用和更關注以人為本的需求，工業5.0 將為過程制造業帶來新的轉型機遇，這將徹底改變化工、制****和生物技術制造業。了解這些舉措的意義及其帶來的影響非常重要。
首先，工業5.0 包括人如何與機器人和智能設備一起工作。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5.0 的到來，機器人將通過利用物聯網（IoT）和大數據幫助人類更好更快地工作。在以自動化和效率為重的工業4.0 中，需要更多地體現人的因素。
機器人經常從事危險、單調或重體力勞動，比如在汽車工廠的焊接或在倉庫里裝卸重型材料。工業4.0 為工作場所帶來了更智能、更互聯的機器， 工業5.0 則更進一步，將這些認知計算能力與協作操作中的人類智能相結合。

人性化的工業4.0

工業5.0 中出現的所有創新和智能制造應用，如計算設計創新，都是伴隨著物聯網的發展而出現的。在工業4.0 到來之后，過程工業開始通過采用主要由網絡物理系統組成的智能應用進行轉型，并使應用實現機器與機器（M2M）之間的交互。雖然這種演變集中在傳感器和數據上，但它改變了過程工業的生產，為大批量生產過程帶來更大的透明度。
工業4.0 和IIoT 概念并非沒有局限，因為它們主要關注于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造性的因素。機器只能執行編程設定的活動，而人則會帶來創新和創造力。在解決工廠可能出現的異常工況時，人類智慧可以有更大的潛力，即使在可能涉及復雜和危險制造過程的情況下，人也可以發揮作用。
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5.0 興起時獲得更大的發展機會。將人從等式中移除會導致一些難以解決的問題。

過程制造業發展的下一階段

過程制造業發展的下一階段， 是利用IIoT 和人工智能（AI）的機器輔助人類概念（machine-assisted human）。在實驗室和研發領域，AI 已經在這兩個領域發揮了重要作用，并開始通過強大的認知能力來支持工廠車間過程。關鍵是如何讓數據對人有用，這樣人和機器可以作為團隊來協調工作，構建一個更強大、更有彈性的系統。
AI 系統的一個重要應用，是可以幫助加速產品開發，例如****物制造。AI 可以幫助人提供正確的數據，以便對從實驗到生產制造過程的各個環節的數據進行分析。從AI 中獲得并交付給人類進行數據分析的見解，可以減少制****所需的時間，并降低成本。
另一個例子是波音的空中力量協作系統，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實施的能力。人與機器協同工作的這些增強功能，描繪了機器輔助人類協作的新水平。
工業5.0 將為技術的速度和準確性與人類的創造性和認知技能相結合提供支持。這將產生一個更強大、更具競爭力的系統。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的任務，取而代之的是能夠利用其固有的認知技能，為工廠帶來更大的價值。
工業5.0 甚至可能會帶來新的社會契約的發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性的方式，進行更多的人與人之間的協作，激活信息從而推動彈性、問責制并確保合規性。例如，以人為主導的行動可以更好地應對不利事件，或幫助減輕諸如疫情等重大災害的風險。

 智能的工廠過程管理 

出于上述原因，不應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，應該是被由情景信息驅動的員工來運行，該信息涉及所有發生的物理過程。工廠過程管理滿足的需求適用于任何類型的工廠，與部署多少物聯網儀表、機器學習（ML）或預測性維護無關。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。
最關鍵的是每隔一段時間（如輪班或例行檢查期間），從參與生產過程的所有人員那里獲取知識。這些數字化捕獲的信息，可以實時傳遞給生產過程中的所有成員。從工廠車間到現場經理、實驗室、值班經理、工藝工程師、生產經理，再到組織的高層，整個鏈條上的每個環節都是完全透明的，這意味著可以實現更好的決策。
隨著工業5.0 在制造環境中的應用，我們可以期待看到這樣的場景：在生產工廠中，向機器委派更復雜的任務，就像我們現在說“Alexa，播放音樂”一樣簡單、自然。很明顯，人們（而不是機器人）將繼續使用工廠過程管理，并對其制造工廠的表現負責。這不是一個制造商是否能從與機器人協同工作的員工中受益的問題，而是他們如何利用AI 技術，來推動人機交互的最佳結果。
能夠可持續發展的制造商，將是那些利用技術來為人賦能，使其能夠利用其天賦和能力來提高生產力的企業。人們期望工業5.0能提供一個人與機器成功互連的環境。這將有助于應對未來制造業的復雜性所帶來的挑戰，包括通過優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最佳結果。以人為本的技術將使制造商能夠提高質量、生產率、經濟性和安全性。

來源：先進制造業

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