从智能传感器到智能边缘设备和云基础设施，工业物联网 (IIoT) 对制造业的影响不容低估。工业物联网，也称为工业 4.0，能够实现更智能、更具预测性和更主动的流程，从而提高整体效率。.
下面，我们将更详细地探讨正在彻底改变未来工厂的智能制造技术。.
协作机器人
如今，作为一个社会，我们不再像以前那样担心机器人或自动化会“取代”人类的工作，因为我们已经意识到它们能带来巨大的益处。人们普遍认为，与人类并肩工作的机器人——协作机器人（cobot）——具有保障员工安全和提升员工幸福感的巨大潜力。.
将繁琐或重复性的工作重新分配给机器人，可以使制造业的平均岗位从以往的任务导向型转变为决策导向型。这样，人类就可以专注于需要判断力或创造力的项目，而将繁重或不那么吸引人的工作交给机器人，从而提高安全性并减少工伤事故。.
此外，虽然这些机器人是高度复杂的机器，但通常并不需要计算机科学学位就能学会如何重新编程，使其执行多项任务。如今，配备计算机视觉功能的“通用”机器人越来越常见，它们能够适应不同的环境，并能快速重新编程以执行多种功能。.
目前，许多领先企业都在推进流程自动化，我们预计在不久的将来，会有更多企业效仿。特斯拉工厂就是一个真正拥抱自动化并优化流程的典范。苹果公司与一家工厂签订合同，回收其iPhone手机，由机器人高效拆解废旧手机。这些机器人可以回收部分零部件并提取其中的贵金属，同时还能进行逆向组装，从而保障工人免受重金属和重复性工作的伤害。.
总体而言，这有助于提升员工士气、减轻压力并提高工作满意度——这在劳动力极度短缺的当下至关重要： 据美国劳工部统计。因此，由机器人辅助的人类工人更加安全，受伤、事故和重复性劳损的发生率更低。
机器人即服务
自动化是一项均衡技术，而推动小型工厂机器人应用的快速增长趋势是机器人即服务（RaaS）。事实上，根据Coherent Market Insights最近发布的一份报告，2020年全球RaaS市场价值为126亿美元，预计到2028年将超过413亿美元。
与软件即服务 (SaaS) 类似，采用机器人即服务 (RaaS) 的制造商无需购买设备，即可通过租赁机器人设备和访问基于云的订阅服务来享受机器人流程自动化的优势。借助 RaaS，制造商可以避免支付昂贵的设备费用、管理维护以及其他与设备所有权相关的麻烦。制造商只需联系 RaaS 提供商，即可要求其搭建整个自动化系统，而成本仅为购买和拥有机器人设备的一小部分。.
如今几乎所有事情都可以实现自动化，通常的问题在于自动化的成本是否会过高（大多数情况下，成本并不高）。随着成本的持续下降，西欧和北美的制造业将会复苏；因此，我们预计未来五到十年内，区域性制造业将会显著增长。自动化在很大程度上起到了均衡作用：机器人无论身处何地都需要运行成本，但它无需支付人工成本来完成那些重复性工作。.
当前RaaS（研发即服务）的另一个趋势是“数字孪生”，即利用精确的产品规格在虚拟环境中重建工厂或生产设施；在某些情况下，系统甚至会指定应使用哪些产品。用户可以在数字环境中模拟产品制造过程，并学习如何优化机器布局和改进物料流。.
数字孪生技术还可以提醒操作员和工厂管理人员发动机即将磨损或需要维护的时间。实施数字孪生技术可以防患于未然，解决许多潜在问题。目前，您可以联系RaaS（研发即服务）提供商，说明您的需求，提供商将为您创建数字孪生模型，并帮助您找到实现目标所需的流程。.
边缘计算
未来的工厂将配备大量的传感器，这些传感器会收集海量数据。将这些数据传输到云端比在靠近数据源的边缘进行处理速度更慢、成本更高。.
例如，边缘端的连续温度监测系统可以分析其处理的数据，并在检测到温度超出正常范围时发出警报或通知。这可以大大加快数据分析速度，并最终实现更快速的响应，因为它无需等待数据发送到云端。.
新的连接方式，例如远距离广域网 (LoRaWAN)，使得边缘计算在制造业中能够以更快的速度发展，使其成为工厂数据分析的有效连接方式。.
人工智能
如今，通过无线连接实现的机器间通信可以与外围计算机连接，从而提供过程分析。借助机器学习，只需极少的编程即可进行更改，使工厂能够持续调整流程并提高效率。.
人工智能 (AI) 应用能够释放物联网和边缘应用在制造业和工厂车间中的真正潜力。借助实时分析、互联传感器、预测性维护、供应链自动化和其他流程改进，制造业正迅速迈入一个新时代。.
Digi-Key 也利用这项技术，为自身配备了全球最大的电子元件选择自动化系统，并加快了其独特的发货速度。.
Digi-Key的未来工厂
Digi-Key全新扩建的产品配送中心（PDCe）堪称未来工厂的典范。该中心将于2021年底全面投入运营，占地100万平方英尺，是全球最大的配送中心之一。PDCe将容纳Digi-Key的所有订单履行流程，包括拣货、包装、发货以及收货和溢出托盘存储。.
该设施采用的技术将使 Digi-Key 在未来数年内始终处于分销领域的前沿。PDCe 将配备 27 英里的高速自动化传送带，使运营的核心——订单存储检索系统 (OSR) 能够自动接收产品并准备订单进行包装。OSR 使用 1000 辆自动化穿梭车支持从货到人的订单履行流程，这些穿梭车可在 OSR 内移动，并可存储多达 270 万件不同的商品。.
这套智能自动化系统将大幅提升订单拣货、包装和发货速度，避免因订单分多个包装箱运输而造成的包装浪费。同时，它还能解放仓库工人，让他们承担更多职责，提升工作安全，并显著减少体力劳动。.
该设施还将配备许多其他创新技术，包括一台垃圾收集机器人，它将清空遍布整个设施的400多个垃圾桶。值得注意的是，机器人和自动化系统不会取代任何工作岗位，而是为现有员工提供机会，让他们能够在仓库的其他领域应用或拓展技能。.
接下来是什么？
制造业岗位的转移是一个极具潜力的领域，它可以让制造业更加本地化和灵活化。未来5到10年，机器人和其他技术的日益普及有望使大规模定制、单件生产和区域化制造成为现实。工厂不再需要生产百万件单一产品，而是可以专注于生产精准满足客户需求的产品。.
例如，顾客可以通过云端将自己的照片或3D模型上传到本地工厂，然后机器人可以利用这些信息生产出完全符合其尺寸的T恤。由于无需长途运输，T恤只需一两天即可送达顾客手中——这相比目前的大规模生产模式有了显著的改进，因为在目前的模式下，订单通常需要先运往海外才能到达顾客手中。.
这将有助于消除供应链中一些浪费性的制造环节：资源浪费、运输路线过长以及退货，从而使整个流程更加个性化、资源消耗更低。随着工厂规模缩小、灵活性增强和本地化程度提高，机器人能够不断学习和适应，即使是庞大的工厂建筑也可能在不久的将来消失。.
我们在机器人和人工智能交叉领域的定位，就像是在重新发明轮子。未来十年将发生意义非凡的事情：制造业将发生翻天覆地的变化，这在很大程度上要归功于行业的数字化转型，而这将惠及从员工到客户再到环境的每一个人。.
作者：Robbie Paul，Digi-Key Electronics物联网业务发展总监
Robbie Paul 是Digi-Key Electronics的物联网业务发展总监 ，该公司最近制作了一个名为“明日工厂”的系列视频，您可以 在这里观看。
