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Smart Factory OWL,务实理性推进工业4.0

2017/10/31    来源:e-works    作者:e-works谭欢      
关键字:Smart Factory OWL  工业4.0  
当地时间2017年10月20日下午,e-works第七届德国工业4.0考察团来到本次考察的最后一站Smart Factory OWL实验室进行深入考察。
    当地时间2017年10月20日下午,e-works第七届德国工业4.0考察团来到本次考察的最后一站Smart Factory OWL实验室进行深入考察。
 
Smart Factory OWL实验室外观
 
    图:Smart Factory OWL实验室外观
 
    Smart Factory OWL是基于ICT自动化技术构建的尖端技术实验室,致力于解决未来工厂车间层最重要的数字化研究课题,如适应性、资源效率和基于认知的人机交互等研究课题。作为德国政府重点资助的工业4.0项目it's OWL的一部分,Smart Factory OWL的主要作用是作为工业4.0技术的研究和展示工厂,针对中小企业中融合工业4.0技术的生产系统进行测试和优化,为参与的研究机构和企业提供同步的研究、体验和培训中心。实验室位于莱姆戈的Hochschule OWL大学校园中,由Fraunhofer IOSB研究所与Hochschule OWL大学共建,面积约为2000平米,于2016年4月份启用,该实验室同时也为在校学生提供了优秀的学习环境。
 
    it's OWL(Intelligent Technical Systems OstWestfalenLippe) 智能技术系统网络联盟成立于2012年,是德国的一个尖端技术集群,其总体战略目标是使德国的智能技术系统达到世界顶尖水平。it's OWL主要致力于机械工程、自动化技术和能源技术领域的创新,目前合作伙伴多达239家,包括企业、大学和研究机构以及成果转化等合作伙伴,各自承担不同角色。其核心成员由25家家族式企业和中型企业组成,其中包括考察团本次到访的电气工程行业领袖菲尼克斯电气和隐形冠军企业倍福自动化。
 
it's OWL合作伙伴类型和所承担的不同角色
 
    图:it's OWL合作伙伴类型和所承担的不同角色
 
    Smart Factory OWL实验室工作人员展示了通过动作捕捉、防呆设计、可穿戴设备、增强现实、机器视觉等技术,帮助工人提高工作效率、防错的多个应用场景,整个参观过程亮点繁多。
 
    亮点一:注重精细和实用
 
    现场展示了4种不同复杂程度的引导拣货系统,从最开始通过不同颜色标识的部件盒来区分安装顺序,到最后利用增强现实技术实现自动化引导,每个工作台都有实际应用价值。
 
    第一种最简单的工作台也包含了一些人体工学设计和精益思想的理念,比如在工具悬挂位置使用相应贴纸,如果当班的员工弄丢或没有还原工具,下一班工人在上班第一刻就可以及时发现缺少的工具。一般的中小企业在实际生产中,通用件通常会放在车间的中心位置,使用员工在需要零件的时候就要不停来回跑,而实验室设计的工作台可以旋转和移动位置,对于生产应用很经济实用。
 
按标签颜色分类部件盒
 
    图:按标签颜色分类部件盒
 
    第二种工作台,通过穿戴带有声学传感器的手套,旁边屏幕会提示相关操作,并通过工作台上方安装的摄像头检测动作是否正确,只有操作正确完成后才会自动进入下步动作,这种方式省去了传统的纸质工序操作文件。
 
利用穿戴设备帮助引导拣选部件
 
    图:利用穿戴设备帮助引导拣选部件
 
    第三种是根据亮灯来引导选择物料的方式。之前的工作台,如果一个盒子的零件需要拿多个需要按几下按钮表示拿取个数,而亮灯提示的工作台除非需要控制准确数量的零件一般不需要按按钮,另一个辅助办法是部件盒下的计量称来精确计算取出零件数量。
 
带亮灯系统的工作台
 
    图:带亮灯系统的工作台
 
    第四种工作台应用了增强现实技术,不仅利用投影仪的箭头和图片提示每一操作步骤,包括提示每个工具使用后应归还到何处。在完成每一步后在特定区域滑动手臂,上方摄像头会检查是否完成,只有正确完成后才能进行下一步操作,十分便利。
 
利用增强现实技术和投影的工作台
 
    图:利用增强现实技术和投影的工作台
 
    亮点二:细致的人文关怀
 
    工作台进一步应用是跟工卡联系起来,只有绑定好的工位才能正常启用工作台。另一作用是使工作台自动调整到该操作工人设置的高度和灯光亮度等,提高不同年纪包括老年人和年轻人,还有不同体型的工人劳动的舒适度。工作台右边的看板可以提示个人工作时间、工作数量和发生错误等帮助员工不断改进和提高效率,但是由于德国对工人严密的隐私保护政策,这部分数据只用于显示而不能保存。此外,还会根据常用手的习惯分别设计适用于左手和右手操作的工作台,让工人获得更高的舒适性。这些细节方面处处体现了德国人对员工的尊重和关怀。
 
 
工作人员讲解应用细节
 
    图:工作人员讲解应用细节
 
    亮点三:注重车间生产安全
 
    车间生产现场的安全体现在方方面面。现场展示了带有光栅保护的工作台,实现机械手在工人背后与人协作的应用。在KUKA协作机器人的应用中,机器人根据GPS导航自主到某个工位,用于物料输送,其安全性通过感应人体靠近时电压的变化实现安全保护,还展示了多人共同协作的博世APAS机器人。APAS通过机器人外部穿着的一层“黑色感应皮肤衣”实现更加灵敏的安全技术。
 
APAS机器人
 
    图:APAS机器人
 
    亮点四:新技术的广泛应用和尝试
 
    Smart Factory OWL中有一项机器视觉的小应用是利用墙上固定的一架摄像机,识别人体触摸墙上不同贴纸的位置,来显示贴纸对应的界面信息。整个过程没有实际接触,而是机器视觉通过判断位置触发界面信息。比如,团员触摸墙上的能耗贴纸,实验室的实时能耗信息就会显示在电脑屏幕上,触摸天气贴纸,界面就会切换到实时的天气情况,这项技术可以应用于商业门店提高客户体验。还有一项深度学习的应用演示,在传送带送货物的过程中,利用深度学习技术,在机器学习了一段时间后获得正常的运行模式,通过定时传感器可以监测出传送带速度是否发生错误。还有在车间工人拧螺丝的过程中,利用五个摄像头捕捉员工拧螺栓的动作,并反馈给工具告知完成的应用。
 
 
机器视觉应用
 
    图:机器视觉应用
 
深度学习应用
 
    图:深度学习应用
 
    正如it's OWL所强调的,我们回顾历史时一定会说第四次工业革命对生产技术产生了巨大的变革和影响,就像我们总结前三次工业革命一样。但身处其中会发现,它对当前生产运营的影响实际上是平缓递进的。工业4.0是逐渐演进的过程,而非激烈变革。这种理性的态度决定了作为工业4.0先锋的it's OWL联盟的务实态度,也体现在了Smart Factory OWL实验室中的一个个具体应用上。通过细节的改进和新技术的广泛尝试来帮助不同行业、不同规模的企业应用新兴技术,提升智能化水平,这一站的考察让考察团成员深受启发。
 
考察团成员在Smart Factory OWL合影
 
    考察团成员在Smart Factory OWL合影
 
责任编辑:李欢
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