自动化工厂：制造业的新时代

制造业正经历一场深层变革，这主要是由工业自动化的快速采用所推动。从传统的装配线到紧密互连的数据导向型工厂，自动化正彻底改变产品的制造方式。  

制造业加速采用自动化的背后有几项因素，包括： 提高效率和生产力：自动化可以大幅降低人力成本、提高生产速度并将停机时间降至最低。提升品质和一致性：自动化系统可以提供一致的产品品质、减少瑕疵和重工。 增强灵活性：现代自动化技术能让制造商快速适应不断变化的市场需求和产品演变。数据导向的决策：自动化会产生大量数据，可加以分析达到流程最佳化、提高效率并识别潜在问题。 劳力短缺：在许多地区，熟练劳力的可用性有限，也因此让自动化成为可行的解决方案。  

刻画未来的新兴技术

在DigiKey，一直密切关注各种技术已经或将会对制造业未来产生的影响。机器人技术、人工智能、物联网和增实境正在开创制造业的新时代。

机器人技术先进的机器人系统能执行比以往更要求精准度且复杂的任务。协作机器人、自主移动机器人 和自动导引车都将继续受到采用。AMR可在具有有毒化学品和重型机械的狭窄空间中运作，以免人员在此空间中遭受危险。透过传感器、机器视觉和人工智能，AMR能准确地在周遭环境中导航，可完全独立，无需人工控制。AGV是在仓库和配送设施中搬运物料的绝佳解决方案。可透过软件程序设计和LiDAR等传感器的运用，依据预先程序设计的路径进行移动。AGV的设计可处理栈板搬运或垃圾清除等任务。

协作机器人已经问世一段时间。这些机器人的设计，必须人员也在场才可运作。可处理琐碎甚至危险的任务，让人员腾出时间去处理更复杂的任务。协作机器人的设计具有一系列传感器，可用来侦测是否有人在场或具有障碍物。透过雷射扫描仪，协作机器人可按照预定区域降速，以确保工作人员的安全。  

AI风靡全球，可用来达到生产流程最佳化、预测设备故障和加强品质管控。DigiKey也看到AI用于对PLC和机器人进行程序设计，以便生产调度的预测准确且更加顺畅，还可提供其他优势。

在过去几年内，DigiKey看到数码双生技术在厂区内越来越受欢迎。数码双生能让制造商在模拟环境中准确查看整个厂区。制造商就可趁机了解，程序设计对实际生产有何改变、如何缩短设计周期时间，还可对结果进行测试与改善。添加AI后，就可透过电脑视觉、机器学习和深度学习，对来自传感器、摄影机和其他来源的数据进行分析，进而增强数码双生的准确性和真实度。

AI还可以运用生成式对抗网络和其他技术来产生实体物件与环境的逼真3D模型。AI能让数码双生进行模拟和各种场景，以发挥最佳化的效能、效率和永续性。AI还有助于数码双生从经验中学习、适应不断变化的条件，并依据模拟的数据和结果提供洞察和建议。  

物联网联网装置和传感器可以实时监测生产流程，有利于达到预测性维护并增进整体效率。IoT的普及也推动市场上一些最具创新的传感器技术。IoT将继续推动传感器技术和连线，最终成为更完善的最终产品。

虽然预测性维护已行之有年，但近年来，从工业制程的各个层面收集数据的需求急剧增加。产品制造过程中的每一个步骤都会经过分析。传感器会监测振动、温度、噪音、湿度等，确保生产线以最高效率运作，借此减少浪费和损失。

状态监测系统会在轴承或马达达到生命周期的终点时进行回报。只因为日历上说要派技术人员到厂区对马达进行例行定期维护的日子已经不复存在。因为现在已经可以监测同一个马达的所有效能层面，因此可确切知道何时会故障，以及何时要提前订购以便更换。也就是说，生产线停机或降低生产线产量的情况将有所减少，便可将工厂产能的损失降至最低。

增实境是最快速发展的沉浸式技术之一，能为员工提供实时信息和指示，进而提高生产力并减少错误。2023年参加了一场展览，亲眼目睹一名电工使用AR诊断机柜中的问题并进行维修。AR为电工提供逐步流程，以便其在很短的时间内让机柜恢复运作。虚拟实境等沉浸式技术也有其他应用方式，例如训练员工了解工厂的运作和维护技能。这有助于缩短人力养成的时间，并可传授高水准的技能、工厂知识，以及培养情境感知能力。 

运用新兴技术：实际范例

在新一季的《Factory Tomorrow》系列影片中，DigiKey与Siemens和Banner Engineering等世界级制造商合作，一同探索构成当今厂区的产品和技术，带领工厂迈向未来。

DigiKey在密歇根州底特律的LIFT Technologies展览中会见Siemens人员，亲眼目睹了数码双生技术应用于简化制程的实例。透过实时模拟和分析，我们看到制程的数码化转型如何让制造商再创效率新高，进而提升产量，同时减少错误和浪费。

参观Banner Engineering位于明尼苏达州明尼阿波利斯的总部，进一步了解工业物联网的进展及其在厂区通讯中发挥的作用。在Banner Engineering，可以看到机器对机器通讯的运作如何提高整体效率并延长机械资产的使用寿命，进而保护制造商的投资。Banner Engineering将持续利用随插即用的设计打造开箱即用的解决方案，让客户比以往更轻松地采用方案。

工业自动化的兴起

在探索科技如何塑造未来的自动化工厂时，很明显地，制造业的景象正面临天翻地覆的变化。在机器人技术、AI、IoT和AR进展的推动下，工业自动化有望重新定义产品的制造方式。虽然初期投资和工作变动等挑战仍然存在，但其长期优势仍是制造商为了在全球市场中维持竞争力时令人心动的选择。

如同DigiKey与合作夥伴关系所证明，制造业的未来将透过技术与创新的融合彰显。数码双生和IIoT正对工厂厂区带来转变，能让制造商达到流程最佳化、降低成本并提高产品品质。透过这些技术，企业就可以开创新的商机、提高利润，并针对自动化工厂时代的永续成长做好准备。

在 DigiKey，了解提供合适的产品以达到自动化和创新的重要性。DigiKey产品已准备好运送到世界各地。客户能轻松执行业务，这对整个 DigiKey 团队来说相当重要。若要了解更多自动化的信息、资源和产品，欢迎造访DigiKey网站。

（本文由DigiKey自动化与控制部门资深行销技术经理Eric Halvorson提供，DIGITIMES吴冠仪整理。）