“工業4.0時代”人工智能將成主角

    德國政府部門和制造業領域的專家普遍將制造業領域技術的漸進性進步描述為工業革命的四個階段。

    “工業1.0”。18世紀60年代至19世紀中期，通過水力和蒸汽機實現的工廠機械化可稱為“工業1.0”。這次工業革命的結果是機械生產代替了手工勞動，經濟社會從以農業、手工業為基礎轉型到了以工業以及機械制造帶動經濟發展的模式。

    “工業2.0”。19世紀后半期至20世紀初，在勞動分工的基礎上采用電力驅動產品的大規模生產可稱為“工業2.0”。這次工業革命，通過零部件生產與產品裝配的成功分離，開創了產品批量生產的新模式。

    “工業3.0”。始于20世紀70年代并一直延續到現在，電子與信息技術的廣泛應用，使得制造過程不斷實現自動化，可稱為“工業3.0”。自此，機器能夠逐步替代人類作業，不僅接管了相當比例的“體力勞動”，還接管了一些“腦力勞動”。

    “工業4.0”。德國學術界和產業界認為，未來10年，基于信息物理系統(Cyber-PhysicalSystem，CPS)的智能化，將使人類步入以智能制造為主導的第四次工業革命。產品全生命周期和全制造流程的數字化以及基于信息通信技術的模塊集成，將形成一個高度靈活、個性化、數字化的產品與服務的生產模式。

    工業4.0時代的到來，以及人工智能的發展給人們生活生產帶來及大改變，在信息化技術的支持下，工業4.0與人工智能正碰撞出不一樣的火花!

    工業4.0時代的紡織品生產方式或許會與之不同，它將通過有效的數據處理，提供定制性的個性商品。客戶一旦決定選擇哪個模型，圖像處理系統(機器視覺系統)就會對其各項維度進行測量。

    1、如何定制個人商品?

    想買一條長褲?可能你正在去商店的路上，或者正在網上根據從S到XL的標準尺碼進行挑選。這些大批量的生產造就了單位貨物的成本下降。

    工業4.0時代的紡織品生產方式或許會與之不同，它將通過有效的數據處理，提供定制性的個性商品。客戶一旦決定選擇哪個模型，圖像處理系統(機器視覺系統)就會對其各項維度進行測量。

    具體測試形式可能是，在一個小更衣室中放置四個攝像頭，拍攝身體每一邊的圖像。軟件控制測量操作，并決定隨后生產衣物時的剪裁方式。接下來的生產過程會自動進行，直至包括運輸環節。

    未來的時裝屋將不再擺滿幾柜子的商品，而是通過提供大量的虛擬選擇和快速可靠的生產流程來為客戶服務。

    2、工業相機系統怎樣讓這種未來式的生產流程走入現實?

    圍繞工業攝像機構建的圖像處理系統，早就是自動化生產中必不可少的組件。在生產的各個環節中，為實現生產高效和高質，在包括原材料檢測、生產過程監控(如瑕疵檢測)、最后檢查和質保等環節中，圖像處理系統都是不可或缺的。

    工業4.0這個詞，代表著工業生產中新興的處理模式和組織形式。它的核心要素就是，網絡化及更廣泛的數據通信。其目標是，基于全面的數據搜集和有效的信息交互，達到自組織的、深度定制化的高效生產。

    圖像處理技術在決定特定信息時，起著決定性作用。需要注意的是，在相機性能提升的同時，其體積越來越小，價格也逐漸降低。如今的相機系統小而高效，與之前大個頭的復雜相機相比，功能不相上下，甚至更加出色。科技的進步，再加上網絡化的不斷擴展，為工業4.0時代的應用多樣化帶來了更大的可能性。

    3、小數額生產的新機遇

    工業4.0時代的一個重要影響在于，由于使用控制自動化技術，不管是大批量生產還是非常小量的生產，很多工件都能被低成本地生產——“批容量為1”這個說法已屢見不鮮。這方面的例子包括上面提到的紡織品生產;還有就是根據客戶指定規格進行金屬物件的單獨設計生產，如郵箱、欄桿等。

    但是，精準的工業攝像機系統怎樣為這一切提供服務?

    可以想象一下，這種系統可用于為新生產的金屬部件進行涂層。基于提前編程好的上色流程，自動噴嘴得以正常工作。傳統生產中，提前規劃好預設程序是非常困難的。而原則上，根據設計規格，決定預設程序則有可能實現的。然而，計算好最終的噴射模式有著高度復雜性和不確定性。

    與傳統生產方式不同，工業相機可以當場做出精準測量，決定產品形狀、位置，并以此信息指揮噴槍臂。同時，也可以從光學方面對涂層效果進行控制，比如評估著色度，或者檢測涂層復雜的反射指數。這些控制數據可實時地進入到控制單元中。這樣的自動化圖層系統同樣也可成為自我學習系統。基于之前處理的經驗，新的組件如果與之相似，則可更高效地處理。

    4、相機是不知疲倦的流程審核員

    傳感器數據可以用來輔助檢測設備行為的變動與瑕疵，并自動生成應對措施(比如改變處理參數，要求更換材料或打服務電話等)。這種功能不僅適用于生產器械，也可用于已完工的產品上。工業攝像機不知疲倦地審核大小工件和產品的顏色，結構，幾何形狀等特性參數，確定產品的正確性或對其進行糾偏，因此起著至關重要的作用。潤滑度，磨損度和生銹情況等“軟因素”也會納入工業攝像機的操作機制中，并為企業的資源規劃系統供給數據。

    5、生產中的圖像處理——機器人與人類并肩合作

    生產員也會從工業攝像機中獲益。無論自動化取得怎樣的進步，工業生產中人類總有一席之地，原因很多：包括“人”的感官能力，靈活性，承受能力等。

    盡管如此，未來的生產流程仍會產生變化，而這也正是工業4.0所代表的一部分。通過將智能機器視覺系統集成到頭盔，衣物，工具中，人類工作效率得以提高。而且，這在科技上完全可行。因為相機正在越來越小巧和輕便，現在已經有一些高精度的迷你工業攝像機，只有郵票那么大，而且加上鏡頭和套管不到30g。這些視覺系統記錄工業活動和工作狀態，審核產出結果，確定合理的后續步驟或其他信息，并將此類信息傳送給人類，或許“增強現實”的智能眼鏡上的自動通知就屬于此類功能。因此，視覺系統的這些功能能夠促進生產材料的及時供應，并進一步增加生產力。

    總結

    不管當今如何定義“工業4.0”，在未來的生產和商業流程中，圖像處理至關重要。預計將會實現基于圖像處理系統的應用，更多和更新的高效商業模式將會出現，基于廣泛的數據搜集和視覺識別的信息，生產將會實現自動化、自組織，基于操作流程中高度網絡化的視覺系統，生產將會更高效。<