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随着时间的推移，电网企业除了确保实现电网安全可靠运营的目标，也将越来越多地面临电网资产管理的挑战和抉择，例如：在电网的投资上，如何在可接受的风险以及成本之间取得平衡？如何在维修维护现有设备和更换新设备之间做出抉择，尽可能使资产保值？在这些问题上更妥善地进行决策，将为企业带来不可小觑的经济效应。因此，领先的电网企业正逐渐意识到加强资产管理的可观价值。

基于多来源数据，开展电网资产管理数字化转型

事实上，随着电网资产管理的数字化转型，在资产性能管理 (APM) 和资产投资规划 (AIP) 领域，电网企业的主要挑战将是理解、关联、整合和同步来自多个来源的数据，以形成应用程序之间的无缝数据交换。这些数据来源通常包括以下几类。

首先，是来自公用事业企业资产管理 (EAM)、计算机化维护管理系统 (CMMS) 或移动劳动力管理 (MWM) 系统的资产（设备和系统）检查数据。这些数据既可能是离线数据，比如由现场工作人员在完成工作后手动输入系统的数据，也可能是由系统自动输入的在线数据。其次，是来自以上这些系统的离线或在线资产测试数据，以及实验室测试数据，例如变压器油的定期样本和实验室分析结果。

此外，这样的数据来源还包括来自物联网传感器、ADMS（高级配电管理系统）、SCADA 系统等现场资产的实时测量数据和指示器数据，以及来自网络模型、GIS（地理信息系统）、ADMS和 EAM 系统的静态资产数据（例如铭牌数据）的离线目录数据库。总之，必须要在数据的支持下，电网企业才能够进行跨越多个时间框架、贯穿整个资产生命周期的资产管理分析。

数字化时代，基于状态的预测性维护当逢其时

面对数字化时代的电网资产运营，施耐德电气认为，依靠专家知识和自制的简单内部工具展开的、基于时间的计划性维护往往已经不合时宜，电网企业应该转而采用基于多来源数据的循证方法来进行资产管理。利用这样的新方法，电网企业可以结合资产健康状况、可靠性和关键性，做出基于风险的决策，还可以引入基于地理空间和运营数据（包括物联网数据）的高级分析，同时利用高级风险模型以满足公用事业的特有需求。

施耐德电气建议，电网企业应该使用标准方法来密切整合上述一系列数据，以便无缝访问主资产数据库和资产分析工具。例如，这些数据可用于提升对资产管理的洞察力，如评估资产健康状况、资产故障的影响以及每项资产的关键性。反过来，这些信息还可以帮助公用事业公司确定所需的维护操作。为了实现价值最大化以及提供一个端到端的流程，这些维护行动需要导出到用户的 IT 工具中，以便安排、调度和执行维护任务。这就需要相关数据在工具之间流动。

在这个过程中，不仅需要输入数据，还要向其他用例和功能开放数据。然后，主资产数据库和工具可以使用这些动态数据来估计资产的健康状况和关键性，然后将这些信息反馈给 ADMS 系统。有关资产健康状况和关键性的信息可以帮助 ADMS 和网络运营人员就替代运营方案做出更明智的决策，以减轻故障风险。

施耐德电气建议的这种基于状态的预测性维护，可以通过去孤岛化的数据提供全面的电网资产可见性。与传统的基于时间的计划性维护相比，它可以在成本效益、弹性、可靠性以及可持续性等多个方面带来价值提升。

在成本效益方面，由于基于时间的计划性维护往往导致设备过早或过晚更换及维修，因此基于状态的预测性维护可以节省高达15%的成本。此外，基于状态的预测性维护还可以帮助确定维护的优先次序，明确需要采取的行动，并延长资产的使用寿命。

而在提升电网的弹性及可靠性方面，基于状态的预测性维护通过改善运维，最多可降低 80%的故障风险。而通过降低资产故障风险，运营资产的可用性最多可以提高15%。此外，这一资产管理方法的转型，还有助于提升可持续性。公用事业借此可以实现高达 25% 的资本支出递延收益，并优化资本支出和运营支出。

电网资产管理转型，从EcoStruxure ™ 电网资产顾问系统开始

那么，电网企业应如何进行电网资产管理的转型呢？应对这样的需求，施耐德电气的 EcoStruxure ™ 电网资产顾问系统可以与企业资产管理、移动办公管理、数字自动化系统及其网络模型、GIS、ADMS 配合使用，以提供一系列实用的功能。

电网资产工具以及公用事业 EAM、MWM、ADMS、GIS 和数字自动化系统的一种潜在配置

这些功能包括评估资产健康状况和风险，提供预测性分析，并提供决策支持；为资本投资决策、财务建模和投资组合规划提供辅助；可以使用 CIM、网络模型和主动拓扑数据，以及采用 APM 数据的高级 ADMS 和 GIS 功能；支持资产性能管理和资产投资规划功能与 ADMS 和 ArcFM 的本地集成，以快速完成部署，最大程度地利用数据，并通过现场应用程序为工作流程提供支持。

此外，依托这一解决方案，还可以促进电网范围内的风险管理，综合考虑系统中的物理风险和环境风险。同时，该方案还可以提供跨资产生命周期和时间框架的资产决策支持，包括近期响应、中短期可靠性和故障预防，以及长期战略规划。

1908年,底特律Piquette工厂内,世界上第一辆以大量通用零部件进行大规模流水线装配作业的汽车——福特T型车诞生,凭借260美元的亲民售价和便捷的操控方式,T型车在随后的十多年时间里创造了单一车型产量的世界最高纪录,不仅让美国成为“车轮上的国家”,还让更多人看到了工业改变世界的强大力量。

工业时代促进了生产的规模化和效率的成倍提高,在福特独创的工厂里,T型车从零开始到装配完毕用时93分钟,而在此之前,汽车底盘生产时间需要足足14小时。此后,以自动化、半自动化的工业流水线开始出现,被称为刚性生产线。再后来,微型计算机的出现开始集中控制整个工厂和工艺流程,生产过程自动化进入到新阶段。

经历一个多世纪的发展,人类从蒸汽机为主的工业1.0时代,电气化为主的工业2.0时代,信息化为主的工业3.0时代一路走来,迎来了智能化为主的工业4.0时代。伴随人口红利逐渐消失,伴随大量高端制造领域人才缺口,世界各国开始走向以智能制造为主导的全新工业时代。在国内,不仅是阿里巴巴的“犀牛工厂”、小米投资6亿元、年产百万台高端智能手机的“黑灯工厂”、格力“黑灯工厂”等纷纷登场,各省、地区的人才争夺战也愈演愈烈,对高端智能制造业同样渴求,在这背后,凸显出我国在高端制造关键技术领域的缺口与空白。

为填补这一缺口,6位自动化行业资深专家,凭借多年科研积累和产业融合经验,找到了“黑灯工厂”的关键底层技术突破口——柔性智造线技术,并成为首家跻身全球磁悬浮柔性智造线的中国企业,而这家来自上海名为果栗科技的企业,正吹响中国工业4.0时代的序曲。

柔性智造线开启工业进化之路

工业时代前期,规模化、大批量生产产品往往需要刚性生产线支撑,刚性生产线满足了社会对大量工业品的需求,并极大促进了社会物质资料的制造和补充。而当世界迈入消费结构升级的新阶段,买方市场和消费者个性化、定制化、时效性要求的增多,这种刚性生产线已无法再满足人们的需要。

亨利·福特曾有一句名言:“顾客可以将车漆成任何他想要的颜色,只要它是黑色的。”在1915到1925年间,福特为了提高生产效率,只使用价格低廉干燥迅速的日本黑涂料,而在那个时代,任何人想要一辆颜色不是黑色的个性化T型车,都需要再额外雇人或自己亲自动手才能实现。

这在今天看来似乎不可思议,因为如今市面上任何汽车都不止一种颜色,而柔性智造线正是为了满足人们个性化的需求而出现,它是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,从而满足“多样化、小规模、周期可控”的生产要求,由于和刚性生产截然不同,因此以柔性命名。

“工业4.0时代下,市场差异化的需求,对生产线的要求越来越高。在工业化时代,定制经济存在着很大瓶颈,那就是没法上规模。工业化流程讲究的是效率和批量化,而一旦要满足个性化需要,就要靠柔性智造。”关注制造业模式转型的研究员张乾(化名)表示,从刚性生产线向柔性智造技术发展是时代的必然,他同时以供给端角度进一步指出:

“从供给端来说,柔性智造同样很有市场,因为如果为了满足每一个产品,尤其是小众需求,就去做一种模具,做一条生产线的话,投入成本是很高的,一旦需求量达不到一定程度的话,从商业上来讲很不划算。因此,在满足一定产能的前提下,企业会希望尽可能实现生产的柔性化,让多种产品能在同一套生产体系、同一条生产线上进行,这样可以分散和降低投资风险和制造成本,福特和丰田等企业就是这样做的,通过柔性生产线提供不同配置的汽车产品满足不同人的消费需要,而这正是柔性智造的价值所在。”

实际上,早期自动化产线普遍采用皮带式、链条式、齿轮和步进梁结构的传输线体,存在着生产节拍不可调整或者难调整、产线节拍受最慢工艺设备节拍限制、机械驱动部件维修维护频繁等瓶颈性问题。特别随着“精益生产”和消费产品市场迭代周期越来越短的现实压力,制造企业迫切需要引入一种既能提高生产节拍满足快速捕捉市场窗口,又能快速调整产品类型和生产节拍的柔性生产方式,这种产业升级的痛点问题,在磁悬浮驱动柔性线技术出现之后得到了有效解决,果栗科技CTO周金明以自主研发的iTS智能磁悬浮驱动传输系统为例:

“iTS采用磁悬浮驱动的原理,取代传统皮带传输,可以在同一时刻任意位置实现动子同步、异步独立控制,互不干扰,适合同一产线生产多种产品,实现柔性智造,同时易维护占地小安装简单,具有速度快,精度高,高负载,无限拼接等特性。这样带来的好处是,解决了传统输送线更换难度大,后期产品升级成本高的痛点,通过动子自由控制、工位控制等方式,以直线或曲线轨道实现高效自动化生产。”

在硬核技术加持下,iTS智能柔性运输系统颠覆了传统机械自动化产线生产传输模式,将磁悬浮控制技术运用于工业制造柔性产线上,使柔性智造成为现实,并突破了在自动化柔性线领域一直被欧美国家垄断的尴尬境地,也是从中国制造走向中国智造,实现工业转型发展的必然基础。

“柔性智造线”提升中国先进制造业的核心竞争力

早在上世纪60年代,欧美发达国家便率先提出柔性化生产的设想,随着柔性化智造理念的深化,其内涵和形式也在慢慢扩充。从精益生产(Lean Production)、并行工程(Concurrent Engineering)到敏捷制造(Agile Manufacturing)都被列入柔性化生产范畴,这其中,丰田推行、美国总结的精益生产最为出名,丰田汽车以此为核心在汽车生产过程中实现了降低消耗、提升效率、杜绝浪费、削减库存的核心目标。

如今,以柔性线为基础的自动化生产线在欧美国家占有率逐年提升,每年都有20%以上的速度增长,但在国内,相关领域受制于人,没有自主核心技术的突破,造成工业转型升级困难,国际竞争力下降的尴尬局面,因此,工业4.0时代不断呼唤柔性智造的普及。

从行业角度观察,不论制造业中最高端的汽车零部件装配制造、半导体制造、3C消费电子加工组装还是最常见的智能物流仓库分拣、包装印刷、食品加工等领域,柔性智造都能带来降本增效、提升产品多样化等重要价值,张乾(化名)以新能源领域为例:

“以新能源领域如今最为重要的电池电芯制造为例,柔性环形线的投入使用改变了以往三条线体才可以完成的产量,实现了在现有的生产空间里节约三分之二的生产空间,甚至更高,多工艺的产线上可实现同步或异步控制每一个运动中的载体(动子),重复定位精度可选,负载可控可选,产品数据均可实现实时数据互通,是一种巨大的效率进步。”

从市场角度观察,以磁悬浮驱动柔性线为主的柔性智造也满足了消费市场的期待,更个性、更环保、更面向垂直领域的特性使其开始主导“绿色制造”工业潮流。由于绿色制造所要求的低能耗、低损耗以及个性化生产正是柔性智造的强项,因此其不但成为工业4.0时代的基础,也为人类面向绿色未来提供保障。

事实上,在过去几年全球工业受到的疫情冲击中,通过果栗科技智能磁悬浮柔性制造线,不少企业实现了阵痛中革新的突破。如今,一些工厂已能够在一条产线上实现异步操作、同步操作、跟随操作等复杂业务模式。据周金明介绍,果栗科技智能磁悬浮驱动传输技术支持生产线全域数字过程信息高速传输,完美匹配工厂信息化管理系统,使得制造商在订单响应、制程品控和产品交付方面获得快人数步的竞争优势,这对疫情之后快速响应工业制造需求,满足人们消费需求增长具有明显的重要意义。

张乾(化名)认为,海外企业和国内企业面临的痛点是相似的,而谁能率先解决以下两个难题,谁就能占领智能制造的制高点,他表示,柔性智造面临两个方面的难点,一是软硬结合的问题,产线靠软件系统识别与调度,要把新产品的要求变成程序指令,这时,柔性程序要直接应用到产线上,就要对原有生产方式进行调整;二是数字化储备的问题,根据客户需求快速调整产品时,就需要生产者具有快速协调、快速交付的能力,这背后要实现数据的横向打通与自动化生产、智能化分析。显然,果栗科技找到了属于自己的答案。

事实上,从欧美工业4.0的快速转型和持续影响全球经济发展能够看出,无论对于任何企业,能够快速完成产线切换,或者快速调整战略的企业,拥有先进的自动化、数字化、智能化水平,都将具备新一轮企业竞争核心能力。而如今全球柔性智造市场规模达到上千亿元,行业中参与竞争的四位玩家包括德国的Beckhoff、美国的Rockwell和已经被ABB收购的瑞士B&R贝加莱,果栗科技是首家拥有磁悬浮柔性智造线核心自主知识产权的中国企业,在这背后,是其团队对柔性智造的深入理解。

助力“中国智造”站在制高点

“在19世纪的工业革命期间,人们曾见证世界上的不同国家之间产生巨大的鸿沟。当时,人类掌握了新的能源,掌握了蒸汽机、石油、电力、无线电,这赋予人们新的技术和工业力量,使得人们能够更便捷、更丰富、更有效率地从事生产。但这种新的力量并非为所有国家平等地共享,事实上,只有极少数国家,比如英国、法国、德国,然后是日本和美国,它们引领了工业革命的浪潮,并凭借新的力量征服和主导了未工业化的国家。”

《人类简史》一书中,作者尤瓦尔·赫拉利提到了工业革命引发的不平等。事实上,进入工业4.0时代后,类似的事件正在重演。曾经的工业强国依然在积极部署制造业发展战略:美国提出《先进制造业国家战略计划》,德国提出《工业4.0战略》,英国提出《英国工业2050战略》,法国提出《新工业法国》,中国制造业企业同时面临着内部挑战和外部环境变化的双重压力。

针对于此,2015年5月,国务院正式印发《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略。并明确提出:2025年数字经济核心产业增加值占GDP比重提升至10%。这意味着,数字经济的转型升级将是我国经济转型的核心驱动力,未来十年也是数字经济发展的重要窗口期,在这一重要历史窗口期内,促进我国工业转型升级的核心推动力之一,便是柔性智造。

2019年9月,工业和信息化部出台的《关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见》指出,鼓励企业技术创新,开展个性化定制、柔性生产,丰富产品种类,满足差异化消费需求。2019年11月,国家发改委等15部门联合印发《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》,其中要求推广柔性化定制。通过体验互动、在线设计等方式,增强定制设计能力,加强零件标准化、配件精细化、部件模块化管理,实现以用户为中心的定制和按需灵活生产。

在当前复杂环境中,制造业面临着诸多挑战,从企业内部看,包括低成本的小批量制造、更短的产品生命周期要求、更短的交付时间要求、更低的单件制造成本、高级技工经验的工人流失、产品追溯和品质要求等都是目前亟待解决的具体问题。从外部环境看,消费者具有更大的主导权,大数据、云计算、移动、社交化、3D打印、机器人等技术发展将颠覆旧有的制造模式,跨界融合、制造业服务化的趋势也日益显著。

面对这些挑战,果栗科技打造的柔性智造系统实现了从生产规划到工艺编程再到生产报告的信息流自动化,将单个独立的加工工序集成到一个灵活的程式中,并使制造阶段和物料流完全自动化,为生产加工过程“穿针引线”,也成为越来越多企业转型升级的“核心引擎”。从长远来看,果栗科技自主研发的“智能柔性直驱环形线”磁悬浮技术解决方案,将更进一步推动中国企业走向工业4.0,并强化企业的综合竞争力。

吴晓波曾提出中国制造业正在走向“新四化”,即制造智能化、组织柔性化、平台赋能化、产品国货化。事实上,消费需求的变化正在倒逼生产商和服务商改变传统模式,逐渐走向以消费者为导向的创新型道路,柔性、快速反应的供应链正在成为企业竞争力之一。工业4.0的核心优势是生产过程的智慧化,以及终端产品的个人化,这两点结合起来就可以形成难以替代的客户粘性,最终为率先采用工业4.0解决方案的企业构筑落后者难以企及的市场领先优势。

在全球制造业开始向工业4.0演化的当下,要实现工业4.0的两个核心目标,必须要解决自动化产线工艺设备之间生产节拍协调和工艺设备灵活调整配置的难题,传统自动化产线中采用的皮带式、链条式、齿轮和步进梁结构的传输线体不能方便地调整生产节拍,更难以根据工艺设备性能的提升提高传输速度,而且传统传输技术普遍的结构庞大、占地面积大,在当今厂房成本和人力成本飞涨的时代,总设备拥有成本(TCO-Total Cost of Ownership)不断攀升,使得客户对创新的磁悬浮驱动传输技术从普遍观望到争相采用,当先导性客户在实际应用中验证了磁悬浮驱动传输技术带来的柔性配置、高效节拍的强大优势后,便开始在量产线中大量应用磁悬浮驱动传输技术来驱动庞大的产业链运转。

正是凭借深厚的电磁驱动技术积累,果栗科技准确判断了中国制造2025和全球工业4.0制造的关键所在,及时在国内市场推出了iTS磁悬浮驱动传输系统,为国内及海外客户提供高性能柔性线传输解决方案。可以预见的是,随着参与者、产品、生产过程三要素进一步走向“智慧化”,协同互联并形成新的价值网络,柔性智造的重要性将被越来越多先进企业感知,中国工业4.0的先行者们必将率先实现突破并站在行业制高点。

近年来，随着工业互联网在制造业的推进，尤其是2021年首批5G+工业互联网应用场景发布至今，为数不少的应用场景在制造业“初养成”。那么这些场景所发挥的效能如何?有哪些优化的经验和途径?如何为企业数字化成果加码?同时，对于“5G+工业互联网”在企业应用的着力点在哪里，需要什么样的数据能力支持，如何应对工业互联网安全以及在建模等方面面临的挑战……等困惑，又有什么样的答案?

2022年8月18日，由ENI经济和信息化与戴尔科技集团联合主办的“5G+工业互联网赋能智造加速场景、路径及难点解析”直播活动召开。赛迪智库信软所工业互联网研究室研究总监张朝结合自身对多个制造行业“5G+工业互联网”应用的研究，依托不同案例对企业应用背景、路径、场景、解决的问题、创新点及效能进行了深入解析。此外，戴尔科技集团制造业行业拓展总监原靖，则以“5G+工业互联网”赋能制造业智能转型的技术路径，典型场景，以及戴尔自身的应用成果作了专业解读。

带大家重温了工业互联网平台的定义和基本逻辑、应用领域等内容之后，张朝对2022年5月全国政协“推动数字经济持续健康发展”专题协商会提出的“充分挖掘工业互联网发展潜力，促进新一代信息技术为设备赋智、为企业赋值、为产业赋能”作了进一步的解读。

张朝介绍道，“为设备赋能”，是以工业设备为赋能对象，通过设备上云推动设备迈向智能化。涉及到工业设备数据采集、传输、分析和应用多个环节，可以概括为“数据+模型+应用”三大技术要素。工业设备上云实施步骤包括：整体设计、上云实施、应用部署、评估改进，是一个循环、迭代，不断优化的过程。“为企业赋值”，则是以行业企业为赋能对象，通过模式创新，打造企业新型能力。张朝以钢铁、煤碳、汽车、航空航天等行业为案例，分享了一系列工业互联网平台垂直行业业务落地的“牛鼻子”场景。

最后，张朝还结合丰富的案例，介绍了“为产业赋能”——“平台+园区”的重要意义，即可实现“平台企业+园区管委会+用户企业”共赢。

数字技术作为企业数字化战略落地的管道，在工业互联网时代又有什么新的途径?与张朝在演讲中提到的“工业互联网平台支撑制造业数字化迈向新阶段”的内容相呼应，原靖在演讲中介绍了支持工业4.0落地的9大技术，即：人工智能、工业互联网、工业云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实。并提出在全球产业发展环境发生深刻变化，风险挑战日益增多的大背景下，以互联网为代表的新一代信息技术与制造业，特别是工业加速融合，推动两化融合进入新阶段，工业互联网应运而生。

在工业互联网技术加速工业转型的过程中，AI/ML、计算机视觉、机器人和协作机器人、自动驾驶车辆和无人机、数字孪生、AR/VR等新兴技术，依托海量数据、更多边缘数据、5G以及新兴工作负载的低延迟要求等条件和需求，形成具有数据优先体系结构、更小的外形规格、加固、虚拟化&超融合、可互操作等特点的下一代设计。制造业也籍此重新定义自身，并且变的更加智能。

结合制造业生产堆栈，针对大型客户和中小型客户在战略层、数据分析、运营、数据保护等层面面临的挑战，原靖介绍了戴尔从IT咨询到数字化方案的综合能力，在透彻了解客户业务痛点的前提下，既可以为为客户提供设备、产线、车间技术，帮助企业提质增效，推动业务系统上云。同时，也可以为大客户构建整体IT架构。这其中包括业务/ IT咨询、分析平台、云平台/ 流数据存储/ 大数据分析、高性能计算/ 数据保护DPS等等。

超过300家制造业数字化管理人参与了此次活动，就并具体行业工业互联网应用路径及场景、安全等自身关注的问题进行了提问和互动。

今年的北京冬奥会上，智能机器人成为了最受瞩目的“工作人员”，承担起物流输送、交通引导、餐食制作等多种工作职能，为来自全球各地的参赛人员提供便利的生活服务，同时降低了比赛期间人员接触的频率。然而智能机器人的用途远不止这些，在2021年神舟十二号飞船进入空间站后，智能机器人又化身成为大负载、大范围转移功能的机械臂，帮助航天员完成两次出舱任务。被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，智能机器人的制造和应用正成为衡量一个国家科技创新和高端制造水平的重要标志。

我们正步入一个与智能科技和谐共处的新世界，人类与科技的关系也从利用、合作走向融合。在这其中，我们的年轻一代也正逐渐成长为智能技术研发的核心力量。他们研发出的具有开创性的科研成果，正在促进着人类智慧与人工智能的交互融合，帮助我们重新想象、设计和创造一个更美好的世界。

从科幻到现实，设计优化让机器人应用场景不断拓展

从1920年捷克科幻作家恰配克在《罗索姆的万能机器人》中第一次提到“Robot”开始，机器人就已经拥有了与人类密不可分的关系。作为模拟人类或其他生物行为的机械（如机器狗、机器猫等）的存在，发展至今的机器人已经成为人类代劳的绝佳帮手，机器人研发、迭代也成为全球科研最热门的论题之一。

智能机器人研发设计的第一步是原始模型的建立，也是最重要的一环，决定了机器人最终的实际功能。例如，在建立仿人机器人下肢原始模型时，首先需要参考人体下肢骨骼系统的结构和行走步态；其次根据机器人的重量和平地行走步态，通过步态仿真获得各零部件的主要受力情况。不断的参考、仿真、模拟是机器人迭代优化过程中的必经之路。

浙江大学仿人机器人团队在设计、模拟、验证的全过程中，利用数字化技术设计和创造的智能机器人便是绝佳案例之一。团队使用拓扑优化方法（加载单种工况）和Autodesk产品支持的衍生式设计（可以加载多种工况）进行结构优化设计，为了达成最贴合产品的极致设计方案，设计团队使用Autodesk产品对衍生式设计模型进行晶格结构优化，并根据晶格结构的表皮、支柱截面、节点尺寸对模型强度的影响，从这三个方面对模型细节进行修改，在达到轻量化的同时，使模型达到强度和刚度要求，加强仿人机器人的运动能力和灵活性。之后对模型进行 3D 打印仿真，验证模型的可制造性，设计小型疲劳试验机来评估机器人下肢的疲劳寿命。最终，团队制造的机器人下肢单腿质量仅为6.46kg，重量减少了54.6%，且工作电流更小，对于双足机器人的运动性能提高与减少能量消耗有着显著效果。目前，相关的论文成果《基于点阵结构的仿人机器人下肢轻量化研究》和《基于衍生式设计的双足机器人下肢结构轻量化设计及实验研究》均获得发表。

在研发和制造机器人的过程中，云台的重要性不可小觑，而设计迭代、减重和强度要求是机械设计中主要面临的3项挑战。使用传统制造方式会导致机器人云台部件多、重量大、速度慢、强度不足。华南理工大学团队另辟蹊径，使用增材制造技术，这使得机器人复杂结构的设计拥有了无与伦比的硬件自由度。而后通过Autodesk产品支持的衍生式设计技术，根据不同工况和极限条件，探索不同材料、加工方式的产品形态和性能，软件快速的设计、反馈让团队减少了80%的迭代设计研发成本。最终，团队创造出一个轻盈、快捷的机器人云台，尽管将多达27个零部件组合为一体，但最终重量仅为170克，重量减轻了42%。团队利用华曙FS271M金属激光烧结技术制造的AlSi10Mg铝合金机器人云台以其优异的机械强度、耐用性和表现，在面向世界大学生开展的全球首个射击对抗类的机器人比赛——机甲大师赛中脱颖而出，获得2019年区域锦标赛的第一名。

智能工具正在发挥科技普惠的重要价值

早在1960年，美国动态模拟研究室科学家就提出赛博格（Cyborg）的概念，人类与高科技机械工具之间的结合成为科幻小说常见的未来想象。随着人工智能发展，在2016年举办的巴西残奥会上，德国运动员丹妮斯·辛德勒更是成为首个使用3D打印假肢参加自行车比赛的奥运选手。

聚焦国内，郑州轻工业大学在脊柱侧弯患者外骨骼的生成设计与仿真项目中，进行了独特的矫正支架设计。Autodesk工业级的三维建模软件使团队的模型设计具有极高的自由度，最终使矫正支架从整片状简化为镂空根状，外观大大简化，整体的机械外骨骼也变得更加轻便，且不受人体身高的限制，实现了辅助工具与人类身体的更好结合，帮助患者更好进行康复，成果论文《Elderly Health Services and Remote Health Monitoring》已在世界上最大的科技出版社springer上出版。

机械手臂似乎已成为科幻小说和超级英雄电影中常见的装置。事实上，现实中的仿生义肢也可以为众多残疾人口带来福音。根据抽样数据统计，中国大约有2400万肢体残疾人口，但成本高、耗时长、手术并发症高成为了关键难题。欧特克展翼计划提出了解决方案，用3D打印技术为手部残障儿童提供经济、简易功能型义肢辅具。根据提交的肢残照片和数据，设计师将在3D建模软件上设计、修改模型，并利用 3D打印技术制作义肢，通过建模设计实现义肢的高度定制化，且制作简单，外形美观，并且通过手腕或肘部的弯曲传动，实现其最基本的抓握能力，同时锻炼其手部肌肉，为日后做手部矫形手术、使用高级仿生义肢提供帮助。该计划已成为创业者、3D打印平台、3D打印从业者、机械工程专业大学和学生、肢体整形外科医生、肢体残疾患儿家长的交流互助平台，并联合高校校园志愿者举办工作坊，在社交平台科普3D打印知识，力图将开源技术引入中国，完成机械及电动义肢的升级。目前展翼计划每年寄出百余只机械手，面向手部残疾儿童，提供安全、低成本、制作简易、适配性高、具有实用性的义肢解决方案。

数字化技术将传统产业与先进科技衔接起来，逐步走向可视化模拟、数据化预测、智能化分析以及自动化操控，这是新一轮科技革命和社会变革的焦点，也预示着人类历史上又一次新的革命已然到来。在这个新世界里，人和机器不可分割，相辅相成，由此所带来的产业和社会面貌的改变正在发生。在这样的变革浪潮中，年轻人将引领的技术创新，把科幻未来创造为现实。

制造商们正在利用这些突破性技术来优化效率、提高生产力和保障安全性，进而取得长足进步。

本文译自Industry Today，作者Zohair Mehkri（伟创力工程总监）

制造业市场竞争激烈已是该行业从业人员的共识。企业也因此面临着如何以更快、更安全、更经济的方式交付新产品的压力，并且需要将资源和材料的浪费降到最低。

质量和效率是制造业成功的核心，也是满足以上这些需求的关键。尽管一直存在的技术差距、日益严重的劳动力短缺情况和供应链受限，已经威胁到了生产的质量和效率，但新兴技术正在帮助制造商们在变化的时代中保持竞争力。

制造业的新发展

目前制造业的数字化转型将有助于克服越来越多的障碍，尤其值得注意的是数字领域的最新技术进步——扩展现实（XR）技术。

扩展现实技术是一个包罗万象的术语，指的是由计算机技术产生、真实和虚拟环境的结合以及人机交互。它的代表形式包括增强现实（AR）、混合现实（MR）和虚拟现实（VR）等。

扩展现实技术作为一种突破性创新，正在所有领域取得长足的进步，尤其是在制造业和工业环境中。该技术已步入应用阶段，应用领域涵盖从工厂车间到会议室，帮助制造商实现更高的效率、精确性和生产力。

以下是扩展现实推动制造行业发展的三种方式：

一、设计和开发

制造业正在利用扩展现实技术来构建更全面和协作的环境，帮助团队协同合作设计、生产线设置和优化思路，并与世界各地的机器交互。

实际上，一些制造商正在尝试将模拟和虚拟现实结合起来。这样可以使团队能够对工厂进行模拟观察，通过将其移植到虚拟现实眼镜中，获得对车间整体的身临其境般的体验。通过足够精密的编码，扩展现实技术可以使数字可视化元素的呈现更加逼真。

像这样的智能技术可以帮助制造商在探索新的设计和功能过程中，实时计算发现可能存在的问题和缺陷，从而节省时间和成本。例如，鉴定生产线布局是否与产品设计协同匹配，或发现在制造过程中是否存在遗漏的步骤。

二、培训和合作

传统制造业的场地设施会受到地理、组织结构和巨大工作量的限制。这种结构将导致“知识孤岛”的形成，并阻碍有价值的专业知识的传播。

扩展现实技术能够使制造业领导者跨地域、跨团队、跨部门和跨职能传播“内部知识”，实现专业知识的“民主化”。虚拟和增强技术可以超越文字或视频搭载的内容限制，拥有能够使参与者身临其境的能力，即看到、听到并体验到在工厂车间里使用机器工作。通过打破物理条件的限制，更多的工人可以远程参与这种培训项目。此外，这种独特的沉浸式体验还极大地提高了参与度。

扩展现实技术的应用还可以帮助工人避免许多危险的工作情况。通过在进入车间之前接受虚拟的、多种模式的培训，工人们有了实际操作的经验，知道机器之间是如何相互运作的，并了解了需要规避的潜在问题。

三、维护和配置

如今，留住和聘请高级专家的挑战性越来越大。企业需要这些专家对日益复杂的制造机器进行编程，这些机器往往配备了先进的控制装置、传感器和网络功能。扩展现实技术的出现改变了制造业从业人员获取信息和与现实物质环境互动的方式，使得那些需求量高的专家可以使用扩展现实技术来诊断和排除所有的故障，从而在进行更高效的执行时减少更多错误的发生。

AR和VR的未来前景

和过去几年的许多行业一样，制造业不断地发生着改变，使得提高运营效率比以往任何时候都更加重要。劳动力退休、专业劳动力短缺和全球瓶颈带来的挑战，促使制造业迫切需要加快提升数字化转型能力。

扩展现实技术被证明是一项革命性的创新，它可以帮助制造业应对运营中的挑战。但是，制造商必须意识到应用该技术潜在的挑战——从虚拟内容创建和硬件限制到最终用户采用和案例采用。

现在正是AR和VR的关键时期。虽然这两项技术已经存在了一段时间，并且它们的价值在过去两年也得到了认证，但仍需继续创新。未来，XR技术将会带来更加沉浸式的体验和空间感，并将模拟、数字孪生、供应链和其他车间技术紧密地结合在一起。

行业领先企业将继续研究并应用扩展现实技术，以获得连接工厂和工人的新方式，并利用虚拟技术更加快速、高效、安全地制造实体商品。

使用变频器时，绝不能使用漏电保护器。这是变频器使用的一大原则。

有些客户在使用变频器时，为变频器选了相应的漏电保护器。最后的结果是：变频器一起动，漏电保护器就动作，系统根本无法运行。

为什么呢？

漏电保护器的原理是，零序电流为零。而使用变频器时，零序电流不可能为零。

变频器输出侧为PWM波，电机电缆与大地之间有长电缆的电容效应，使用带屏蔽层的电缆时，电容效应更加明显。在变频器工作时，电容在充放电，有电流通过电容流入大地，并从进线侧的接地线再流回变频器，形成电流回路。如果在进线侧使用了漏电保护器，那么它会动作，切断系统运行。

SO，不要为你的变频器配漏电保护器了。如果要保证安全，做好设备接地就行了。

案例：

问：一台18.5KW锅炉引风机安装一台18.5KW的变频器，变频器安装好后一起动，配电房分闸就跳。

原来配电房每路都安装了漏电保护器（200mA动作，30mA脉冲）。

要求客户拆除漏电保护器遭拒绝，后将载波频率调到1KHz，改变变频器启动方式仍未能解决。

最后怀疑电机的电源线有漏电，因其长度有20米左右且埋于地下，要求客户更换也有困难（其原先工频使用正常）。

请问有没有什么简单有效的解决方法？

答：由于漏电保护器一般检测到三相不平衡度为20%以上就会跳保护，当安装变频器后三相不平衡度一般会超过50%以上，所以漏电保护器肯定会跳。

下面给出几种方法：

方法1：漏电保护器上一般会有一个调节器，把调节器调大即可；

方法2：把漏电保护器更换为变频器专用漏电保护器，市面上有卖的变频器专用漏电保护器；

方法3：增大设备负载，也就是马达负载，变频器在启动时漏电流就不会很大了。

方法4：把漏电保护器短接掉。

2022年8月8日——全球决策AI领导品牌讯能集思（Synergies）于近日推出全新5G智能网关Odin，并宣布其全球首创的决策AI平台JarviX 发布3.0版本。讯能集思以一站式设备管理软硬件整合方案为制造业提供数字化新动力——赋能“零IT”企业，即通过决策AI平台帮助制造业企业突破人才短缺与数据困境，特别是赋能IT薄弱企业与数据分析薄弱企业，实现进一步降本增效，实现数字化转型升级。

讯能集思创始人兼CEO张宗尧表示：“讯能集思以赋能‘零IT’为愿景，致力于降低制造业数据挖掘与AI决策的门槛。特别强调的是‘零IT’并不是否定IT部门的价值，而是希望将IT团队从重复性工作中解放出来，专注于更有价值的事情。同时我们也帮助OT（运营技术）人员提升数据分析能力，并赋能企业全员运用决策AI平台应用分析，高效解决业务场景中的各种问题。”

有效的数字化转型，是制造业在多变的经济环境中提升竞争力的一大关键。讯能集思通过一站式的设备管理软硬件整合方案，打通数据收集、治理和分析全流程，让原本缺乏资源和技术能力的企业也能够轻松达到智能经管，实现设备预测性维护、库存优化、AI生产排程、良品率优化、动态报价智能优化等智能化升级，最终运用运营数据实现降本增效。

全球首创JarviX对话式决策AI平台结合全新智能网关Odin，整合数据治理全流程

讯能集思于2016年创立，并推出JarviX对话式决策AI平台。JarviX基于增强分析技术，是面向工业制造业的下一代数字化决策管理平台，其核心价值主张是“由无代码数据分析平台驱动智能制造，为每一家企业提升10倍以上的分析价值与决策效率”。通过JarviX平台，制造业从业者只需用中文输入后即可使用差异分析、分群分析等方法，快速找到影响良率的关键因子。同时，该平台也能关联制程、设备、人员、工单等数据，通过数据可视化提供运营优化建议，实现“指示型”数据分析。

讯能集思此次全新发布的JarviX 3.0版本将推动企业实现数智化愿景，完成从一般制造业迈向高端制造业的转型升级。JarviX 3.0新增加的功能包括用“拖拉点拽”的无代码操作方式，完成数据标准化、数据清洗、以及特征工程等数据处理工作，从而加速从数据转换到洞察分析的过程。由此，企业基于JarviX 3.0将能实现五大数智化应用：完整记录分析架构、自动推荐分析建议、快速获得优化解、快速建立知识库、团队共享知识库，真正实现不受制于工具，不受制于数据孤岛，不受制于人才困境，以数据应用的方式实现企业整体效率的提升，实现数字化的转型升级，实现企业竞争力的增强。

为了帮助制造业企业突破数据治理挑战，讯能集思推出了即插即用型支持5G网络的智能网关Odin，支持工业设备的预测性维护，打通工业设备数据收集、传输、处理的全过程。Odin的安装简便快速，更可以无缝连接JarviX平台，成为一站式设备管理软硬件整合方案，从而降低数据的导入及运维成本，提升数据传输及分析能力，推动实现产线效率的最大化以及生产系统状况的最优配置。

讯能集思推出即插即用型支持5G网络的智能网关Odin，打通工业设备数据收集、传输、处理全过程

讯能集思的对话式决策AI平台JarviX已获多家全球500强制造企业采用，助力降本增效。其企业用户涵盖电子加工、汽车零部件和制鞋等行业，支持大幅提高产品良率、订单达交率、报表效率等。讯能集思于2021年在Gartner《增强分析市场指南》中获评全球前40供应商，并于同年成为唯一入选《大中华区AI新创市场指南》的工业AI分析新创企业。

人口老龄化与少子化背景下，“机器换人”，由机器人替代重复性及危险性的工作，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障，其意义不言而喻，同时也已是老生常谈的话题。

但是随着产业转型不断向前迈进，机器人产业快速发展的同时，数字化高技能人才的需求缺口却越来越大，尤其在机器人专业领域的人才需求更为凸显。

如何培养合格的机器人专业人才？教育问题始终是重中之重。面对当下产学研的人才培养不匹配，大族机器人与合作伙伴基于前沿VR、AR及数字孪生技术，共同开发“数字孪生机器人教学平台”，实现机器人教学效率的倍增，培养机器人操作的高级技能型人才。

1. 痛点：产学研供需不匹配

机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，不仅是在减速器，伺服电机，关节模组及其他如机器人视觉等领域的研发难度高，其操作难度也非同一般，一个熟练的机器人操作员需要在企业生产车间内多次锻炼，理论与实践相结合，才能培养得到。

但在当下许多高校的普遍培养现状中，或受限于机器人实验室配置高昂无法满足多数学生的实践需要，或囿于陈旧的机器人专业培养模式而忽视实践教育，这些都导致如今机器人专业技术人才的稀缺，并已经成为亟待解决的现实问题。

2. 解决方案：数字孪生机器人教学平台

Q

什么是数字孪生？

A

数字孪生是在数字世界中建立与物理实体的性能完全一致，且可对其进行实时仿真的模型。利用安装在真实系统上的传感器数据作为该仿真模型的边界条件，实现数字孪生体与物理实体的同步。

2.1 数字孪生机器人教学平台-硬件

——单工位数字孪生机器人硬件操作台

其主体由VR机器人实训操作一体机，大族协作机器人Elfin、VR头盔（1套），VR操作手柄（2对）定位器，1台Pad，1套追踪器等设备组成。

学生通过显示屏进入实训系统后，用户可选择戴上头盔或直接在Pad上通过虚拟示教器或者通过手柄拖拽的方式操作机器臂，用户同时可以体验不同品牌单个机器人工作站的焊接、搬运、码垛、上下料等任务训练，以及实现虚拟协作机器人和实体协作机器人的虚实互控、虚实互动。

2.2 数字孪生机器人教学平台-软件

——虚拟现实技术（VR）

数字孪生机器人教学平台软件充分利用虚拟现实技术（VR），在虚拟环境下实现对机器人的知识学习和体验真实环境应用。

并利用数字孪生技术，在虚拟仿真技术基础上依托并集成其他技术以实现精准映射、虚实互动，让教学和实训更高效，操作方式包括虚拟示教器操作、手柄拖拽机器臂方式、实体示教器和Pad触摸式。

平台提供了大族机器人多行业（如：焊接、码垛、搬运、上下料、切割、喷涂等）应用场景。

3. 一起探索更好玩的机器人操作体验

不止于VR，大族机器人不断探索以前沿技术赋能机器人学习与使用。

我们与合作伙伴开发基于AR实现绝佳的机器人操作体验，让生产环节更简易，快和大族机器人一起探索更多实用、安全、简单、好玩的工作新模式。

工业机器人是工业4.0的热门话题,也是工业制造到智造升级转型的重要角色。未来几年随着下游产业需求的提升，我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显，工业机器人需求依然旺盛。IFR预计到2023年，我国工业机器人市场规模将突破100亿美元。

那么,工业机器人的产业链,大家了解多少呢?今天UR机器人就和你一起了解吧。

一、上中下游简介

上游：主要是3大部件“减速器、控制系统和伺服系统”制造商。

中游：机器人本体制造商。即机座和执行机构，包括手臂、腕部等，按照结构形式，本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型。

下游：用上中游资源组装并针对性二次开发的系统集成商。以自动化设备生产商（即系统集成商）为主，涵盖焊接、机械加工、装配、搬运、分拣、喷涂等生产领域。终端客户包括汽车、电子、金属、塑料、食品、生化等行业。

二、上游：三大主要零部件说明

上游核心零部件是技术上的核心和难点，成本占工业机器人总成本约70%，其中减速器占整机成本约35%，伺服占整机成本约20%，控制器占整机约15%，而本体和其他部分各占整机的15%。

控制器:工业机器人的大脑，对机器人的性能起着决定性的影响。控制器主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等。

伺服系统:工业机器人主要的动力来源,用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。

减速器：上游最核心的零部件,作为机器人最核心、成本占比最大、技术含量最高的零部件，减速器是纯机械部件，成本主要在于高精度数控机床等设备的投入和热处理、精密加工等工艺。精密减速器制造因其对材料、设备、工艺等多个环节都有严格要求，而造成极高的投资和技术壁垒。

三、中游：机器人本体

工业机器人本体按照坐标形式可分为直角坐标型、SCARA型、多关节型、并联型等。

在各种类型工业机器人中，多关节型与SCARA型用量最大，应用领域最为广泛。

从市场结构看，多关节机器人和SCARA机器人占工业机器人销量的主要份额，其中多关节机器人的销量占比为59.64%，SCARA机器人的销量占比为21.48%。

从本体市场格局来看，现阶段我国的工业机器人市场尚处于快速成长阶段，我国大部分本体都是集中码垛、上下料以及搬运等相对低端的领域。

四、下游：系统集成-格局较为分散

工业机器人系统集成主要负责根据不同的应用场景和用途，对机器人本体进行有针对性地二次开发，并配套周边设备，实现工业化应用。

与上游核心零部件和中游本体相比，下游系统集成的技术壁垒最低，且具备本土化服务竞争优势，该环节本土集成商数量众多、竞争激烈。

随着近几年工业机器人替代人工的经济效应拐点已经出现，工业机器人的市场需求越来越大。UR机器人是少有的上中下游圈涵盖的工业机器人制造商,不断探索,加大研发,力争帮助中国企业在工业4.0的浪潮中升级转型。