“工业4.0时代”人工智能将成主角

    德国政府部门和制造业领域的专家普遍将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段。

    “工业1.0”。18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为“工业1.0”。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。

    “工业2.0”。19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为“工业2.0”。这次工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的新模式。

    “工业3.0”。始于20世纪70年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应用，使得制造过程不断实现自动化，可称为“工业3.0”。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”。

    “工业4.0”。德国学术界和产业界认为，未来10年，基于信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem，CPS)的智能化，将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。产品全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一个高度灵活、个性化、数字化的产品与服务的生产模式。

    工业4.0时代的到来，以及人工智能的发展给人们生活生产带来及大改变，在信息化技术的支持下，工业4.0与人工智能正碰撞出不一样的火花!

    工业4.0时代的纺织品生产方式或许会与之不同，它将通过有效的数据处理，提供定制性的个性商品。客户一旦决定选择哪个模型，图像处理系统(机器视觉系统)就会对其各项维度进行测量。

    1、如何定制个人商品?

    想买一条长裤?可能你正在去商店的路上，或者正在网上根据从S到XL的标准尺码进行挑选。这些大批量的生产造就了单位货物的成本下降。

    工业4.0时代的纺织品生产方式或许会与之不同，它将通过有效的数据处理，提供定制性的个性商品。客户一旦决定选择哪个模型，图像处理系统(机器视觉系统)就会对其各项维度进行测量。

    具体测试形式可能是，在一个小更衣室中放置四个摄像头，拍摄身体每一边的图像。软件控制测量操作，并决定随后生产衣物时的剪裁方式。接下来的生产过程会自动进行，直至包括运输环节。

    未来的时装屋将不再摆满几柜子的商品，而是通过提供大量的虚拟选择和快速可靠的生产流程来为客户服务。

    2、工业相机系统怎样让这种未来式的生产流程走入现实?

    围绕工业摄像机构建的图像处理系统，早就是自动化生产中必不可少的组件。在生产的各个环节中，为实现生产高效和高质，在包括原材料检测、生产过程监控(如瑕疵检测)、最后检查和质保等环节中，图像处理系统都是不可或缺的。

    工业4.0这个词，代表着工业生产中新兴的处理模式和组织形式。它的核心要素就是，网络化及更广泛的数据通信。其目标是，基于全面的数据搜集和有效的信息交互，达到自组织的、深度定制化的高效生产。

    图像处理技术在决定特定信息时，起着决定性作用。需要注意的是，在相机性能提升的同时，其体积越来越小，价格也逐渐降低。如今的相机系统小而高效，与之前大个头的复杂相机相比，功能不相上下，甚至更加出色。科技的进步，再加上网络化的不断扩展，为工业4.0时代的应用多样化带来了更大的可能性。

    3、小数额生产的新机遇

    工业4.0时代的一个重要影响在于，由于使用控制自动化技术，不管是大批量生产还是非常小量的生产，很多工件都能被低成本地生产——“批容量为1”这个说法已屡见不鲜。这方面的例子包括上面提到的纺织品生产;还有就是根据客户指定规格进行金属物件的单独设计生产，如邮箱、栏杆等。

    但是，精准的工业摄像机系统怎样为这一切提供服务?

    可以想象一下，这种系统可用于为新生产的金属部件进行涂层。基于提前编程好的上色流程，自动喷嘴得以正常工作。传统生产中，提前规划好预设程序是非常困难的。而原则上，根据设计规格，决定预设程序则有可能实现的。然而，计算好最终的喷射模式有着高度复杂性和不确定性。

    与传统生产方式不同，工业相机可以当场做出精准测量，决定产品形状、位置，并以此信息指挥喷枪臂。同时，也可以从光学方面对涂层效果进行控制，比如评估着色度，或者检测涂层复杂的反射指数。这些控制数据可实时地进入到控制单元中。这样的自动化图层系统同样也可成为自我学习系统。基于之前处理的经验，新的组件如果与之相似，则可更高效地处理。

    4、相机是不知疲倦的流程审核员

    传感器数据可以用来辅助检测设备行为的变动与瑕疵，并自动生成应对措施(比如改变处理参数，要求更换材料或打服务电话等)。这种功能不仅适用于生产器械，也可用于已完工的产品上。工业摄像机不知疲倦地审核大小工件和产品的颜色，结构，几何形状等特性参数，确定产品的正确性或对其进行纠偏，因此起着至关重要的作用。润滑度，磨损度和生锈情况等“软因素”也会纳入工业摄像机的操作机制中，并为企业的资源规划系统供给数据。

    5、生产中的图像处理——机器人与人类并肩合作

    生产员也会从工业摄像机中获益。无论自动化取得怎样的进步，工业生产中人类总有一席之地，原因很多：包括“人”的感官能力，灵活性，承受能力等。

    尽管如此，未来的生产流程仍会产生变化，而这也正是工业4.0所代表的一部分。通过将智能机器视觉系统集成到头盔，衣物，工具中，人类工作效率得以提高。而且，这在科技上完全可行。因为相机正在越来越小巧和轻便，现在已经有一些高精度的迷你工业摄像机，只有邮票那么大，而且加上镜头和套管不到30g。这些视觉系统记录工业活动和工作状态，审核产出结果，确定合理的后续步骤或其他信息，并将此类信息传送给人类，或许“增强现实”的智能眼镜上的自动通知就属于此类功能。因此，视觉系统的这些功能能够促进生产材料的及时供应，并进一步增加生产力。

    总结

    不管当今如何定义“工业4.0”，在未来的生产和商业流程中，图像处理至关重要。预计将会实现基于图像处理系统的应用，更多和更新的高效商业模式将会出现，基于广泛的数据搜集和视觉识别的信息，生产将会实现自动化、自组织，基于操作流程中高度网络化的视觉系统，生产将会更高效。<