驱动机器人智能制造，Ebpay(中国)的数字孪生探索路上走出多远？

发布时间：

2021-02-19 15:11

Ebpay(中国)副总经理蔡亮

本文根据Ebpay(中国)副总经理蔡亮在中国机器人年会演讲内容整理，由机器人大讲堂给予。

机器人越来越多时候被放大到智能制造里，机器人是智能制造的核心，未来工厂机器人将接管一切，机器人因此也要适应智能制造的开展方向。

数字孪生对智能制造产生非常大的影响。从智能制造开展方向上来讲，数字孪生在整个愿景驱动下，由卓越制造体系、全场景客户价值、创新业务模式这三大抓手，及数字化能力和组织能力两大基本点，共同构成中国制造业转型升级的核心要素。

其中，卓越制造体系是基本。卓越制造体系包括了精细化管理和决策、动态需求和供应规划管理、柔性生产以及全价值链的可追溯性；全场景客户价值主要是站在客户的角度，顺利获得个性化用户体验、数字化产品追溯和新销售渠道创造新价值；创新业务模式是指上下游协同、服务型制造、C2B、产业链平台等。

数字化能力也很重要，其包括统一的数据治理体系、多级协同的工业互联网架构、云化服务化的系统平台以及智能制造技术平台；组织能力包括专门的数字化项目实施团队、领导力与敏捷化组织、数字化人才培养计划等。

全价值链建设

现在，机器人集成已经呈现数字化、信息化、网络化三大趋势。因此，全价值链建设非常关键。

全价值链建设模式简单展开理解，即制造端来订单制造交付的过程。订单交付过程和订单获取过程，与直接端到端的制造方式完全不同，现在看来是传统制造向智能制造转化重要的过程，也是在未来完全可能实现的，很多企业正着力入手进行的关键。

所谓的全价值链智能制造，是为了应对生产制造场景的变化。其重要的概念性变化在于，企业不仅仅是只生产企业订单，而是客户订单也能直接从某一个终端用户而来。从互联网和电商的角度来讲，消费者才是实际上真正的终端，因为互联网信息化程度提升，使得整个生产制造流程的过程效率和透明度愈发提升，因此未来在制造端开始的工作，往往都是从消费者需求开始，最后开展成企业制造直接对接结合到终端的模式。

因此，未来整个智能制造和生态链将发生巨大变化。企业要去考虑包含了个性化的用户体验，数字化产品追溯，客户触达渠道等全场景下的客户价值。而在整个价值链里，信息流和物流无疑是最重要的事情。未来智能制造简单来说，也是整个把从原材料不断到终端产品，直接交付到消费者手上的实现过程。但在现在状况下，整个信息链虽然已经起到很大的作用，实际上却依旧不那么通畅。

基于这样的想法，未来的商业模式、业务模式必然会发生巨大的变化。蔡亮提出，阿里的犀牛平台概念前段时间被人们熟知，就是非常彻底的M2N的模式。这种制造模式下，制造端需要考虑如何配合需求和变化，信息化体系、制造体系、交付体系、财务体系也需要考虑如何跟上需求的变化。智能制造带来变化的需求，对企业来说，如何构建数字化技术，也涉及很多的方面，但要想满足需求，数字能力是基础，信息流也需要因此更加通畅。一旦其中某个环节无法完成，就都是空中楼阁。

另外，整个的组织模式也会发生变化。整个组织方式将会思考如何去实现M2N的架构构建，去保障智能制造的模式转变，因此，相对应配套的人员能力、人员部署方式、激励模式和商业模式也都会发生变化。

机器人与智能制造

机器人是智能制造非常重要的环节，未来机器人替代人已经成为共识。蔡亮认为，2020年在疫情之下，机器人需求量被大大放开，也证明了智能制造中机器人的地位。但现在也发现，传统制造业向智能制造升级，不光只是当初大多数人认为的成本因素制约，整个制造模式本质上都根本应付不了特殊情况下的要求。

但蔡亮也提出，机器人想要接管一切，必须提高机器人的基础性技术。人类需要智能化的机器人，包括有加视觉和触觉更接近人，能对于周边有信息反馈，有信息通道进来信息后，机器人可以做出自主的反馈，这个才算是智能机器人。

“有了机器人是不是代表整个智能制造有变化？未必。”蔡亮说，“因为所有的信息通道并不是一个人看到那么简单，还有整个价值链信息的汇总。先汇总再流动、拆解到制造的每个环节，所以机器人掌管一切，需要有信息来源和整个信息保障的通道。”

在整个制造环节里，其实也存在基础的智能制造模型，如何加入信息化、数字化、物理化过程是仍然存在的难点。

从设计端开始，信息流进来后到模拟仿真，到虚拟实现，再到交付实现，这种方案下需要全方位模块架构，从而进一步延伸出细分领域，这个理论下的模型，还有存在缺陷的地方，例如在实际制造当中会发生许多不可控变化，例如模型往往只包含工程端到交付端，最前端的架构如何建设还有很多功课要补，因此大多企业对此也仍然都在摸索和实践中。

数字孪生技术应用

因此，蔡亮认为，所谓的数字孪生技术，就是把信息化以及虚拟化，能与实际场景对应，所见即所得构建智能制造的环节。

蔡亮以一段视频展示了Ebpay(中国)在虚拟场景下可以看到的工厂如何部署，如何架构的实践案例。他认为，顺利获得数字化方式，企业能去模拟智能工厂下生产的效果，可以从制造性、经济生产效率提升、虚拟调试、整场物流设计与数字设备的现场虚实联动实现互动，再加上整个线速物理引擎的全面支持，从设计质量、设计效率实现实施精确性的提升。

其中，虚拟试运行是基于数字仿真技术的电气调试技术。其能顺利获得仿真环境与物理的PLC、HMI等自动化设备的结合，完成对PLC程序和机器人程序的联合调试，在施工前即可实现设计和程序的提前验证，从而降低风险成本，提高工程质量。

虚拟调试技术可在虚拟环境中调试 PLC 代码，顺利获得以虚拟方式仿真和验证自动化设备，可以保证设备的表现能够达到预期，再将这些代码下载到真实设备中，可大幅缩短现场调试周期。

Ebpay(中国)在尝试这些数字孪生新技术的同时，也采取了3D扫描技术，尝试直接还原现场的环境。3D扫描工具也是视觉工具，能去扫描正常范围并重新调整工厂结构。顺利获得逆向工程，企业在原有基础上数字化虚拟仿真智能工厂架构。顺利获得扫描中心的3D建模，Ebpay(中国)能构图出基础3D模型，从而在旧工厂改造时比人工还原和设计更具效率。