作者：与子同袍
首发：物联网前沿技术观察
许多人认为未来的工业4.0工厂将是完全自动化的黑灯工厂。
这其实是一个美丽的误会！
在工业4.0工厂中，人仍然很重要。
人在未来工厂仍然是不可或缺的一部分！
这主要是由于这两个原因：一是许多地方仍然需要人，仍然需要人工组装生产——比如汽车行业、精密电子行业和ESD环境。二是未来个性化定制生产时，对于批量很小的订单，用自动化成本过高且响应太慢，还不如用人组装生产。
但是由操作工手工装配，会存在如下问题：
- 作业指导：小批量生产如何快速生成SOP作业指导书？如何监控操作工手上的装配动作？如何帮助操作工快速选取所需物料？如何可视化提示组装工艺步骤？
- 工艺控制：如何精确控制电动螺丝刀的扭矩？如何实现人工装配工序的质量追溯？如何快速准确设置紧固工具的参数？如何判断螺丝刀拧紧角度和位置是否正确？
- 信息集成：如何与ERP/MES等系统进行集成？
上面这些问题都是需要人工装配的工厂面临的普遍问题。
别小看这些问题，要做好也不是那么容易的。
这些问题涉及到两类问题：一类是技术问题，比如如何快速生成SOP作业指导书、如何自动监控操作工手上的装配动作是否合规，如何判断螺丝拧紧角度和位置是否正确；一类是多模块之间的集成问题，比如通过投影仪和交互式按钮一步步在工作站上投影显示组装工艺步骤提示信息。
目前一般的工厂通常都是自己在工作站上集成各种工具，来满足上面的需求。比如工作站上放条码扫描枪和RFID读卡器用于读取在制品信息，平板电脑用于显示SOP作业指导书等。
但是加了这些东西以后，仍然需要有信息化的厂商来集成这些工具。
比如条码扫描枪扫到了条码，如何根据条码在平板电脑显示相应的作业步骤？如何根据在制品的条码显示对应组装工艺的交互式的作业指导？
这样一来，不同企业就需要自己去搭建一套这样的智能工作站，还需要找内部或外部的IT人员来帮助他们开发相应的集成软件。
与其这样，还不如设计一个标准化模块化的智能工作站，加装各种不同的工具模块，然后不同工具之间都通过一个软件集成起来，来解决上述工厂面临的普遍问题。
博世ActiveAssist智能工作站就是这样理念设计的。
ActiveAssist的核心是可灵活配置的软件。这个软件为执行手工装配工作的操作工提供有针对性的信息和辅助功能，并智能地指导他们完成装配过程。
它的核心是通过可配置的软件，把物理的装配工作站与虚拟世界连接起来：完全联网、模块化扩展、易于集成。最重要的是，快速且易于上手。
- 无需编程在Web页面上就可以创建分步骤的作业指令。然后就可以在触摸屏上显示分步作业指令。
- 可靠地跟踪员工的手部运动，手腕上没有分散注意力的传感器。通过识别抓握运动，提高装配工艺可靠性。
- 灯光拣选，协助操作工选取所需物料。
- 将工作步骤投射到装配区域。在工作区中标记抓取容器或兴趣点（例如螺钉位置）。通过提供信息来提高装配效率。
- 设定电动螺丝刀的精确扭矩。在所需的工艺步骤松开电动螺丝刀，提高工艺可靠性。
- 自动识别产品编号。根据产品编号自动记录加工工艺数据，用于质量追溯。
- 集成带有通讯功能的紧固工具。通过 Wi-Fi 或以太网在相应的工艺步骤中传输要执行的紧固参数。
- 用超声波定位螺丝刀和其他工具。超声波检测到电动螺丝刀位置正确时，才使能电动螺丝刀。
- 可以与MES/ERP 系统对接。提供两种集成接口：XML 文件夹和RESTful API。
在这些功能的辅助下，在品种多样化的装配任务下，哪怕装配产品数量为1的订单也没有任何问题。
最后瞎联想下，这个ActiveAssist智能工作站的设计理念还可以衍生到其他行业应用：
- 厨师炒菜智能工作台：用于显示每桌食客菜单，监控炒菜颠勺姿势是否合规，监控是否有不卫生举动（如挖笔孔，掏20等），辅导新手厨师炒菜。
- 家庭厨房智能炒菜助手，用于显示食谱烹饪步骤，自动称量并倒入所需调料。
- 小学老师智能讲台：摄像头监控学生小动作和坐姿，投影显示课件，交互式播放下一个知识点。
- 小学生智能学习桌：自动放英语听力，自动投影默写语文英语词语，自动语音在线查字典并投影，自动连接作业帮等APP答案并投影显示，自动显示班级作业，自动显示最近错题。
- 儿童精细动作训练：给精细运动能力差的孩子做辅助训练。
下次有空再讲讲与博世ActiveAssist智能工作站类似的Minitec的智能模块化工作站。
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