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黑燈制造及其與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
什么是黑燈制造？
隨著工業(yè)自動化的進步，整個制造過程可以實現(xiàn)自動化。原材料的交付、制造、質(zhì)量保證和成品的交付都可以由機器人完成。這消除了生產(chǎn)過程中對人類工人的需求。這種用于進行端到端制造過程的方法是黑燈制造。 圖 1. 黑燈工廠的示例（圖片由 JS Online 提供）
“黑燈制造”一詞并不總是按字面意義理解。黑燈工廠可以選擇有或沒有任何燈具。這個想法的產(chǎn)生是因為人類需要光來進行工作。在完全自動化的制造過程中，機器人可以在沒有燈光的情況下繼續(xù)工作，整個過程將被預(yù)先編程，工廠可能會保持黑燈。黑燈工廠、黑燈制造和熄燈制造等名稱都暗示了這個概念。 工業(yè)自動化機器人、軟件算法、視覺/空間傳感技術(shù)、低延遲通信網(wǎng)絡(luò)、人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以實現(xiàn)黑燈工廠，而它們使用的具體技術(shù)將取決于工廠設(shè)計、生產(chǎn)的產(chǎn)品和所需的資本。
02 黑燈制造的優(yōu)勢 黑燈制造為制造過程帶來了完全自動化，黑燈制造的優(yōu)勢與大規(guī)模自動化的優(yōu)勢類似： -消除錯誤：在工廠車間，很大一部分錯誤是由于人為錯誤而發(fā)生的，黑燈制造不需要人工干預(yù)并消除錯誤。 -職業(yè)安全與健康管理局 (OSHA)：黑燈制造完全符合 OSHA 標準，設(shè)計良好的黑燈工廠，安全隱患很少。 -效率：整個制造過程是自動化的，由預(yù)先確定的程序驅(qū)動制造過程。由于沒有變化或操作延遲，從而可以提高操作效率。 -24/7作業(yè)：機器人在作業(yè)過程中不需要休息，它們可以一天24小時生產(chǎn)商品，因此不需要設(shè)計輪班。黑燈制造實現(xiàn)了全年 365 天 24 小時不間斷的生產(chǎn)過程。 -能源消耗：黑燈制造提高了運營效率，產(chǎn)生相同產(chǎn)量所需的能源更少。在工廠車間使用燈光是可選的，并且可以取消?？照{(diào)和暖氣的情況也是如此，具體取決于商品，如此累積起來，可以大大減少功耗并降低成本。 圖 2. 據(jù)報道，F(xiàn)ANUC日本總部是一座全自動黑燈工廠，該公司在那里生產(chǎn)機器人──用機器人?。▓D片由 FANUC 提供）
03 黑燈制造的缺點 黑燈制造不僅給組織帶來好處，同樣，它也有相當多的缺點： -高成本：建立黑燈工廠需要專門的機器人、軟件和技術(shù)人員，而這些并不便宜。一家公司必須投入大量資金作為資本支出來建立一座暗工廠，比建立一個普通的自動化工廠要高很多倍。 -預(yù)測性維護：雖然黑燈工廠的正常運行不會受到人為干擾，但通常由人類進行維護。另一個缺點是，員工在正常情況下會遇到的機器磨損在黑燈的工廠中不太為人所知，并且可能在未來造成災(zāi)難。預(yù)測性維護在這里會很有用。 -靈活性：黑燈工廠中的流程完全自動化。必須對定義明確的步驟進行編程才能實現(xiàn)這種程度的自動化，流程不能很快改變，它需要額外的資本支出和停機時間來改變生產(chǎn)流程。 -工作崗位流失：由于黑燈工廠不需要人工參與，因此會出現(xiàn)工作崗位流失，這可能會引起一些擔憂。由于工作崗位被取代，因此必然會出現(xiàn)短暫的失業(yè)痛苦。
04 黑燈制造的應(yīng)用 世界各地的許多工廠都采用了工業(yè)自動化。盡管如此，許多工廠車間仍需要人工存在。由于所需的資本支出非常高，各行業(yè)采用黑燈制造的速度并不相同。某些行業(yè)（例如半導(dǎo)體制造）需要原始的晶圓廠工藝環(huán)境，該過程的許多部分都是完全自動化的，以防止人為干預(yù)，從而避免污染。 圖 3. 機器人在黑燈的工廠中進行焊接。
盡管汽車制造等行業(yè)眾多，但特斯拉等公司據(jù)稱未能建立成功的黑燈制造工廠。雖然汽車行業(yè)使用了很多自動化機器人，但很難完全實現(xiàn)自動化。 物流和供應(yīng)鏈等行業(yè)的自動化程度很低。但這些行業(yè)都面臨著可用勞動力短缺的問題，尤其是在電子商務(wù)蓬勃發(fā)展之后。更多的自動化和最終的暗倉解決方案可以使此類業(yè)務(wù)變得可行。一些已經(jīng)采用黑燈制造或可以從黑燈制造中受益的行業(yè)是： -半導(dǎo)體 -藥品/疫苗制造 -化學品 -核廢料行動 - 電子組裝 -礦業(yè) 以及更多行業(yè)可以從采用黑燈制造中受益。
05 黑燈制造中的物聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 黑燈工廠中的機器人和流程是完全自動化和預(yù)編程的。然而，這個過程應(yīng)該受到監(jiān)控。由于車間的人工干預(yù)不太理想，因此需要有一種方法將數(shù)據(jù)從工廠車間轉(zhuǎn)發(fā)到中央控制臺以進行遠程監(jiān)控，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對于實現(xiàn)這一目標至關(guān)重要。 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT） 設(shè)備對于創(chuàng)建黑燈制造流程至關(guān)重要。黑燈制造過程涉及多個活動部件和無數(shù)變量。這些數(shù)據(jù)點由 IIoT 設(shè)備捕獲并發(fā)送到中央集線器進行監(jiān)控，甚至人工智能算法也可以根據(jù)設(shè)計檢查黑燈制造過程是否成功。 與任何其他新技術(shù)流程一樣，黑燈制造也有其優(yōu)點和缺點。它適合某些行業(yè)，如半導(dǎo)體，而不是其他行業(yè)，如汽車。然而，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這可能是所有行業(yè)最終都可以運作的過程。
