工業(yè)5.0是新近興起的工業(yè)革命，其中人與技術的協(xié)作將成為工業(yè)流程中不可或缺的一環(huán)。人類操作員的靈活性與先進技術相結合，將助力打造可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)，從而造福工人、企業(yè)和環(huán)境。

本文將介紹工業(yè)5.0的三個關鍵支柱，即適應性、可持續(xù)性和以人為本，每個支柱都代表不同的優(yōu)勢。

第一個支柱“適應性”，體現在人工為工廠帶來的靈活性。自動化為制造業(yè)帶來了巨大的進步，快速、準確的流水線作業(yè)提高了生產線的產量和質量。但在解決異常情況或快速轉換角色方面，自動化系統(tǒng)能力有限。相比之下，人類的大腦可以快速適應新環(huán)境，為生產線帶來靈活性，從而提高工廠的適應能力。

第二個支柱是可持續(xù)性。企業(yè)被鼓勵通過避免浪費和有效利用能源來踐行可持續(xù)性。而工業(yè)5.0還通過考慮工業(yè)對社會的影響來解決可持續(xù)性問題，努力打造適應性更強的工廠，以應對不斷變化的世界帶來的快速多變的需求。

而后一個支柱是以人為本，確保人工智能（AI）和自主機器人不會取代人類，而是將人工智能、自主系統(tǒng)和機器人系統(tǒng)作為提高工人能力的工具，讓人類擺脫重復性操作或危險任務。

工業(yè)5.0還可以減少工人疲勞現象，因為現代生產線上超過40%的質量問題都源于工人的疲勞。工業(yè)5.0允許工人利用其個人技能和經驗，發(fā)揮出最大影響力。

工業(yè)5.0使企業(yè)能夠從戰(zhàn)略高度看待可持續(xù)發(fā)展，確保企業(yè)能夠適應市場變化并保持競爭力，讓那些注重員工發(fā)展和福利的企業(yè)能夠得到更好的回報。

總之，工業(yè)5.0實現了科技與人文共融，本文將列舉一些生產線的例子來幫助大家了解工業(yè)5.0的實施方式及其多項優(yōu)勢。

案例1：倉庫主管

與許多功能明確的生產線不同，物流行業(yè)必須快速、高效地應對各種變化。例如，在倉庫自動化和物流領域，使用機器人來分揀和分類收到的包裹。

為了完成這項任務，機器人將傳感與動作相結合。攝像頭對傳送帶上的所有包裹進行成像和評估。在這種場景下，循環(huán)時間非常重要；機器人可能需要每分鐘處理25到30個包裹。因此，成像必須在幾分之一秒內完成。AI加持的邊緣計算系統(tǒng)使機器人能夠識別每個包裹并決定正確的操作。

在“監(jiān)督式自主”這個概念中，系統(tǒng)在大多數時間獨立運行，完成大部分操作。但傳感器可能會遇到它們無法識別的場景，目標可能是新型包裝或運輸途中損壞的盒子。如果沒有人工干預，流程將會停止。

在這種情況下，就可以彰顯工業(yè)5.0以人為本的優(yōu)勢。倉庫主管會收到警報，系統(tǒng)無法識別包裹。雖然主管是遠程工作，可能負責不同地點的多臺機器，但她/他仍然可以在10秒內發(fā)現異常。主管只需輕點幾下鍵盤，就可以指導機器人采取正確操作，作業(yè)流程經歷極短的延遲后就可以繼續(xù)進行。

這種非常規(guī)的包裹類型隨后會被錄入AI數據庫，以便下次傳感器再遇到時，無需人工干預即可自動處理。理想情況下，異常數量會隨著時間的推移而減少，但永遠不會為零，因為托運人會不斷發(fā)出新的包裹類型。

在前面的場景下，也許原先用紙板箱運輸的包裹現在改用了紙箱包裝。而且，制造商也可能改用氣泡包裝。分類機器人必須重新學習每種新型包裝。此外，季節(jié)性的包裝變化對于人類來說很容易識別，但顏色的變化可能會讓機器人感到困惑。在每種情況下，倉庫主管都能在幾秒鐘內發(fā)現并解決異常情況。

由于嵌入式視覺系統(tǒng)如今已非常普遍，因此任何現代化工廠的安裝人員都熟悉實現該功能的技術。嵌入式視覺攝像頭可以直接在生產線上進行自動檢測。系統(tǒng)通過專用攝像頭拍攝每個產品的圖像，實時比較產品尺寸與標準尺寸，因此可以立即識別出瑕疵產品，并將其丟棄或保留以供進一步檢查。

通過將嵌入式視覺系統(tǒng)與邊緣AI相結合，系統(tǒng)可以快速做出決定，這對于智能工廠應對不斷變化的動態(tài)環(huán)境至關重要。傳感器通過有線或無線高速連接與網絡相連。連接器和天線在降低通信延遲方面至關重要，但人仍然是網絡中的關鍵要素。

案例2：增強人類能力

即使有人工監(jiān)督，智能工廠系統(tǒng)仍有可能無法自主運行。在動態(tài)環(huán)境中，機器人無法達到人類操作員的靈活性。視覺系統(tǒng)可能會因光線變化不均而被干擾，夾具也可能無法處理不規(guī)則物體。

在解決這些問題時，企業(yè)可能會發(fā)現，增強現有工人的能力比用自動化代替人工更有效。一種選擇是通過機械裝置（如機器人外骨骼）來增強工人的能力。這些動力裝置穿在身上，與佩戴者的動作相匹配。在此過程中，外骨骼的結構可穩(wěn)定用戶身體，并在用戶移動時捕獲能量。與用戶動作配合的彈簧和帶子形成的網絡可減輕工作量和疲勞度，提供更安全、更高效的工作環(huán)境。

外骨骼使人類可以在生產流程中發(fā)揮自己的優(yōu)勢，在遇到突發(fā)狀況時，工人可以利用自己的經驗和對環(huán)境的感知做出本能反應。而機器人在面對類似情況時可能會停止生產。

雖然外骨骼本身很簡單，但它還可以配備其他設備。負責監(jiān)測運動的傳感器和增強現實顯示器等界面可以幫助穿戴者判斷疲勞程度，或者接收有關下一個預定任務的指示。

支持這種集成度的設備與其他可穿戴設備類似。小巧的可穿戴應力和壓力傳感器以及加速度計可為用戶提供本體感受反饋。視覺系統(tǒng)和顯示器可將信息傳送到用戶的面罩或護目鏡，而先進的人機界面（HMI）裝置則允許用戶與其他設備進行交互。

本文小結

工業(yè)5.0的技術與現有應用有很多共同之處，但它能夠讓人類融入自動化環(huán)境。通過一系列策略，工業(yè)5.0能讓人類與自動化設備并肩工作，發(fā)揮監(jiān)督作用，甚至在機器人能力受限時接管工作。

這些策略利用人類認知能力來理解非結構化情況，并通過技術進一步增強這種能力，讓未來工廠的各部分達到1+1>2的效果。