Jos Martin （MathWorks 高档工程司理）
摘 要：2020 年估计将出现七大趋势：经过标准化协议完结联网机器无缝互操作，强化学习再度晋级，协作机器人与人类密切协作，仿真使虚拟调试成为实际，猜测性保护和 AI 不断开展，使用优质数据消除部分AI 布置妨碍，数据科学家将不再是仅有的主导集体。
要害词：工业4.0；出产力；利润率
在工业4.0的推进下，制作业的出产力和利润率得到史无前例的前进。Jos Martin（数学核算软件供货商MathWorks高档工程司理）指出2020年估计将出现七大趋势，协助专业人士猜测引领未来十年经济潮流的技能——以及未来工厂的开展方向。
毋庸置疑，在此过程中必定会遇到许多应战，比方满意日益增加的个性化和定制化产品需求、削减糟蹋及本着更担任的情绪处理资源。但是，在创造力和独创性的两层辅佐下，全部困难将方便的解决，有所成效。那么，行将到来的有哪些趋势呢？
1 经过标准化协议完结联网机器无缝互操作
确保互联性至关重要，即在工厂中完结机器和模块的动态重组。为确保不同供货商的设备完结无缝互操作，标准化协议（如OP CUA TSN）将发挥要害效果。繁琐的布线及电缆线路将消失无踪，取而代之的是无线协议，如5G及其衍生技能。但是，机器不只相互连接，还会连接到云体系。在云体系中，运用弹性核算才能运转强壮的算法，处理事务数据和工程数据。
2 强化学习再度晋级
经过强化学习(RL)练习后，AI（人工智能）程序在围棋和国际象棋等棋盘游戏中屡次打败人类选手，但在工业4.0年代将发挥更大的效果。RL协助工程师在机器人和自主体系、自动驾驶、控制规划和机器人技能等杂乱体系中完结控制器和决议计划算法。咱们将见证巨大成功，RL必定成为改善大型体系的重要一环。要害促进要素是为工程师供给易用的东西，以构建和练习RL战略、生成很多仿真数据用于练习、轻松将RL智能体（agent）集成至体系仿真东西并为嵌入式硬件生成代码。RL有助于在工业范畴完结重大突破，前进移动工厂设备的自动化水平，甚至完结无人操作。
3 协作机器人与人类密切协作
自动化职业一度讨论着“单一样本量”的夸姣愿景——怎么经过多条出产线生成定制样本，无需投入绵长的转化时刻，也不用忍受其他低效现象。在工业4.0年代，这一愿景终将完结，然后满意完结全方位个性化出产的需求。为此，不能在车间选用固定不灵敏的方法设置机器，设定并调整参数后，用于生成某款特定产品长达数月甚至数年。未来的出产线有必要灵敏多样——选用多个可重组的机电模块构建而成，装备越来越多的机器人或“协作机器人”（协作机器人与人类密切协作），一起运用AI技能，依据出产线制作的下一款个性化产品进行参数设置并调整机器。
4 仿真使虚拟调试成为实际
跟着软件杂乱度的攀升及模块化软件组件组合数量的增加，在物理机上展开归纳测试的难度越来越大，耗时也越来越长，终将演化成为一项无法完结的使命。鉴于此，在布置物理出产线之前，依据仿真模型对软件进行虚拟调试，验证是否存在过错并证明是否满意需求变得至关重要。现在，一批立异领军企业（如全球抢先的瓶装出产线制作商Krones）现已开端选用多域仿真模型进行虚拟调试。
5 跟着边际核算的前进，猜测性保护和 AI不断开展
鉴于边际核算设备和工业控制器持续开展，核算才能随之快速前进。在云体系的大力协作下，为创始出产体系软件功用新局面铺平了路途。AI算法将动态优化整条出产线的产值，一起尽量削减动力及其他资源耗费。这样不只有助于团队和企业最大极限削减糟蹋、实行企业社会职责方针，还能节约很多资金。猜测性保护将不断前进，不再局限于查询一台机器或一个场所的数据，而是归纳考量多家工厂甚至多个不同供货商的设备数据。依据要求，这些算法将布置到非实时渠道及实时体系（如PLC），请拜见Beckhoff最近在德国汉诺威工业饱览会上的讲话。
6 使用优质数据消除部分 AI 布置妨碍
咱们深知，练习精确的AI模型需求很多的数据，分析师查询将数据质量视为成功选用AI技能面对的首要妨碍。2020年，仿真将协助下降这项壁垒。您一般具有很多的体系正常运转数据，但真实需求的却是来自反常或严峻毛病状况的数据。这关于猜测性保护使用景象更是如此，例如精确猜测工业场所中泵的剩下使用寿命。因为从物理设备创立毛病数据不只存在破坏性并且价值昂扬，最佳做法是经过仿真出现毛病行为来生成数据，从而运用组成数据练习精确的AI模型。仿真很快会成为AI驱动体系的要害促进要素。
7 数据科学家将不再是仅有的主导集体
在上述一切趋势中，在未来工厂作业的人类将成为革新中最重要的一环。跟着技能和东西的推广使用，越来越多的工程师和科学家（不只限于数据科学家）将参加到AI项目中。在未来工厂中，工程师必需能够构建模型、处理大型数据集并控制相应的开发东西，以便投合上述种种趋势。因而，建造及运营工业设备的企业需求调整招聘方向，延聘大批天壤之别的资深工程师，为迎候未来开展做好充分准备，工业4.0仅仅是个开端。
8 定论
从协作机器人与人类密切协作，到经过仿真使虚拟调试成为实际，2020年将涌现出很多趋势，必定会对未来工厂发生颠覆性影响。习惯这些改变绝非易事，但只需秉承团队协作认识，选用恰当的东西，终将能够完结。
（注：本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第05期第30页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。）
