用機器人噴漆，漆層均勻，質量好，還可以節約塗料40%。機器人可以長久和不知疲倦地工作，又不需要像人那樣的勞動保護，成了人們得力的助手。1967年，日本開始從美國引進機器人，兩年以後，他們就在造船廠用上了遙控噴漆機器人。一個這種機器人可以頂5個人幹活，還可避免高空作業的危險，受到工人們的歡迎。因為日本非常重視發展機器人，所以，它在製造和應用機器人方麵，目前已超過了美國，成為當今世界上擁有機器人最多的國家。
聯合國經濟委員會1991年的統計表明，到1989年底，全世界工業機器人總數為38.8萬個，其中日本占有一半以上。現在國際已公認，機器人是提高勞動生產率的一個重要途徑，日本工業的競爭能力，與其廣泛使用機器人有著密切的關係。
經過20多年的發展，第一代機器人已經開始普及。這是一種工業機器人，它的工作程序是可以改變的。但是，當程序規定好了之後，在執行過程中它就不能再接收也不能反應別的外界信息了。前麵講的“萬能夥伴”，就屬於這種機器人。第一代機器人對從事諸如焊接、噴漆、磨碎、鑄造等肮髒、繁重、重複性的工作是非常理想的。1981年，美國使用的4700個機器人中，有1500個用於焊接，850個用於翻砂，840個用於裝貨，540個用於噴漆，隻有100個用於裝配。今天，第一代機器人在化工、機械、太空、高空、礦業、海底、原子能以及有汙染的環境中得到了廣泛應用，來幹人所不能的勞動，同時大大提高了工作效率，成為藍領勞動大軍中日益壯大的一支新軍。
第一代機器人，實際上一點也不像查培克筆下的那種具有人的特點的機器人，它們不能看、不能聽，也沒有嗅覺、觸覺。而第二代機器人，就能“看”能“摸”了。日本有一種叫“維希普”的機器人，它裝有電腦、兩隻“眼睛”和兩隻“手”。工作的時候，一隻眼睛看著裝配圖，另一隻眼睛看著堆放的零件，兩隻手按照圖紙的要求，把零件一個一個地裝配起來，眼睛跟手配合得相當默契，動作迅速而準確，被看作非常能幹的裝配工。第三代機器人是具有適應力的智能機器人，它雖然剛剛出現，但是發展很快，到20世紀末可能進入普及階段。前兩年，日本一家電氣公司宣布，他們已經試製成功一種能看、能聽、能說話、能走動、能幹活的智能機器人。這台機器人一共用了14台微型計算機和1台小型計算機，對機器人的各個部分進行控製和數據處理。智能機器人具有識別和判斷的能力，能夠按照人的口頭指令行動。所以，如果說，第一代和第二代機器人主要是用在生產領域，多數從事單調的、重複性和危險性的體力勞動的話，那麼，第三代機器人就是會“動腦筋”的、更靈巧的勞動者了。它們可以代替人的一部分更高級的勞動，從事像宇宙和海洋開發等這樣一些技術性很強的工作。從上述可以看出，隨著機器人的不斷發展壯大，這支“勞動大軍”的內部分工也是勢在必行。可以預見，未來人類的任何一項勞動都將會有機器人作助手。
(二)計算機在產品製造中的實際應用
1．自動物料儲運係統
物料儲運是指生產過程中對原材料、零部件、在製品、完成品(統稱物料)的運送、包裝和儲存。這其中的每一個過程都要花費時間和資金，但並不增加產品的附加價值，因此企業總是想尋找更經濟、更自動的辦法來處理這些過程。現在，隨著市場競爭的日益激烈，企業不得不從多方麵努力降低成本，因此物料儲運係統及其成本受到企業越來越多的重視。有人把物料儲運技術看作是第三利潤源泉。特別是在如上文所述的情況中，數控機床通過計算機的控製，已可以實現高度自動化加工，但如果所需的工件、材料、刀具等的供應、運送跟不上，數控機床的巨大威力就難以充分發揮。因此，強大的加工製造能力還必須與強大的物料儲運係統相匹配，才能真正發揮計算機在製造過程中的輔助作用。
物料儲運係統實際上包括兩大類技術，一是自動化運輸設備，一是自動化存儲係統。工廠裏傳統的運輸設備是手推車、叉車、天車、傳送帶等，自動物料儲運係統中的運輸設備中，最典型的是AGV(Automated Guide Vehicle)。這是一種小型的無人駕駛卡車，自帶有電力驅動係統(電池)。它在工序之間移動，由中心計算機來控製，大多數AGV是在地麵上裝好的軌道上行駛，但現在有一些更高級的AGV可在較光滑的、無障礙物的工廠通道內自由地行駛。
AGV首先可用於生產工序中較關鍵的環節，以解決運輸量較大、較頻繁的工序，經常由於運送跟不上而中斷生產的問題。它還可以實現隻在需要的時候運送必要物品(即JIT式)。工人們更願意使用AGV，而不願使用不靈活的傳送帶。因為AGV隻在他們完成了工作之後，才帶著工件離開。
自動物料儲運係統中的存儲係統被稱為AS/RS(Automated Storage &Retrival System)，它是一種用計算機控製的自動存放、提出各種材料、工具、零部件的立體存儲係統。它使用各種架子、棚、物品箱來存放物品，借助於AGV，它就可以不需要人的介入而自動放入或取下各種物品。當新的物品進入係統時，計算機可以對其辨認，然後發出指令，使其入到恰當的位置。
自動化立體存儲係統俗稱立體倉庫。它與傳統的平麵倉庫的主要區別是：當你走進立體倉庫的時候，看到的是成行成列的貨架。這些貨架跟書架不一樣，它上麵分成許多個貨格，每個貨格是存放貨物的最小空間。貨物往往是放在物品箱裏或放在托盤上，再將整個物品箱或托盤存入貨格中。如果不借助AGV等新型的搬運工具，就沒有辦法在立體倉庫裏完成存貨、取貨的作業。這表明，隨著自動化立體倉庫的建立，人扛肩抬的工作方法已經不再適用，就是一般的鏟車、行車也難以勝任。在立體倉庫裏，有時使用一種專門的堆垛起重機。堆垛起重機可以在貨架之間的巷道裏運行，專門負責存取貨架上的物品箱。
按照倉庫的控製方式，可以把倉庫分成手動控製、自動控製和遙控三種。手動控製是指司機坐在堆垛機上，用手柄和按鈕直接控製其運行。自動控製是運用堆垛起重機上帶有的程序控製器和設定器，工作的時候，隻要向設定器發出命令，堆垛起重機就會自動進行工作。遙控式的立體倉庫，可以遠距離集中控製。也就是說，把對倉庫裏的主要機械設備(像堆垛起重機)及對入庫，出庫的運輸等控製全部集中到一個控製室裏，操作人員可以在控製室裏發出各種命令，完成入庫、出庫等工作。
由於自動化立體倉庫存儲物資的種類多、數量大、信息量也大、傳統的人工管理顯然不行，所以要靠計算機來管理。計算機在自動化立體倉庫管理中的作用主要有四個方麵：第一是物資的分發、分類儲存；第二是全部貨物的統一管理和分配；第三是對倉庫裏所有儲存機械的控製和管理；第四是信息的儲存和處理。
長期以來，倉庫都是靠人工來管理的。管理人員要填寫票據、彙總賬冊、編製報表，工作量很大，而且特別繁瑣，工作效率低，差錯多，常常發生賬和貨物之間、賬和賬之間不相符的情況。這些工作由計算機來幹，那就得心應手了。
貨位的管理是自動化立體倉庫特有的問題。在實行人工管理的時候，需要把倉庫分成很多個區，每個區存放一種貨物，不允許互相借用。這就有一個弊病：就是有的貨物數量很少，它的貨位裝不滿；相反，有的貨量太大，自己的貨位裝不下，剩下的又不能放到別的區裏，這就出現了矛盾。按理說，多餘的貨物是可以放到沒裝滿的區域中去的，但是，在人工管理的時候，這是不允許的，因為這會引起貨位的混亂。這實際上是遷就了人工管理的低水平，降低了貨位的利用率。
如果用計算機管理倉庫，就可以把倉庫的全部貨位統一管理起來。也就是說，如果有貨物要存進倉庫裏，計算機就分配一個空貨位，作為入庫的貨位，並且會記住這個貨位裏放的是什麼東西，放的數量是多少，哪一天入庫的，等等。如果要從倉庫裏提出貨物，人們隻要把出庫物的名稱、需要出庫的數量告訴計算機，計算機就會提示要出庫的貨物在哪個貨格裏，再讓堆垛起重機去取，計算機管理倉庫，打破了存貨區各自為政的狀況，提高了貨位的利用率。另外，由於貨物分散地存放在好幾個作業區裏，這樣在出庫的時候，就可以動用幾台堆垛起重機，在不同的作業區同時工作，大大提高了取貨的速度。用微型計算機管理倉庫，還可以嚴格地按照“先進先出”、“後進後出”的原則提取貨物，防止先入的貨物長期積壓在庫房裏老化變質。
2．柔性製造係統
首先需要了解，什麼是“柔性”製造?柔性製造技術是與傳統的剛性製造技術相對應的概念。剛性製造技術，是指傳統的固定式自動化技術，如本章第一節所述。這種技術使一套設備或一條生產線，按照固定的順序生產一種(或少數幾種類似的)產品。當產品需求量較大、產品設計比較穩定、產品壽命周期也較長時，這種技術的兩個不利之處——初始投資大、缺乏靈活性——可得到補償，它可使生產效率達到最大，產品的變動成本達到最小。因此，在過去“大量生產、大量消費”的經濟時代，剛性製造技術曾發揮了很大威力，直至80年代，這種技術在製造業企業中一直占主流。直至今天，也還有許多企業仍在使用這一技術。但是，由於這種技術和設備是為了某種特定產品而設計的，因此要想進行改造並使之適應新的產品就很困難，至少需要花費大量財力。因此，在市場需求日益力多樣化的今天，必須有一種能夠靈活地適應市場需求變化、多品種小批量生產各種產品的新技術，這就是柔性製造技術。
所謂“柔性”，是指適應各種變化的能力，即應變能力。柔性製造技術即指能夠靈活多樣地小批量生產多種產品的技術。實際上，這種技術主要是由柔性製造係統來實現的。那麼，什麼是柔性製造係統呢?柔性製造係統可以簡單地用下麵的式子來概括：
柔性製造係統=DNC+AGV+AS/RS+計算機控製室
它首先包括若幹台直接數控機床，其間用一套自動物料儲運係統相連接，並通過計算機控製室用預先編好的程序來操縱、控製這一係統。當需要運用這套係統加工不同產品時，隻需將相應的產品加工程序輸入，就可操作係統生產。在柔性製造係統中，被加工工件可以自動送到指定機床，並自動地從一台機床移到另一台機床。這種係統可以實現多工序連續作業，完成某一類產品(主要是複雜零件)的全部或絕大部分工序，而且無需工人看管。整個係統隻要每天開動和關閉一次，僅需一人監視操作。使用這種係統進行生產，每班勞動時間內，機床實際進行切削的時間可達50～90%，而單一的計算機數控機床，實際切削時間僅為10～30%。日本的山崎公司，在名古屋附近的一個工廠裏，擁有價值2000萬美元的柔性製造係統。該係統白天隻雇用12個工人，夜間一個值班工人。而在與該工廠產量相當的傳統工廠裏，則需要215個工人和幾乎4倍多的機器；傳統工廠需要3個月才能產出的零件，在這裏僅用3天就可完成。但是，由於機床之間，機床與搬運小車、立體倉庫之間的集成度越高，就越要求具備自動的監控方式。因為當一名工人操作一台機床時，如發現問題，可隨時使機床停下來；而在高度自動化的生產係統中，機械故障或程序錯誤可使成批產品報廢。因此，必須在機床上和整個係統中，安裝各種傳感裝置以監督生產過程。
柔性生產係統的優點很多，首先，它節約了大量勞動力；其次，可以節約工廠占地；再次，也可以極大地縮短生產周期，極大地減少不同工序間的在製品庫存，從而降低成本。此外，產品的質量較好，可以減少損耗和產品檢修費用。因為機器可以不停地運轉，程序改編也較快，這樣可以極大地提高工廠的利用率。這一切，都使得製造業企業可以較快地追隨市場變化趨勢。所以，柔性製造係統代表的不僅是新技術，也是一種完全新型的工廠運營方式。經濟學家把柔性製造係統的這種優點稱為“範圍經濟”，它是相對於“規模經濟”的概念而言的。所謂規模經濟，是指單一品種的大批量生產所能帶來的成本降低；而範圍經濟，則是指以低成本實現多品種小批量生產。可以說，柔性製造係統的這種特點，打破了傳統製造業的主要規則。
3．計算機輔助測試和診斷
如上所述，在柔性製造係統的應用中，由於設備的自動化程度很高，機械故障或程序錯誤有可能使成批產品報廢，因此，必須有配套的監控方式，對設備進行測試和診斷。事實上，不僅柔性製造係統，任何設備都有維修問題，都需要經常對設備進行測試和診斷。過去，我們的設備維修主要是采用前蘇聯的那種“計劃預修”製度。也就是按照規定的時間定期檢修，隻要時間到了，不管設備的實際狀況怎樣，都得維修。這就帶來了不少弊病。比如，有的設備，雖然時間到了，但是並沒有出現毛病，那也要照章辦事，維修一番，結果使許多設備不能充分發揮作用，造成經濟損失。英國、美國、日本和西歐的一些國家，實行的是另外一種維修製度。它們是根據設備的實際狀況來決定的，叫做“狀態監測維修”。這種辦法比較靈活，可以根據設備當時的狀態，決定是不是需要維修。這種維修製度能比較好地發揮設備潛力。但是，過去在對設備進行狀態監測和故障診斷的時候，往往都是依靠有經驗的維修人員用眼睛看、用耳朵聽、用鼻子聞和用手摸等辦法進行的。隨著自動化技術、信息技術等新技術的飛速發展，設備越來越複雜，特別是很多設備在運行的時候，維修人員一般不能接近，所以用人工的辦法檢修，實際上是不可能的。在這些地方，電子計算機卻可以大顯身手，用電子計算機給設備“看病”，就是利用一些測試儀器，對設備進行定時地或者連續地測試。所得各種數據通過計算機進行分析、比較，並由計算機作出判斷，它不僅可以知道被測設備是不是有毛病，而且還可以預測出這台設備的未來狀況。如果已經有了故障，則可以找到故障的部位，分析出故障的原因，這種方法，可以真正做到“有病早治，沒病早防”，用電子計算機診斷設備故障，是一項大有前途的新技術，在一些國家已經取得成效。比如，日本采用了這種診斷技術以後，每年可以減少設備維修費用25%～50%，還可以使由於故障而造成的停機時間減少約75%。
計算機輔助測試係統是由傳感器、信號變換器和微型電子計算機組成。傳感器相當於人的眼睛、耳朵和鼻子。它能知道設備的速度、溫度、壓力、流量等情況。當然，針對不同的要求使用不同的傳感器。比如，測量溫度要用溫度傳感器；測量壓力要用壓力傳感器；測量氣體或者流體的流量，那就要使用流量傳感器。雖然不同的傳感器測量的對象不同，但它們都是把所測信號轉換成電壓信號。人們通過電壓的變化，就可以了解這些信息的變化。
傳感器傳出來的電壓信號，還不能直接送入計算機，因為計算機隻能接收數字脈衝信號。把連續變化的電壓信號，變成一個一個的代表數字的電脈衝，這要靠信號轉換器來完成。傳感器傳出來的電壓很小，所以，信號轉換器得先把信號放大，然後再變成數字化的電脈衝，交給計算機處理。
電子計算機是檢測係統的司令部，相當於人的大腦。它能夠按照人們事先編好的程序做各種工作。首先，它對接收到的電信號進行綜合、比較、分析和運算，然後把處理出的結果通過電視屏幕或者打印機告訴人們。情況緊急的時候還可以發出警報，通知人們做緊急處理。
計算機輔助測試和診斷，在很多方麵都有廣泛的用途，特別是在像核工業、鋼鐵業等行業中，由於危險，對人體有害等原因，有些設備不宜由人去進行測試和診斷，在這方麵計算機更可以發揮威力。以鋼鐵業為例，眾所周知，煉鐵用的高爐爐壁經常發生腐蝕，必須嚴密注視，腐蝕到一定程度，就必須停止工作，進行大修。否則的話，一旦爐壁穿孔，滾燙的鐵水流出，其後果不堪設想。因此，對高爐爐壁情況的監控和診斷是非常重要的。而利用計算機輔助測試係統，可以使這項工作變得輕而易舉，現在讓我們來具體看一下，計算機輔助測試係統是如何來進行這項工作的。
在高溫下，整個爐壁都會受到侵蝕，但是，有的部位侵蝕嚴重，有的部位侵蝕不太嚴重。受侵蝕嚴重的部位，爐壁就會變薄，如果從外部測量的話，這裏的溫度就會比別的地方高。根據這種現象，就可以判斷爐壁受到侵蝕的情況。我們在爐壁的周圍放上幾百隻溫度傳感器，並把這些溫度傳感器按區域編成組，用導線引到信號變換器上，再把信號變換器連接到電子計算機上，這樣，一個爐壁監測係統就組成了。開始工作以後，電子計算機按照預先編好的工作步驟，一個一個或者一組一組地讀取傳感器上的溫度，然後把處理的結果用圖表的形式顯示在熒光屏上。操作人員可以通過熒光屏，了解整個爐壁的溫度狀況。如果有的地方溫度特別高，就可以斷定這個地方的爐壁已經受到了嚴重侵蝕，需要采用相應的措施，另外，綜合各次測量的溫度，還可以推算出爐壁受侵蝕的速度。