迎接工業(yè)4.0：智能制造的7大關(guān)鍵趨勢

2018-07-06 來源：評論：0

摘要：物聯(lián)網(wǎng)通過與自動化技術(shù)、人工智能和云計算的組合應(yīng)用，真正實現(xiàn)了傳統(tǒng)工業(yè)向智能制造的轉(zhuǎn)變。

　　物聯(lián)網(wǎng)通過與自動化技術(shù)、人工智能和云計算的組合應(yīng)用，真正實現(xiàn)了傳統(tǒng)工業(yè)向智能制造的轉(zhuǎn)變。

　　在這一轉(zhuǎn)變過程中，數(shù)字孿生、人機交互、預(yù)測性維護、網(wǎng)絡(luò)安全、彈性變化、自動化和邊緣計算正在成為智能制造的七個關(guān)鍵趨勢。

　　這些趨勢也將極大地改變制造業(yè)中機器與機器、人與機器、人與人、預(yù)測與操作、管理與運營之間的關(guān)系，推動工業(yè)4.0時代的到來。

　　1.數(shù)字孿生的“接管”

　　數(shù)字孿生（Digital Twin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。

　　數(shù)字孿生提供了與工業(yè)部門中使用的物理組件相對應(yīng)的虛擬對象。例如，制造汽車的機器人手臂可以使用數(shù)字孿生進行監(jiān)控，數(shù)字孿生收集有關(guān)機械手臂操作的數(shù)據(jù)，并提供有關(guān)需要定期維護或更換的組件的信息。

　　數(shù)字孿生可以使預(yù)測性維護更加容易，并提供有價值的可視化功能以提高效率。雖然有很多方法可以收集和管理物聯(lián)網(wǎng)信息，但數(shù)字孿生提供了一種更為直觀而強大的方法。

　　2.創(chuàng)新的人機界面

　　計算機屏幕，甚至是更原始的顯示器仍然在工業(yè)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，但這種情況正在改變。

　　在查看設(shè)備組件時，增強現(xiàn)實應(yīng)用可以提供更有價值的反饋，并為員工提供有關(guān)制造設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)衍生信息，使公司能夠更好地進行管理與維護；虛擬現(xiàn)實也可以使用更傳統(tǒng)的技術(shù)為工作人員提供強大的可視化功能。

　　VR和AR通常針對特定任務(wù)量身定制，隨著頭戴設(shè)備和智能眼鏡的普及與價格下降，這些技術(shù)將更受歡迎，特別是在工業(yè)環(huán)境中。

　　3.更好的預(yù)測性維護

　　多年來，預(yù)測性維護在工業(yè)環(huán)境中一直扮演著日益重要的角色，物聯(lián)網(wǎng)組件的持續(xù)增長也提供了比以前更多的信息。

　　結(jié)合機器學(xué)習(xí)和其他人工智能工具，現(xiàn)代工業(yè)軟件比過去憑借個人經(jīng)驗判斷確定何時需要更換設(shè)備部件更加有效。

　　與其他技術(shù)不同，預(yù)測性維護的好處很容易計算。作為一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，預(yù)測性維護一定會成為未來工業(yè)管理人員的優(yōu)秀助手。

　　4.網(wǎng)絡(luò)安全投資愈發(fā)重要

　　在早期階段，物聯(lián)網(wǎng)在執(zhí)行任務(wù)的過程中時常會出現(xiàn)雜亂無章的情況。同時，對于許多公司而言，安全設(shè)備并不被視為重中之重。

　　現(xiàn)在這種情況正在改變，那些即將或已經(jīng)投資物聯(lián)網(wǎng)的公司正在越來越多地采取措施確保新的投資免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

　　這種改變的部分原因是因為現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)攻擊越來越猖獗，越來越有利可圖，而安全防范較低的工業(yè)設(shè)備尤其誘人。

　　制造業(yè)公司面臨的挑戰(zhàn)之一就是確保他們使用正確的安全條例并確保所有操作的合規(guī)性，因為沒有一步到位的解決方案可以100%保護設(shè)備免受攻擊者的“入侵”。

　　5.更靈活的轉(zhuǎn)變

　　由于工業(yè)設(shè)備停機成本很高，因此，通常情況下，企業(yè)會盡可能避免硬件和軟件的升級與改造，因此，工業(yè)企業(yè)的變革有時候會非常緩慢。

　　然而，全面提升效率將迫使企業(yè)采取更加靈活的方式進行運營。物聯(lián)網(wǎng)與人工智能分析有時會導(dǎo)致令人驚訝的結(jié)果，因為人工智能對于發(fā)現(xiàn)那些人類可能永遠不會探索的相關(guān)領(lǐng)域非常重要。

　　實體工業(yè)的長期轉(zhuǎn)變將會找到更快速適應(yīng)信息化的方法，而且這一舉措在未來幾年中將繼續(xù)增加。

　　6.更高效的自動化技術(shù)

　　自動化一直是工業(yè)的核心，數(shù)字技術(shù)正在擴展這一趨勢。企業(yè)現(xiàn)在可以依靠低成本設(shè)備來補充更廣泛的制造組件，而不是投資昂貴的重型設(shè)備。

　　隨著自動化系統(tǒng)繼續(xù)證明其價值，企業(yè)將會投入更多資金，并看到顯著的效率提升和更低的勞動力成本。

　　然而，工人招聘仍將保持強勁，因為即使是高度自動化的系統(tǒng)也需要人們監(jiān)控進度，并尋找最大限度提高效率的方法。

　　7.更及時的邊緣計算

　　物聯(lián)網(wǎng)組件收集的大量數(shù)據(jù)可能令人咋舌，而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中的瓶頸之一就是確保系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控必要的信息。

　　因此，物聯(lián)網(wǎng)運營的一個強大組件將依賴于邊緣計算設(shè)備，這些設(shè)備可在數(shù)據(jù)被發(fā)送到更集中的服務(wù)器之前收集、處理并分析數(shù)據(jù)。

　　雖然服務(wù)器或場外云解決方案的投資將繼續(xù)增加，但邊緣設(shè)備將在未來得到重大投資，并緩解當(dāng)今工業(yè)環(huán)境中常見的一些處理壓力。

　　拓展閱讀

　　“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

　　“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題：

　　一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)；

　　二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時也成為先進工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者；

　　三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。

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