迎接工業(yè)4.0：智能制造的7大關鍵趨勢

2018-07-06 來源：評論：0

摘要：物聯網通過與自動化技術、人工智能和云計算的組合應用，真正實現了傳統工業(yè)向智能制造的轉變。

　　物聯網通過與自動化技術、人工智能和云計算的組合應用，真正實現了傳統工業(yè)向智能制造的轉變。

　　在這一轉變過程中，數字孿生、人機交互、預測性維護、網絡安全、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、預測與操作、管理與運營之間的關系，推動工業(yè)4.0時代的到來。

　　1.數字孿生的“接管”

　　數字孿生（Digital Twin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、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，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。

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

　　數字孿生可以使預測性維護更加容易，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網信息，但數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)領域占主導地位，但這種情況正在改變。

　　在查看設備組件時，增強現實應用可以提供更有價值的反饋，并為員工提供有關制造設備的物聯網衍生信息，使公司能夠更好地進行管理與維護；虛擬現實也可以使用更傳統的技術為工作人員提供強大的可視化功能。

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

　　3.更好的預測性維護

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

　　結合機器學習和其他人工智能工具，現代工業(yè)軟件比過去憑借個人經驗判斷確定何時需要更換設備部件更加有效。

　　與其他技術不同，預測性維護的好處很容易計算。作為一種工業(yè)物聯網技術，預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.網絡安全投資愈發(fā)重要

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

　　現在這種情況正在改變，那些即將或已經投資物聯網的公司正在越來越多地采取措施確保新的投資免受網絡攻擊。

　　這種改變的部分原因是因為現在的網絡攻擊越來越猖獗，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%保護設備免受攻擊者的“入侵”。

　　5.更靈活的轉變

　　由于工業(yè)設備停機成本很高，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。物聯網與人工智能分析有時會導致令人驚訝的結果，因為人工智能對于發(fā)現那些人類可能永遠不會探索的相關領域非常重要。

　　實體工業(yè)的長期轉變將會找到更快速適應信息化的方法，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

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

　　隨著自動化系統繼續(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

　　物聯網組件收集的大量數據可能令人咋舌，而物聯網應用程序中的瓶頸之一就是確保系統能夠實時監(jiān)控必要的信息。

　　因此，物聯網運營的一個強大組件將依賴于邊緣計算設備，這些設備可在數據被發(fā)送到更集中的服務器之前收集、處理并分析數據。

　　雖然服務器或場外云解決方案的投資將繼續(xù)增加，但邊緣設備將在未來得到重大投資，并緩解當今工業(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變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統的行業(yè)界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產業(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系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；

　　二是“智能生產”，主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。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技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業(yè)生產技術的創(chuàng)造者和供應者；

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

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