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工業(yè)4.0背景下八大新興技術的回顧與展望
2015/4/4 8:32:19 來源:中國產業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示: “工業(yè)4.0”是2012年德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術界和產業(yè)界在三位德國教授倡議的基礎上推動形成的。在隨后的2013年德國聯(lián)邦政府將““工業(yè)4.0”是2012年德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術界和產業(yè)界在三位德國教授倡議的基礎上推動形成的。在隨后的2013年德國聯(lián)邦政府將“工業(yè)4.0”上升為國家級戰(zhàn)略,并正式發(fā)布了《實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略規(guī)劃建議》白皮書,旨在確保德國在工業(yè)界綜合實力的領先地位。
簡要來說,“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在建立一個信息物理融合系統(tǒng)網(wǎng)絡,通過有線/無線等方式將所有生產企業(yè)的自動化設備、客戶需求、物流倉儲、生產管理、各類軟件等產業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)納入其中,使工業(yè)生產實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測、自我調整、人機互動并以最優(yōu)生產方式完成生產實踐。與此先關的八大技術正在賦予新的意義。
1工業(yè)大數(shù)據(jù)的應用
過去,企業(yè)做什么,客戶就要什么;現(xiàn)在是客戶要什么,企業(yè)就做什么,同時客戶獲取信息的渠道變得很廣,且需求也越來越多樣化。那么,企業(yè)該如何精準的滿足這些客戶多樣化的需求呢?中國機械工業(yè)聯(lián)合會顧問朱森第告訴記者,互聯(lián)網(wǎng)就可以幫助企業(yè)做到這一點,就如大數(shù)據(jù)。企業(yè)可以通過挖掘過去若干年的數(shù)據(jù),分析出未來會有怎樣的趨勢及市場需求,進而了解自己的企業(yè)現(xiàn)在應該做什么。
大數(shù)據(jù),是實現(xiàn)德國“工業(yè)4.0”、構建數(shù)字工廠的基礎,如果沒有大數(shù)據(jù),企業(yè)無法及時了解最新的市場走向及客戶需求,更不用說跟隨時代的發(fā)展建設數(shù)字工廠了。在這里,為了使我國的制造企業(yè)快速實現(xiàn)數(shù)字工廠的搭建,我們一起來談談工業(yè)上大數(shù)據(jù)的應用及實現(xiàn)數(shù)字工廠的最佳方法。
在此,也許有人會疑惑,工業(yè)大數(shù)據(jù)與其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)有何不同?中國西電集團公司總經(jīng)理張雅林告訴記者,工業(yè)大數(shù)據(jù)及其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)沒什么區(qū)別,只是重點應用的領域不同罷了。制造業(yè)的大數(shù)據(jù)重點使用在創(chuàng)新與流程再造上,同時在制造過程中及對客戶的總體服務上也會提供幫助。舉個簡單例子,企業(yè)要研發(fā)新產品,首先就得通過大數(shù)據(jù)看客戶得反映,服務這塊也是如此。而其他行業(yè)的大數(shù)據(jù),就如電子商務,更多地是運用在銷售端上,銷售人員可以通過客戶的購買及瀏覽記錄數(shù)據(jù),分析出顧客的愛好及最近的購買傾向等信息,便于銷售人員更好的銷售產品。
為了使制造業(yè)的同仁們能更好地運用工業(yè)大數(shù)據(jù),以下就把制造業(yè)企業(yè)對大數(shù)據(jù)的應用案例分享于大家,希望對大家有所幫助。
2工業(yè)云的應用
過去,制造業(yè)只是一個環(huán)節(jié),但隨著互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)的融合,它的含義發(fā)生了巨大變化。因為它可以打破并重構工業(yè)生產的全生命周期,使產品的設計、研發(fā)、生產制造、營銷、服務形成閉環(huán),徹底改變工業(yè)的生產模式。如今,互聯(lián)網(wǎng)正在進一步向制造業(yè)的每個環(huán)節(jié)滲透,網(wǎng)絡協(xié)同制造的工業(yè)云也隨著出現(xiàn)。
所謂工業(yè)云,其與電子商務等其他行業(yè)運用的云沒有什么區(qū)別,只是用在不同領域有不同的稱呼而已。不過,據(jù)貿易軟件有限公司全球副總裁黃曉峰介紹,國內沒有真正意義上的商務云,就如國內一些企業(yè)商務平臺,其運行模式看似完美,但背后有上千名技術、市場和銷售人員在服務。在黃曉峰眼里,這并不是真正的云,真正的云不需要企業(yè)招聘如此多的市場和銷售人員服務,只需部分技術人員去開發(fā)更多的新應用,以服務客戶。
目前,國外的云發(fā)展較快,給很多企業(yè)帶來了便利;在國內,很多企業(yè)如今都是借助其他專業(yè)的云平臺來管理企業(yè)內部員工和外部供應商,因為企業(yè)要做自己的云,需花費大量的成本且需要很長一段時間才能看到效益,有的企業(yè)甚至看不到效益在何方,因為他們不了解云真正的意義及應用,同時由于這些企業(yè)的專業(yè)強項并不在構建云平臺上,所以很難利用云平臺來管理企業(yè)或挖掘出新應用服務客戶,因此很多大型的制造企業(yè)往往都是采用借助的方式來實現(xiàn)協(xié)同辦公等事項。
3物聯(lián)開啟制造新時代
兩化融合的物聯(lián)網(wǎng)意義是互聯(lián)互通,工業(yè)4.0戰(zhàn)略的物聯(lián)網(wǎng)意義是萬物融合,從互聯(lián)互通到萬物融合是一個長期的過程。不過,無論是兩化融合策略下推進建設的數(shù)字工廠,還是工業(yè)4.0所倡導的智能工廠,都離不開物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐而獨行。車聯(lián)網(wǎng),則是近期制造領域物聯(lián)網(wǎng)呼聲最高的案例,以下通過車聯(lián)網(wǎng)的部分案例或可看到物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字工廠或智能工廠的縮影。
車聯(lián)網(wǎng):全世界呼聲最高
車聯(lián)網(wǎng),關乎客戶最需要的貼心服務。其作用在于通過信息的融合,構造共享的大數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)的分析獲得實時道路交通狀況、車輛狀況的正確“語義”。目前,根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)的技術分類,可分為車內網(wǎng)、車際網(wǎng),及車上互聯(lián)網(wǎng)。
車內網(wǎng)車內網(wǎng)主要是總線通訊技術構造,感知范圍0--200米。在車內網(wǎng)的建設中,傳感器的作用是最大的。試舉幾例說明問題。
ADAS是車內的關鍵零部件,它是安裝于車上各式各樣的傳感器,用以研究攝像頭、雷達等的性能要求。通過研究,做出性能調整及集成。如國際上對汽車防撞雷達可歸納為長、中、短3種距離的雷達,這3種雷達主要應用于自適應巡航系統(tǒng)、預碰撞安全系統(tǒng),及盲區(qū)檢測系統(tǒng)。而隨著數(shù)字波速技術的發(fā)展,通過數(shù)字波速賦形便可將3種模式的雷達集成為1種雷達,如目前多模電子掃描雷達正成為最新的防撞雷達模式。
同時,利用ADAS收集車內外的環(huán)境數(shù)據(jù),可在第一時間對車內外的靜、動態(tài)物體辨識、偵測與追蹤并做技術上的處理,從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險。此外安裝在車輛上的其他傳感器也可獲得車輛的速度、加速度、車輪轉速、發(fā)動機轉速、線加速度、角加速度等;同時對于溫度、濕度、照度等都有感知。
汽車線控技術也是車聯(lián)網(wǎng)著重考慮的要素。其主要是將駕駛員的操縱動作經(jīng)過傳感器變成電信號,通過電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機構的一種系統(tǒng)。而車聯(lián)網(wǎng)的線控技術對于油門控制、制動控制、轉向控制是側重關注。此外,通過對汽車動力學所涉及的諸多器件的物聯(lián)網(wǎng)技術改進,可對駕駛指引、危險報警等進行主客觀評價。
車際網(wǎng)車際網(wǎng)主要是通過射頻技術構造,感知范圍300-1000米。車際網(wǎng)關注的是車路協(xié)同的技術。車聯(lián)網(wǎng)于其中的技術應用主要表現(xiàn)在自動引導駕駛,改進安全性、節(jié)能駕駛等。安裝在道路上的傳感器也會獲得諸如道路交通流量、道路交通突發(fā)事件,信號燈的位置及狀態(tài)等,用以協(xié)助汽車安全行駛。
車上互聯(lián)網(wǎng)車上互聯(lián)網(wǎng)由寬帶無線通訊技術構造。車上互聯(lián)網(wǎng)對于駕駛輔助,諸如根據(jù)實時路況智能選擇行車路線,協(xié)助預定目的地車位、飯店等,道路交通突發(fā)事件實時播報等方面所做工作較多。同時,車上互聯(lián)網(wǎng)也可用于分時租賃、物流管理方面。
車上互聯(lián)網(wǎng)的熱議話題是車輛控制,而自動駕駛則是最大膽的想法。如2008年,上?莆袚馃o人駕駛智能電動汽車項目,2011年順利結題。在模擬的復雜環(huán)境中進行演示,無人工干預跑完全程。其成功之處在于通過建立無人駕駛車研究平臺,現(xiàn)實環(huán)境感知,全局路徑規(guī)劃,局部路徑規(guī)劃及底盤控制等功能的集成。通過“物聯(lián)—感知”,從而使汽車具備“思考—行動”的能力。
無獨有偶,2014年谷歌的無人車走得更遠。4月27日,谷歌宣布,開始在城市街道試驗自動駕駛汽車。之前,已經(jīng)在加州進行了數(shù)千英里的試驗。而谷歌的案例也說明,未來依賴雷達、視頻、激光等傳感器和地圖信息數(shù)據(jù)庫來進行無人駕駛,將為汽車業(yè)發(fā)展翻開新的一頁。
當然,車聯(lián)網(wǎng)技術的應用還有許多方面正待破題。尤其是受汽車行駛安全理念的制約,信息的選擇及定量化評估,信息的定量化評價、人機交互技術的研究、復雜大系統(tǒng)的安全保障都將是是制約并深刻影響車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素。好在,在路上的汽車有著企業(yè)及其用戶寄托的最美好的市場共贏前景!
4工業(yè)4.0與PLM
工業(yè)4.0是完整的工業(yè)體系,它是國家行為,也是國家體系。而工業(yè)4.0實施的邊界條件,是數(shù)字化體系,數(shù)字化體系就是基于PLM的產品設計、工藝和制造。因此,PLM涉及方案階段、工程研制階段、批生產階段、服務和銷售階段等全生命周期過程。目前,隨著中國制造企業(yè)信息化的快速發(fā)展,對于PLM的應用也逐漸向深層次滲透。這正如金航數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理寧振波所說,“PLM在中國制造企業(yè)的使用并未隨著信息技術的發(fā)展而向前后端延伸,但大多數(shù)企業(yè)僅僅做了PDM應用在工程研制和批生產階段應用,成熟的全面應用PLM技術并將其前延到方案設計,向后延伸至綜合保障階段還需要很長的路要走。”
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