工业4.0的基础是数字化、网络化和集成化

在先进制造技术发展的进程中,出现了多项与智能制造相关的技术概念与实践,其中与智能制造关系最直接、最密切的是数字化技术、网络通信技术、信息技术、自动化技术和人工智能技术,以及敏捷制造、精益制造、网络化制造、数字化制造等。这些技术的应用与实践对智能制造的发展具有重要的支撑作用,但同时又与智能制造有所区别。

人工智能的介入、机器人的大量使用会让设计的智能化、工艺的智能化、试验仿真的智能化、生产过程的智能化、保障的智能化成为现实。这就是“工业4.0”的未来发展,而深入实施数字化工程是实施“工业4.0”的前提条件。

“工业4.0”的基础是数字化、网络化和集成化。与此相应的是“工业4.0”时代的工业自动化,将在原有自动化技术和架构下,实现集中式控制向分布式增强型控制的基本模式转变,让设备从传感器到因特网的通信能够无缝对接,从而建立一个高度灵活的、个性化和数字化、融合了产品与服务的生产模式。

在这种模式下,生产自动化技术可通过自我诊断、自我修正和各种功能软件让设备更加智能,以更好地辅助工人完成生产。因此要求自动化设备的通信功能和集成能力更强,而自动化软件则需具备更强大的分析处理及与企业其它软件系统的数据共享能力。在“工业4.0”的具体实践中,如何以集成的方式,将虚拟世界和真实世界更加紧密地联系起来,是应该关注的重点。

以汽车生产为例。在过去,如果想生产一辆汽车,需要经历五个阶段:设计汽车的模型;规划何时何处生产零件以及组装零件;告诉机器我们的规划;开动机器生产汽车;以及保证机器在生产过程中没有错误和故障。汽车的生产非常好地诠释了生产周期所需要的五个步骤:产品设计、生产规划、生产流程、生产执行和服务。

在传统的生产中,这些阶段是按顺序进行的。前一阶段结束了,下一个阶段才开始。同时,试图提高的是每个阶段的生产力。在每个阶段做到最优,并不代表整个生产过程能够有最大的产出。因此,需要用整体的眼光看待生产。只有将各个阶段集成,才能达到生产的最大优化。

虚拟化可以降低对物理服务器和其它硬件的依赖性,同时节约工厂的能源成本。虚拟化技术还可以改善机器的可靠性,打造低成本高可用性的备份解决方案,同时允许操作系统的多个实例在单一硬件上运行。最新的DCS系统已经应用虚拟化服务器实现更快的处理速度及降低生命周期成本。

现阶段,每一项自动化技术都已投入使用,但大部分公司至今仍在单一地使用其中某一项技术。一旦公司理念趋于成熟,开始接受这些新技术,就能够出现同时应用所有这些技术的局面。目前,控制层面,最新的PLC、变频等产品都有标准的网络通信接口,现场设备通过传感器数据采集和联网传输即可实现诊断等智能功能。

在信息层面,各种数据库软件、制造执行系统(MES)、制造运行管理系统(MOM)、产品生命周期管理软件(PLM)等,同企业资源规划(ERP)解决方案连接起来,则实现数据到信息的转换、辅助商业决策。

在分析运营层面,现有的云平台也具备了远程分析优化的基础和经验。在安全层面,业界主流厂商都已与信息安全企业合作推出了实际方案。而未来的挑战主要在于需要在生产工程、机械工程、工艺工程、自动化工程、IT和互联网领域建立起一个共同认可的问题处理方式和标准。

正是秉承着“集成“的理念,西门子为制造企业提供了数字化企业平台解决方案。通过该方案,制造企业可以实现从产品设计、生产规划、生产工程到生产执行和服务的全生命周期的高效运行,以最小的资源消耗获取最高的生产效率。

(0)

相关推荐

  • 机加工也有圈子文化,了解下?

    编者按 荟集行业新品.先进观点,荟纳生产难点.技术疑难,汇聚行业圈子.匠人达人,荟采购需求,那你不要错过这里--2021第22届立嘉国际智能装备展览会,即将于2021年5月27~30日在重庆国际博览中 ...

  • 西门子助力未来工业实现人工智能劳模升级,构建企业核心竞争力

    二十世纪七十年代,自动化设备和工业机器人的出现将人类从许多繁重的体力劳动中解脱出来, 因此生产力实现了飞跃式的提升.然而传统自动化和工业机器人往往都在高重复性高,批量大的生产场景下工作,其工作环境相对 ...

  • 中国智能制造专题研究报告(附下载)

    数据显示,2020年全国工业软件市场规模达到1974亿元:2020年中国智能硬件市场规模达到10747亿元,同比增长67.1%.随着工业互联网的规模进一步扩大和公有云和信息传输技术的发展,中国制造业智 ...

  • 2020年智能制造标杆企业公布,每一家都是行业典范!

    先进制造业·导读 1月13日,2020中国智能制造系统解决方案大会暨联盟会员代表大会在北京召开.会议由智能制造系统解决方案供应商联盟.中国电子技术标准化研究院主办.大会发布了"2020年智能 ...

  • “黑灯工厂”为什么火了?

    IAUTO 速度 深度 态度 导|语 2021/11/05 在这个黑天鹅事件频出的时代,"柔性生产"模式将为保障汽车制造产业供应链安全,提供一条新的路径. 作者丨查攸吟 责编丨杜余 ...

  • 陈根:未来工业,走向智能制造

    文/陈根 制造业的智能化是智能时代的大势所趋.当然,制造智能化必然不是凭空产生的社会进程,而是以前期技术积淀为支撑,以人工智能和新一代信息通信技术等先进技术作为产业变革的拐点. 其中,数字化制造是制造 ...

  • 工业4.0背景下,数字化如何使供应链更高效

    概要: 如果要实现工业4.0的愿景,大多数企业流程必须变得更加数字化.关键因素将是传统供应链向连通,智能和高效的供应链生态系统演变. 今天的供应链是通过市场营销,产品开发,制造和分销,并最终落到客户手 ...

  • 【永硕说】11月19日 物联网,工业4.0、数字化是SAP未来发展的方向

    今年参加了很多企业的峰会,包括IBM,博通,Marvell,SAP等企业今年的峰会上,物联网都是重点发展方向. 17日.18日参加了SAP select峰会,在峰会上,发现物联网.工业4.0.数字化是 ...

  • 工业4.0及工业互联网基础知识介绍

    我们先说说工业4.0. 工业4.0这个概念是由德国在2014年提出的,所谓的4.0是相对于前三次工业革命而来的. 工业4.0(Industry 4.0)这个概念, 是基于工业发展的不同阶段作出的划分. ...

  • 揭开德国“工业4.0”的面纱,走进智能、网络化的世界

    信息技术领域从来不缺乏新概念和新理念,但真正能够被各界广泛认可并快速传播的发展理念屈指可数.在新一代的信息技术正在广泛普及并推进生产方式变革时,各国纷纷提出数字化制造.工业互联网.能源互联网等制造业发 ...

  • 工业4.0数字化实现:AAS资产管理壳方案与Metaverse元宇宙理念

    [I4AAS工业4.0资产管理壳 (Industrie4.0_Asset_Administration_Shell) Related Link,已有实际方案!] The Asset Administr ...

  • 工业4.0复合材料3D打印方法

    碳纤维复合材料是一种轻质.高强度的工程材料,其强度比钢铁高10倍,比铝高8倍,而重量只是这些材料的一小部分.在过去10年中,复合材料制造业是一个新兴增长领域,但要克服的关键挑战是提高生产率和降低生产成 ...

  • 工业互联网平台赋能钢铁行业数字化转型方法论

    钢铁行业作为我国重要的原材料流程制造行业,具备生产流程长.生产工艺复杂.供应链冗长等典型特征,当今正面临设备维护成本高.工业知识隐形程度高.下游需求日益个性化.环保压力增大等挑战,亟需围绕设备管理.生 ...

  • 工业4.0分布式制造,美国启用区块链3D打印网络,3YOURMIND与Automation Alley合作

    导读:提到区块链想必大家都不陌生,这是信息技术领域词汇.具体可以被看作一个共享数据库,里面存储的数据或信息具有"不可伪造"."全程留痕"."可以追溯& ...

  • 图解工业4.0

    图解工业4.0