連載一:工業4.0之製造業生產率增長的未來

 自工業革命開始以來,每一次技術進步都能夠帶來工業生產效率的大幅提高。19世紀初,蒸汽機促進了現代工廠的建立,到了20世紀,電氣化帶動了工業大規模生產並在70年代實現了自動化。然而在隨後的幾十年裏,工業技術進步僅僅是量的增加,與信息技術、移動通信、電子商務等相比突破甚微。

  現在,鼎博六合正處於第四波工業浪潮中:新興的數字技術產業被稱為工業4.0,具體即指九項基礎技術進步驅動的轉型(圖1)。在這些轉變中,傳感器、機器、工件和IT係統將相互聯接起來,超越單個企業擴大到價值鏈。這些聯接係統可以與基於因特網協議的其它係統相互作用,分析數據、進行預測和自動配置來適應變化。工業4.0可以實現跨設備的數據收集和分析,更加靈活高效地生產出低價高質的商品。這反過來還將提高生產效率、轉變經濟發展模式、促進工業增長,最終提升企業和地區的競爭力。

  波士頓谘詢公司發布報告介紹了工業4.0時代的九大技術趨勢,並探討其潛在的技術和經濟效益,為製造商和生產設備供應商提供信息。這九大技術進步已應用於製造業,而隨著工業4.0的到來,它們將改變生產方式:獨立和優化的單元將完全整合為自動化的生產流程,改變供應商、生產商和客戶之間的傳統關係,也改變了人和機器之間的關係。(圖2)

  一、大數據及分析

  基於大數據的分析模式最近隻在全球製造業大量出現,它的優勢在於能夠優化產品質量、節約能源,提高設備服務。在工業4.0背景下,將對來自開發係統、生產係統、企業與客戶管理係統等不同來源的數據進行全麵的整合評估,使其成為支持實時決策的標準。例如,德國的半導體製造商英飛淩已經采用了將單芯片關聯的方式,幫助檢測有故障的芯片來提高生產質量。

  二、自主式機器人

  許多行業的生產商長期使用機器人來處理複雜的作業,但機器人卻在不斷進化,甚至可以在更大的實用程序中使用。它們變得更加自主、靈活、合作。最終,它們將與人類並肩合作,並且人類也要向它們學習。這些機器人將花費更少,並且相比於製造業之前使用的機器人,它們的適用範圍更廣泛。

  在許多行業中,機器人已經被長期使用來處理複雜的任務且仍在不斷發展。它們正在變得更加自主靈活,最終將學會與人交往,和人類安全地共同工作並向人類學習。這些機器人將價格更低且用處更大,能夠承擔更為複雜的角色。

  例如,顧家家居已經使用了歐洲製造商的機器設備。這些機器人是相互連接的,以便他們可以協同工作,並自動調整行動,以配合下一個未完成的產品線。高端傳感器和控製單元可保證與人類密切合作。同樣,工業機器人供應商ABB推出一款有兩支手臂的機器人,它被稱為“玉米”,專門設計用來與人類一起組裝產品(如電子消費品)。計算機視覺技術的應用保證了安全互動和零件識別的實現。

  三、仿真模擬

  在工程階段,運用了3D仿真材料和產品,但在未來,模擬將更廣泛地應用於裝置運轉中。模擬將利用實時數據,在虛擬模型中反映真實世界,包括機器、產品、人等等,這使得運營商可以在虛擬建模中進行測試和優化。例如西門子就開發出了可以模擬的虛擬機器,從而使加工過程減少了80%。

  四、水平和垂直係統集成

  目前,大多數的IT係統都沒有被完全整合,公司、供應商和客戶之間聯係並不密切,從企業到車間的功能也缺乏完整的一體化。即使是工程本身,從產品到工廠自動化,缺乏完全集成。隨著工業4.0的到來,公司和部門間將更具凝聚力,數據整合網絡的發展將使價值鏈實現真正的自動化。

  例如,達索係統和雲供應商Boostaerospace聯手為歐洲航空航天和國防工業建立了一個合作平台——AirDesign。該平台可以作為一個工作空間設計和製造業的合作車間,也可作為一個私有雲服務。它負責管理多方之間的交換產品和生產數據的複雜任務。下期  連載二:工業4.0之製造業生產率增長的未來

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