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新聞動(dòng)態(tài)導航圖

從工業(yè)4.0到智能制造,智慧工廠(chǎng)將迎來(lái)怎樣的技術(shù)挑戰?

2019-03-053399

麥肯錫全球研究院最新預測,到2025年智慧工廠(chǎng)帶來(lái)的經(jīng)濟影響價(jià)值將達每年1.2萬(wàn)億美元至3.7萬(wàn)億美元。埃森哲聯(lián)合Frontier Economics預估了智慧工廠(chǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對中國12個(gè)產(chǎn)業(yè)的累計GDP影響。在中國當前政策和投資趨勢的助推下,未來(lái)15年,僅在制造業(yè),智慧工廠(chǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就可創(chuàng )造1960億美元的累計GDP增長(cháng);如果進(jìn)一步擴大物聯(lián)網(wǎng)的影響,各行業(yè)還將創(chuàng )造出更大價(jià)值。以制造業(yè)為例,物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )造的經(jīng)濟價(jià)值將從1960億美元躍升至7360億美元,增加276%。

1麥肯錫2025物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值預估報告(單位:萬(wàn)億美元)

技術(shù)革新與全新挑戰

智慧工廠(chǎng)代表了高度互聯(lián)和智能化的數字時(shí)代,工廠(chǎng)的智能化通過(guò)互聯(lián)互通、數字化、大數據、智能裝備與智能供應鏈五大關(guān)鍵領(lǐng)域得以體現。典型智慧工廠(chǎng)包括:生產(chǎn)設備互聯(lián)、物品識別定位、能耗自動(dòng)檢測、設備狀態(tài)監測、產(chǎn)品遠程運維、配件產(chǎn)品追溯、生產(chǎn)業(yè)績(jì)考核以及工廠(chǎng)環(huán)境監測等目前存在的實(shí)際應用。

目前智慧工廠(chǎng)相比于傳統工業(yè)制造,具有幾個(gè)明顯的技術(shù)革新:

智能的感知控制-通過(guò)利用智能感知技術(shù)隨時(shí)隨地對工業(yè)數據進(jìn)行采集

全面的互聯(lián)互通-通過(guò)多種通信技術(shù)標準,將采集到的數據實(shí)時(shí)準確地傳遞出去

深度的數據應用-利用云計算、大數據等相關(guān)技術(shù),對數據進(jìn)行建模、分析和優(yōu)化,實(shí)現對海量數據的充分挖掘和利用

創(chuàng )始的服務(wù)模式-利用信息管理、智能終端和平臺等技術(shù),實(shí)現傳統工業(yè)智能化改造,提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值、優(yōu)化服務(wù)資源和激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新。

在這些技術(shù)革新的基礎上,智慧工廠(chǎng)將會(huì )面對六大技術(shù)發(fā)展趨勢,即終端智能化,連接泛在化,計算邊緣化,網(wǎng)絡(luò )扁平化以及服務(wù)平臺化和安全提升化。由此帶來(lái)的管理變革包括設備聯(lián)接日趨多元化,數據處理向邊緣端傾斜以及企業(yè)戰略由產(chǎn)業(yè)個(gè)體向生態(tài)系統轉型,企業(yè)運營(yíng)由設備和資產(chǎn)向產(chǎn)品和客戶(hù)轉移。

2工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)的智慧工廠(chǎng)運作流程示意

技術(shù)和趨勢的變革帶來(lái)了全新的挑戰,比如缺乏統一的技術(shù)標準,行業(yè)規范化有待加強,再比如中國企業(yè)普遍工業(yè)信息化程度低,應用推廣有待提速,以及企業(yè)發(fā)展不均衡,成功模式較難復制等。

特別的數據所有權懸而未決,數據安全問(wèn)題亟待解決。因此,從國家和企業(yè)層面上來(lái)說(shuō),面對這些挑戰,整體的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)布局標準化任務(wù)需要分階段實(shí)施,網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)互通和數據異構集成等基本技術(shù)問(wèn)題需要解決,包括規范資源數據的標準化封裝,構建良好的應用創(chuàng )新生態(tài)環(huán)境。此外,還要構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全環(huán)境,預防控制安全問(wèn)題。

智慧工廠(chǎng)需要解決的問(wèn)題及技術(shù)實(shí)現

作為未來(lái)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,面對諸多技術(shù)挑戰,智慧工廠(chǎng)需要解決多個(gè)方面的問(wèn)題。而我們通過(guò)分析這些需要解決的問(wèn)題,可以梳理出通過(guò)哪些技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)實(shí)現。特別的,作為中國電子信息技術(shù)開(kāi)年第一大展,各位可以在參觀(guān)2019年慕尼黑上海電子展時(shí),在各家廠(chǎng)商的展臺上尋找到助力實(shí)現智慧工廠(chǎng)的各種產(chǎn)品技術(shù)和系統解決方案。

智慧工廠(chǎng)首當其沖面臨要解決的問(wèn)題就是智能的感知控制,通過(guò)隨時(shí)隨地的進(jìn)行工業(yè)數據的采集來(lái)獲取最關(guān)鍵的工業(yè)數據。在技術(shù)實(shí)現方面,通過(guò)各種感知控制技術(shù)可以解決實(shí)際問(wèn)題,這就涉及到包括傳感器、設備識別、工業(yè)控制等多方面的技術(shù)。

在慕尼黑上海電子展上,BOSCH博世(展位號E4.4500),ams AG艾邁斯半導體(展位號E4.4524),TE Connectivity(展位號E6.6508),阿爾卑斯ALPS(展位號E5.5600)和P+F倍加福(展位號E1.1556),Banner邦納(展位號E1.1560)都是工業(yè)傳感器的領(lǐng)導廠(chǎng)商,借助各種高精度高可靠性的傳感器產(chǎn)品,可以實(shí)現精確的工業(yè)數據獲取。在工業(yè)控制系統和器件方面,ST意法半導體(展位號E4.4108),Renesas瑞薩和Cypress賽普拉斯(E5.5100智慧工廠(chǎng)科技園)、ADI亞德諾半導體(E5.5100智慧工廠(chǎng)科技園)、Qualcomm高通(E5.5100智慧工廠(chǎng)科技園)和Broadcom博通(E5.5100智慧工廠(chǎng)科技園)都是工業(yè)控制器件的重要供應商。

3:部分智慧工廠(chǎng)科技園展商

第二個(gè)需要解決的問(wèn)題是全面的互聯(lián)互通,如果將采集到的數據實(shí)時(shí)準確的傳遞出去,并保證信號傳輸的安全可靠以及兼容不同設備是非常重要的技術(shù)挑戰。應對這個(gè)問(wèn)題需要的技術(shù)包括工業(yè)以太網(wǎng),短距離無(wú)線(xiàn)通信和低功耗的工業(yè)廣域網(wǎng)等技術(shù)和相關(guān)解決方案。

在慕尼黑上海電子展期間,您可以在Honeywell霍尼韋爾(展位號E4.4559),賽普拉斯(E5.5100智慧工廠(chǎng)科技園)以及TDK(展位號E5.5106)等廠(chǎng)商的展臺獲得最新最先進(jìn)的互聯(lián)互通技術(shù)解決方案。

有了數據獲取和數據傳輸,智慧工廠(chǎng)的智能化核心體現來(lái)自于對數據的深度應用。利用云計算、大數據等相關(guān)技術(shù),對數據進(jìn)行建模、分析和優(yōu)化,實(shí)現對海量數據的充分挖掘和利用。這方面涉及的數據處理技術(shù)除了我們熟知的云計算等算法和設備服務(wù)之外,還包括數據清洗、數據分析、數據建模以及數據存儲等。

4紛繁復雜的各類(lèi)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準化組織

在慕尼黑上海電子展期間,賽普拉斯(E5.5100智慧工廠(chǎng)科技園)將展示擁有嵌入式計算能力的新一代存儲平臺,滿(mǎn)足智慧工廠(chǎng)對高可靠智能技術(shù)和無(wú)故障存儲產(chǎn)品的日益增長(cháng)的需求。該平臺擁有標準化的IP設計,可針對新的應用需求實(shí)現快速的重新配置。賽普拉斯的Semper NOR閃存產(chǎn)品系列即基于該平臺打造,它搭載了Arm?Cortex?-M0處理器,可在工業(yè)應用的極端工作溫度中提供可靠、持久的數據留存能力。

最后,智慧工廠(chǎng)面臨的最特別的挑戰將是服務(wù)模式的創(chuàng )新,融合信息管理、智能終端和平臺等技術(shù),實(shí)現傳統工業(yè)的智能化改造。這方面涉及到很多技術(shù)之外的服務(wù)模式創(chuàng )新,而其中最特別的一點(diǎn)是安全管理技術(shù),特別是加密認證、防火墻和入侵檢測等技術(shù)環(huán)節,保障智慧工廠(chǎng)的全面安全性。通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò ),客戶(hù)可以從工廠(chǎng)內部和外部監控機械的運行狀態(tài)、交換數據、更改生產(chǎn)指令和重新編寫(xiě)MCU存儲程序來(lái)更新設備的設置。這就要求系統制造商需要提供一個(gè)更安全、更可靠、更友善人機界面且可重復編程的集成解決方案。

伴隨著(zhù)第四次工業(yè)革命的浪潮,新一代信息技術(shù)將給傳統制造業(yè)帶來(lái)深刻的影響。德國倡導的“工業(yè)4.0”到智能制造以及最新的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),制造業(yè)的轉型升級已經(jīng)不可逆轉的大趨勢。勞動(dòng)力成本上升、原材料價(jià)格上升逼使工廠(chǎng)必需采用更高效的自動(dòng)化解決方案。另一方面面對消費者的個(gè)性化需求在增長(cháng),工廠(chǎng)需要建立起快速響應多樣化需求的機制。智慧工廠(chǎng)的建立是個(gè)龐大的系統化工程,廣大的開(kāi)發(fā)者將是參與這個(gè)龐大系統工程中某個(gè)部分開(kāi)發(fā)的重要創(chuàng )造者。


文章來(lái)源:信息化和軟件服務(wù)網(wǎng)


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