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(趨勢)從德國工業(yè) 4.0看未來智能制造業(yè)

發(fā)布時間:2014.04.01    點擊數(shù): 130945

 

        2009到2012年歐洲深陷債務危機,德國經(jīng)濟卻一枝獨秀,依然堅挺。德國經(jīng)濟增長的動力來自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——制造業(yè)所維持的國際競爭力。對于德國而言,制造業(yè)是傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長動力,制造業(yè)的發(fā)展是德國工業(yè)增長的不可或缺因素,基于這一共識,德國政府傾力推動進一步的技術(shù)創(chuàng)新,其關(guān)鍵詞是“工業(yè)4.0”。

        德國2010年公布的《高科技戰(zhàn)略2020》中,提出了一系列促進制造業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新政策。為使該戰(zhàn)略得到具體落實,2012年德國政府公布題為《十大未來項目》的跨政府部門的聯(lián)合行動計劃,并決定在2012~2015年間向十大項目資助84 億歐元。被稱為“工業(yè)4.0”的未來項目,與能源供給結(jié)構(gòu)改革、可持續(xù)發(fā)展等項目同步公布。“工業(yè)4.0”未來項目,主要是通過深度應用ICT(信息通信技術(shù)),總體掌控從消費需求到生產(chǎn)制造的所有過程,由此實現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。

        工業(yè) 4.0進化過程

        工業(yè)革命1.0:18世紀末期始于英國的第一次工業(yè)革命,19世紀中葉結(jié)束。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機械生產(chǎn)代替了手工勞動,經(jīng)濟社會從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機械制造帶動經(jīng)濟發(fā)展的模式。

        工業(yè)革命 2.0:第二次工業(yè)領(lǐng)域大變革發(fā)生在20世紀初期,形成生產(chǎn)線生產(chǎn)的階段。通過零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離,開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。20世紀70年代以后,隨著電子工程和信息技術(shù)充實到工業(yè)過程之中,實現(xiàn)了生產(chǎn)的最優(yōu)化和自動化。

        工業(yè)革命3.0:第三次工業(yè)革命始于第二次工業(yè)革命過程中發(fā)生的生產(chǎn)過程高度自動化。自此,機械能夠逐步替代人類作業(yè)。

        工業(yè)革命4.0:未來10年,第四次工業(yè)革命將步入“分散化”生產(chǎn)的新時代。工業(yè) 4.0通過決定生產(chǎn)制造過程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)實時管理。

  

        信息物理融合系統(tǒng)(CPS)

        通過通信網(wǎng)絡(luò),將工廠內(nèi)所有設(shè)備互聯(lián)的“智能工廠”就是其中最好的一個體現(xiàn)。德國制造業(yè)中的所有行業(yè)正在實施該項目有關(guān)的研究,并計劃為此投入2 億歐元。智能工廠或者“工業(yè) 4.0”,是從嵌入式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)(CPS)發(fā)展的技術(shù)進化。作為未來第四次工業(yè)革命的代表,工業(yè) 4.0不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務等無縫連接的互聯(lián)網(wǎng) (物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng))的方向發(fā)展。

        工業(yè) 4.0體現(xiàn)了生產(chǎn)模式從“集中型”到“分散型”的范式轉(zhuǎn)變,正是因為有了讓傳統(tǒng)生產(chǎn)過程理論發(fā)生顛覆的技術(shù)進步,這一切才成為可能。同時,分散型智能利用,代表了生產(chǎn)制造過程的虛擬世界與現(xiàn)實世界之間的交互關(guān)系,在構(gòu)建智能物體網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。未來,工業(yè)生產(chǎn)機械不再只是“加工”產(chǎn)品,取而代之的是,產(chǎn)品通過通信向機械傳達如何采取正確操作。

        CPS連接了虛擬空間與物理現(xiàn)實世界,使智能物體通信以及相互作用,創(chuàng)造一個真正的網(wǎng)絡(luò)世界。CPS 體現(xiàn)了當前嵌入式系統(tǒng)的進一步進化。與互聯(lián)網(wǎng)或者網(wǎng)上可搜集的數(shù)據(jù)、服務一起,嵌入式系統(tǒng)也是構(gòu)成CPS的要素之一。CPS可提供構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)部分,并且與“服務互聯(lián)網(wǎng)”一體化,實現(xiàn)工業(yè) 4.0。這些技術(shù)被稱為“實現(xiàn)技術(shù)”,培育更加廣泛的基于創(chuàng)新型應用或過程的新現(xiàn)實空間,淡化現(xiàn)實世界與虛擬空間的界限。實現(xiàn)技術(shù)就像互聯(lián)網(wǎng)使得個人通信以及相互作用的關(guān)系發(fā)生變革一樣,將給我們與物理現(xiàn)實世界之間的相互作用關(guān)系帶來根本性變化。

        基于高性能軟件的嵌入式系統(tǒng)與融合在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中的專業(yè)用戶接口之間,發(fā)生的相互作用,將誕生全新的系統(tǒng)功能性世界。舉一個簡單的例子,智能手機囊括許多應用和服務,已經(jīng)遠遠超出設(shè)備本身通話功能。由于全新的劃時代應用和服務的提供商將不斷涌現(xiàn),漸漸形成新價值鏈,所以,CPS也將對現(xiàn)有業(yè)務與市場模式帶來范式轉(zhuǎn)變。汽車工業(yè)、能源經(jīng)濟,還有包括諸如工業(yè) 4.0的生產(chǎn)技術(shù)的各個工業(yè)部門,將同步因這些新價值鏈發(fā)生巨變。

 

        未來智能制造業(yè)

        在未來的智能制造業(yè)中,CPS對涵蓋自動化、生產(chǎn)技術(shù)、汽車、機械工程、能源、運輸以及遠程醫(yī)療等眾多工業(yè)部門、應用領(lǐng)域,帶有非常重要的意義。因CPS而實現(xiàn)的許多應用,將產(chǎn)生新附加價值鏈和業(yè)務模式。CPS不僅可以降低實際成本,提高能源、時間等的效率,還能降低CO2排放水平,在保護環(huán)境上發(fā)揮重大作用。

        生產(chǎn)系統(tǒng),智能工廠的產(chǎn)品、資源及處理過程因CPS的存在,將具有非常高水平的實時性,同時在資源、成本節(jié)約中也頗具優(yōu)勢。智能工廠將按照重視可持續(xù)性的服務中心的業(yè)務來設(shè)計。因此,服從性、靈活性、自適應以及學習等特征、容錯能力,甚至風險管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設(shè)備將實現(xiàn)高級自動化,主要是由基于自動觀察生產(chǎn)過程的CPS的生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。通過可實時應對的靈活的生產(chǎn)系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)工程的徹底優(yōu)化。同時,生產(chǎn)優(yōu)勢不僅僅是在特定生產(chǎn)條件下一次性體現(xiàn),也可以實現(xiàn)多家工廠、多個生產(chǎn)單元所形成的世界級網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。

        相對于傳統(tǒng)制造工業(yè),以智能工廠為代表的未來智能制造業(yè)是一種理想的生產(chǎn)系統(tǒng),能夠智能編輯產(chǎn)品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續(xù)性等要素,從而為各個顧客進行最優(yōu)化的產(chǎn)品制造。這也意味著,創(chuàng)新技術(shù)、成本與時間的節(jié)約,擁有培育新市場機會的網(wǎng)絡(luò)容量的“自下而上”型生產(chǎn)模式中的革命。

        關(guān)于良時智能 About Liangshi InteRobot:
        上海良時智能科技股份有限公司(股票代碼:837430 厚積薄發(fā) 持續(xù)創(chuàng)新),為全球客戶提供智能制造和表面處理系統(tǒng)解決方案,從業(yè)30多年,是一個集研發(fā)、設(shè)計、制造、工程安裝、工程咨詢于一體的專業(yè)化制造及自動化智能控制系統(tǒng)集成公司,能為客戶解決:
        Shanghai Liangshi InteRobot Technology Corporation (Stock Code: 837430 Accumulate richly and break forth vastly; innovate continuously) provides surface treatment sandblasting system solution for global customers. By engaging in this industry for more than twenty years, we're a professional manufacturing and automatic intelligent control system corporation, which integrates researching, designing, manufacturing, project installation and project consulting. We can provide our customers with:
        1、化學表面處理噴拋丸、噴丸強化設(shè)備、熱噴涂和涂裝設(shè)備工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
              We provide process system solution and process equipments of surface treatment sandblasting shot blasting, shot peening, enameling, thermal spraying, coating equipment.
        2、智能制造自動化機器人應用工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
              We provide professional system solution and process equipments of automation and robot technology application.
        3、食品乳品、制藥、生物、制冷、石油化工、船舶制造、能源、造紙、紡織系統(tǒng)領(lǐng)域承壓系統(tǒng)集成整體解決方案;
              We provide professional integrated solution for pressure bearing system in fields of food dairy, biopharmaceutical, refrigerating, petrochemical, marine engineering, energy, paper-making, fabrics, etc.
        4、涂裝環(huán)保設(shè)備:VOC廢氣、廢水、粉塵處理和噪音治理系統(tǒng)工藝解決方案和工藝裝備。
              We provide environment protection blasting and painting equipment: process solution and equipment of VOCs waste gas, waste water, dust, noise treatment system.
         5、專業(yè)提供壓力容器設(shè)計制造:為食品乳品、生物制藥、水處理、制冷、石油化工、船舶海工、電力能源、造紙紡織、有色金屬等領(lǐng)域提供承壓系統(tǒng)集成整體解決方案。
              Professionally provide the design and manufacture of pressure vessels: providing overall solutions for pressure system integration in the fields of food and dairy, biopharmaceutical, water treatment, refrigeration, petrochemical, shipbuilding and marine engineering, power and energy, paper and textile, non-ferrous metals and other fields.
        企業(yè)主導產(chǎn)品如下 The leading products of our company are as follows:
        主營業(yè)務:智能制造和表面處理工程系統(tǒng)集成的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
        Main business: design, research, production and sales of surface treatment engineering system integration.
        六類主要產(chǎn)品:自動化涂裝生產(chǎn)線、智能機器人噴涂系統(tǒng)、自動化噴拋丸生產(chǎn)線、智能機器人噴拋丸強化系統(tǒng)、自動化熱噴涂系統(tǒng)、涂裝節(jié)能環(huán)保設(shè)備。
        Six main product categories are: automatic painting production line, intelligent robot painting system, automatic shot/wheel blasting production line, intelligent robot shot peening system, automatic thermal spraying system, energy saving and environmental protection equipment for painting.
        產(chǎn)品主要應用于:新材料、新能源、工程機械、汽車制造、集裝箱、船舶海洋工程、航空航天、港口橋梁、電子電氣、環(huán)保工程、印刷造紙機械、醫(yī)療機械、紡織機械等領(lǐng)域。
        The products are mainly applied in: new materials, new energy, engineering machinery, automobile manufacturing, containers, marine engineering, aeronautics and astronautics, port bridges, electronic and electrical, environmental protection engineering, printing and papermaking machinery, medical machinery, textile machinery and so on.
        公司生產(chǎn)的表面工程系統(tǒng)集成具備智能、自動化的特點,可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化控制,因而屬于自動化裝備。根據(jù)《高端裝備制造業(yè)“十二五”規(guī)劃》中對高端裝備的定義“主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高技術(shù)高附加值裝備”,公司產(chǎn)品屬于高端裝備,是為國民經(jīng)濟其他行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
        The surface engineering system of our company integrates the characteristics of intelligence and automation, it can realize the automatic control of industrial production process, so it belongs to automatic equipment. According to the definition of premium-end equipment of 《The 125th programme of premium-end equipment manufacturing industry》, “it mainly includes the high technology and high value-added equipment required by traditional industrial transformation upgrading and the development of strategic new-emerging industries”. The company's products belong to the premium-end equipment, which is a strategic industry that provides technical equipment for the other industries of the national economy.
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