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什么是工业4.0?第四次工业革命指南

发布时间: 2020/10/14 17:11:33   浏览数:次

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工业4.0出现之前,很难去研究制造业的趋势走向。工业4.0已成为人们耳熟能详的术语,但耳熟能详并不能代表深入了解,并且还有可能因为听的次数过多不进行深入了解而错失重大机遇。工业4.0可以代表当前的工业革命、特定规格的技术、集成的实践以及制造商想要实现的理想状态目标。但是,工业4.0到底是什么呢?


什么是工业4.0?


“工业4.0”一词的来源很简单。它由德国政府于2011年首次提出,用于描述制造业数字化项目。并迅速发展成为一系列对技术如何实施的建议。如果仅仅是这样,大家大概率在2020年没有机会再讨论这个词了。但是在2016年,世界经济论坛主席克劳斯·施瓦布(Klaus Schwab)明确将该词与他关于第四次工业革命的演讲和著作联系起来。该术语超出了特定建议的范围,现在用于表示制造业的一次重大革命。


定义工业4.0


在这种情况下,工业4.0变得更容易量化。工业4.0处于信息和运营技术的十字路口,在工业制造中工业4.0融合了以前处于分隔状态的物理和数字系统。为什么这很重要?因为通过解决这些问题,企业可以通过前所未有的方式极大地提高效率、生产力和敏捷性。要了解工业4.0的影响,大家需要回顾一下第四次工业革命之前的三次工业革命。


第四次工业革命的历史背景


在18世纪中叶,第一次工业革命通过水力和蒸汽动力的早期机械化取代了手工制造。第二次革命引入了电力,为20世纪初期的大规模生产和装配生产线提供了可能。二十世界70年代,计算机化和自动化引发了规模浩大的第三次工业革命。几十年后,第四次工业革命(也被称为工业4.0)已经到来,这次工业革命通过深入利用数据来自动化、预测、控制和优化运营使得制造业得以重塑。工业4.0的出现使得之后的产业革命得以加速。


工业4.0对价值链的影响


为了更好地理解工业4.0及其重要性,需要着重研究从供应商到最终客户的整个价值链。现在,由智能制造提供支撑的重新构想的服务和业务模型使企业可以简化整个价值链中来自供应商、生产商和客户的生产关系。它还利用技术使得人员、流程和产品之间得以统一。制造商和服务组织可以访问前所未有的数据级别,从而更容易理解、控制和改进其运营的各个方面。


影响之源——工业4.0技术


工业4.0不仅仅代表特定的用例或技术。其重点在于工业4.0可以利用一系列互补技术迅速启动数字化转型并实现大规模增长。工程、制造和服务团队正在通过以下具体技术来实现工业4.0实践。


利用数据的标准化工业连接


要使数据具有可操作性,首先要能够释放过去从未在设备、机器和产品中得到的数据。尽管较新的迭代方法已使本机功能实现了互联,但制造商正在尝试其他方法以使其工厂车间和产品线具有互联功能(特别是标准化互联),甚至还将其扩展到从未设计用于共享数据的遗留设备上。


工业物联网


对于制造商而言,工业物联网为他们的产品和运营提供了令人难以置信的见解,从而可以以一种新的方式安全地访问、监控、分析数据并物尽其用。企业可以利用这些信息来做出更明智、更快速的业务决策。


大数据,分析和人工智能为决策提供信息


在工业物联网和互联的基础上,将分析和AI应用于生产设备和系统正成为工业4.0的标准实践,从而找到之前未曾发现的模式或隐藏的障碍,从而作出实时决策,并最终提高效率。


云计算使数据更加容易利用


基于云的系统可以访问托管在Internet上的远程服务器,企业可以在其中存储、管理和处理其数据和进行分析。从实现可扩展性和效率到降低运营成本,云计算已几乎为现代制造业的各个方面都带来了重大影响。


使用自动化和机器人技术以提高生产率


尽管自动化不是一个新概念,但工业4.0则提供了更智能化的资产,配备了计算机或机器人工具,并且能够进行复杂的学习和准确的完成任务。


增强现实(AR)能够提升员工能力


AR能够将数字信息或对象叠加到物理世界上,以帮助员工使用、维护和维修工业机械和设备。AR提供了一种更好的方式向员工提供简单易用的工作引导,从而提高了工作效率和安全性。


借助工业4.0模式为您的业务提供支撑


工业4.0使组织在运营的各个方面具有空前的洞察力,这种遍布整个企业。工业4.0几乎提供了无限的可能性来理解和改进生产的各个方面。


资产优化智能化:资产运行状况监控功能的增强可以预测并防止多种情况下停机的发生,,从而确保机器具有更高的生产率。通过结合实时数据和基于过去性能的算法,还可以更智能地制定机器维护计划。


劳动力生产效率数字化:增强现实使员工能够提高技能,更快更好地掌握常识和技能。他们还可以使用数字工作指令作为引导,更轻松地在任务之间切换。由于机器始终以更高的标准运行,因此可以合并更多的自动化流程,同时避免了人为错误的发生。


降低运营成本:整个生产过程的实时可见性使您可以将制造费用削减多达15%。通过实时资产监控、数字化工作引导和预测性分析,减少了报废和返工情况,从而降低了多达50%的成本。


生产管理可扩展:随着产品变得越来越复杂,就需要生产过程具有灵活性和敏捷性以减少停机时间并确保质量。通过结合工业物联网、增强现实和分析技术,企业可以将产品快速推向市场,并且无缝地扩大或缩小生产规模。


克服障碍,拥抱工业4.0


尽管一些企业对工业4.0持谨慎态度,但整个行业都在拥抱这些技术。越来越多地开始向工业4.0的数字化转型对于保持竞争优势至关重要。但是,尽管大多数企业已经认识到第四次工业革命的价值和必然性,他们仍然需要努力解决面临的困难才能实现高效应用。


正如《制造领导者期刊》评论中所说,PTC专家将制造企业面临的挑战视为“领航炼狱”。在企业利用工业4.0保持竞争力的同时,许多企业尚未意识到数字化转型的全部潜力。他们倾向于实行各种工业4.0计划,并努力扩大试验范围。幸运的是,有很多方法可以避免“领航炼狱”般的常见陷阱,专家们在可行的引导下可以解决这些问题。


数字化转型并不能一蹴而就。大家所讨论的每种技术都很独特,因此必须确定哪种组合最适合您组织的数字化转型战略和业务目标。尽管不能马上进行全面转型,但明智的规划和正确的技术可以确保工业4.0得以迅速启动,并随着规模的扩大而不断体现其价值。


释放第四次工业革命的潜力


也许工业4.0最令人兴奋的是它还在不断发展中。尽管全球的制造商已经看到了工业4.0技术带来的可观收益,但仍有巨大的潜力有待开发。


显而易见的是,就像以前的工业革命一样,工业4.0正在改变大家所熟知的制造业。现在已经采取数字化措施的企业正是那些处于转型前沿并引领市场的企业。


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