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(趨勢(shì))從德國(guó)工業(yè) 4.0看未來(lái)智能制造業(yè)

發(fā)布時(shí)間:2014.04.01    點(diǎn)擊數(shù): 130913

 

        2009到2012年歐洲深陷債務(wù)危機(jī),德國(guó)經(jīng)濟(jì)卻一枝獨(dú)秀,依然堅(jiān)挺。德國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力來(lái)自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——制造業(yè)所維持的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于德國(guó)而言,制造業(yè)是傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力,制造業(yè)的發(fā)展是德國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)的不可或缺因素,基于這一共識(shí),德國(guó)政府傾力推動(dòng)進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新,其關(guān)鍵詞是“工業(yè)4.0”。

        德國(guó)2010年公布的《高科技戰(zhàn)略2020》中,提出了一系列促進(jìn)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(shí),2012年德國(guó)政府公布題為《十大未來(lái)項(xiàng)目》的跨政府部門的聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃,并決定在2012~2015年間向十大項(xiàng)目資助84 億歐元。被稱為“工業(yè)4.0”的未來(lái)項(xiàng)目,與能源供給結(jié)構(gòu)改革、可持續(xù)發(fā)展等項(xiàng)目同步公布。“工業(yè)4.0”未來(lái)項(xiàng)目,主要是通過(guò)深度應(yīng)用ICT(信息通信技術(shù)),總體掌控從消費(fèi)需求到生產(chǎn)制造的所有過(guò)程,由此實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。

        工業(yè) 4.0進(jìn)化過(guò)程

        工業(yè)革命1.0:18世紀(jì)末期始于英國(guó)的第一次工業(yè)革命,19世紀(jì)中葉結(jié)束。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng),經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)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(jì)初期,形成生產(chǎn)線生產(chǎn)的階段。通過(guò)零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離,開(kāi)創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。20世紀(jì)70年代以后,隨著電子工程和信息技術(shù)充實(shí)到工業(yè)過(guò)程之中,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的最優(yōu)化和自動(dòng)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(guò)程中發(fā)生的生產(chǎn)過(guò)程高度自動(dòng)化。自此,機(jī)械能夠逐步替代人類作業(yè)。

        工業(yè)革命4.0:未來(lái)10年,第四次工業(yè)革命將步入“分散化”生產(chǎn)的新時(shí)代。工業(yè) 4.0通過(guò)決定生產(chǎn)制造過(guò)程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。

  

        信息物理融合系統(tǒng)(CPS)

        通過(guò)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(gè)體現(xiàn)。德國(guó)制造業(yè)中的所有行業(yè)正在實(shí)施該項(xiàng)目有關(guān)的研究,并計(jì)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(jìn)化。作為未來(lái)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(wù)等無(wú)縫連接的互聯(lián)網(wǎng) (物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務(wù)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?yàn)橛辛俗寕鹘y(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程理論發(fā)生顛覆的技術(shù)進(jìn)步,這一切才成為可能。同時(shí),分散型智能利用,代表了生產(chǎn)制造過(guò)程的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)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(lái),工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械不再只是“加工”產(chǎn)品,取而代之的是,產(chǎn)品通過(guò)通信向機(jī)械傳達(dá)如何采取正確操作。

        CPS連接了虛擬空間與物理現(xiàn)實(shí)世界,使智能物體通信以及相互作用,創(chuàng)造一個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)世界。CPS 體現(xiàn)了當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的進(jìn)一步進(jìn)化。與互聯(lián)網(wǎng)或者網(wǎng)上可搜集的數(shù)據(jù)、服務(wù)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(wù)互聯(lián)網(wǎng)”一體化,實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0。這些技術(shù)被稱為“實(shí)現(xiàn)技術(shù)”,培育更加廣泛的基于創(chuàng)新型應(yīng)用或過(guò)程的新現(xiàn)實(shí)空間,淡化現(xiàn)實(shí)世界與虛擬空間的界限。實(shí)現(xiàn)技術(shù)就像互聯(lián)網(wǎng)使得個(gè)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(shí)世界之間的相互作用關(guān)系帶來(lái)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(gè)簡(jiǎn)單的例子,智能手機(jī)囊括許多應(yīng)用和服務(wù),已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備本身通話功能。由于全新的劃時(shí)代應(yīng)用和服務(wù)的提供商將不斷涌現(xiàn),漸漸形成新價(jià)值鏈,所以,CPS也將對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)與市場(chǎng)模式帶來(lái)范式轉(zhuǎn)變。汽車工業(yè)、能源經(jīng)濟(jì),還有包括諸如工業(yè) 4.0的生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)工業(yè)部門,將同步因這些新價(jià)值鏈發(fā)生巨變。

 

        未來(lái)智能制造業(yè)

        在未來(lái)的智能制造業(yè)中,CPS對(duì)涵蓋自動(dòng)化、生產(chǎn)技術(shù)、汽車、機(jī)械工程、能源、運(yùn)輸以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等眾多工業(yè)部門、應(yīng)用領(lǐng)域,帶有非常重要的意義。因CPS而實(shí)現(xiàn)的許多應(yīng)用,將產(chǎn)生新附加價(jià)值鏈和業(yè)務(wù)模式。CPS不僅可以降低實(shí)際成本,提高能源、時(shí)間等的效率,還能降低CO2排放水平,在保護(hù)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(guò)程因CPS的存在,將具有非常高水平的實(shí)時(shí)性,同時(shí)在資源、成本節(jié)約中也頗具優(yōu)勢(shì)。智能工廠將按照重視可持續(xù)性的服務(wù)中心的業(yè)務(wù)來(lái)設(shè)計(jì)。因此,服從性、靈活性、自適應(yīng)以及學(xué)習(xí)等特征、容錯(cuò)能力,甚至風(fēng)險(xiǎn)管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設(shè)備將實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)化,主要是由基于自動(dòng)觀察生產(chǎn)過(guò)程的CPS的生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)可實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)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(shí),生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)不僅僅是在特定生產(chǎn)條件下一次性體現(xiàn),也可以實(shí)現(xiàn)多家工廠、多個(gè)生產(chǎn)單元所形成的世界級(jí)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。

        相對(duì)于傳統(tǒng)制造工業(yè),以智能工廠為代表的未來(lái)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(shí)間以及可持續(xù)性等要素,從而為各個(gè)顧客進(jìn)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(shí)間的節(jié)約,擁有培育新市場(chǎng)機(jī)會(huì)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(shí)智能 About Liangshi InteRobot:
        上海良時(shí)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(gè)集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、工程安裝、工程咨詢于一體的專業(yè)化制造及自動(dòng)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(xué)表面處理噴拋丸、噴丸強(qiáng)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(dòng)化機(jī)器人應(yīng)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.
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              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(jì)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(dǎo)產(chǎn)品如下 The leading products of our company are as follows:
        主營(yíng)業(yè)務(wù):智能制造和表面處理工程系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)、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(dòng)化涂裝生產(chǎn)線、智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)、自動(dòng)化噴拋丸生產(chǎn)線、智能機(jī)器人噴拋丸強(qiáng)化系統(tǒng)、自動(dòng)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(yīng)用于:新材料、新能源、工程機(jī)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(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、紡織機(jī)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(dòng)化的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制,因而屬于自動(dòng)化裝備。根據(jù)《高端裝備制造業(yè)“十二五”規(guī)劃》中對(duì)高端裝備的定義“主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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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