第 4 次工業(yè)革命

  第三次工業(yè)革命為我們帶來了電子、計算、電信和數(shù)字技術(shù),讓制造商在設(shè)計工廠時,使其能夠大批量生產(chǎn)少數(shù)產(chǎn)品,甚至大批量生產(chǎn)單個產(chǎn)品。相比 20 世紀(jì) 20 年代,或者 21 世紀(jì)早期,現(xiàn)如今的消費(fèi)者希望擁有更多選擇和更高程度的定制體驗,因此需要更高的靈活性。

  ADI公司狀態(tài)監(jiān)控 Otosense AI 部門的副總裁 Kevin Carlin 表示:“如果您想要買一輛車,您會有很多種選擇。制造商需要能夠滿足數(shù)十萬,甚至數(shù)百萬種不同的配置需求。同時還需要管理整個工廠和供應(yīng)鏈,以能夠?qū)崟r響應(yīng)這種需求,并配置工廠從一種模式轉(zhuǎn)向另一種模式?!?/p>

  實現(xiàn)這種飛躍并非易事。大多數(shù)工廠依賴現(xiàn)有的、可能已經(jīng)過時的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。如果只是簡單地用新設(shè)備取代舊設(shè)備,不但價格昂貴,而且往往不切實際。所以,向工業(yè)4.0制造轉(zhuǎn)型應(yīng)該依靠增強(qiáng),而不是替代——將現(xiàn)代化IT技術(shù)支持實現(xiàn)的智能帶到工廠中的現(xiàn)有設(shè)備。

  通過在生產(chǎn)層面構(gòu)建傳感器驅(qū)動的無線通信網(wǎng)絡(luò),ADI 公司等合作伙伴幫助制造商們開始采用狀態(tài)監(jiān)控等新興技術(shù)。如此,工廠可以通過傳感器監(jiān)控特定設(shè)備或零件的健康狀況,主動識別、診斷和解決異常,以免造成問題甚至導(dǎo)致全面故障。這種實時監(jiān)控可以幫助延長設(shè)備壽命并提高吞吐量。鑒于計劃外停機(jī)的成本可能占總制造成本的近四分之一,所以采用預(yù)測性維護(hù)有望大幅節(jié)省成本并提高生產(chǎn)力。


停機(jī)成本

  對制造商來說,計劃外停機(jī)成本高昂,而防止計劃外停機(jī)是工業(yè) 4.0 制造技術(shù)的一個主要目標(biāo)和特色。

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  23.9%的總制造成本來自停機(jī)成本




將 IT 技術(shù)運(yùn)用到廠區(qū)

  隨著工業(yè) 4.0 到來,制造商們開始從傳統(tǒng)的計算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施過渡到新的網(wǎng)絡(luò)解決方案,以加快速度,改善數(shù)據(jù)管理和提高能效。

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硬件實現(xiàn)安全性

  工業(yè) 4.0 制造有一個核心概念,稱為“互操作性”,即在大量工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中傳輸實時數(shù)據(jù)的能力。制造車間使用許多設(shè)備制造商提供的設(shè)備、軟件協(xié)議和專有網(wǎng)絡(luò)。到目前為止,還沒有任何方法讓這些單獨(dú)的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)能夠相互通信。時間敏感型網(wǎng)絡(luò)( TSN )的出現(xiàn)將首次實現(xiàn)這一功能。

  現(xiàn)在的智能工廠會生成大量數(shù)據(jù),所以為了實現(xiàn)互操作性,必須先構(gòu)建可靠的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。實時確定性以太網(wǎng)就是一種可以幫助實現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù),它能夠更有效地管理互聯(lián)工廠中的海量數(shù)據(jù)。除了在傳感器技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位外,ADI 公司等合作伙伴還率先推出硬件改進(jìn)(例如實時確定性以太網(wǎng)交換機(jī)),幫助構(gòu)建工廠的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

  “在各個系統(tǒng)之間建立實時、高帶寬連接,以更有效地控制各個生產(chǎn)過程,從而提高效率?!?/p>

  —— Martin Cotter  ADI公司銷售與數(shù)字營銷高級副總裁

  ADI 公司全球銷售與數(shù)字營銷高級副總裁Martin Cotter表示:“在從物理向數(shù)字轉(zhuǎn)變的過程中,我們的任務(wù)是確保邊緣生成的信息現(xiàn)在能夠傳輸給特定工廠中的任何設(shè)備?!彼a(bǔ)充道:“在各個系統(tǒng)之間建立實時、高帶寬連接,以更有效地控制各個生產(chǎn)過程,從而提高效率,幫助提高產(chǎn)出的確定性,推動實現(xiàn)下一代工業(yè)流程?!?/p>

  成功實現(xiàn)互操作性之后,制造商就可以開始采用工業(yè) 4.0 制造中令人激動的先進(jìn)技術(shù),例如可以和人類一起在工廠中工作的機(jī)器人和“協(xié)作機(jī)器人”。與自動駕駛汽車一樣,這些機(jī)器同樣依靠先進(jìn)的傳感解決方案的支持,可以三維感測周圍的環(huán)境,在它們執(zhí)行重復(fù)性的復(fù)雜任務(wù)時,確保高度安全。


      未來的工廠,下一代解決方案將兌現(xiàn)工業(yè) 4.0 的承諾,幫助提高生產(chǎn)力、效率、安全性和靈活性。


  機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人,利用由傳感器支持的分析,工廠可以主動識別和解決機(jī)械問題,以防造成機(jī)器故障和中斷生產(chǎn)。


  無線傳感器網(wǎng)絡(luò),為工業(yè)環(huán)境定制的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品甚至可以在嚴(yán)苛的制造環(huán)境中實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信,這給射頻帶來了新的挑戰(zhàn)。


  機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人,先進(jìn)的運(yùn)動控制和傳感解決方案正在將機(jī)器人與人類的協(xié)作變成現(xiàn)實,并開始在工廠環(huán)境中運(yùn)用。


  ADI等合作伙伴可以將不同的傳感模式(例如視覺和飛行時間)與連接技術(shù)(例如確定性以太網(wǎng))結(jié)合,用于實時傳輸數(shù)據(jù),并更精準(zhǔn)地控制機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人。據(jù)一份報告顯示,使用這些工具可幫助美國制造商每年節(jié)省約404億美元的資金。

  “我們提供數(shù)據(jù),哪里產(chǎn)生數(shù)據(jù),哪里就有我們。50年以來,ADI公司深受客戶的信賴,幫助他們解決嚴(yán)峻的工程挑戰(zhàn)。我們擁有豐富的領(lǐng)域經(jīng)驗,這為我們攜手當(dāng)今客戶推動未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)?!?/p>

  —— Martin Cotter  ADI公司全球銷售與數(shù)字營銷高級副總裁

  對于制造商來說,邁向未來需要進(jìn)一步投資先進(jìn)技術(shù),以期推動工廠自動化發(fā)展和提高靈活性。在實現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界接軌的傳感器驅(qū)動層面上,真正體現(xiàn)了工業(yè) 4.0 帶來的優(yōu)勢。

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