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大數(shù)據(jù)
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工業(yè)4.0與大數(shù)據(jù)

來源:  撰稿人:  發(fā)布時間:2015年05月19日 瀏覽:
摘要:

  互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的高速發(fā)展正迅速影響著整個世界。人們發(fā)現(xiàn),生活中的幾乎每一個領(lǐng)域都受到互聯(lián)網(wǎng)的影響,呈現(xiàn)新的業(yè)態(tài)與發(fā)展形勢。尤其是在消費(fèi)領(lǐng)域,網(wǎng) 絡(luò)消費(fèi)模式重新定義了人們的購買方式,也推進(jìn)了消費(fèi)理念與偏好的升級。個性化消費(fèi)需求的傾向正越來越明顯。如今,大規(guī)模大批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式正越來越難以 滿足消費(fèi)者的個性化需要,于是新工業(yè)革命的到來順理成章。

  “工業(yè)4.0”是2011年德國提出的新概念。在經(jīng)過兩年的發(fā)酵后已經(jīng)在德國本土、歐洲其他地區(qū)、美國乃至全球引發(fā)了熱烈的討論?!肮I(yè)4.0”核心戰(zhàn)略究竟是什么?

  戰(zhàn)略核心:制造智能化

  “工業(yè)4.0”想實(shí)現(xiàn)的是通過物聯(lián)網(wǎng)、信息通訊技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析,把不同設(shè)備通過數(shù)據(jù)交互連接到一起,讓工廠內(nèi)部,甚至工廠之間都能成為一個整體,在自動化之上,形成制造的智能化。這一智能化又包含兩大主題:智能工廠與智能生產(chǎn)。

  智能工廠主要關(guān)注智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。未來,各個工廠將具備統(tǒng)一的機(jī)械、電器和通信標(biāo)準(zhǔn)。以物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ), 配備有感測器、無線和RFID通信技術(shù)的智能制造設(shè)備可以對生產(chǎn)過程進(jìn)行智能化監(jiān)控。由此,智能工廠能夠自行運(yùn)轉(zhuǎn),且工廠間零件與機(jī)器可以相互交流。結(jié)合 大數(shù)據(jù)技術(shù),智能工廠還能對生產(chǎn)與修理作出可能的提示。這使得工廠設(shè)備脫離固有生產(chǎn)線的束縛,可以不斷做出智能的調(diào)整,從而使得一次性生產(chǎn)的產(chǎn)品也可以通 過頗具收益的方式制造出來,打破了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的成本優(yōu)勢。

  智能生產(chǎn)是在智能工廠的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加入了人的要素,同時強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程本身,主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動、3D打印以及增材制造等技術(shù)在工 業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。目前大部分制造系統(tǒng)都采用集中式控制方案,在中央控制機(jī)器上獨(dú)立地進(jìn)行處理,工人主要負(fù)責(zé)監(jiān)控維修控制機(jī)器。未來的智能生產(chǎn)是以人 為中心的基于信息物理系統(tǒng)為智能輔助系統(tǒng)創(chuàng)造更優(yōu)秀的人機(jī)互動模式。

  “工業(yè)4.0”的戰(zhàn)略本質(zhì):

  1.大規(guī)模定制化生產(chǎn)方式正逐步實(shí)現(xiàn)

  “工業(yè)4.0”及其代表的新一代智能生產(chǎn)方式可能就是大規(guī)模定制化的生產(chǎn)方式的初級階段。因?yàn)橄M(fèi)者個性化需求如果實(shí)現(xiàn),一方面需要供應(yīng)商能夠生產(chǎn)提供符 合消費(fèi)者個性偏好的產(chǎn)品或服務(wù),一方面需要社會提供消費(fèi)者有個性化消費(fèi)的空間與過程。由于消費(fèi)者眾多,每個人的需求不同導(dǎo)致需求的具體信息也不同,加上需 求的不斷變化,就構(gòu)成了供應(yīng)商的大數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)而傳遞給智能設(shè)備,進(jìn)行運(yùn)算,設(shè)備調(diào)整,材料準(zhǔn)備與自動加工等步驟,才能生產(chǎn)出符合個性化 需求的產(chǎn)品。

  “工業(yè)4.0”所體現(xiàn)的進(jìn)步技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng),信息技術(shù),大數(shù)據(jù)處理技術(shù),與個性化產(chǎn)品制造所需的技術(shù)十分相似,相對來說缺少了在消費(fèi)者層面采集數(shù)據(jù)的環(huán) 節(jié)。但通過工廠層面的設(shè)備革新,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作,大數(shù)據(jù)處理,產(chǎn)品能夠具有服務(wù)價值,從而使得智能制造設(shè)備根據(jù)處理后的信息,進(jìn)行判斷、分析、自我調(diào)整、自動 驅(qū)動生產(chǎn)加工、品質(zhì)保持,直至最后的產(chǎn)出步驟??梢哉f,智能工廠已經(jīng)為最終的制造業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)做好了準(zhǔn)備。

  2.消費(fèi)性大數(shù)據(jù)與生產(chǎn)性大數(shù)據(jù)處理的結(jié)合

  在“工業(yè)4.0”的工廠中,消費(fèi)者需求與行為產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)除了反饋至生產(chǎn)設(shè)備,進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的調(diào)整外,還將對生產(chǎn)本身進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)控。而生產(chǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同樣經(jīng)過快速處理、傳遞,反饋至生產(chǎn)過程及其涉及的產(chǎn)業(yè)鏈的鏈條中,從而使得生產(chǎn)過程高品質(zhì)的進(jìn)行。

  例如在過去,在設(shè)備運(yùn)行的過程中,自然磨損本身會使產(chǎn)品的品質(zhì)發(fā)生一定的變化。隨著個性化生產(chǎn)的推進(jìn),產(chǎn)品生產(chǎn)所涉及的自然環(huán)境因素、突發(fā)因素、設(shè)備條件 等變量會進(jìn)一步增多,這種磨損對整個生產(chǎn)帶來的影響會被放大。通過信息處理技術(shù)及互聯(lián)技術(shù),生產(chǎn)過程中的這些因素才能被精確控制,從而真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能 化。一定程度上,這一工業(yè)大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)直接決定了“工業(yè)4.0”與CPS所要求的智能化設(shè)備的智能水平。

  3.新一代智能制造工廠的未來

  消費(fèi)需求的個性化要求傳統(tǒng)制造業(yè)突破現(xiàn)有的生產(chǎn)方式與制造模式,根據(jù)消費(fèi)需求海量數(shù)據(jù)與信息,進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理與傳遞;而在進(jìn)行這些非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中 產(chǎn)生的生產(chǎn)信息與數(shù)據(jù)也是大量的,需要及時收集、處理和傳遞。這兩方面大數(shù)據(jù)信息流最終通過互聯(lián)網(wǎng)在智能制造設(shè)備交匯,由智能制造設(shè)備進(jìn)行分析、判斷、決 策、調(diào)整、控制開展智能制造過程,確保生產(chǎn)出高品質(zhì)個性化產(chǎn)品。這就決定了互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)與制造母機(jī)融合后,最終形成新一代互聯(lián)的智能制造工廠(系統(tǒng)) 以替代今天的生產(chǎn)體系。

  為了應(yīng)對這個變革的趨勢,我國應(yīng)該更加注重制造業(yè)高端標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的確立,尋找智能制造設(shè)備與信息技術(shù)融合性的突破,大數(shù)據(jù)建立與分析應(yīng)用的突破,做到互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的升級,培養(yǎng)信息技術(shù)與制造技術(shù)復(fù)合人才。

責(zé)任編輯:系統(tǒng)管理員
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