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工业物联网推动制造业的智能制造变革

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发表时间:2020-06-02 09:41作者:德诚智能制造网址:http://www.danbokj.com

工业物联网智能制造体系得以构建的重要技术基础。作为引领新一轮技术革命和技术—经济范式变革的重要技术,工业物联网对于制造业的影响不言而喻。


迄今为止,全球制造业的发展依次经历了“机械化”“电气化”和“数字化”3个阶段。当前产业界和学术界的专家普遍认为,制造业未来的发展方向是以生产和服务智能化为典型特征的“智能制造体系”。


从技术层面看,智能制造的核心是信息—物理系统,而这恰好是物联网技术应用于制造业生产过程(简称“工业物联网”,下同)所形成的全新技术解决方案。也即借助物联网系统将相关的物理部件(设备或产品)与信息网络联接起来,综合运用云计算、大数据和远程控制技术,构建起一个人、机、物之间数据信息实时交互,可自主运行、维护和优化的工业物联网环境,具体表现为生产设备的智能化与生产和服务流程的智能化。


第一,推动生产设备智能化。生产设备智能化是信息—物理系统正常运转的前提和基础,这要求智能工厂的生产设备事先配备包含射频识别装置、内置传感器、微处理器、数据存储器和控制软件等在内的“智能组件”,以及包括天线、接口和相关通信协议在内的“联接组件”。其中,前者的功能是向外对物理空间的信息进行感知并生成可传输的数据信息;而后者的功能是支撑信息在设备端、系统端、管理者之间的实时交互。


第二,实现生产和服务流程的智能化。利用设备的智能监测、控制、优化和自治功能可实现制造业生产和服务全流程的智能化改造。对于工厂内部的生产体系,“智能+互联”的信息—物理系统可以实现生产和维护过程的自主管理。由于系统内的所有设备、原材料、半成品、成品都有各自的射频识别标签,因此它们可以按照系统的需要在任何时点被运送至任何需要它们的地点并完成相应的生产任务。


在日常维护方面,借助无处不在的智能感知组件,生产流程的每个环节的信息都将被监测和记录,这可以帮助系统及时发现生产设备的运行故障并进行有效的处理,从而减少相关设备的停机时间,使整个生产过程更加顺畅有序。


对于工厂外部的销售产品,借助内置的智能感知组件和互联互通的信息网络,制造企业的数据处理中心(产品云)可以实时接收并分析产品的使用和运行信息,这让产品全生命周期的增值服务活动逐渐成为制造企业运营的常态。工业物联网将赋予制造企业竞争全新的内容。


其一,数据将成为企业的核心资源。在工业物联网支撑的智能制造时代,数据将成为决定企业竞争优势的核心资源,它既是信息—物理系统完成自主控制、优化和自治活动的必要资源;同时也是企业优化产品设计、提升产品性能,以及不断发掘新的商机的信息基础。由此可见,数据的采集、分析、管理和保护工作将成为制造企业价值链上不可或缺的重要环节,并将就此衍生出大量针对数据分析和挖掘的专业技术性公司和部门。


其二,价值链的增值环节进一步向“软”端转移。产品智能化意味着产品具有非常高的“数字”特征,随着智能组件的功能逐步替代物理部件,物理部件的需求量和复杂度都将大幅降低,其产品规格将更趋标准化,因此制造企业更多的价值创造活动将围绕着云端或产品端的应用软件开发和服务活动展开。


其三,制造业的服务化特征愈加明显。物联网的“智能”和“互联”的功能将推动制造企业的价值创造活动自然而然地延伸至服务领域。得益于产品端嵌入的智能感知组件和通信网络,制造企业的云端服务器可以实时追踪产品的使用信息和各部分的运行数据,这让制造企业可以直接跳过中间商发现产品运行中存在的问题,并提供及时的专业性产品维护和故障处理。更为重要的是,利用长期累积的故障诊断数据,制造企业可以进一步对产品的设计和性能完成改进,真正实现服务环节和产品开发环节的协同和融合。


其四,定制化成本将大幅降低。借助预先设定的生产程序,同一条生产线上可以生产出功能各异的定制化产品,这将在很大程度上降低产品定制化的成本。但更为重要的是,在“智能+互联”的工业物联网环境下,实现产品功能的定制并不需要太多地依赖差异性物理组件的投入,借助内置软件的功能调整完全可以实现标准化产品功能的个性化。


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