互联网+工业4.0
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“工业4.0”综述本文首先介绍“工业4.0”概念、起源和现状;分析了“工业4.0”关键技术:RFID 技术、无线传感网络技术、AI技术、云计算技术;介绍了“工业4.0”所面临的关键问题及其对于中国制造业的影响;最后展望了“工业4.0”的美好未来。
标签:“工业4.0”;工业革命;德国制造;智能工厂1 引言“工业4.0”是德国在《高技术战略2020》提出的十大未来项目之一。
它是基于传统制造业,互联网及物联网的虚实融合系统,目的在于实现工厂生产智能化,令客户的个性化需求同生产环节无缝对接。
德国总理默克尔指出,未来智能工厂将能够自行运转,机器与元器件将能够自行交流,这就使跨行业的合作成为必须。
她建议,信息业、通信业、制造业等相关行业需要长远规划、增进合作,对彼此抱有好奇心。
2 “工业4.0”发展现状在过去,科学技术经历了三次革命。
而即将到来的第四次工业革命则以工业智能化为代表。
2011汉诺威工业博览会开幕式致辞中,德国人工智能研究中心的Wolf-gang Wahlster教授首次提出“工业4.0”概念。
2013年“工业4.0”被列为德国《高技术战略2020》十大未来项目之一。
美国于2011年提出“先进制造伙伴计划”,并于2012年出台了“先进制造业国家战略计划”。
英国于2011年发布了《英国发展先进制造业的主要策略和行动计划》。
日本亦出台过类似的协同式机器人与无人化工厂发展计划。
2011年4月6日,我国工业与信息化部、科学技术部等5部委以工信部联信〔2011〕160号印发《关于加快推进信息化与工业化深度合作的若干意见》,意见指出要推动生产装备智能化和生产过程自动化,加快建立现代化生产体系。
3 “工业4.0”关键技术3.1 RFID技术(射频识别)RFID是种无线通信自动识别技术,通过无线电识别目标读写数据,无需识别系统与目标间接触,适用各种恶劣环境。
优点在于操作简单快捷,可识别多个标签的高速物体。
3.2 无线传感网络技术(WSN)WSN是大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,最终把这些信息发送给网络的所有者。
工业4.0给我国带来的机遇和挑战摘要: 随着科学技术的进步,为了抢占制造业的先机,各国纷纷根据自己的国情制定了相应的发展规划,其中比较出名的有美国GE主导的“工业互联网”、德国的工业4.0、日本的3D打印技术,面对新一轮工业革命的浪潮,对我国既是机遇又是挑战,我国也适时提出了“中国制造2025”和“互联网+”行动,以期在技术革新的浪潮下分得一杯羹。
关键词:工业4.0,机遇,挑战工业4.0(Industry4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,“工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
工业4.0是指基于信息物理系统的智能化,不仅涉及到传统的互联网,也涉及正在发展的物联网,以及服务联网。
未来在一个“智能、网络化的世界”里,互联网、物联网和服务联网(服务互联网)将渗透到所有的领域,人类的生产方式和制造模式将发生重大变革。
工业4.0实现互联网全面对接,虚实融合系统至少要和一个或者多个云进行沟通,这样的系统一般都具有传感器和执行器,它能感知周边的环境得到信息,根据得到的指令执行命令,和环境有感知互动这一过程。
我国面临的巨大挑战是国际金融危机发生后,很多西方国家意识到实体经济对国家实力影响的重要性。
许多国家重新重视制造业,把制造业重新引回到自己的国土,发达国家纷纷实施“再工业化”战略,重塑制造业竞争新优势,加速推进新一轮全球贸易投资新格局。
一些发展中国家也在加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,承接产业及资本转移,拓展国际市场空间。
我国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战。
中国在产品设计和生产流程方面一直是弱项,因为缺少标准化思维。
中国企业重技术,但对流程不重视,尤其在技术研发方面,中国人需要学学德国人的严谨态度和系统方面的技术应用,中国没有国外那么完备的数据库,国外已经经过几十或者上百年的发展形成了先进完备的数据库,当进行设计时,只要在数据库中抽出样本稍加创新改动即可形成一个新产品。
工业4.0 和工业互联网的区别
摘要: 为了在新一轮工业革命中占领先机,争夺国际产业竞争话语权,德国实施工业4.0 战略,美国则推动了工业互联网概念,二者基本理念相近,都是将虚拟网络与实体连接,是对工业未来发展方向和发展模式的探索。
工业4.0 旨在推...
为了在新一轮工业革命中占领先机,争夺国际产业竞争话语权,德国实施工业4.0 战略,美国则推动了工业互联网概念,二者基本理念相近,都是将虚拟网络与实体连接,是对工业未来发展方向和发展模式的探索。
工业4.0 旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变,帮助实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。
工业互联网更加注重软件、网络和大数据,目的是实现通信、控制和计算的集合,二者在应用范围、强调重点和实现方式等方面存在一定差异。
本文在总结二者差异的基础上,把握各自重点和特征,总结出对我国推进制造业智能化发展的启示和建议,为政府决策提供参考。
一、工业4.0 与工业互联网的相同点
从推动力量上看,二者都体现了由大企业主导的产学研密切配合。
工业4.0 是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等联合发起的,并由德国政府纳入《高技术战略2020》,成为国家十大未来项目之一。
工业互联网则是由美国通用电气公司发起的,并由AT T、思科、通用电气、IBM 和英特尔成立工业互联网联盟进行推广的。
由于两大战略都是由企业提出的,企业具有内在动力去宣传、推广和实施,市场亲和度较高。
因此,在推行过程中都。
⼯业互联⽹、⼯业物联⽹、⼯业⼤数据、⼯业4.0到底有什么区别?我们先来厘清⼀下这⼏个词的概念,区别和联系!⼀、⼯业互联⽹⼯业互联⽹有两层意思,⼀是在企业内部实现⼯业设备(⽣产设备、物流装备、能源计量、质量检验、车辆等)、信息系统、业务流程、企业的产品与服务、⼈员之间的互联,实现企业IT⽹络与⼯控⽹络的互联,实现从车间到决策层的纵向互联。
⼆是在企业间实现上下游企业(供应商、经销商、客户、合作伙伴)之间的横向互联;从产品⽣命周期的维度,要实现产品从设计、制造到服役,再到报废回收再利⽤整个⽣命周期的互联。
⼯业互联⽹未来更多的是关注在设计,研发,制造,营销和服务等⽅⾯,通过充分的融合,来提⾼整个⼯业系统和运⾏效率,⼯业互联⽹最重要的是实现企业信息的数字化。
随着⼯业化与信息化的深⼊融合,企业内部对互联互通的需求逐渐增加,通过接⼊⽹提⾼产品质量和运营效率的需求也越来越强烈,⼯业物联⽹应运⽽⽣。
⼆、⼯业物联⽹⼯业物联⽹(简称IIoT,Industrial Internet of Things ),指的是物联⽹在⼯业的应⽤。
具体来说,⼯业物联⽹是物联⽹和互联⽹服务的交叉⽹络系统,同时也是⾃动化与信息化深度融合的突破⼝。
物联⽹(简称,InrnetofThings),通过各种信息传感设备,如射频识别技术、全球卫星定位系统、红外感应器、激光扫描器、⽓体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要连接、监控、互动的物体或过程状态信息,包含其声、光、热、电、⼒学、化学、⽣物、位置等各种基础信息,通过互联⽹形成相互交互的、可识别的、可共享的⽹络,其⽬的是实现物与物、⼈与物在⽹络上的连接,识别、管理和控制等,物联⽹的信息是动态的,主要由物理机器⽣成。
物联⽹的发展正在逐步经历以下四个阶段:M2M、IIoT、IoT、Digital World。
国内不同企业的物联⽹化进程参差不齐,差别很⼤,也因此给我们物联⽹从业者留出了较⼤的市场机会空间和⾄少五年的发展窗⼝。
概念:“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命,在工业互联网的基础上形成信息物理系统(Cyber-Physical Systems,简称CPS),实现数字化、网络化、智能化技术与制造技术的深度融合,以快速满足客户的个性化需求,实现动态的商业与生产过程,有效提高资源生产率与效率,同时为创造价值与新的商业模式提供新的途径。
[概念的来源]: 工业4.0是2011年德国汉诺威工业博览会上提出的概念,其初衷是提高德国制造业水平,提高德国制造业的竞争力。
若您想详细了解工业4.0战略的要点,请参考以下内容:德国“工业4.0”战略的要点可概括为:建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成,实施八项计划。
(一)建设一个网络:信息物理系统网络。
信息物理系统就是将物理设备连到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。
信息物理系统可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务,并将生产工厂转变为一个智能环境。
这是实现工业4. 0的基础。
(二)研究两大主题:智能工厂和智能生产。
“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分,重点研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现。
“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。
生产流程智能化是实现工业4.0的关键。
(三)实现三项集成:横向集成、纵向集成与端对端的集成。
“工业4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。
“横向集成”是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,是为了实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务;“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系,实现个性化定制生产,替代传统的固定式生产流程(如生产流水线);“端对端集成”是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将最大限度地实现个性化定制。
什么叫工业4.0,这篇接地气的文章终于讲懂了2016-01-05 06:56:48来源:格上理财作者:兔哥笔者早年从事过工业自动化行业,后来去了几个城市,讲过《工业互联网与工业文明史》这门课,以至于很多人以为我很懂工业互联网(其实我也就是半桶水而已)。
今天早上有人问我,工业4.0到底是个啥,本来答应给他单独讲一遍,后来一想,不如整理下材料和思路,一块分享给大家,所以今天就跟大家谈谈这个神秘的工业4.0吧。
先声明,笔者只是个知识的搬运工,我说的不一定对,不过是看了很多材料后消化理解的结果而已。
事实上,工业4.0就没有标准答案,连德国人自己都没有。
先看三个概念:工业1.0机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。
工业2.0电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。
工业3.0自动化,以PLC(可编程逻辑控制器)和PC的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。
这三个定义都很学术,你们放心,这是我全文最学术的一段话,后面,我决定老和尚讲故事的方法来给大家讲这个故事。
要理解工业4.0,我们得先看下目前的状况,我们称之为工业3.X,用修真小说的时髦描述,也就是3.0中后期,这种状态叫做完全的自动化和部分的信息化。
咱们还得从工厂的业务模式说起。
作为一个工厂,存在的目的只有两个,生产产品,然后卖出去。
所以在工业企业中,通常会分为两个大的部门,一个是生产部门,一个是业务部门,前者通过MES(制造执行系统)管理,后者通过ERP(管理信息系统)来管理。
这两个系统啥区别呢?ERP更倾向于财务信息的管理,而MES更倾向于生产过程的控制,简单的说,ERP主要告诉你客户需要生产多少个瓶子,哪天下单,哪天要货,而MES主要负责监控和管理生产这些瓶子的每一个步骤和工序如何实现。
“工业4.0”:智能化制造新时代的到来摘要:“工业4.0”被看成是互联网全面进入生产制造系统的重要切入点,其以智能互联系统为主,采集特色化、个性化需求的数据,然后利用智能制造系统加工出个性化的产品。
中国制造业以“工业4.0”为愿景的转型升级可借鉴德国经验,大力推动数字化网络化智能化制造,重视核心技术创新、市场拓展、标准规划建设与实施、系统配套对产业转型升级的协同作用;发挥大型企业的带动效应,通过人才培育、资源利用、市场开放等产业政策安排,促进制造业转型升级。
关键词:“工业4.0”;智能化;制造引言当前德国已经进入了“工业”时代。
工业4.0(Industry4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,这一概念是在德国学术界和产业界推动下形成的,它现已成为了德国的国家战略。
德国政府制定“工业4.0”战略的目的是为了“确保德国制造的未来”,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
当下,正值我国大力推动信息化与工业化的深度融合、促进制造业转型升级的关键时期,德国推行的“工业4.0”战略与我国提出的“两化”深度融合有若干相通之处,与我国制造强国战略不谋而合。
1工业4.0工业革命是现代文明的起点,是人类生产方式的根本性变革。
18世纪末的第一次工业革命创造了机器工厂的“蒸汽时代”,20世纪初的第二次工业革命将人类带入大量生产的“电气时代”,这两个时代的划分已经是大家公认的。
20世纪中期计算机的发明、可编程控制器的应用使机器不仅延伸了人的体力,而且延伸了人的脑力,开创了数字控制机器的新时代,使人—机在空间和时间上可以分离,人不再是机器的附属品,而真正成为机器的主人。
从制造业的角度,这是凭借电子和信息技术实现自动化的第三次工业革命。
进入21世纪,互联网、新能源、新材料和生物技术正在以极快的速度形成巨大产业能力和市场,将使整个工业生产体系提升到一个新的水平,推动一场新的工业革命,德国技术科学院(ACDTECH)等机构联合提出“第四代工业-Industry 4.0”战略规划,旨在确保德国制造业的未来竞争力和引领世界工业发展潮流。
工业4.0时代突出的特点是什么什么是工业4.0时代在互联网的推动下,现实世界与虚拟世界日益紧密,使经济发展进入新的阶段,为制造业发展创造了新机遇。
学术界和产业界人士认为,全球经济正处于第四次工业革命的开端,工业1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是信息化时代,工业4.0则是利用基于信息物理融合系统的智能化来促进产业变革的时代。
工业4.0的概念描述了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化产品与服务的生产模式。
它意味着在产品生命周期内对整个价值创造链的组织和控制迈上新台阶,意味着从创意、订单,到研发、生产、产品交付和服务,再到废物循环利用,在各阶段都能更好地满足日益个性化的顾客需求。
在这种模式中,传统的行业界限消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。
创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。
实现工业4.0亟待研究五大主题:一是价值创造网的水平整合,包括新的商业模式、价值创造网的结构、价值创造网的自动化。
二是整个生命周期内工程学的一致性。
要让现实世界和虚拟世界融合,考虑现实世界和虚拟世界在各个层次的接口,要在机械制造、电气工程、计算机科学领域就模型达成共识。
要运用系统工程方法,使产品、生产流程和生产系统实现融合。
三是垂直整合和网络化的生产体系。
要通过传感器数据分析优化过程控制。
要研发智能、灵活、可变的智能生产系统,根据综合知识模型自主适应环境,改善研发、生产、维护和产品生命周期管理,提高资源效率。
四是新的工作基础设施。
要形成以智能辅助系统为媒介的新型协同工作形式,工作设计要使工人的接受能力、创造能力和自我发展能力得到充分发挥,并保证工人健康舒适。
五是跨领域技术。
应该研发出无线联网一揽子解决方案,实现跨领域的全面运用。
要构建满足安全要求的安全构架和策略的方法,把相关方法和工具融入信息物理融合系统。
要研发出带参考构架和使用面向服务的分布式体系构架的工业4.0平台,为实现跨企业的网络化和集成创造条件。
工业4.0 与工业互联网的区别
摘要: 工业4.0 旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变,帮助实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。
工业互联网+更加注重软件、网络和大数据,目的是实现通信、控制和计算的集合,二者在应用范围、强调重点和实现方式...
工业4.0 旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变,帮助实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。
工业互联网+更加注重软件、网络和大数据,目的是实现通信、控制和计算的集合,二者在应用范围、强调重点和实现方式等方面存在一定差异。
本文在总结二者差异的基础上,把握各自重点和特征,总结出对我国推进制造业智能化发展的启示和建议,为政府决策提供参考。
一、工业4.0 与工业互联网的相同点
从推动力量上看,二者都体现了由大企业主导的产学研密切配合。
工业4.0 是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等联合发起的,并由德国政府纳入《高技术战略2020》,成为国家十大未来项目之一。
工业互联网则是由美国通用电气公司发起的,并由AT T、思科、通用电气、IBM 和英特尔成立工业互联网联盟进行推广的。
由于两大战略都是由企业提出的,企业具有内在动力去宣传、推广和实施,市场亲和度较高。
因此,在推行过程中都。