基于工业互联网基础之上的智能工厂

【编者按】从概念上来看,“工业4.0”描述的是以信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)为基础,工业领域的设备、生产与系统以网络化的形式向互联网迈进,这是一种由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,最终建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式;而“工业互联网”则指的是复杂机械与网络化的传感器和软件的整合,这涉及机器学习(machinelearning)、大数据、物联网和M2M(machine-to-machine)等领域,其过程包括从机器提取数据,进行实时分析,将其用以调整操作。


计算能力、信息提取和交流系统所带来的改变,已经在制造业中“肆虐”。关于这样一个新时代的表述不尽相同:德国称其“工业4.0”(Industry4.0),美国则更多地将之概况为颇为宏大的概念“工业互联网”(IndustrialInternet)。实际上,无论叫什么名字,本质上都是信息技术与工业技术的高度融合,表述的是网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织所产生新的价值模型。

从概念上来看,“工业4.0”描述的是以信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)为基础,工业领域的设备、生产与系统以网络化的形式向互联网迈进,这是一种由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,最终建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式;而“工业互联网”则指的是复杂机械与网络化的传感器和软件的整合,这涉及机器学习(machinelearning)、大数据、物联网和M2M(machine-to-machine)等领域,其过程包括从机器提取数据,进行实时分析,将其用以调整操作。

这场正在发生的革命有几个基本特征——

智能机器:用先进的传感器、控制和软件应用等新方式连接大量的机器、设备等;

先进的分析能力:基于物理的分析、预见性算法、自动化和材料科学的专业领域知识,电力工程和其他重点学科,这些都有助于理解机器和系统的运作;

工作中的人:让工作中的人无论身处工厂、办公室、医院还是移动中,都可以高质量、安全地进行智能设计、运作、维护。

实际上,对于企业资源系统(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理等一系列的生产管理工具和方法等并不陌生的人们,发现自己终于可以在在信息通信、数据处理、自动控制以及模拟仿真等领域中,在自动化工厂的蓝图之上创造出“智能工厂”。在德国,巴斯夫、宝马、博世、戴姆勒、SAP、西门子等著名的德国企业纷纷投入顶尖研发资源于其中,而大洋彼岸的美国通用电气公司,也投入大量人力物力致力于将机器分析、行业洞察、自动化和商业预测结合起来,打造全新的工业互联网的商业实验。

博斯公司(Booz&Company)研究发现,智能工厂需要实现的目标有四个:产品的智能化、生产的自动化、信息流和物资流合一、价值链同步。而这些需要企业从工厂布局、设施、产品的生产流程、人力资源等诸多层面投入资源和能力建设。尽管现在还没有一家企业可以宣称自己已经完成了智能工厂的全部建设,但先行者已然在行动。


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