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　　9大技術(shù)表述或者說的工業(yè)4.0

　　國際金屬加工網(wǎng)

　　一流制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機(jī)器人行業(yè)典型研討會

　　自工業(yè)民主革命以來，科技進(jìn)步大幅促進(jìn)了工業(yè)制造力的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)給19世紀(jì)工業(yè)民主革命提供了人力無法企及的力學(xué)動(dòng)能。20世紀(jì)初，電力的普及讓大規(guī)模制造正式成為可能。1970年代，制造手動(dòng)化技術(shù)讓工業(yè)制造工作效率大幅提高。這三次科技浪潮每一次都徹底改變了工業(yè)制造的面貌，我們不妨將之稱為工業(yè)1.0、工業(yè)2.0和工業(yè)3.0。但此后，制造業(yè)卻放慢了產(chǎn)業(yè)發(fā)展腳步，與IT、移動(dòng)通信和電子商務(wù)等劃黃金時(shí)代的創(chuàng)新相比，近30年工業(yè)技術(shù)并沒有取得突破性的進(jìn)展。

如今，我們終于迎來第四波工業(yè)創(chuàng)潮，這就是工業(yè)4.0，它以9大類科技技術(shù)為基礎(chǔ)。在這次工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，感應(yīng)器、機(jī)器、工件和IT控制系統(tǒng)將在整條供應(yīng)鏈上融合到一同。這種實(shí)體設(shè)備與數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)相連接的制造控制系統(tǒng)能對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)展開搜集分析，對錯(cuò)誤展開研判，并能不斷展開自我調(diào)整，進(jìn)而適應(yīng)不斷變化的自然環(huán)境。在制造工作效率方面，在今后5-10年，愈來愈多的公司將選用工業(yè)4.0技術(shù)，除制造資料以外的可變生產(chǎn)成本將增加15-25%，工業(yè)部件制造民營企業(yè)將獲得最大的制造工作效率提高（20-30%），例如汽車制造民營企業(yè)制造率將提高10-20%。工業(yè)4.0技術(shù)將大大提高制造工作效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，改良勞動(dòng)力就業(yè)結(jié)構(gòu)，并最終改變公司乃至國家間的競爭格局。

工業(yè)4.0的9大類技術(shù)中的很多技術(shù)其實(shí)已經(jīng)應(yīng)用在制造業(yè)中，但工業(yè)4.0技術(shù)將那些技術(shù)資源整合到一同，正式成為完整的制造流程，這將改變分銷商、制造商和消費(fèi)者間的關(guān)系，和人與機(jī)器間的關(guān)系。

　　大統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析技術(shù)

　　對于制造應(yīng)用領(lǐng)域，大統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析還是新鮮事物，但它已經(jīng)能協(xié)助民營企業(yè)改良產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量，省水林宏吉高設(shè)備的操控性。在工業(yè)4.0的自然環(huán)境下，對相同統(tǒng)計(jì)管理工具（設(shè)備、控制系統(tǒng)和民營企業(yè)）展開搜集和分析將正式成為今后民營企業(yè)展開動(dòng)態(tài)重大決策的標(biāo)準(zhǔn)配備。

　　半導(dǎo)體制造商搜集制造過程中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這協(xié)助它在制造流程的早期研判出故障的芯片，進(jìn)而提高制造產(chǎn)品質(zhì)量。

　　手動(dòng)機(jī)器人技術(shù)

很多制造行業(yè)已經(jīng)廣泛選用機(jī)器人展開制造，但今天的機(jī)器人技術(shù)變得更為強(qiáng)大。手動(dòng)機(jī)器人不僅更為靈活和智能，更能在彼此間展開溝通交流交互，甚至具有學(xué)習(xí)奧義的潛能。那些新機(jī)器人不僅在操控性相比之下超目前的工業(yè)機(jī)器人，更在生產(chǎn)成本上大大增加。

　　機(jī)器人設(shè)備制造商提供制造的機(jī)器人就具有互相溝通交流的潛能。那些機(jī)器人能在一同密切合作，根據(jù)制造線上的工序調(diào)整自己的行動(dòng)。那些機(jī)器人還搭載了一流的感應(yīng)器和控制單元，能與人類展開密切的密切合作。ABB公司面世了雙臂機(jī)器人YuMi，它能與工人一前一后的工作，它們具有排序機(jī)視覺控制系統(tǒng)，不僅能識別零件，還能保證與人展開安全的交互。

　　演示技術(shù)

在工程建設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域，不少公司都選用了3D演示技術(shù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料。今后，演示技術(shù)將擴(kuò)展到更廣的范圍。人們能用動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來仿效力學(xué)世界，將新產(chǎn)品放入交互式的制造自然環(huán)境中。在展開實(shí)際生產(chǎn)前，公司能對那些新產(chǎn)品展開測試和優(yōu)化，進(jìn)而增加設(shè)備換裝增容的時(shí)間林宏吉高產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量。

　　西門子公司開發(fā)了一個(gè)交互式機(jī)器控制系統(tǒng)，它能透過真實(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對機(jī)器展開仿效。這個(gè)控制系統(tǒng)最多能增加設(shè)備換裝增容時(shí)間達(dá)80%。

　　水平和垂直控制系統(tǒng)資源整合技術(shù)

　　今天大部分公司的IT控制系統(tǒng)并未完全資源整合。公司、分銷商和顧客常常是各自為政。在民營企業(yè)內(nèi)部，工程建設(shè)設(shè)計(jì)、制造和職能部門也往往互相隔絕。即便是工程建設(shè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，也沒有幾家公司能做到設(shè)計(jì)——制造——手動(dòng)化的W7K25J。但隨著工業(yè)4.0技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，公司、部門和潛能將正式成為更為密切的整體，一條橫跨公司的統(tǒng)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)將讓供應(yīng)鏈或者說實(shí)現(xiàn)手動(dòng)化。

Dassault Systèmes和BoostAeroSpace為歐洲航天和國防工業(yè)構(gòu)筑了名為AirDesign的密切合作平臺。該平臺構(gòu)筑在私有云上，參與的密切合作伙伴可透過該平臺展開復(fù)雜的密切合作和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　目前內(nèi)置感應(yīng)器和排序機(jī)的數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)品數(shù)量仍有限。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)黃金時(shí)代的來臨，和連接標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，愈來愈多的產(chǎn)品將相連接。屆時(shí)，身處相同地理位置的產(chǎn)品設(shè)備將能展開交互和溝通交流，并由中央處理器圣戈當(dāng)縣。物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)重大決策的去中心化，數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備能展開手動(dòng)分析和重大決策，對自然環(huán)境變化展開動(dòng)態(tài)反應(yīng)。

　　Bosch集團(tuán)旗下的Rexroth公司面世一套手動(dòng)制造控制系統(tǒng)。透過無線電編碼，相同位置的工作站能感知每件產(chǎn)品需要展開的制造步驟，并手動(dòng)執(zhí)行制造流程。

　　信息安全技術(shù)

隨著工業(yè)4.0黃金時(shí)代的來臨，原先互相隔絕的設(shè)備將相連接，工業(yè)控制系統(tǒng)和制造線將連接成一體。到時(shí)，信息安全的重要性將大幅提高。安全可靠的網(wǎng)絡(luò)通信和身份辨別和接入管理控制系統(tǒng)將變得至關(guān)重要。

　　去年，歐洲幾家大型工業(yè)設(shè)備制造商已經(jīng)透過聯(lián)手和并購的形式與信息安全公司展開了密切合作。

　　云排序技術(shù)

　　很多民營企業(yè)已經(jīng)開始使用職能和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析的云應(yīng)用。今后更多的制造統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和功能將搭載在云端，為制造制造提供更多的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)。隨著技術(shù)的進(jìn)化，今后的監(jiān)測和控制流程也可能會遷移到云上。

　　增材制造（3D打印）技術(shù)

目前一些民營企業(yè)已經(jīng)開始選用3D打印技術(shù)，但大多數(shù)都處于試驗(yàn)階段或用于制造獨(dú)立部件。今后3D打印技術(shù)將廣泛應(yīng)用到小批量制造和大規(guī)模定制應(yīng)用領(lǐng)域。3D打印技術(shù)將大大增加民營企業(yè)的庫存生產(chǎn)成本和物流生產(chǎn)成本。

　　飛機(jī)制造民營企業(yè)已經(jīng)開始使用3D打印技術(shù)增加飛機(jī)的重量，節(jié)省稀有材料如鈦的使用量。

　　現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)

　　現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)控制系統(tǒng)能在很多方面協(xié)助工人制造，例如透過手持設(shè)備挑選倉庫中的配件或發(fā)送維修指令。那些控制系統(tǒng)目前還處在實(shí)驗(yàn)期，但今后那些技術(shù)將為工人提供動(dòng)態(tài)信息，協(xié)助他們展開動(dòng)態(tài)重大決策，改善制造流程。

　　比如，今后工人能裝備現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)眼鏡等設(shè)備，當(dāng)他們檢查一臺設(shè)備時(shí)，排序機(jī)就將故障原因和維修指南發(fā)送到工人的眼鏡上。

　　另一種應(yīng)用是交互式訓(xùn)練控制系統(tǒng)。西門子為Comos軟件開發(fā)了一套發(fā)電站交互式操作訓(xùn)練控制系統(tǒng)。操作人員佩戴現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)眼鏡，訓(xùn)練他們在緊急狀況下的操作。

　　( 文章來源：數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng) )

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