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物聯(lián)網(wǎng)如何推動(dòng)制造業(yè)工業(yè)4.0?看美國(guó)怎么做

2017-05-30 11:47 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:太平洋電腦網(wǎng) 來源:太平洋電腦網(wǎng)
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5月下旬的波士頓大部分時(shí)間是陰冷的,不過,這里的一場(chǎng)全球性的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大會(huì)讓業(yè)界人士心頭不斷涌現(xiàn)暖流,他們清晰地看到了行業(yè)的發(fā)...

  5月下旬的波士頓大部分時(shí)間是陰冷的,不過,這里的一場(chǎng)全球性的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大會(huì)讓業(yè)界人士心頭不斷涌現(xiàn)暖流,他們清晰地看到了行業(yè)的發(fā)展方向。LiveWorx大會(huì)是一年一度的全球性物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)盛會(huì),主辦方PTC公司是全球知名的物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商。透過現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)展示和主題論壇,記者深刻感受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早已不再夸夸其談,而是邁向?qū)嵏?,成為連接虛擬的數(shù)字世界和真實(shí)的物理世界之間的紐帶,更是推動(dòng)制造業(yè)企業(yè)邁向“工業(yè)4.0”的強(qiáng)大技術(shù)動(dòng)力。

  物聯(lián)網(wǎng)融合制造業(yè)“陰陽兩極”

  一場(chǎng)酷炫的激光秀拉開LiveWorx大幕,隨即在PTC公司總裁兼首席執(zhí)行官Jim Heppelmann的演講中,記者欣然看到了中國(guó)的“太極圖”。在這個(gè)太極圖里,一極指的是物理世界,真實(shí)可以觸碰;另一極指的是數(shù)字化世界,其并非無中生有,而是物理世界的數(shù)字化映射。在PTC看來,將物理系統(tǒng)與數(shù)字化系統(tǒng)融合是未來工業(yè)4.0的基礎(chǔ),而 3D打印 、智能制造、AR/VR等技術(shù)應(yīng)用讓物聯(lián)網(wǎng)很好地扮演了“融合”這一角色,物聯(lián)網(wǎng)成為了物理世界和數(shù)字世界的“融合劑”。


Jim Heppelmann演講中展示的太極圖,IoT等技術(shù)成為融合虛實(shí)世界的工具

  埃森哲資深董事總經(jīng)理Eric Schaefferza在現(xiàn)場(chǎng)論壇中也表示,工業(yè)4.0結(jié)合了AI、 機(jī)器人 和智能制造等新興技術(shù)的應(yīng)用。隨著硬件變得越來越簡(jiǎn)單,這些代表新興技術(shù)的軟件則為硬件提供了“結(jié)締組織”,創(chuàng)造了新的價(jià)值。

  不過,融合并非易事,因此把虛擬世界和物理世界打通變得非常關(guān)鍵。以前所謂的信息化的體系、架構(gòu)等,更多的其實(shí)是在虛擬世界,即數(shù)字化系統(tǒng)層面,很少有和實(shí)體世界真正互通的。例如,ERP、MES、PLM之于數(shù)字化系統(tǒng),傳感器、 自動(dòng)化 技術(shù)之于物理系統(tǒng)。因此,制造業(yè)企業(yè)需要一個(gè)平臺(tái),作為載體,把虛和實(shí)、數(shù)字化技術(shù)和物理技術(shù)結(jié)合,從而真正實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化融合,消除“兩張皮”的弊病。

  本次會(huì)上,PTC發(fā)布了打通虛實(shí)世界的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)最新版本——ThingWorx8。不過,更讓記者感興趣的是,PTC還推出了基于該平臺(tái)上的三個(gè)制造業(yè)數(shù)字化生產(chǎn)環(huán)節(jié)的App,這大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜系統(tǒng)的部署,讓制造業(yè)企業(yè)管理者通過智能終端就能對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)了如指掌,這也讓記者看到了智能制造的未來。

  第一個(gè)App涉及資產(chǎn)管理(ThingWorx Asset Advisor)。 智能工廠 里有很多機(jī)器設(shè)備需要維修,目前的模式是后知后覺,而這個(gè)App可以通過分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),提醒維護(hù)/維修技術(shù)人員潛在的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。它可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和檢測(cè)各種資產(chǎn)的異常情況,因此維修人員可以防范未然,提前去維修即將損壞的設(shè)備。

  第二個(gè)App涉及設(shè)備控制層管理(ThingWorx Controls Advisor)。智能工廠設(shè)備控制層有很多可編程邏輯控制器( PLC ),IoT網(wǎng)關(guān)等連接器,通過這些連接工廠產(chǎn)生了大量的設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過這個(gè)App對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以對(duì)工廠設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視,排除機(jī)器連接故障,一旦連接失敗導(dǎo)致關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)丟失,也能即時(shí)通知工廠管理者。

  第三個(gè)App(ThingWorx Production Advisor)面向生產(chǎn)經(jīng)理,幫助其實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)線的狀態(tài)和關(guān)鍵性KPI,例如可用性、性能、質(zhì)量和整體設(shè)備效能。

  新一輪工業(yè)革命加速物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

  “我們正處于攀爬第四次工業(yè)革命這座大山的懸崖邊上,制造業(yè)的物理世界和數(shù)字世界的融合為我們帶來了重要的機(jī)會(huì)?!?PTC連接運(yùn)營(yíng)解決方案部門總經(jīng)理Howard Heppelmann表示。在PTC看來,工業(yè)4.0指的是通過物理和數(shù)字系統(tǒng)的融合實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,促進(jìn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)、維護(hù)等環(huán)節(jié)新業(yè)務(wù)模式的產(chǎn)生,從而提高質(zhì)量和效率,降低成本。而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)恰恰促進(jìn)了物理和數(shù)字系統(tǒng)的融合。


大會(huì)展示區(qū)成為技術(shù)溝通和交易的重要平臺(tái)

  在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng),記者還欣喜地發(fā)現(xiàn),外企對(duì)“ 中國(guó)制造2025 ”了然于心。

  “中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)讓人感到非常興奮?!盤TC首席運(yùn)營(yíng)官 Craig Hayman在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示,“德國(guó)有工業(yè)4.0,中國(guó)有《中國(guó)制造2025》,美國(guó)也有智能制造相應(yīng)的政策。這些都從政府層面推動(dòng)了制造業(yè)物理和數(shù)字系統(tǒng)的融合,從而推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。PTC一直和工信部密切溝通,PTC的技術(shù)和產(chǎn)品路線圖也與《中國(guó)制造2025》結(jié)合起來,幫助中國(guó)的制造業(yè)企業(yè)在新一輪工業(yè)革命中盡快實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型?!?/P>

  PTC中國(guó)區(qū)總裁Kerry Grimes也認(rèn)為,中國(guó)是全球第二大經(jīng)濟(jì)體,同時(shí)中國(guó)也有很多制造業(yè)企業(yè)尤其是在 智能硬件 領(lǐng)域有很多中小企業(yè),因此中國(guó)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)潛力非常巨大。

  記者了解到,這幾年,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的連接技術(shù)(如各種異構(gòu)異質(zhì)設(shè)備的連接和互聯(lián)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn))、設(shè)備云(如Predix、Axeda、AWS等)、通信(如NB-IoT、ZigBee等)、大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)、邊緣計(jì)算等,都取得了質(zhì)的飛躍,并經(jīng)歷了大量的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證。隨著越來越多的IT技術(shù)和傳感器被嵌入到產(chǎn)品中,智能互聯(lián)成為產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)和共識(shí)。例如,目前購(gòu)買的很多家電產(chǎn)品都具備智能互聯(lián)產(chǎn)品的特性,可以在遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控、優(yōu)化和控制。這些產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)因?yàn)楸徊粩鄳?yīng)用而逐漸完善和成熟。再加上各國(guó)最新的制造業(yè)戰(zhàn)略也帶動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。隨著這些戰(zhàn)略的逐漸深入和落地,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將得到深入發(fā)展。

  當(dāng)然,除了機(jī)遇,物聯(lián)網(wǎng)依然面臨一些挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要進(jìn)一步解決物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化問題,提升邊緣計(jì)算能力,強(qiáng)化信息安全。

  對(duì)此,Craig Hayman表示,在萬物互連時(shí)代,成千上萬的設(shè)備聯(lián)網(wǎng),當(dāng)然會(huì)遇到很多瓶頸,等待我們一一解決。因此,軟件提供商需要將最佳實(shí)踐融入軟件平臺(tái),同時(shí)要不斷更新,用新的手段應(yīng)對(duì)新的問題,比如生產(chǎn)過程中的宕機(jī)預(yù)警、單點(diǎn)登錄、信息安全防御等。

  AR讓企業(yè)在虛實(shí)世界間游刃有余

  相較于VR在消費(fèi)領(lǐng)域的緩慢推進(jìn),AR在制造業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展速度超乎了記者的想象,用Jim Heppelmann的話說:“AR已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的精彩伴侶(wonderful companion),它創(chuàng)造了能夠觸摸物理產(chǎn)品的手,這個(gè)物理產(chǎn)品超越了距離和時(shí)間,存在于數(shù)字空間。AR需要數(shù)據(jù),而物聯(lián)網(wǎng)通過連接提供了數(shù)據(jù)?!?/P>

  記者通過采訪和在展示區(qū)參觀感受到,制造業(yè)企業(yè)走向 工業(yè)4.0 至少需要實(shí)現(xiàn)三個(gè)環(huán)節(jié):數(shù)字化設(shè)計(jì)(激發(fā)持續(xù)創(chuàng)新活力)、數(shù)字化制造(實(shí)時(shí)智能預(yù)測(cè)分析提高運(yùn)營(yíng)績(jī)效和靈活性)、數(shù)字化服務(wù)(提高客戶滿意度),而在這三個(gè)環(huán)節(jié)中,AR技術(shù)已經(jīng)滲透并得到了有效應(yīng)用。AR在工業(yè)領(lǐng)域里可以更好地,更容易地跟工業(yè)的過程,包括設(shè)備、智能產(chǎn)品等這樣一些設(shè)備和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)交互和連接。


技術(shù)人員展示利用AR技術(shù)新人可學(xué)習(xí)如何更換摩托車油箱組件

  例如,在產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),記者在現(xiàn)場(chǎng)展示區(qū)了解到,汽車制造業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)工程師盡管能用三維軟件設(shè)計(jì)一輛汽車,但汽車三維模型仍然是呈現(xiàn)在電腦里,或者用 3D打印 的技術(shù)打印物理樣機(jī)。但利用AR技術(shù),工程師只需要輕松地掃描電腦上二維碼,就可以將自己設(shè)計(jì)的汽車顯示在眼前,效果非常逼真。同時(shí),工程師還可以異地協(xié)同設(shè)計(jì),共同改善這輛汽車的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。與VR很不相同的是,AR技術(shù)呈現(xiàn)的這臺(tái)汽車不是虛無縹緲的,其每一個(gè)零部件的數(shù)據(jù)都來自之前真實(shí)的三維設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),因此工程師提供AR眼鏡可以查看每一個(gè)零部件數(shù)據(jù)并可以進(jìn)行修改。而這種虛實(shí)結(jié)合的應(yīng)用,才是最有價(jià)值的。


一位觀眾戴著眼鏡進(jìn)行工程操作

  在數(shù)字化制造方面,企業(yè)工廠管理者可以通過掃碼就能實(shí)時(shí)逼真地在智能終端上查看生產(chǎn)線運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。還可以通過AR減少在后期生產(chǎn)制造過程中發(fā)現(xiàn)的問題,例如利用App診斷出設(shè)備故障的原因并提供維修方法,如果操作人員是新手則非常棘手,但有了AR技術(shù),通過掃碼,這名新手就能在智能終端上看到設(shè)備維修的演示步驟,按照演示進(jìn)行操作更為簡(jiǎn)單易懂。

  在數(shù)字化服務(wù)環(huán)境,例如發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商在市場(chǎng)銷售中,存在產(chǎn)品型號(hào)眾多、配置復(fù)雜等現(xiàn)實(shí)問題。傳統(tǒng)方式是生產(chǎn)商需要提供每一個(gè)型號(hào)的實(shí)體產(chǎn)品才能更好地告訴用戶產(chǎn)品之間的區(qū)別。但是利用AR以后,一切變得非常簡(jiǎn)單。生產(chǎn)商可以基于數(shù)字化模式,通過掃碼就能在智能終端上為用戶提供立體的不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品,用戶可以方便地查看外觀、配置并進(jìn)行比較,生產(chǎn)商也無需逐一提供物理實(shí)體產(chǎn)品。

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