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“工业4.0”是制造业基于大数据的转型【向日葵色板】

2021-08-29 

本文摘要:德国在去年就明确提出了工业4.0的概念。

德国在去年就明确提出了工业4.0的概念。他们指出,18世纪引进机械制造设备的工业是1.0时代,20世纪初的电气化与自动化是2.0时代,20世纪70年代开始的信息化是3.0时代,现在正在转入工业4.0时代,即实体物理世界和虚拟世界网络世界融合的时代。但是德国业界对工业4.0的响应者不多,原因之一是所谓虚拟世界网络-实体物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)融合的主要思想,美国早于在若干年前就明确提出来了。

  2013年12月12日,美国白宫开会了第一次CPS成员会议。李杰教授作为专家组成员参与了会议。他们要辩论的事情,与德国的工业4.0只不过是一样的内容。

虽然德国再行明确提出了概念,但他们刚跟上、著手转型,而美国仍然在做以CPS为概念的先进设备生产。也许正是这方面的原因,德国也于2013年10月邀李杰教授前往共享他们在美国的顺利案例。

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  对于CPS的概念,李杰指出可以用日常生活中少见事物来说明。正如人们在facebook里创建的各种关系,在物理世界里是不可见的,但却可以得出结论这个人的生活社群、行为习惯、过往经历等等。某种程度,任何产品都有虚拟世界和实体两个世界(譬如苹果手机是实体,但是APPs是虚体),如何将虚拟世界里的关系透明化,正是工业4.0时代必须做到的产品。

未来产品例如机床、飞机、汽车等都应当不会有实与虚的价值黏合。这样的道理,是德国人明确提出概念的依据,但是李杰团队在美国早已自2001年开始累积大量和工业界合作创建顺利案例。  必须特别强调的是,德国明确提出的工业4.0和美国的CPS,核心要义就是制造业能基于数据分析的转型。

  传统生产的5M系统  传统的生产可以叙述为一个5M系统,它包括了材料(Material,特性和功能)、机器(Machine,精度和加工能力)、方法(Methods,效率和生产能力)、测量(Measurement,观测和改良)以及建模(Modeling,预测、优化和防止)。增量生产,通俗叫3D打印机,也是运用构建的5M方法来生产产品的一个新的范例,当然它的生产范围现阶段仅限于特定的低产量或者自定义领域(比如国防或者医疗)的应用于产品上。  为使制造商极具竞争力,将先进设备的计算出来和信息物理融合系统融合一起,以适应环境或者利用最近的大数据环境是今天的制造业所必须的。随着智能传感器技术,如RFID技术的发展,搜集数据早已显得很非常简单,但依然不存在的问题是,这些器件及数据否在准确时间、为准确的目的、获取了准确的信息。

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除非数据被处置后可为必须者获取内容和意义,否则这些数据也是多余的。全然将传感器相连到设备上或者将一台设备与另一台展开相连,是会给用户获取不足以作出更佳决策所须要信息的。  生产信息系统的6C功能  生产信息系统的基本定义可以用6C功能来更进一步增强解释,它包括相连(Connection,传感器和网络)、云(Cloud,任何时间及市场需求的数据)、虚拟世界网络(Cyber,模式与记忆)、内容(Content,相关性和含义)、社群(Community,共享和交际)与客制化(customization,个性化服务与价值)。现有的生产系统必须对生产设备本身的以及生产过程中产生的数据展开更加了解的分析。

  现在谈大数据的很多,但谈工业大数据的很少。工业大数据是由一个产品生产流程或者一个工业体系带上出来的数据,身体健康管理、地震医治、银行运营等都会带给大数据,但是很少落地,不被人感觉到。

工业4.0时代要做到的产品,不光要有功能,还要有价值,而价值是通过处置数据来作的。有了这些,工业大数据就可以落地,产生实用价值。


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