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德国最早设想的智能工厂,到底是什么样子的?

发布时间:2015-12-01作者:Doris

经过近两年多角度高密度的讨论,来自德国的工业4.0概念,逐渐从狭义地指代一次工业变革,走向广义地指代一次社会经济变革。工业4.0当然不能限于工业领域内部讨论,但是德国最早提出工业4.0的概念时,确实也没有像现在讨论的如此发散。

  

  按照最早的定义,工业4.0包含的主题主要有二:一是智能工厂,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。二是智能生产,主要涉及虚拟3D技术在工业生产过程中的应用(虚拟数字化工厂设计、仿真,机械装置的数字化虚拟设计、仿真);整个企业的生产物流管理、人机互动;以及产品的生命周期管理等。智能生产包含内容较多,我们这里主要回溯智能工厂在德国的最早设想。

  

  智能工厂的设计,最为代表性的可能是德国人工智能研究中心所开发的SmartfactoryKL,为此我们早前邮件采访了德国人工智能研究中心创新工厂系统(IFS)科学总监Detlef Zühlke教授,以下是他介绍的SmartfactoryKL的最早设想。

  

  “工业4.0”的基本概念诞生于2005年SmartfactoryKL成立之际(按:这比一般认为工业4.0于2011年提出的说法要早很多),其目的是把智能技术和网络投入到工业应用中。2011年德国政府在咨询专家的帮助下,将其定位为高科技技术战略并将之命名为“工业4.0”,自此“工业4.0”得到了大众的关注。到目前为止“工业4.0”的概念仍是未来生产的一个愿景。为了将这一革命性的愿景转变为日常应用,我们需要在技术上持续发展使其逐步进化。“工业4.0”不再是通过传统单一组件的发展而产生,而是借助联网技术,遵循一定的共同标准,让许多企业共同参与到其中开发。

  

  经过两年多的公众关注,2014年项目组完成了第一个具体项目,将“工业4.0”运用到实际应用中。最突出的便是在2014汉诺威工业博览会上展示的全球第一个“工业4.0”演示系统。

  

  该产品共有10家企业联合参与了研发,这第一个“工业4.0”示范作品的完成,一来可以证明该概念实现的可能性,二来彼此之间可以互相学习如何将相关新技术转化成产品。该创意是由位于凯泽斯劳滕的SmartfactoryKL发起并协调的。如下图。

  但是,到2014年为止,“工业4.0”只能说是一个愿景,我们还没有符合该概念并能够让客户购买的产品。我们首先要建立标准,使不同的产品可以方便地互连,就如同家用电脑市场上那些即插即用产品。一个非常形象的比喻便是乐高积木。任何人都可以轻松地将乐高积木构建成任何东西,因为所有的乐高积木零件都是遵循一定的标准来建造的。有了适用的行业标准,那么互相兼容可以互连的产品便不遥远了。

  

  

  “工业4.0”从本质上说是一个迫在眉睫的第四次工业革命的愿景,主要带来的是信息和通讯技术的进步。正如我们的日常物品,如手机、相机、汽车等正“智能化”和联网进入全球互联网,类似的发展也可以在我们的工厂得到见证。

  

  按照物联网即用的范式,组成我们生产系统的所有组件也成为智能网络节点,可以很容易(在很大程度上自主)集成到基于IP的网络。我们现在安装并通过即插即用的方式操作打印机和其他设备,也开始通过生产设施的构建、调试和操作方式得到反映。

  

  端到端的基于以太网的“工业4.0”方式将根本改变我们现有的控制架构。以一个长期的观点来看,现场级的每一个传感器和执行器都将以完全相同的方式作为一个ERP系统或者NC控制的网络节点。因此,整个网络中的所有信息将可用。

  

  但现实不会那么简单,仍有许多悬而未决的问题需要回答。例如,我们需要几个层次的标准,使工厂的元素可以像乐高积木一样放在一起。此外,在“工业4.0”实现之前,数据安全领域的很多问题都需要解决。至少在未来的几年,工业控制中很重要的实时行为,不会使用基于以太网的解决方案。

  

  “工业4.0”为我们提供了一个更加灵活和高效的未来愿景。为把这个愿景变为现实,我们需要工业界和科学界的共同努力,因为一个孤立的产品不能在网络世界里成功,我们需要不同产品领域的创新型企业之间相互合作,共同工作,使概念转化成商品,把愿景转化为现实。

  

  借助smartfactoryKL项目,10个合作伙伴共同努力,在德国凯泽斯劳滕建立了一个“工业4.0”生产厂模型。每个合作伙伴建立一个系统模块,或者提供相关跨应用的技术。smartfactoryKL定义所需要的机械、电气和通信标准,并整合各个模块。它是“全球第一例‘工业4.0’演示模型”,Detlef Zühlke教授说。毫无疑问,它也是将“工业4.0” 转化为现实十分重要的第一步。经过近两年多角度高密度的讨论,来自德国的工业4.0概念,逐渐从狭义地指代一次工业变革,走向广义地指代一次社会经济变革。工业4.0当然不能限于工业领域内部讨论,但是德国最早提出工业4.0的概念时,确实也没有像现在讨论的如此发散。

  

  按照最早的定义,工业4.0包含的主题主要有二:一是智能工厂,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。二是智能生产,主要涉及虚拟3D技术在工业生产过程中的应用(虚拟数字化工厂设计、仿真,机械装置的数字化虚拟设计、仿真);整个企业的生产物流管理、人机互动;以及产品的生命周期管理等。智能生产包含内容较多,我们这里主要回溯智能工厂在德国的最早设想。

  

  智能工厂的设计,最为代表性的可能是德国人工智能研究中心所开发的SmartfactoryKL,为此我们早前邮件采访了德国人工智能研究中心创新工厂系统(IFS)科学总监Detlef Zühlke教授,以下是他介绍的SmartfactoryKL的最早设想。

  

   

  “工业4.0”的基本概念诞生于2005年SmartfactoryKL成立之际(按:这比一般认为工业4.0于2011年提出的说法要早很多),其目的是把智能技术和网络投入到工业应用中。2011年德国政府在咨询专家的帮助下,将其定位为高科技技术战略并将之命名为“工业4.0”,自此“工业4.0”得到了大众的关注。到目前为止“工业4.0”的概念仍是未来生产的一个愿景。为了将这一革命性的愿景转变为日常应用,我们需要在技术上持续发展使其逐步进化。“工业4.0”不再是通过传统单一组件的发展而产生,而是借助联网技术,遵循一定的共同标准,让许多企业共同参与到其中开发。

  

  经过两年多的公众关注,2014年项目组完成了第一个具体项目,将“工业4.0”运用到实际应用中。最突出的便是在2014汉诺威工业博览会上展示的全球第一个“工业4.0”演示系统。

  

  该产品共有10家企业联合参与了研发,这第一个“工业4.0”示范作品的完成,一来可以证明该概念实现的可能性,二来彼此之间可以互相学习如何将相关新技术转化成产品。该创意是由位于凯泽斯劳滕的SmartfactoryKL发起并协调的。如下图。

  

  但是,到2014年为止,“工业4.0”只能说是一个愿景,我们还没有符合该概念并能够让客户购买的产品。我们首先要建立标准,使不同的产品可以方便地互连,就如同家用电脑市场上那些即插即用产品。一个非常形象的比喻便是乐高积木。任何人都可以轻松地将乐高积木构建成任何东西,因为所有的乐高积木零件都是遵循一定的标准来建造的。有了适用的行业标准,那么互相兼容可以互连的产品便不遥远了。

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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