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制造业生产率增长的未来
2015-12-09    来源:    发布者:
  自工业革命开始以来,每一次技术进步都能够带来工业生产效率的大幅提高。19世纪初,蒸汽机促进了现代工厂的建立,到了20世纪,电气化带动了工业大规模生产并在70年代实现了自动化。然而在随后的几十年里,工业技术进步仅仅是量的增加,与信息技术、移动通信、电子商务等相比突破甚微。

  现在,我们正处于第四波工业浪潮中:新兴的数字技术产业被称为工业4.0,具体即指九项基础技术进步驱动的转型(图1)。在这些转变中,传感器、机器、工件和IT系统将相互联接起来,超越单个企业扩大到价值链。这些联接系统可以与基于因特网协议的其它系统相互作用,分析数据、进行预测和自动配置来适应变化。工业4.0可以实现跨设备的数据收集和分析,更加灵活高效地生产出低价高质的商品。这反过来还将提高生产效率、转变经济发展模式、促进工业增长,最终提升企业和地区的竞争力。

波士顿咨询公司发布报告介绍了工业4.0时代的九大技术趋势,并探讨其潜在的技术和经济效益,为制造商和生产设备供应商提供信息。这九大技术进步已应用于制造业,而随着工业4.0的到来,它们将改变生产方式:独立和优化的单元将完全整合为自动化的生产流程,改变供应商、生产商和客户之间的传统关系,也改变了人和机器之间的关系。(图2)
  波士顿咨询公司发布报告介绍了工业4.0时代的九大技术趋势,并探讨其潜在的技术和经济效益,为制造商和生产设备供应商提供信息。这九大技术进步已应用于制造业,而随着工业4.0的到来,它们将改变生产方式:独立和优化的单元将完全整合为自动化的生产流程,改变供应商、生产商和客户之间的传统关系,也改变了人和机器之间的关系。(图2)

一、大数据及分析
一、大数据及分析

  基于大数据的分析模式最近只在全球制造业大量出现,它的优势在于能够优化产品质量、节约能源,提高设备服务。在工业4.0背景下,将对来自开发系统、生产系统、企业与客户管理系统等不同来源的数据进行全面的整合评估,使其成为支持实时决策的标准。例如,德国的半导体制造商英飞凌已经采用了将单芯片关联的方式,帮助检测有故障的芯片来提高生产质量。

  二、自主式机器人

  许多行业的生产商长期使用机器人来处理复杂的作业,但机器人却在不断进化,甚至可以在更大的实用程序中使用。它们变得更加自主、灵活、合作。最终,它们将与人类并肩合作,并且人类也要向它们学习。这些机器人将花费更少,并且相比于制造业之前使用的机器人,它们的适用范围更广泛。

  在许多行业中,机器人已经被长期使用来处理复杂的任务且仍在不断发展。它们正在变得更加自主灵活,最终将学会与人交往,和人类安全地共同工作并向人类学习。这些机器人将价格更低且用处更大,能够承担更为复杂的角色。

  例如,顾家家居已经使用了欧洲制造商的机器设备。这些机器人是相互连接的,以便他们可以协同工作,并自动调整行动,以配合下一个未完成的产品线。高端传感器和控制单元可保证与人类密切合作。同样,工业机器人供应商ABB推出一款有两支手臂的机器人,它被称为“玉米”,专门设计用来与人类一起组装产品(如电子消费品)。计算机视觉技术的应用保证了安全互动和零件识别的实现。

  三、仿真模拟

  在工程阶段,运用了3D仿真材料和产品,但在未来,模拟将更广泛地应用于装置运转中。模拟将利用实时数据,在虚拟模型中反映真实世界,包括机器、产品、人等等,这使得运营商可以在虚拟建模中进行测试和优化。例如西门子就开发出了可以模拟的虚拟机器,从而使加工过程减少了80%。

  四、水平和垂直系统集成
  目前,大多数的IT系统都没有被完全整合,公司、供应商和客户之间联系并不密切,从企业到车间的功能也缺乏完整的一体化。即使是工程本身,从产品到工厂自动化,缺乏完全集成。随着工业4.0的到来,公司和部门间将更具凝聚力,数据整合网络的发展将使价值链实现真正的自动化。

  例如,达索系统和云供应商Boostaerospace联手为欧洲航空航天和国防工业建立了一个合作平台——AirDesign。该平台可以作为一个工作空间设计和制造业的合作车间,也可作为一个私有云服务。它负责管理多方之间的交换产品和生产数据的复杂任务。

  译自:2015年11月美国波士顿咨询公司编译:工业和信息化部国际经济技术合作中心 刘爱冰 胥富元

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