物聯網產生與發展——互聯網與工業製造業

     科技創新不斷涌現,新科技革命及其帶來的科學技術的重大發現發明和廣泛應用,推動世界範圍內的生產力、生產方式、生活方式和經濟社會發展觀發生了前所未有的深刻變革。以物聯網、雲計算、大數據、智能硬件、智慧城市爲代表的新一代信息技術成爲推動經濟增長的重要引擎。

      工業互聯網是製造業數字化、網絡化、智能化的重要載體,也是全球新一輪產業競爭的制高點,成爲製造業轉型升級重要推動力。國家開始系統化推進製造業“鐵人三項”(“鐵人三項”是物聯網時代產品和服務的本質特徵)。

       工業互聯網APP是基於工業互聯網,承載工業知識和經驗,滿足特定需求的工業應用軟件,是工業技術軟件化的重要成果。實施工業APP培育工程,有利於發揮軟件賦能、賦值、賦智作用,推進兩化深度融合;將製造業企業內部原本分散、隱性工業技術挖掘出來、傳播開來、傳承下去,破解國內工匠不足難題;匯聚海量開發者、提升用戶粘性,打造資源富集、多方參與、合作共贏、協同演進的工業互聯網平臺應用生態;更大程度激發“雙創”活力,培育產業發展新動能,帶動形成新的增長極。

      工業互聯網作爲新一代信息技術與製造業深度融合的產物,日益成爲新工業革命的關鍵支撐和深化“互聯網+先進製造業”的重要基石,對未來工業發展產生全方位、深層次、革命性影響;工業互聯網通過系統構建網絡、平臺、安全三大功能體系,打造人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施,形成智能化發展的新興業態和應用模式,是推進製造強國和網絡強國建設的重要基礎,是全面建成小康社會和建設社會主義現代化強國的有力支撐。

工業4.0

1.“再工業化”戰略

        西方發達國家認識到工業的乏力是經濟走向衰落的根本原因之一。亡羊補牢,一場新的工業變革開始悄然醞釀。2012年2月,在美國總統奧巴馬宣佈實施“再工業化”戰略8個月後,GE順勢提出了“工業互聯網”概念,並在醫療和航空等領域迅速推出9個工業互聯網項目,意圖迅速搶佔戰略高地。再工業化浪潮與以往的工業革命不同,它以智能機器爲主要工具,融合了互聯網技術、移動互聯網技術、大數據、智能分析技術。

2.工業4.0

1.製造業視角看工業工業X.0的本質

       工業1.0第一次工業革命:水力和蒸汽驅動機械製造設備。1784年,用蒸汽機帶動的英國紡織機代表着工業1.0階段的開始,強調“降低成本”;

       工業2.0第二次工業革命:基於勞動分工的大規模電氣化生產。1870年,第一條電動生產流水線在美國投入使用,工業進入2.0,強調”穩定質量“;

       工業3.0第三次工業革命:電氣和IT技術提升,製造業自動化水平提升。1969年,電子化和信息化開始進入工廠車間,工業進入3.0,強調”快速反應“;

       工業4.0第四次工業革命:以信息物理系統(Cyber Physical System)爲基礎。從自動化技術的觀點看,CPS是一種工程系統,由一個嵌入在物體中的計算和通信內核,以及物理環境中的結構所檢測和控制。德國基於製造大國和製造強國的理念,把CPS運用於生產製造,提出了CPPS,即信息物理生產系統,以CPPS爲模型構建智能工廠或者數字化工廠。也被稱爲以智能製造爲主導的新工業革命,強調建立能自我測試、比較、分析、監控、預測、修復和保養的“自組織”工業烏托邦。

2.工業4.0關鍵技術

       智能工廠、車間、裝備和產品技術。物聯網與服務網絡是智能工廠的基礎。智能工廠讓用戶的個性定製需求得以滿足,即使是一次性的產品也可以通過頗具收益的方式製造出來。智能工廠的車間基於無線、RFID、傳感器和服務的架構。智能製造裝備必須具有感知能力,

以傳感器做連結,系統可進行識別、分析、推理、決策、以及控制功能;這類製造裝備是先進製造技術、信息技術和智能技術的深度結合。智能工廠的裝備可重構製造。智能工廠的產品繼承了信息存儲、傳感、無線通信功能,產品在整個完整的供應鏈和生命週期中一直帶有自身信息,同時產品會對其自身狀態和環境進行監測。

       支持智能工廠的製造執行系統MES。工業 4.0以 的智能工廠中,固定的生產線概念消失了,採取了可以 動態、有機地重新構成的模塊化生產方式 。例如,生產模塊可以視爲一個CPS ,正在進行裝配的汽車能夠自律在生產模塊間穿梭,接受所需的裝配作業。其中,如果生產、零部件供給環節出現瓶頸,能夠及時調度其他車型的生產資源或者零部件,繼續進行生產。也就是,爲每個車型自律性選擇適合的生產模塊,進行動態的裝配作業。在這種動態配置的生產方式下, 可以發揮出MES 原本的綜合管理功能,能夠動態管理設計、裝配、測試等整個生產流程,既保證了生產設備的運轉效率,又可以使生產種類實現多樣化。

       大數據驅動製造業邁向智能化。製造業整個價值鏈、製造業產品的整個生命週期,都涉及到諸多的數據,製造業企業的數據呈現出爆炸性增長趨勢。

        工業4.0的標準化。W3C標準,EMMA(多模式工業輔助系統),USDL(信息物理產品系統中的語義服務),OMM(語義產品內存)。

       工業4.0的集成技術。

       工業4.0的輔助系統。以人爲中心的基於信息物理系統的智能工廠輔助系統;

       智慧工廠中的增強現實技術;

       智慧工廠中的機器人技術;機器人不在被固定在安全工作地點,而是與人一起協同工作 ,新一代輕量化,靈活的機器人與人類在智能工廠一起協同工作。

       工業4.0進程中的工控系統安全技術。國際標準IEC62443中定義一個完整的安全工控系統是由功能安全、物理安全和信息安全三部分組成。(震網病毒

       工業4.0的產品技術。

      信息網絡技術與製造業深度融合,以製造業數字化網絡化智能化爲核心技術,信息技術,生物技術,新材料技術。新能源技術廣泛滲透,帶動幾乎所有領域發生了以綠色、智能、泛在爲特徵的羣體性技術革命,這是新一輪工業革命。以信息網絡技術與製造業深度融合爲核心的新工業革命正在加速孕育,誰搶佔了新工業革命的制高點誰就是掌控了未來。

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