“工業(yè)4.0”是2012年德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界在三位德國(guó)教授倡議的基礎(chǔ)上推動(dòng)形成的。在隨后的2013年德國(guó)聯(lián)邦政府將“工業(yè)4.0”上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略,并正式發(fā)布了《實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略規(guī)劃建議》白皮書,旨在確保德國(guó)在工業(yè)界綜合實(shí)力的領(lǐng)先地位。

　　簡(jiǎn)要來說,“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在建立一個(gè)信息物理融合系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),通過有線/無線等方式將所有生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備、客戶需求、物流倉儲(chǔ)、生產(chǎn)管理、各類軟件等產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)納入其中,使工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、自我調(diào)整、人機(jī)互動(dòng)并以最優(yōu)生產(chǎn)方式完成生產(chǎn)實(shí)踐。與此先關(guān)的八大技術(shù)正在賦予新的意義。

　　1.工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

　　過去,企業(yè)做什么,客戶就要什么;現(xiàn)在是客戶要什么,企業(yè)就做什么,同時(shí)客戶獲取信息的渠道變得很廣,且需求也越來越多樣化。那么,企業(yè)該如何精準(zhǔn)的滿足這些客戶多樣化的需求呢?中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)顧問朱森第告訴記者,互聯(lián)網(wǎng)就可以幫助企業(yè)做到這一點(diǎn),就如大數(shù)據(jù)。企業(yè)可以通過挖掘過去若干年的數(shù)據(jù),分析出未來會(huì)有怎樣的趨勢(shì)及市場(chǎng)需求,進(jìn)而了解自己的企業(yè)現(xiàn)在應(yīng)該做什么。

　　大數(shù)據(jù),是實(shí)現(xiàn)德國(guó)“工業(yè)4.0”、構(gòu)建數(shù)字工廠的基礎(chǔ),如果沒有大數(shù)據(jù),企業(yè)無法及時(shí)了解最新的市場(chǎng)走向及客戶需求,更不用說跟隨時(shí)代的發(fā)展建設(shè)數(shù)字工廠了。在這里,為了使我國(guó)的制造企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠的搭建,我們一起來談?wù)劰�業(yè)上大數(shù)據(jù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠的最佳方法。

　　在此,也許有人會(huì)疑惑,工業(yè)大數(shù)據(jù)與其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)有何不同?中國(guó)西電集團(tuán)公司總經(jīng)理張雅林告訴記者,工業(yè)大數(shù)據(jù)及其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)沒什么區(qū)別,只是重點(diǎn)應(yīng)用的領(lǐng)域不同罷了。制造業(yè)的大數(shù)據(jù)重點(diǎn)使用在創(chuàng)新與流程再造上,同時(shí)在制造過程中及對(duì)客戶的總體服務(wù)上也會(huì)提供幫助。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子,企業(yè)要研發(fā)新產(chǎn)品,首先就得通過大數(shù)據(jù)看客戶得反映,服務(wù)這塊也是如此。而其他行業(yè)的大數(shù)據(jù),就如電子商務(wù),更多地是運(yùn)用在銷售端上,銷售人員可以通過客戶的購買及瀏覽記錄數(shù)據(jù),分析出顧客的愛好及最近的購買傾向等信息,便于銷售人員更好的銷售產(chǎn)品。

　　為了使制造業(yè)的同仁們能更好地運(yùn)用工業(yè)大數(shù)據(jù),以下就把制造業(yè)企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例分享于大家,希望對(duì)大家有所幫助。

　　2.工業(yè)云的應(yīng)用

　　過去,制造業(yè)只是一個(gè)環(huán)節(jié),但隨著互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)的融合,它的含義發(fā)生了巨大變化。因?yàn)樗�可以打破并重�?gòu)工業(yè)生產(chǎn)的全生命周期,使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷、服務(wù)形成閉環(huán),徹底改變工業(yè)的生產(chǎn)模式。如今,互聯(lián)網(wǎng)正在進(jìn)一步向制造業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)滲透,網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的工業(yè)云也隨著出現(xiàn)。

　　所謂工業(yè)云,其與電子商務(wù)等其他行業(yè)運(yùn)用的云沒有什么區(qū)別,只是用在不同領(lǐng)域有不同的稱呼而已。不過,據(jù)貿(mào)易軟件有限公司全球副總裁黃曉峰介紹,國(guó)內(nèi)沒有真正意義上的商務(wù)云,就如國(guó)內(nèi)一些企業(yè)商務(wù)平臺(tái),其運(yùn)行模式看似完美,但背后有上千名技術(shù)、市場(chǎng)和銷售人員在服務(wù)。在黃曉峰眼里,這并不是真正的云,真正的云不需要企業(yè)招聘如此多的市場(chǎng)和銷售人員服務(wù),只需部分技術(shù)人員去開發(fā)更多的新應(yīng)用,以服務(wù)客戶。

　　目前,國(guó)外的云發(fā)展較快,給很多企業(yè)帶來了便利;在國(guó)內(nèi),很多企業(yè)如今都是借助其他專業(yè)的云平臺(tái)來管理企業(yè)內(nèi)部員工和外部供應(yīng)商,因?yàn)槠髽I(yè)要做自己的云,需花費(fèi)大量的成本且需要很長(zhǎng)一段時(shí)間才能看到效益,有的企業(yè)甚至看不到效益在何方,因?yàn)樗麄儾涣私庠普嬲�的意義及應(yīng)用,同時(shí)由于這些企業(yè)的專業(yè)強(qiáng)項(xiàng)并不在構(gòu)建云平臺(tái)上,所以很難利用云平臺(tái)來管理企業(yè)或挖掘出新應(yīng)用服務(wù)客戶,因此很多大型的制造企業(yè)往往都是采用借助的方式來實(shí)現(xiàn)協(xié)同辦公等事項(xiàng)。

　　3.物聯(lián)開啟制造新時(shí)代

　　兩化融合的物聯(lián)網(wǎng)意義是互聯(lián)互通,工業(yè)4.0戰(zhàn)略的物聯(lián)網(wǎng)意義是萬物融合,從互聯(lián)互通到萬物融合是一個(gè)長(zhǎng)期的過程。不過,無論是兩化融合策略下推進(jìn)建設(shè)的數(shù)字工廠,還是工業(yè)4.0所倡導(dǎo)的智能工廠,都離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐而獨(dú)行。車聯(lián)網(wǎng),則是近期制造領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)呼聲最高的案例,以下通過車聯(lián)網(wǎng)的部分案例或可看到物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字工廠或智能工廠的縮影。

　　車聯(lián)網(wǎng):全世界呼聲最高

　　車聯(lián)網(wǎng),關(guān)乎客戶最需要的貼心服務(wù)。其作用在于通過信息的融合,構(gòu)造共享的大數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)的分析獲得實(shí)時(shí)道路交通狀況、車輛狀況的正確“語義”。目前,根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)分類,可分為車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng),及車上互聯(lián)網(wǎng)。

　　車內(nèi)網(wǎng)車內(nèi)網(wǎng)主要是總線通訊技術(shù)構(gòu)造,感知范圍0--200米。在車內(nèi)網(wǎng)的建設(shè)中,傳感器的作用是最大的。試舉幾例說明問題。

　　ADAS是車內(nèi)的關(guān)鍵零部件,它是安裝于車上各式各樣的傳感器,用以研究攝像頭、雷達(dá)等的性能要求。通過研究,做出性能調(diào)整及集成。如國(guó)際上對(duì)汽車防撞雷達(dá)可歸納為長(zhǎng)、中、短3種距離的雷達(dá),這3種雷達(dá)主要應(yīng)用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、預(yù)碰撞安全系統(tǒng),及盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)。而隨著數(shù)字波速技術(shù)的發(fā)展,通過數(shù)字波速賦形便可將3種模式的雷達(dá)集成為1種雷達(dá),如目前多模電子掃描雷達(dá)正成為最新的防撞雷達(dá)模式。

　　同時(shí),利用ADAS收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù),可在第一時(shí)間對(duì)車內(nèi)外的靜、動(dòng)態(tài)物體辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤并做技術(shù)上的處理,從而能夠讓駕駛者在最快的時(shí)間察覺可能發(fā)生的危險(xiǎn)。此外安裝在車輛上的其他傳感器也可獲得車輛的速度、加速度、車輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、線加速度、角加速度等;同時(shí)對(duì)于溫度、濕度、照度等都有感知。

　　汽車線控技術(shù)也是車聯(lián)網(wǎng)著重考慮的要素。其主要是將駕駛員的操縱動(dòng)作經(jīng)過傳感器變成電信號(hào),通過電纜直接傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。而車聯(lián)網(wǎng)的線控技術(shù)對(duì)于油門控制、制動(dòng)控制、轉(zhuǎn)向控制是側(cè)重關(guān)注。此外,通過對(duì)汽車動(dòng)力學(xué)所涉及的諸多器件的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn),可對(duì)駕駛指引、危險(xiǎn)報(bào)警等進(jìn)行主客觀評(píng)價(jià)。

　　車際網(wǎng)車際網(wǎng)主要是通過射頻技術(shù)構(gòu)造,感知范圍300-1000米。車際網(wǎng)關(guān)注的是車路協(xié)同的技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)于其中的技術(shù)應(yīng)用主要表現(xiàn)在自動(dòng)引導(dǎo)駕駛,改進(jìn)安全性、節(jié)能駕駛等。安裝在道路上的傳感器也會(huì)獲得諸如道路交通流量、道路交通突發(fā)事件,信號(hào)燈的位置及狀態(tài)等,用以協(xié)助汽車安全行駛。

　　車上互聯(lián)網(wǎng)車上互聯(lián)網(wǎng)由寬帶無線通訊技術(shù)構(gòu)造。車上互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于駕駛輔助,諸如根據(jù)實(shí)時(shí)路況智能選擇行車路線,協(xié)助預(yù)定目的地車位、飯店等,道路交通突發(fā)事件實(shí)時(shí)播報(bào)等方面所做工作較多。同時(shí),車上互聯(lián)網(wǎng)也可用于分時(shí)租賃、物流管理方面。

　　車上互聯(lián)網(wǎng)的熱議話題是車輛控制,而自動(dòng)駕駛則是最大膽的想法。如2008年,上海科委承擔(dān)起無人駕駛智能電動(dòng)汽車項(xiàng)目,2011年順利結(jié)題。在模擬的復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行演示,無人工干預(yù)跑完全程。其成功之處在于通過建立無人駕駛車研究平臺(tái),現(xiàn)實(shí)環(huán)境感知,全局路徑規(guī)劃,局部路徑規(guī)劃及底盤控制等功能的集成。通過“物聯(lián)—感知”,從而使汽車具備“思考—行動(dòng)”的能力。

　　無獨(dú)有偶,2014年谷歌的無人車走得更遠(yuǎn)。4月27日,谷歌宣布,開始在城市街道試驗(yàn)自動(dòng)駕駛汽車。之前,已經(jīng)在加州進(jìn)行了數(shù)千英里的試驗(yàn)。而谷歌的案例也說明,未來依賴?yán)走_(dá)、視頻、激光等傳感器和地圖信息數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行無人駕駛,將為汽車業(yè)發(fā)展翻開新的一頁。

　　當(dāng)然,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還有許多方面正待破題。尤其是受汽車行駛安全理念的制約,信息的選擇及定量化評(píng)估,信息的定量化評(píng)價(jià)、人機(jī)交互技術(shù)的研究、復(fù)雜大系統(tǒng)的安全保障都將是是制約并深刻影響車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素。好在,在路上的汽車有著企業(yè)及其用戶寄托的最美好的市場(chǎng)共贏前景!

　　4.工業(yè)4.0與PLM

　　工業(yè)4.0是完整的工業(yè)體系,它是國(guó)家行為,也是國(guó)家體系。而工業(yè)4.0實(shí)施的邊界條件,是數(shù)字化體系,數(shù)字化體系就是基于PLM的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和制造。因此,PLM涉及方案階段、工程研制階段、批生產(chǎn)階段、服務(wù)和銷售階段等全生命周期過程。目前,隨著中國(guó)制造企業(yè)信息化的快速發(fā)展,對(duì)于PLM的應(yīng)用也逐漸向深層次滲透。這正如金航數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理寧振波所說,“PLM在中國(guó)制造企業(yè)的使用并未隨著信息技術(shù)的發(fā)展而向前后端延伸,但大多數(shù)企業(yè)僅僅做了PDM應(yīng)用在工程研制和批生產(chǎn)階段應(yīng)用,成熟的全面應(yīng)用PLM技術(shù)并將其前延到方案設(shè)計(jì),向后延伸至綜合保障階段還需要很長(zhǎng)的路要走。。”

　　5.虛擬贏得市場(chǎng)

　　德國(guó)為什么會(huì)提出工業(yè)4.0?答案是新技術(shù)使制造企業(yè)的生產(chǎn)形態(tài)發(fā)生重大變化。變化在于:過去的工業(yè)生產(chǎn)過程都是線性的,而現(xiàn)在的新型生產(chǎn)呈現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化特征。

　　在全球競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下,制造企業(yè)必須要有更加靈活的制造和生產(chǎn)。如近期國(guó)內(nèi)提出在民航研制前,有必要聽取駕駛員的意見。而在生產(chǎn)制造的前期,因網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破也使得制造企業(yè)可以直接關(guān)注客戶需求,網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上客戶的創(chuàng)意正成為企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。諸多因素決定,產(chǎn)品的生產(chǎn)前期就須滿足客戶需求,而解決這樣的問題,借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐的虛擬制造被推上了市場(chǎng)的前沿。

　　6.機(jī)器人“元年”的真正意義

　　中國(guó)制造企業(yè)使用工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)有20余年的歷史了。但由于人口紅利的持續(xù)存在,它一直處于不溫不火的狀態(tài)。但到了2013年,這種情況有了逆轉(zhuǎn),機(jī)器人大規(guī)模地進(jìn)入國(guó)內(nèi)制造企業(yè)。2014年中國(guó)也成為機(jī)器人的全球第一大市場(chǎng)。所以,2014也被稱為中國(guó)工業(yè)機(jī)器人“元年”。“元年”背后的指向,并非單純的是“機(jī)器換人”,而意味著中國(guó)的制造業(yè)有了深刻的、不可逆轉(zhuǎn)的變革。在新一輪的工業(yè)革命來到時(shí),在中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中,機(jī)器人的廣泛使用,將根本性地改變世人對(duì)“中國(guó)制造”的刻板印象。

　　很多人把2014年稱為“中國(guó)工業(yè)機(jī)器人元年”。這是很有道理的。從銷售量來看,中國(guó)是全球增長(zhǎng)最快的機(jī)器人市場(chǎng),已經(jīng)超過日本,成為全球第一大機(jī)器人市場(chǎng)。而且,中國(guó)在制造領(lǐng)域中的工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用,還有巨大的提升空間。以機(jī)器人密度而論,國(guó)際每萬名工人擁有機(jī)器人臺(tái)數(shù)平均為55臺(tái),韓國(guó)為347臺(tái),日本為339臺(tái),德國(guó)為251臺(tái),美國(guó)為135臺(tái),2013年已增至23臺(tái)。

　　可以預(yù)見,未來幾年中,工業(yè)機(jī)器人的浪潮會(huì)向中國(guó)制造業(yè)全方位襲來。有人把這種現(xiàn)象歸因?yàn)?一是“人口紅利”的消失,用工成本的上漲導(dǎo)致的勞動(dòng)力市場(chǎng)倒逼來工業(yè)機(jī)器人的快速替代;二是由于技術(shù)成熟導(dǎo)致的工業(yè)機(jī)器人價(jià)格的大幅下降;三是國(guó)家政策對(duì)工業(yè)機(jī)器人的大力扶持。