西森自動化:智能制造的未來 工業互聯網的發展
【文章導讀】 工業互聯網的意義在于提出了三大智能制造的數字元素:智能設備,智能系統,智能決策,并描繪了三者集成的未來.通過這些元素的集成,工業互聯網將把:大數據"與基于機器的分析方法結合在一起.
近年來,為了重塑美國制造業的全球競爭優勢,美國啟動了制造業振興戰略,加快發展技術密集型先進制造業,實現再工業化。作為先進制造業的重要組成部分,智能制造得到了美國政府、企業各層面的高度重視。工業互聯網將通過智能機床、先進分析方法以及人的連接,深度融合數字世界與機器世界,深刻改變全球工業。
一、工業互聯網的概念淺析
“工業互聯網”是兩大革命中先進技術、產品與平臺的結合,即工業革命中的機器、設施與網絡和互聯網革命中的計算、信息與通信?!肮I互聯網”是數字世界與機器世界的深度融合,其實質也是工業和信息化的融合。與工業4.0的基本理念相似,它同樣倡導將人、數據和機器連接起來,形成開放而全球化的工業網絡,其內涵已經超越制造過程以及制造業本身,跨越產品生命周期的整個價值鏈。
二、工業互聯網的核心元素
工業互聯網具備的三個核心元素是智能機器、先進分析方法以及工作中的人。盡管對工業互聯網的討論聚焦在機器和數據上,但工作中的人也同等重要,事實上,只有改變人們工作的方式,工業互聯網才能實現上述價值。由于互聯網從根本上降低了人們接觸信息以及與其他人交互的難度,因此工業互聯網將轉變人們在工作場所利用信息和進行協同的方式。
三、工業互聯網的革命特征
工業互聯網是200年來繼工業革命和互聯網革命之后的第三波創新與變革。第一波工業革命中,機器和工廠占據主角;第二波互聯網革命中,計算能力和分布式信息網絡占據主角;第三波工業互聯網革命中,基于機器的分析方法所體現的智能占據主角,以智能設備、智能系統、智能決策這三大數字元素為顯著特征。
(1)智能設備
智能信息還可以在機床、網絡、個人或集體之間共享,方便進行智能協同并做出更好的決策。智能信息還可以反饋回原始機床,其中包括加強機床、機隊和大型系統運行或維修的擴展數據,這個信息反饋回路可以使機床“學習”經驗,通過機上控制系統表現得更佳智能。
每個儀器設備都將產生大量數據,通過工業互聯網傳輸到遠程機床和用戶分析或存儲。工業互聯網實施中的重要一環就是確定什么數據留在設備中,留在本地的數據規模是確保工業互聯網安全的關鍵之一,創新技術可以允許敏感數據保留在機床上。
這些數據流將慢慢成為運行和績效歷史,讓操作員更好地理解工廠中關鍵機床的運行信息和條件。分析工具將這些信息與類似機床的運行歷史進行比較,可以可靠地估算機床的故障情況。運行數據、主動分析方法以這種方式組合起來,避免計劃外停工,降低維修成本。
(2)智能系統
智能系統包括許多傳統的網絡化系統,同時也包括在機隊和網絡間廣泛部署且內置軟件的機械裝置的組合,隨著加入工業互聯網的機床和設備增加,機械裝置在機隊和網絡間的協同效應就可以實現。智能系統有幾種不同的形式:
網絡優化形式
智能系統中的互連機床可以協同運行,實現網絡級的運行效率,找到最高效的系統級解決方案。
系統恢復形式
智能系統建立系統范圍的智能信息庫,可以在遭受沖擊后快速和高效地輔助系統恢復。比如,在發生自然災害時,智能儀表、傳感器以及其它智能設備與系統可用于快速探測并隔離最大的問題。地理信息和運行信息可以結合起來支持功能恢復工作。
四、工業互聯網的現實意義
從創造價值的角度來看,工業互聯網的價值可以從三方面體現:第一,提高能源的使用效率;第二,提高工業系統與設備的維修和修護效率;第三,優化并簡化運營,提高運營效率。比如對于航空業來說,到2027年,工業互聯網就能夠助其實現節省300億美元燃油成本的目標。
回到智能制造上來說,“工業互聯網”的意義在于提出了三大智能制造的數字元素:智能設備、智能系統、智能決策,并描繪了三者集成的未來。通過這些元素的集成,工業互聯網將把“大數據”與基于機器的分析方法結合在一起。
讓先進分析與“大數據”工具集相結合,使工業互聯網能夠同時利用歷史數據與實時數據。屆時,生產率提高、成本降低和廢物排放的減少所帶來的效益將帶動整個工業經濟發展。
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