工業4.0五大產業鏈打造出智慧工廠

築家屋 人氣:2.8W

在智慧工廠裡,機器和裝置將具有提升的自我優化和自主決策的能力。這與今日執行固定程式操作的情況形成了鮮明的對比。下面將從感測器、工業乙太網、工業軟體、工業機器人和智慧物流五方面分析!

 1.上游行業–感測器

近年來,感測器正處於傳統型向新型感測器轉型的發展階段。新型感測器的特點是微型化、數字化、智慧化、多功能化、系統化、網路化,它不僅促進了傳統產業的改造,而且可導致建立新型工業,是21世紀新的經濟增長點。

不管“工業4.0”還是“中國製造2025”,其實本質的變化是智慧化生產,而在谷榮祥看來,感測器是整個智慧化的關鍵。因為“工業4.0”和“中國製造2025”核心的方面是智慧製造,不管網路化還是數字化,前端都將是智慧化,但所有的這些都將離不開感測器。

感測器產業作為國內外公認的具有發展前途的高技術產業,以其技術含量高、經濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。

2007-2014年我國感測器行業得到較好的發展,行業工業總產值總體呈上升趨勢,在GDP中的佔比維持在0.10%-0.15%之間。

在大力加強感測器的開發和應用的一系列政策引導和支援下,我國感測器行業面臨良好的發展前景,未來成長空間可期。

工業4.0五大產業鏈打造出智慧工廠

 2.上游行業–工業乙太網

工業乙太網作為一種高效的區域網絡,從誕生之初,就擔負著感測器資料傳輸、生產裝置控制等功能,是現代工業自動化生產體系中的重要組成部分和工廠資訊化的基礎。它的構建也就成為智慧工廠建設的核心。

如果說第三次工業革命的自動化,僅是將生產過程作為物件,對其進行資訊科技的應用。工業4.0將資訊科技的應用大幅擴大,進而衍生出“智慧工廠”的概念。它的關鍵技術是資訊科技。

工業乙太網,互聯互通、實時控制,進而實現安全、節能將是智慧工廠的核心技術。具體而言,包括生產裝置聯網實現自律協調作業的M2M,通過網路獲取大資料的應用,開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業務管理系統與實際生產過程之間的協同等。

因為現代智慧工廠有四大關鍵點:一是要連線所有網路以拿到資料。二是要有智慧機器。三是大資料,將所有裝置、所有人連線後,所有資料都大批量傳送到智慧終端上。四是分析,得到資料後從中抓取出應用趨勢來,提高裝置狀態的檢測和預測水平。要形成高速傳輸、大資料,保證實時性、安全性和節能就變得十分關鍵。這正是工業乙太網構建的要旨。

3.中游行業–工業軟體

智慧工廠將是工業軟體產品創新的主線。機器層面,提高裝置智慧水平,改善效能和生產效率;車間層面,加強機器間通訊協作,提高生產線的協同水平;工廠層面,優化和排程多車間、多生產線等生產資源,實現生產能力、供應鏈及市場需求的動態匹配。

 4.中游行業–工業機器人

近兩年隨著戰略性新興產業的提出,兩化融合的穩步推進,中國智慧製造裝備領域得到了全社會範圍的廣泛關注。隨著產品效能提升的內在需求增加和中國勞動力價格上漲,產業轉型升級的壓力不斷加大。工業機器人作為智慧製造領域的代表,在產業轉型升級的過程中正發揮著越來越重要的作用。

工業機器人作為高科技裝備,無論在推動國防軍事、智慧製造、資源開發,還是在培育發展未來機器人產業上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場也迅速擴大,如工程機械領域,某些過去傳統的勞動密集型企業如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領域市場需求也迅速發展起來。近年來,通過拓展下游應用服務,開拓傳統市場接納新興生產方式,家電、軌道交通、船舶等領域是機器人未來應用的主戰場。在一般工業應用的新領域,如光伏產業、動力電池製造業,包括酒類、飲料、乳業、糖等在內的食品工業,以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫藥等行業,都有工業機器人的應用空間。

 5.下游行業–智慧物流

中投顧問在《2016-2020年中國智慧工廠深度調研及投資前景預測報告》中指出,智慧物流是工業4.0核心組成部分,是降低社會倉儲物流成本的方案:在工業4.0的智慧工廠框架中,智慧物流倉儲位於後端,是連線製造端和客戶端的核心環節。與美國、日本國外發達相比,單位GDP中我國的倉儲成本佔比是其他的2-3倍,並且這一差值近些年來呈現逐步擴大的趨勢,而智慧物流倉儲系統具備勞動力成本的節約、對租金成本的節約、管理效率的提升等方面優勢(我們估算自動化倉儲在保證同等儲存能力的條件下,可至少節約70%以上的土地和80%以上的勞動力),是降低社會倉儲物流成本的解決方案。

多重因素影響下,智慧物流裝置在諸多領域成為企業替代人工、謀求轉型升級的不二選擇,物流領域也不例外。智慧化物流裝備正是在這樣的背景下逐漸發展起來的。雖然從短期看,採用智慧化物流裝備會導致企業投入增加,然而從長遠發展來看,智慧化裝備給企業帶來的人力成本的節約和效率的提升,將使企業持續受益。

智慧工廠發展趨勢

智慧工廠將更加智慧、靈活和動態。

製造工藝的組織將不同,會與整個生產鏈協同–從供應商到物流到產品的生命週期管理–跨越企業的各個部門緊密相連。

各個生產步驟將實現無縫連線。影響的過程將包括:工廠和生產規劃;產品開發;物流;企業資源規劃(ERP);製造執行系統(MES);控制技術;現場的各個感測器和執行器。

在智慧工廠裡,機器和裝置將具有提升的自我優化和自主決策的能力。這與今日執行固定程式操作的情況形成了鮮明的對比。(來源:產業智慧宮)