從傳感器、工業乙太網、軟體、機器人和智能物流五方面分析4.0!

智能工廠(Intelligent plant)是當今工廠在設備智能化、管理現代化、信息計算機化的基礎上達到的新的階段,很多製造企業都在大力佈局智能工廠。然而當前我國大多數企業、行業智能製造系統都還處於局部應用階段,只有少數大企業單項業務信息技術覆蓋面較高,關鍵業務環節應用系統之間實現了一定的協同和集成。從製造企業生產力水平來看,大量企業處於工業2.0要補課,有些企業處於

工業3.0待普及,有個別企業處於工業4.0要示範。

經過深入研究工業4.0、中國製造2025等戰略,結合十多年數字化車間建設的經驗,蘭光創新認為,製造企業應以中國製造2025為宗旨,以兩化深度融合為突破口,參考德國工業4.0中的智能工廠模式及美國GE工業互聯網等先進理念,結合企業實際情況,以人為本,建設“設備自動化、人員高效化、管理信息化”的中國特色的智能工廠。

下面將從傳感器、工業以太網、工業軟件、工業機器人和智能物流五方面分析!

1.上游行業–傳感器

近年來,傳感器正處於傳統型向新型傳感器轉型的發展階段。新型傳感器的特點是微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化,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”,其實最本質的變化是智能化生產,而在谷榮祥看來,傳感器是整個智能化的關鍵。因為“工業4.0”和“中國製造2025”最核心的方面是智能製造,不管網絡化還是數字化,最前端都將是智能化,但所有的這些都將離不開傳感器。

傳感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年我國傳感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。

在國家大力加強傳感器的開發和應用的一系列政策引導和支持下,我國傳感器行業面臨良好的發展前景,未來成長空間可期。

2.上游行業–工業以太網

工業以太網作為一種高效的局域網絡,從誕生之初,就擔負著傳感器數據傳輸、生產設備控制等功能,是現代工業自動化生產體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎。它的構建也就成為智能工廠建設的核心。

如果說第三次工業革命的自動化,僅是將生產過程作為對象,對其進行信息技術的應用。工業4.0將信息技術的應用大幅擴大,進而衍生出“智能工廠”的概念。它的關鍵技術是信息技術。

工業以太網,互聯互通、實時控制,進而實現安全、節能將是智能工廠的核心技術。具體而言,包括生產設備聯網實現自律協調作業的M2M,通過網絡獲取大數據的應用,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。

因為現代智能工廠有四大關鍵點:一是要連接所有網絡以拿到數據。二是要有智能機器。三是大數據,將所有設備、所有人連接後,所有數據都大批量傳送到智能終端上。四是分析,得到數據後從中抓取出應用趨勢來,提高設備狀態的檢測和預測水平。要形成高速傳輸、大數據,保證實時性、安全性和節能就變得十分關鍵。這正是工業以太網構建的要旨。

3.中游行業–工業軟件

智能工廠將是工業軟件產品創新的主線。機器層面,提高設備智能水平,改善性能和生產效率;車間層面,加強機器間通信協作,提高生產線的協同水平;工廠層面,優化和調度多車間、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

近兩年隨著國家戰略性新興產業的提出,兩化融合的穩步推進,中國智能製造裝備領域得到了全社會範圍的廣泛關注。隨著產品性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。工業機器人作為智能製造領域的代表,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、智能製造、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–智能物流

中投顧問在《2016-2020年中國智能工廠深度調研及投資前景預測報告》中指出,智能物流是工業4.0核心組成部分,是降低社會倉儲物流成本的終極方案:在工業4.0的智能工廠框架中,智能物流倉儲位於後端,是連接製造端和客戶端的核心環節。與美國、日本國外發達國家相比,單位GDP中我國的倉儲成本佔比是其他國家的2-3倍,並且這一差值近些年來呈現逐步擴大的趨勢,而智能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終極解決方案。

多重因素影響下,智能物流設備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。智能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,採用智能化物流裝備會導致企業投入增加,然而從長遠發展來看,智能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。

從傳感器、工業以太網、軟件、機器人和智能物流五方面分析4.0!

工業4.0目前仍主要適合大型企業,比如汽車製造商。因為汽車製造業的分工已經非常細了,可能需要在某些工序上安裝傳感器和控制器,把不同的程序通過網絡結合起來。所以對汽車製造商而言,走到工業4.0這個階段,應該說是水到渠成。”萊比錫投資促進局官員施曼斯基(MichealSchimansky)告訴本報記者,“對大型企業而言,工業4.0到底有沒有用,現在已經沒有什麼可討論的了,對於中小企業來說還有很多討論的空間。”


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