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【专业视角】动摇与重塑:工业4.0与工业4.1

2016-02-04 08:30
kumsing
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  “虽然今天的数字化制造机器仍处于起步阶段,但已经普遍被用来制造(几乎)任何产品。而这改变了一切。”麻省理工学院比特和原子中心(MIT’s Center for Bits and Atoms)主任尼尔·格申费尔德(Neil Gershenfeld)这样说。

  自主机器人3D打印、云计算、物联网和传感器技术正在推动制造模式的转变。工业生产的新时代建立在网络物理系统的概念之上。消费者有望在这种新模式中发挥更大作用。

  从18世纪末开始,我们的社会经历了一个根本转变:从农业经济向工业经济的转变。我们可以把工业革命分成四个阶段。18世纪水和蒸汽动力催生机械生产,工业革命由此拉开序幕;第二阶段在20世纪初,电力产品兴起,与亨利·福特(Henry Ford)和弗雷德里克·泰勒(Frederick Taylor)等人紧密相关;上世纪70年代见证了电子工具和IT系统在生产车间的广泛应用,及其对生产自动化造成的影响,被认为是工业革命第三阶段。

  今天,我们正面临着第四阶段的到来。自主机器人、3D打印、云计算、物联网和传感器技术是当前几个推动制造模式转变的主力。工业生产的新时代(通常被称为工业4.0)建立在网络物理系统的概念上。现实和虚拟世界之间的深刻互动是制造过程的核心。产业4.0依赖于复杂的物体虚拟网络,这个网络能够收集、处理、分析来自物理世界的各种数据。数据分析和交换能够使对象彼此交互并自主地执行多个任务。

  第四阶段的工业革命使得产品和服务的边界越来越模糊,并为所谓“服务制造业”铺平了道路。无人驾驶汽车就是有名的例子。传感器和软件的结合使汽车能够在现实世界中自我定位,并与交通灯、其他车辆、人、道路标线、标志等对象进行交互。今天,互相连接的智能对象已经比世界上的人还多,而这仅仅是个开始。未来几年内,将有超过500亿的物体相互连接,从恒温器、鞋子,到医疗设备。

  通过互联网,这些对象之间的相互作用可以预防车祸、远程就医并减少能源浪费,同时还为用户更好地管理时间和资源提供了可能。例如,移动应用Waze可以通过分析所有连接到应用程序的数据,来帮助用户躲避交通拥堵。打开应用程序,用户就会被动地提供交通和道路数据,帮助机器实时分析并推荐快捷路线。

  工业生产过程也变得更加智能和高效。事实上,工厂中机器对机器的通信已使设备能够自动配置、调整并预测故障,无需人工辅助。通过机器上的传感器,可以监测执行了哪些任务、机器工作了多久以及何时需要日常维护。另一方面,通过物联网数据实时对生产过程进行反馈,企业能够巧妙地调节产品功能,提供个性化服务。

  思科公司预计,制造业物联网市场规模在2022年将达4万亿美元,用于减少各种形式的浪费(包括时间)以及获得员工和顾客行为数据。进一步的收益将来自资产管理水平的提高——尤其是通过更智能的维护。

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