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德国工厂实践“互联网化”第四次工业革命开端

时间:2022-11-03 16:55:07 来源:网友投稿

学习等等),现在已被广泛使用,几乎无处不在。

一个典型的例子是汽车工业。在上世纪80年代末,美国麻省理工学院完成的一项耗资500万US$的调研报告“改变了世界的机器”说,日本汽车工业之所以能在20年里抢占世界1/3市场,除了“苗条”(零库存)工厂外,最重要的一点是因为广泛实现了装配自动化,机器人辅助的装配大幅度地提高了质量与生产率,因此,今后美国和欧洲的汽车工业很难与之竞争。但是,德国的汽车工业挺住了,其中一个原因就是,德国的机器人中都装有PLC,程序可以灵活地不断更换改进。

而第四次工业革命的目标则是工厂智能化。

中心:让网络技术进入制造业。

背景:今后制造业将面临的形势——紧缺的资源、能源转变、员工年龄结构改变、全球化。

技术基础:网络和空间分布系统、顺畅的通讯,宽带速度达7000Mbit/s。

特点:灵活易变、高资源效率、考虑人类工程学以及使企业与顾客、业务伙伴最紧密地结合。

未来工业变革的具体体现

生产工艺与信息技术融合

目前所说的数字化工厂,首先强调的是生产计划数字化和大量使用各种计算机辅助技术:CAD、CAM、CIM、PPS(生产计划控制系统)、PDM、DMU(数字试验模型)、PLM(产品生命周期管理),等等,较多地是基于一个相对固定、由上而下的生产集中控制系统。而新的革命强调的则是分散,降低集中控制度,增加生产设备的自主控制,把分散的自主的智能化的制造设备,通过网络的形式紧密地连接在一起,具有更开放,更积极通讯的系统结构,更具动态性和灵活性,从而能发掘出更多优化的可能,估计可以提高生产效率30%。其中,CPS将起一个核心的作用。

CPS—— Cyber-Physical System,网络实体融合控制系统是一个由传感器、控制电脑、执行器以及网络组合的控制系统。

目前在某些领域,例如航空、汽车、化工生产、基础建设、能源、健康、制造、交通控制、娱乐和消费性电子产品等等,已出现了类似于CPS的电子组合控制系统,但这些系统目前通常都是嵌入式系统,比较强调其运算控制能力,CPS则更强调实体装置和电脑网络的联结。

CPS是借用技术手段实现人的控制在时间、空间等方面的延伸,本质就是人、机、物的融合。所以,也被称为人机物融合系统。

产品个性化

生产高度灵活的工厂可以迎合顾客对产品个性化、多样化、不断改变的要求,可以通过现代化的手段,以大批量生产的成本,制造批产量的产品。从某种意义上说,回到了第一次工业革命之前。顾客与工厂频繁交流沟通,不仅在订合同前,而且在下订单后、设计、加工、装配、调试阶段。因此,顾客甚至可以在产品生产过程中改动他的订单细节。

力士乐泵厂,虽说年产1D0万台以上,但十几个大类,每类有十几个规格,每个规格的变量功能有十几种,不同的限压、恒功率值等等要设定。因此,最终产品好几万种,每批量并不很多。灵活多变的管理是极其重要的。

生产人性化

通过工厂智能化,更多的员工可以有灵活的工作时间,因此工作更安心了。

利用网络,生产可以分散,从而可以分散能量供应。

利用网络,员工可以就近,甚至在家里上班。他们认为,如果大量员工每天长途开车上班,到厂里再花很大力气节能减排,没有多大实际意义。德国Wittenstein公司在斯图加特市内新建了一个所谓“住宅区工厂”,机床、生产工具和半成品都已联网,产品细节在最后一分钟还可以更改。制造的精密齿轮被用于方程式I的赛车、航空与航天等设备中。

力士乐公司推出了开放核心(如图),即工程师可以用各种高级编程语言,通过各种编程工具,从各类硬件的各种操作系统出发,调用核的控制功能,完成各种应用。演示模型是一个平板电脑,通过无线网络(W-LAN),控制一个六自由度的平台,随平板电脑摆动。尾声

“第四次工业革命”在2013汉诺威工业博览会上也被广泛地讨论了。较普遍的意见是:

首先,德国在机械制造、自动化及信息技术方面已经很强大,德国经济就是依靠know-how(技能)、高质量和首创的产品生存,所以,有最好的前提条件,在第四次工业革命中起领导作用,以保持并扩大德国制造业的传统核心和国际领先地位。

其次,第四次工业革命不会是一个从今天到明天,一下子抛弃全部已有设备的突变,而是一个渐进的过程(2020-2030年)。前几次工业革命中,每个阶段也都延续几十年。因为,在进行实质性的工程技术改造之前,首先需要的是,在参与者的脑子里发生改变,要进行跨技术领域的思考。现在,经济界、法律界、工会都已参与进来。

第三,要注重实效,不断改进、不停创新。

最后,最终要赢得的是商业伙伴和员工。如果做不到这点的话,所有闭门思考出来的方案都是没有用的。

来源:和君咨询

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