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《物联网发展趋势展示内容》研究报告:(十) 物联网工厂的应用

为了反应日益复杂的外部市场和内部生产环境,制造商必须要快速发展。制造商的新种类正在兴起以迎接这些挑战并且迈向工业4.0,它促进了智能工厂的愿景。借助无缝地连接制造厂的实体世界和虚拟的IT系统,同时,去激励有意义的决定并不断带动营运和战略的弹性

《物联网发展趋势展示内容》研究报告:(十) 物联网工厂的应用


 
第一节 介绍

 
为了反应日益复杂的外部市场和内部生产环境,制造商必须要快速发展。制造商的新种类正在兴起以迎接这些挑战并且迈向”工业 4.0”,它促进了智能工厂的愿景。借助无缝地连接制造厂的实体世界和虚拟的 IT 系统,同时,去激励有意义的决定并不断带动营运和战略的弹性。

 
第二节 工业 4.0


 
工业4.0一词首次被使用在2011年的汉诺威工业博览会于第四次工业革命,一个新阶段在整个价值链的组织和管理中遍及整个产品生命周期。从一个世纪到一个世纪,有显著的发展。图 10.1 描述在工业里新技术的改进。

 

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图 10.1 智能工厂的未来是基于第四次工业革命工业 4.0,并且集中在虚实整合系统的使用

 

 一、第一次工业革命:18 世纪,利用水和蒸汽动力的工业应用

二、第二次工业革命:19 世纪,利用电力在产品的大规模生产

三、第三次工业革命:20 世纪,利用计算器生产过程的自动化

四、第四次工业革命:生产的持续数字化(虚实整合系统、物联网)去实现最大的弹性和最佳的资源使用与效率
 
工业 4.0 的架构(图 10.2)借助所有涉及价值链的组件的网络所提供,使得相关信息可以实时获得,并且使用这些数据导出最佳值随时加入串流。连接人、对象和系统产生动态的、自我管理的和跨公司的增值网络,它可以实时的被更新且在不同标准下优化,包括成本、可用性和资源消耗的基础。这个概念激发了智能工厂的建设。
 

 

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图 10.2 所有事物在工业 4.0 中连接


 
第三节 智能工厂

 
德国联邦教育部与研究院定义工业 4.0 为“存在于借助虚实整合制造系统(CPPS)价值创造的网络的弹性”,如图 10.3 所示。这使得机器和工厂能够去调整它们的行为,以透过自我优化和重新配置去改变订单和工作条件。智能工厂可以被描述为生产环境,其中涉及生产过程的所有组件(例如,工件、物流链、工程)彼此通讯,以确保资源有效的利用加倍灵活性。

 

 

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图 10.3 智能工厂中的虚实整合制造系统(CPPS)连接有形和虚拟的世界 Figure 10.

 
主要的重点在于系统去感知信息的能力,从中得到结论并相应地去改变它们的行为,以及储存从经验中获得的知识。智能生产系统与过程以及合适的工程方式与工具,将会是成功实现在未来智能工厂分布和相互连接生产设施的关键因素。
 
图 10.4 显示智能工厂提供顾客连接到互联网的智能产品和服务。接着,智能工厂将会从智能产品和相关的智能应用程序收集和分析数据,使工厂能够更恰当地去定义顾客行为和需要,并且提供顾客新的且能持续发展的产品和服务。此外,物联网技术使得顾客能够去参与产品设计过程。
 

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图10.4智能工厂和消费者在工业4.0中的互动

 
    一、在智能工厂的虚实整合系统和物联网
 
智能工厂是网络信息化技术在整个生产和供应链企业的普遍应用。该定义技术的主题是时间、同步、综合性能指针和虚实整合劳动力的需求。虚实整合系统是一群组件的组成,如机器、工具和工件以目标性的方式相互沟通。当为了工业环境中的不同机器系统设计一个 CPS,很难一步到位去达到最高水平,因为它包含不同层次的技术实施。CPS 可以从基本的连接和数据到信息级别来实现,然后透过更高层级的增加先进的分析且弹性的功能,增加其对用户的价值。在CPS 中有五个等级在图 10.5 中描述。
 

 

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(责任编辑:ioter)

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