第 4 次工業(yè)革命
第三次工業(yè)革命為我們帶來了電子、計算、電信和數(shù)字技術(shù)，讓制造商在設(shè)計工廠時，使其能夠大批量生產(chǎn)少數(shù)產(chǎn)品，甚至大批量生產(chǎn)單個產(chǎn)品。相比 20 世紀 20 年代，或者 21 世紀早期，現(xiàn)如今的消費者希望擁有更多選擇和更高程度的定制體驗，因此需要更高的靈活性。
ADI公司狀態(tài)監(jiān)控 Otosense AI 部門的副總裁 Kevin Carlin 表示：“如果您想要買一輛車，您會有很多種選擇。制造商需要能夠滿足數(shù)十萬，甚至數(shù)百萬種不同的配置需求。同時還需要管理整個工廠和供應(yīng)鏈，以能夠?qū)崟r響應(yīng)這種需求，并配置工廠從一種模式轉(zhuǎn)向另一種模式?！?/p>
實現(xiàn)這種飛躍并非易事。大多數(shù)工廠依賴現(xiàn)有的、可能已經(jīng)過時的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。如果只是簡單地用新設(shè)備取代舊設(shè)備，不但價格昂貴，而且往往不切實際。所以，向工業(yè)4.0制造轉(zhuǎn)型應(yīng)該依靠增強，而不是替代——將現(xiàn)代化IT技術(shù)支持實現(xiàn)的智能帶到工廠中的現(xiàn)有設(shè)備。
通過在生產(chǎn)層面構(gòu)建傳感器驅(qū)動的無線通信網(wǎng)絡(luò)，ADI 公司等合作伙伴幫助制造商們開始采用狀態(tài)監(jiān)控等新興技術(shù)。如此，工廠可以通過傳感器監(jiān)控特定設(shè)備或零件的健康狀況，主動識別、診斷和解決異常，以免造成問題甚至導(dǎo)致全面故障。這種實時監(jiān)控可以幫助延長設(shè)備壽命并提高吞吐量。鑒于計劃外停機的成本可能占總制造成本的近四分之一，所以采用預(yù)測性維護有望大幅節(jié)省成本并提高生產(chǎn)力。
停機成本
對制造商來說，計劃外停機成本高昂，而防止計劃外停機是工業(yè) 4.0 制造技術(shù)的一個主要目標和特色。
23.9%的總制造成本來自停機成本
將 IT 技術(shù)運用到廠區(qū)
隨著工業(yè) 4.0 到來，制造商們開始從傳統(tǒng)的計算機基礎(chǔ)設(shè)施過渡到新的網(wǎng)絡(luò)解決方案，以加快速度，改善數(shù)據(jù)管理和提高能效。
硬件實現(xiàn)安全性
工業(yè) 4.0 制造有一個核心概念，稱為“互操作性”，即在大量工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中傳輸實時數(shù)據(jù)的能力。制造車間使用許多設(shè)備制造商提供的設(shè)備、軟件協(xié)議和專有網(wǎng)絡(luò)。到目前為止，還沒有任何方法讓這些單獨的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)能夠相互通信。時間敏感型網(wǎng)絡(luò)( TSN )的出現(xiàn)將首次實現(xiàn)這一功能。
現(xiàn)在的智能工廠會生成大量數(shù)據(jù)，所以為了實現(xiàn)互操作性，必須先構(gòu)建可靠的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。實時確定性以太網(wǎng)就是一種可以幫助實現(xiàn)這一目標的技術(shù)，它能夠更有效地管理互聯(lián)工廠中的海量數(shù)據(jù)。除了在傳感器技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位外，ADI 公司等合作伙伴還率先推出硬件改進（例如實時確定性以太網(wǎng)交換機），幫助構(gòu)建工廠的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
“在各個系統(tǒng)之間建立實時、高帶寬連接，以更有效地控制各個生產(chǎn)過程，從而提高效率。”
—— Martin Cotter ADI公司銷售與數(shù)字營銷高級副總裁
ADI 公司全球銷售與數(shù)字營銷高級副總裁Martin Cotter表示：“在從物理向數(shù)字轉(zhuǎn)變的過程中，我們的任務(wù)是確保邊緣生成的信息現(xiàn)在能夠傳輸給特定工廠中的任何設(shè)備。”他補充道：“在各個系統(tǒng)之間建立實時、高帶寬連接，以更有效地控制各個生產(chǎn)過程，從而提高效率，幫助提高產(chǎn)出的確定性，推動實現(xiàn)下一代工業(yè)流程?！?/p>
成功實現(xiàn)互操作性之后，制造商就可以開始采用工業(yè) 4.0 制造中令人激動的先進技術(shù)，例如可以和人類一起在工廠中工作的機器人和“協(xié)作機器人”。與自動駕駛汽車一樣，這些機器同樣依靠先進的傳感解決方案的支持，可以三維感測周圍的環(huán)境，在它們執(zhí)行重復(fù)性的復(fù)雜任務(wù)時，確保高度安全。
未來的工廠,下一代解決方案將兌現(xiàn)工業(yè) 4.0 的承諾，幫助提高生產(chǎn)力、效率、安全性和靈活性。
機器人和協(xié)作機器人,利用由傳感器支持的分析，工廠可以主動識別和解決機械問題，以防造成機器故障和中斷生產(chǎn)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò),為工業(yè)環(huán)境定制的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品甚至可以在嚴苛的制造環(huán)境中實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信，這給射頻帶來了新的挑戰(zhàn)。
機器人和協(xié)作機器人,先進的運動控制和傳感解決方案正在將機器人與人類的協(xié)作變成現(xiàn)實，并開始在工廠環(huán)境中運用。
ADI等合作伙伴可以將不同的傳感模式（例如視覺和飛行時間）與連接技術(shù)（例如確定性以太網(wǎng)）結(jié)合，用于實時傳輸數(shù)據(jù)，并更精準地控制機器人和協(xié)作機器人。據(jù)一份報告顯示，使用這些工具可幫助美國制造商每年節(jié)省約404億美元的資金。
“我們提供數(shù)據(jù)，哪里產(chǎn)生數(shù)據(jù)，哪里就有我們。50年以來，ADI公司深受客戶的信賴，幫助他們解決嚴峻的工程挑戰(zhàn)。我們擁有豐富的領(lǐng)域經(jīng)驗，這為我們攜手當今客戶推動未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。”
—— Martin Cotter ADI公司全球銷售與數(shù)字營銷高級副總裁
對于制造商來說，邁向未來需要進一步投資先進技術(shù)，以期推動工廠自動化發(fā)展和提高靈活性。在實現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界接軌的傳感器驅(qū)動層面上，真正體現(xiàn)了工業(yè) 4.0 帶來的優(yōu)勢。
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