Δείτε τη βιομηχανία ευφυούς μεταποιητικής βιομηχανίας από τη γερμανική βιομηχανία 4.0!

Oct 29, 2019

Από το 2009 έως το 2012, όταν η Ευρώπη βρισκόταν σε κρίση χρέους, η οικονομία της Γερμανίας εξακολουθούσε να είναι ισχυρή. Η ανάπτυξή της προήλθε από τη διεθνή ανταγωνιστικότητα που διατηρούσε η βασική της βιομηχανία, η μεταποιητική βιομηχανία. Για τη Γερμανία, η μεταποιητική βιομηχανία είναι η παραδοσιακή κινητήρια δύναμη της οικονομικής ανάπτυξης και η ανάπτυξη της μεταποιητικής βιομηχανίας αποτελεί απαραίτητο παράγοντα της γερμανικής βιομηχανικής οικονομικής ανάπτυξης. Βάσει αυτής της συναίνεσης, η γερμανική κυβέρνηση κατέβαλε μεγάλες προσπάθειες για την προώθηση περαιτέρω τεχνολογικών καινοτομιών, η λέξη κλειδί της οποίας είναι η "βιομηχανία 4.0".

从德国工业4.0看未来智能制造业!

Στη στρατηγική για την υψηλή τεχνολογία 2020 που δημοσίευσε η Γερμανία το 2010, προτείνεται μια σειρά καινοτόμων πολιτικών για την προώθηση της ανάπτυξης της μεταποιητικής βιομηχανίας. Για να υλοποιήσει τη στρατηγική, το 2012, η γερμανική κυβέρνηση ανακοίνωσε το κοινό σχέδιο δράσης διακρατικών κρατικών υπηρεσιών με τίτλο "δέκα μελλοντικά έργα" και αποφάσισε να χρηματοδοτήσει 8,4 δισ. Ευρώ για τα δέκα έργα το 2012-2015. Το μελλοντικό έργο, γνωστό ως "βιομηχανία 4.0", ανακοινώνεται ταυτόχρονα με τη μεταρρύθμιση των δομών ενεργειακού εφοδιασμού, την αειφόρο ανάπτυξη και άλλα έργα. Το μελλοντικό σχέδιο της βιομηχανίας 4.0 είναι κυρίως να ελέγξει ολόκληρη τη διαδικασία από τη ζήτηση κατανάλωσης έως την παραγωγή και τη βιομηχανία μέσω της εις βάθος εφαρμογής των ΤΠΕ (τεχνολογία πληροφοριών και επικοινωνιών), έτσι ώστε να επιτευχθεί αποτελεσματική διαχείριση της παραγωγής.


Βιομηχανική εξέλιξη 4.0


Βιομηχανική Επανάσταση 1.0: Η πρώτη βιομηχανική επανάσταση στην Αγγλία ξεκίνησε στα τέλη του 18ου αιώνα και έληξε στα μέσα του 19ου αιώνα. Το αποτέλεσμα αυτής της βιομηχανικής επανάστασης είναι ότι η παραγωγή μηχανημάτων έχει αντικαταστήσει το χειρωνακτικό εργατικό δυναμικό και ότι η οικονομία και η κοινωνία έχουν μετατραπεί από τη γεωργία και τη βιομηχανία χειροτεχνίας ως βάση για τη βιομηχανία και την κατασκευή μηχανημάτων ως την κινητήρια δύναμη για την οικονομική ανάπτυξη.


βιομηχανική επανάσταση 2.0: η δεύτερη βιομηχανική επανάσταση έλαβε χώρα στις αρχές του 20ού αιώνα και εισήλθε στο στάδιο της γραμμής παραγωγής. Μέσω του επιτυχημένου διαχωρισμού της παραγωγής και της συναρμολόγησης προϊόντων, δημιουργήθηκε ένας νέος τρόπος μαζικής παραγωγής προϊόντων. Από τη δεκαετία του 1970, η ηλεκτρονική μηχανική και η τεχνολογία της πληροφορίας έχουν πραγματοποιήσει τη βελτιστοποίηση και την αυτοματοποίηση της παραγωγής.


βιομηχανική επανάσταση 3.0: η τρίτη βιομηχανική επανάσταση ξεκίνησε από την εξαιρετικά αυτοματοποιημένη παραγωγική διαδικασία κατά τη διάρκεια της δεύτερης βιομηχανικής επανάστασης. Έκτοτε, οι μηχανές μπορούν σταδιακά να αντικαταστήσουν τις ανθρώπινες λειτουργίες.


Βιομηχανική Επανάσταση 4.0: τα επόμενα 10 χρόνια, η τέταρτη βιομηχανική επανάσταση θα εισέλθει σε μια νέα εποχή "αποκεντρωμένης" παραγωγής. Η βιομηχανία 4.0 πραγματοποιεί διαχείριση σε πραγματικό χρόνο μέσω της τεχνολογίας δικτύου που καθορίζει τη διαδικασία παραγωγής και κατασκευής.


Σύστημα φυσικής σύντηξης πληροφοριών (CPS)


Το "έξυπνο εργοστάσιο" που συνδέει όλες τις συσκευές στο εργοστάσιο μέσω του δικτύου επικοινωνίας είναι η καλύτερη εφαρμογή. Έρευνα που σχετίζεται με το έργο διεξάγεται σε όλους τους τομείς της γερμανικής μεταποιητικής βιομηχανίας, με προγραμματισμένη επένδυση 200 εκατ. Ευρώ. Το έξυπνο εργοστάσιο ή η "βιομηχανία 4.0" είναι μια εξέλιξη της τεχνολογίας από ενσωματωμένο σύστημα σε CPS. Ως εκπρόσωπος της τέταρτης βιομηχανικής επανάστασης στο μέλλον, η βιομηχανία 4.0 αναπτύσσεται προς την κατεύθυνση της απρόσκοπτης πρόσβασης στο Διαδίκτυο (Internet των πραγμάτων, του δικτύου δεδομένων και της υπηρεσίας Internet) αντικειμένων, δεδομένων και υπηρεσιών.


Η βιομηχανία 4.0 αντικατοπτρίζει την αλλαγή παραδείγματος του τρόπου παραγωγής από "κεντρική" σε "αποκεντρωμένη". Ακριβώς λόγω της τεχνολογικής προόδου υπονομεύει την παραδοσιακή θεωρία της παραγωγικής διαδικασίας ότι όλα αυτά είναι δυνατά. Ταυτόχρονα, η κατανεμημένη έξυπνη χρήση αντιπροσωπεύει την αλληλεπίδραση μεταξύ του εικονικού κόσμου και του πραγματικού κόσμου στη διαδικασία κατασκευής και παίζει σημαντικό ρόλο στην κατασκευή ενός ευφυούς δικτύου αντικειμένων. Στο μέλλον, τα μηχανήματα βιομηχανικής παραγωγής δεν είναι πλέον απλώς "μεταποιητικά" προϊόντα, αντ 'αυτού τα προϊόντα επικοινωνούν με τα μηχανήματα μέσω της επικοινωνίας πώς να παίρνουν τη σωστή λειτουργία πληροφοριών και οδηγιών.


Το CPS συνδέει τον εικονικό χώρο με τον φυσικό κόσμο, κάνει τα ευφυή αντικείμενα να επικοινωνούν και να αλληλεπιδρούν και δημιουργεί έναν πραγματικό κόσμο δικτύου, ο οποίος ενσωματώνει την περαιτέρω εξέλιξη του τρέχοντος ενσωματωμένου συστήματος. Μαζί με το Διαδίκτυο ή τα δεδομένα και τις υπηρεσίες που μπορούν να συλλεχθούν στο Internet, το ενσωματωμένο σύστημα είναι επίσης ένα από τα στοιχεία του CPS.


Το CPS μπορεί να προσφέρει το βασικό μέρος της οικοδόμησης του Διαδικτύου των πραγμάτων και να ενσωματωθεί με το "Internet Service" για να υλοποιήσει τη βιομηχανία 4.0. Αυτές οι τεχνολογίες ονομάζονται "τεχνολογίες εφαρμογής", οι οποίες καλλιεργούν έναν πιο εκτεταμένο νέο πραγματικό χώρο βασισμένο σε καινοτόμες εφαρμογές ή διαδικασίες και αποδυναμώνουν τα όρια μεταξύ του πραγματικού κόσμου και του εικονικού χώρου. Ακριβώς όπως το Διαδίκτυο αλλάζει την προσωπική επικοινωνία και αλληλεπίδραση, η τεχνολογία εφαρμογής θα φέρει θεμελιώδεις αλλαγές στην αλληλεπίδραση μεταξύ μας και του φυσικού κόσμου.


Η αλληλεπίδραση μεταξύ ενσωματωμένου συστήματος βασισμένου σε λογισμικό υψηλής απόδοσης και επαγγελματικού περιβάλλοντος χρήστη ενσωματωμένο στο ψηφιακό δίκτυο θα δημιουργήσει έναν νέο λειτουργικό κόσμο του συστήματος. Για ένα απλό παράδειγμα, τα έξυπνα τηλέφωνα περιλαμβάνουν πολλές εφαρμογές και υπηρεσίες, πολύ πέρα από τη λειτουργία κλήσης της συσκευής. Καθώς οι νέοι πάροχοι εφαρμογών και παρόχων υπηρεσιών θα συνεχίσουν να εμφανίζονται και θα διαμορφώνουν σταδιακά μια νέα αλυσίδα αξίας, η CPS θα φέρει επίσης την αλλαγή του παραδείγματος στο υπάρχον επιχειρηματικό μοντέλο και στην αγορά. Η αυτοκινητοβιομηχανία, η εξοικονόμηση ενέργειας και διάφοροι βιομηχανικοί τομείς, συμπεριλαμβανομένων των τεχνολογιών παραγωγής όπως η βιομηχανία 4.0, θα υποστούν ταυτόχρονα σημαντικές αλλαγές στις νέες αυτές αλυσίδες αξίας.


Μελλοντική έξυπνη μεταποιητική βιομηχανία


Στον μελλοντικό ευφυή μεταποιητικό κλάδο, η CPS έχει μεγάλη σημασία σε πολλούς βιομηχανικούς κλάδους και πεδία εφαρμογών, όπως η αυτοματοποίηση, η τεχνολογία παραγωγής, η αυτοκινητοβιομηχανία, η μηχανολογία, η ενέργεια, η μεταφορά και η τηλεϊατρική. Πολλές εφαρμογές που υλοποιούνται από την CPS θα παράγουν νέες αλυσίδες προστιθέμενης αξίας και επιχειρηματικά μοντέλα. Το CPS όχι μόνο μπορεί να μειώσει το πραγματικό κόστος, να βελτιώσει την αποδοτικότητα της ενέργειας, του χρόνου κ.λπ. αλλά και να μειώσει το επίπεδο εκπομπών CO2 και να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην προστασία του περιβάλλοντος.


Λόγω της ύπαρξης CPS, το σύστημα παραγωγής, τα προϊόντα, οι πόροι και η διαδικασία επεξεργασίας του έξυπνου εργοστασίου θα έχουν ένα πολύ υψηλό επίπεδο σε πραγματικό χρόνο και ταυτόχρονα θα έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα στην εξοικονόμηση πόρων και κόστους. Το ευφυές εργοστάσιο θα σχεδιαστεί σύμφωνα με την κεντρική αρχή της έμφασης της βιωσιμότητας, έτσι ώστε η υπακοή, η ευελιξία, η προσαρμοστικότητα, η ικανότητα μάθησης, η ανοχή σφάλματος και ακόμη και η διαχείριση του κινδύνου είναι απαραίτητα στοιχεία. Η προηγμένη αυτοματοποίηση του ευφυούς εργοστασιακού εξοπλισμού πραγματοποιείται κυρίως από το ευέλικτο δίκτυο του συστήματος παραγωγής CPS που βασίζεται στην αυτόματη παρατήρηση της παραγωγικής διαδικασίας. Μέσα από το ευέλικτο σύστημα παραγωγής που μπορεί να ανταποκριθεί σε πραγματικό χρόνο, μπορεί να πραγματοποιηθεί η ενδελεχής βελτιστοποίηση της μηχανικής παραγωγής. Ταυτόχρονα, το πλεονέκτημα παραγωγής δεν είναι μόνο μια μοναδική υλοποίηση υπό συγκεκριμένες συνθήκες παραγωγής, αλλά και η βελτιστοποίηση δικτύου παγκόσμιας κλάσης που σχηματίζεται από πολλαπλά εργοστάσια και μονάδες παραγωγής.


Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μεταποιητική βιομηχανία, η μελλοντική ευφυής βιομηχανία μεταποίησης που αντιπροσωπεύεται από το έξυπνο εργοστάσιο είναι ένα ιδανικό σύστημα παραγωγής, το οποίο μπορεί να επεξεργάζεται έξυπνα χαρακτηριστικά προϊόντος, κόστος, διαχείριση logistics, ασφάλεια, αξιοπιστία, χρόνο και βιωσιμότητα και άλλα στοιχεία, παραγωγή προϊόντων για κάθε πελάτη. Μια τέτοια επανάσταση μοντέλου παραγωγής "από τη βάση προς την κορυφή" δεν μπορεί μόνο να σώσει την τεχνολογία της καινοτομίας, το κόστος και το χρόνο, αλλά επίσης να έχει την ικανότητα του δικτύου να καλλιεργεί νέες ευκαιρίες στην αγορά.