智能化:工业自动化的未来所在

联网的设备、组件和系统正在创建可以自主互控的智能网络。工业4.0正在成形,但在数据就是“新石油”的时代,其将对制造业产生什么样的影响?

这场名为工业4.0的革命构想源于德国政府推行的一项高科技项目,该项目旨在促进制造业的计算机化。和所有创新概念一样,工业4.0充满了各种流行语,像是信息物理系统、物联网(IOT)、云计算和智能工厂。

在智能工厂中,设备可通过自组织的物流自动预测故障并触发维修流程,从而对生产中的意外变化做出响应。自动化技术是通过自我优化、自我配置、自我诊断、认知而得以改进,为员工在日益复杂的工作中提供智能支持,谁能否认自动化技术的魅力?

无论制造业是否已准备好,这场革命正在积蓄能量。企业必须仔细监控即将发生的改变,制定战略以抓住新的机遇,同时也要面对来临的挑战。

串联全球生产

管理咨询公司麦肯锡的报告中说,在所有事物都相互关联之前,制造业极可能会变得越来越网络化。这便是物联网背后的驱动力,也意味着生产和供应商网络的复杂性将大大增加。

到目前为止,网络和工作流程仍局限于某一家工厂。但是,新的工业阶段将模糊单一工厂,甚至是个别国家的界限,以便连接全球各地的多家工厂。

除状态监控和故障诊断外,这类工厂中的组件和系统将能获得自主意识和自主预测能力,从而可帮助管理层更深入地了解工厂的状态。

实时追踪

H&D Wireless是一家将自己定位为追求快速增长的工业物联网解决方案和无线实时追踪(RTLS)市场的公司。该公司的解决方案支持各种与安全协议、数据分析和人工智能(AI)相结合的无线技术。

世界知名卡车制造商斯堪尼亚已选择H&D Wireless作为室内定位系统GEPS for Industry(格里芬企业定位服务)的供应商。

H&D Wireless的CEO PärBergsten表示,利用GEPS,斯堪尼亚可实时监控和管理其工厂中的机器人拖车和物料搬运车。斯堪尼亚可以使用这些数据来优化昂贵资产的利用率并提高效率,同时保障机器与员工的安全性。

“该系统使物理过程数字化和可视化,并识别(除其他处理材料外)生产瓶颈、不稳定的生产流程和意外的机器中断,”Bergsten说。“工厂中浪费的时间减少,产能就增加了。使用GEPS设备仪表板可以轻松快速找到正确装配所需的工具。”

通过PC、平板电脑和智能手机上的易用软件可直观地查看要追踪的项目。除位置外,斯堪尼亚还可监控要追踪资产的状况,以了解其是否已经损坏或暴露在极端温度下。

安全挑战

然而,这场新的革命不仅预示着即将到来的光明前景。根据麦肯锡的一项调查,高管们估计,今天40%到50%的设备需要升级换代才能满足新的需求。

安全性也是一个问题,因为在线集成将为数据泄漏和安全漏洞创造机会。这将耗费制造商的资金,甚至可能损害其声誉。因此,对安全性进行深入研究至关重要。

确定从联网设备和组件网络所积累的数据所有者也可能很困难,特别是在数据价值不断增加的情况下。

数据就是新的石油

物联网被视为这场转变的主要组成部分,并有着充分的理由。其涉及大数据、联网传感器、自动设备和人工智能的使用。企业希望通过在工业组件上加装传感器,将系统联网,收集数据和使用先进的计算机处理来提高产能和效率。

洛帝牢集团智能产品和服务部门业务开发人员Pierre Kellner表示,过去数据来自调查、研究和其它外部资源。现在,产品本身正在补充数据来源,如果将其与其它数据集成,它的价值将呈指数级增长。“即便今天我们还不知道数据的价值,但开始收集和保留大数据至关重要。数据就是新的石油,”Kellner说。

监控螺栓

谈到螺栓连接,有诸多领域将受益于联网的传感器和AI,例如飞机和机场、火车和铁路、采矿设备、桥梁、石油钻井平台、核电站和风电场。

以风电场举例,首选离岸风场,因为其可大规模建造,相较于陆上风场具备更高的风速和效率,而且噪音较少。

然而,这些涡轮机每台都有数百颗螺栓—如果尺寸更大数量可能还会增加到数千颗,并且会导致很多问题。

“由于很难到达,在某些情况下还很危险,使得维护服务难以进行,因而拉高了成本,”Kellner说。

据一些消息来源估计,运营和维护成本将占离岸风电成本的20%至25%,陆上风电成本则为10%至15%。

工业4.0提供的远程分析、监控和报告功能将使这个领域更加高效和经济,这些优势不但将彻底改变螺栓连接行业,其影响还将遍及整个制造业。

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