工业4.0 -制造业的下一个大趋势

2019年9月11日出版

自动化和数字化是各行各业日益增长的趋势,包括制造业。工业革命-工业4.0,也被称为智能工厂,是制造业即将到来的数字化阶段,在这个阶段,机器将相互作用,并做出独立的决定。这将使企业提高生产率,将竞争提升到一个新的水平。这项新技术能否得到接受,取决于它的长期可持续性,以及它能否有效转化为更高的收入、更低的成本和更高的生产率。

今天,每个制造公司的运作方式都不一样,但他们都面临着一个共同的挑战——在三件事情之间进行权衡:成本、质量和速度。这就是工业4.0在同一层使用不同技术的原因。通过实时监控、预测性维护和质量控制,它让制造商控制从生产到物流到产品最终交付的整个过程。

工业革命的新阶段有可能帮助制造企业克服各种生产挑战,降低运营成本,增加整体销售收入。工业4.0带来了监控物理工厂过程的控制性系统,并在极少的人工干预下进行分散决策。

Aranca指出了新阶段预示的一些快速发展的技术趋势:

  • IOT转型制造业
    物联网是工业4.0的核心组成部分之一。它促进了现有互联网结构内设备之间的通信,以实现各种目标,包括预测性维护、降低成本、提高产品质量和更快、更明智的决策。
    物联网是制造业的领先创新。2016年,制造业运营支出1780亿美元,其中1025亿美元用于物联网。麦肯锡估计,到2025年,物联网将在该领域每年产生1.2-3.7万亿美元的经济价值。
    Flowserve、ABB、日立、Gehring、空客和波音等几家制造公司正在实施物联网解决方案。

    例子:
    2019年,霍尼韦尔福斯签订了一项合资协议,提供物联网解决方案,帮助客户增加产量,最大限度地减少计划外关闭,最大限度地降低安全风险,并改善供应链战略。波音公司正在积极实施物联网技术,以提高其整个工厂和供应链的效率。
    格林是少数几家在早期阶段就接受物联网的公司之一。在客户下订单之前,该公司会向他们提供机器工作情况的实时信息。这确保了客户的要求得到精确和高效的满足。

  • 大数据分析是工业技术发展的一个关键方面
    我们生活在这样一个时代,世界各地的数字技术每天产生数十亿gb的数据。大数据分析已经成为制造业的重要工具,2019-24年预测期内,大数据分析的年复合增长率预计将超过30.9%。
    许多制造商已经在使用大数据和其他技术(如机器学习和人工智能)来识别模式、衡量影响和预测结果。它可以用来获得竞争优势和做出明智的决定。

    例子:
    通用电气电力公司的涡轮机和发电机提供了全球30%的电力。该公司开发了一个平台Predix。它是一个软件系统,可以分析几乎任何来自连接到云的机器或测试设备的数据流,并对工业资产和流程进行预测分析。为了测试Predix的性能,GE Power更新了它的一个暖通空调机组,然后将该机组的数据与其他未更新的暖通空调机组的数据进行了比较。统计数据显示,建立在软件预测系统上的工厂的能源消耗降低了50%,每年节省了100万美元。

  • 增材制造的兴起
    也称为3D打印,添加剂制造有助于通过促进快速原型设计,创建定制产品和复杂性降低来帮助节省时间和成本。3D打印已经超越了原型的原型方式,以提供最终产品。但是,随时不太可能更换传统的制造过程。增补制造市场预计将从2017年的10亿美元扩展到2027年的93亿美元,记录了24%的CAGR。汽车,空间和医疗保健是添加剂制造的最佳贡献者。

    例子:
    2016年,GE投资3900万美元,开设新设施,以开发和实施匹兹堡的添加剂制造申请。目前正在建设的制造工厂将配备软件分析,以改善添加剂制造的能力和使用,并有助于提高材料科学和评估技术。

  • 整合AR和VR,实现生产性协同
    虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术已经存在一段时间了。由于高制造成本和技术限制,这一领域的增长仍然缓慢。然而,随着计算能力和连通性的提高,5G技术的引入,以及企业拥抱工业4.0,各个行业对这些技术的需求激增。
    AR和VR市场预计将从2017年的113.5亿美元增至2025年的5714.2亿美元,CAGR为63.3%。消费、制造和零售是这个市场的主要增长部分。2017年,流程和离散制造中的AR和VR支出估计约占总支出的16%。在制造业,这些技术被用于人-机器人协作、培训、维护-装配-维修、产品检验和建筑监控等领域。

    例子:
    通用汽车(GM)已经在生产过程中实施了虚拟现实技术。这有助于工程师修改、查看和评估许多变体,从而提高效率。
    2016年底,三菱电机推出了使用3D智能眼镜的维护评估系统。这些眼镜可以帮助技术人员在玻璃屏幕上查看检查表,进一步指导他们找到需要检查的部件,并在完成每个步骤后口头填写检查报告。
    商用飞机制造商空中客车(Airbus)正致力于将VR/AR/MR技术引入全息应用。

  • 网络安全的重要性与数字转型同步增长
    工业4.0需要与智能设备和网络进行超连接。在整个制造过程中,数以亿计的设备连接在一起。数字连接的增加也增加了网络攻击的威胁。根据McAfee的分析,该行业与网络犯罪相关的损失超过4000亿美元,高于2016年的2500亿美元。为了降低网络威胁的风险,企业正在投资于网络安全解决方案。工业网络安全市场预计将从2017年的138.9亿美元增至2023年的227.9亿美元,CAGR为8.6%。

虽然这些趋势推动了工业4.0的发展,但其在各行业的实施仍处于初级阶段。大约70%的公司处于起步阶段或无法超越试验阶段。阻碍增长的一些因素是高采用成本、环境约束以及维护和培训员工来处理和操作自动化系统。然而,考虑到它提供的好处,工业4.0预计将被广泛接受并在长期内实施。

简介:工业革命-工业4.0,也被称为智能工厂,是制造业数字化的下一个阶段,机器将相互作用,做出独立的决定。它包含多种技术,如物联网、大数据和增材制造,用于跨机器收集和评估数据。这将加快进程;让它们更高效、更灵活,从而以更低的成本生产出更高质量的产品。