來源:數位化企業網
在智慧工廠裡,機器和設備將具有提升的自我優化和自主決策的能力。這與今日運行固定程式操作的情況形成了鮮明的對比。下面將從感測器、工業乙太網、工業軟體、工業機器人和智慧物流五方面分析!
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1.上游行業–感測器
近年來,感測器正處於傳統型向新型感測器轉型的發展階段。新型感測器的特點是微型化、數位化、智慧化、多功能化、系統化、網路化,它不僅促進了傳統產業的改造,而且可導致建立新型工業,是21世紀新的經濟增長點。
「工業4.0」其實最本質的變化是智慧化生產,而在谷榮祥看來,感測器是整個智慧化的關鍵。因為「工業4.0」最核心的方面是智慧製造,不管網路化還是數位化,最前端都將是智慧化,但所有的這些都將離不開感測器。
感測器產業作為國際公認的具有發展前途的高技術產業,以其技術含量高、經濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。
2007-2014年期間對岸中國感測器行業得到較好的發展,行業工業總產值總體呈上升趨勢,在GDP中的占比維持在0.10%-0.15%之間。
在對岸中國政府大力加強感測器的開發,和應用的一系列政策引導和支持下,中國感測器行業面臨良好的發展前景,未來成長空間可期。
五大產業鏈打造出智慧工廠
2.上游行業–工業乙太網
工業乙太網作為一種高效的區域網路,從誕生之初,就擔負著感測器資料傳輸、生產設備控制等功能,是現代工業自動化生產體系中的重要組成部分,和工廠資訊化的基礎。它的構建也就成為智慧工廠建設的核心。
如果說第三次工業革命的自動化,僅是將生產過程作為物件,對其進行資訊技術的應用。工業4.0將資訊技術的應用大幅擴大,進而衍生出「智慧工廠」的概念。它的關鍵技術是資訊技術。
工業乙太網,互聯互通、即時控制,進而實現安全、節能將是智慧工廠的核心技術。具體而言,包括生產設備聯網實現自律協調作業的M2M,通過網路獲取大資料的應用,開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業務管理系統,與實際生產過程之間的協同等。
因為現代智慧工廠有四大關鍵點:一是要連接所有網路以拿到數據。二是要有智慧型機器。三是大數據,將所有設備、所有人連接後,所有數據都大批量傳送到智慧終端機上。四是分析,得到數據後從中抓取出應用趨勢來,提高設備狀態的檢測和預測水準。要形成高速傳輸、大資料,保證即時性、安全性和節能就變得十分關鍵。這正是工業乙太網構建的要旨。
3.中游行業–工業軟體
智慧工廠將是工業軟體產品創新的主線。機器層面,提高設備智慧水準,改善性能和生產效率;車間層面,加強機器間通信協作,提高生產線的協同水準;工廠層面,優化和調度多車間、多生產線等生產資源,實現生產能力、供應鏈及市場需求的動態匹配。
4.中游行業–工業機器人
近兩年隨著國家戰略性新興產業的提出,兩化融合的穩步推進,中國智慧製造裝備領域得到了全社會範圍的廣泛關注。隨著產品性能提升的內在需求增加和中國勞動力價格上漲,產業轉型升級的壓力不斷加大。工業機器人作為智慧製造領域的代表,在產業轉型升級的過程中正發揮著越來越重要的作用。
工業機器人作為高科技裝備,無論在推動國防軍事、智慧製造、資源開發,還是在培育發展未來機器人產業上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場也迅速擴大,如工程機械領域,某些過去傳統的勞動密集型企業如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領域市場需求也迅速發展起來。
近年來,通過拓展下游應用服務,開拓傳統市場接納新興生產方式,家電、軌道交通、船舶等領域是機器人未來應用的主戰場。在一般工業應用的新領域,如光伏產業、動力電池製造業,包括酒類、飲料、乳業、糖等在內的食品工業,以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫藥等行業,都有工業機器人的應用空間。
5.下游行業–智慧物流
中投顧問在《2016-2020年中國智慧工廠深度調研及投資前景預測報告》中指出,智慧物流是工業4.0核心組成部分,是降低社會倉儲物流成本的終極方案:在工業4.0的智慧工廠框架中,智慧物流倉儲位於後端,是連接製造端和用戶端的核心環節。
與美國、日本國外已開發國家相比,單位GDP中大陸的倉儲成本占比是其他國家的2-3倍,並且這一差值近些年來呈現逐步擴大的趨勢,而智慧物流倉儲系統具備勞動力成本的節約、對租金成本的節約、管理效率的提升等方面優勢(我們估算自動化倉儲在保證同等儲存能力的條件下,可至少節約70%以上的土地和80%以上的勞動力),是降低社會倉儲物流成本的終極解決方案。
多重因素影響下,智慧物流設備在諸多領域成為企業替代人工、謀求轉型升級的不二選擇,物流領域也不例外。智慧化物流裝備正是在這樣的背景下逐漸發展起來的。雖然從短期看,採用智慧化物流裝備會導致企業投入增加,然而從長遠發展來看,智慧化裝備給企業帶來的人力成本的節約和效率的提升,將使企業持續受益。
智慧工廠發展趨勢
智慧工廠將更加智慧、靈活和動態。
製造製程技術的組織將不同,會與整個生產鏈協同–從供應商到物流到產品的生命週期管理–跨越企業的各個部門緊密相連。
各個生產步驟將實現無縫連接。影響的過程將包括:工廠和生產規劃;產品開發;物流;企業資源規劃(ERP);製造執行系統(MES);控制技術;現場的各個感測器和執行器。
在智慧工廠裡,機器和設備將具有提升的自我優化和自主決策的能力。這與今日運行固定程式操作的情況形成了鮮明的對比。
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