Вижте бъдещата интелигентна производствена индустрия от немската индустрия 4.0!

Oct 29, 2019

От 2009 г. до 2012 г., когато Европа бе в дългова криза, икономиката на Германия все още беше силна. Нейният растеж беше обусловен от международната конкурентоспособност, поддържана от основната й индустрия, производство. За Германия преработващата промишленост е традиционната движеща сила на икономическия растеж, а развитието на преработващата промишленост е незаменим фактор на германския индустриален икономически растеж. Въз основа на този консенсус германското правителство положи големи усилия за насърчаване на по-нататъшни технологични иновации, чиято ключова дума е „индустрия 4.0“.

从德国工业4.0看未来智能制造业!

В високотехнологичната стратегия 2020, публикувана от Германия през 2010 г., се предлагат редица иновативни политики за насърчаване на развитието на производствената индустрия. За да приложи стратегията, през 2012 г. германското правителство обяви съвместния план за действие на междуправителствените ведомства, озаглавен „десет бъдещи проекта“, и взе решение да финансира 8,4 милиарда евро за десетте проекта през 2012-2015 г. Бъдещият проект, известен като "индустрия 4.0", се обявява едновременно с реформата на структурата на енергийните доставки, устойчивото развитие и други проекти. Бъдещият проект на "индустрия 4.0" е главно да контролира целия процес от търсенето на потребление до производството и производството чрез задълбочено прилагане на ИКТ (информационни и комуникационни технологии), така че да се реализира ефективно управление на производството.


Промишлена 4.0 еволюция


Индустриална революция 1.0: първата индустриална революция в Англия започва в края на 18 век и завършва в средата на 19 век. Резултатът от тази индустриална революция е, че производството на машини замени ръчния труд, а икономиката и обществото се трансформират от селското стопанство и занаятчийската промишленост като основа към промишлеността и производството на машини като движеща сила за икономическото развитие.


индустриална революция 2.0: втората индустриална революция се случи в началото на 20 век и навлезе в етапа на производствената линия. Чрез успешното отделяне на производството на части и сглобяването на продуктите се създаде нов начин на масово производство на продукти. От 70-те години на миналия век електронното инженерство и информационни технологии реализират оптимизацията и автоматизацията на производството.


индустриална революция 3.0: третата индустриална революция започна от силно автоматизирания производствен процес по време на втората индустриална революция. Оттогава машината може постепенно да замени човешките операции.


Индустриална революция 4.0: през следващите 10 години четвъртата индустриална революция ще навлезе в нова ера на "децентрализираното" производство. Industry 4.0 осъществява управление в реално време чрез мрежовата технология, която определя производствения и производствения процес.


Информационна система за физически синтез (CPS)


„Интелигентната фабрика“, която свързва всички устройства във фабриката чрез комуникационната мрежа, е най-доброто изпълнение. Изследванията, свързани с проекта, се извършват във всички сектори на немската преработвателна индустрия, като планираната инвестиция е 200 милиона евро. Интелигентната фабрика или "индустрия 4.0" е технологична еволюция от вградена система до CPS. Като представител на четвъртата индустриална революция в бъдеще, индустрия 4.0 се развива към безпроблемен интернет (Интернет на нещата, мрежа за данни и Интернет за услуги) на обекти, данни и услуги.


Industry 4.0 отразява промяната на парадигмата на режима на производство от „централизиран“ към „децентрализиран“. Именно поради технологичния прогрес, който подкопава традиционната теория на производствения процес, всичко това е възможно. В същото време разпределеното интелигентно използване представлява взаимодействието между виртуалния и реалния свят в производствения процес и играе важна роля в изграждането на интелигентна обектна мрежа. В бъдеще машините за промишлено производство вече не са само „обработка“ на продукти, вместо това продуктите общуват с машините чрез комуникация как да поемат правилната работа на информация и инструкции.


CPS свързва виртуалното пространство с физическия свят, кара интелигентните обекти да общуват и взаимодействат и създава реален мрежов свят, който въплъщава по-нататъшното развитие на сегашната вградена система. Наред с интернет или с данните и услугите, които могат да се събират в Интернет, вградената система също е един от елементите на CPS.


CPS може да предостави основната част за изграждането на Интернет на нещата и да се интегрира с „сервизния интернет“, за да реализира индустрия 4.0. Тези технологии се наричат „технологии за внедряване“, които култивират по-широко ново реално пространство, базирано на иновативни приложения или процеси и отслабват границата между реалния свят и виртуалното пространство. Точно както Интернет променя личната комуникация и взаимодействие, технологията за внедряване ще внесе фундаментални промени във взаимодействието между нас и физическия свят.


Взаимодействието между вградената система, базирана на високоефективен софтуер и професионален потребителски интерфейс, интегриран в цифрова мрежа, ще роди нов системен функционален свят. За един прост пример, смарт телефоните включват много приложения и услуги, далеч над функцията за собствено обаждане на устройството. Тъй като новите доставчици на приложения и услуги за създаване на епоха ще продължат да се появяват и постепенно да формират нова верига на стойността, CPS също ще внесе промяна в парадигмата на съществуващия бизнес и пазарен модел. Автомобилната индустрия, енергийната икономика и различни индустриални сектори, включително производствените технологии като индустрия 4.0, едновременно ще претърпят големи промени в тези нови вериги на стойност.


Бъдеща интелигентна производствена индустрия


В бъдещата интелигентна производствена индустрия CPS има голямо значение за много индустриални сектори и области на приложение, включително автоматизация, технология на производство, автомобилостроене, машиностроене, енергетика, транспорт и телемедицина. Много приложения, реализирани от CPS, ще произведат нови вериги с добавена стойност и бизнес модели. CPS може не само да намали действителните разходи, да подобри ефективността на енергия, време и т.н., но също така да намали нивото на емисиите на CO2 и да играе важна роля в опазването на околната среда.


Поради съществуването на CPS, производствената система, продуктите, ресурсите и процесът на обработка на интелигентната фабрика ще имат много високо ниво на реално време и в същото време ще имат повече предимства в спестяването на ресурси и разходи. Интелигентната фабрика ще бъде проектирана според централния принцип за подчертаване на устойчивостта, така че послушанието, гъвкавостта, адаптивността, способността за учене, толерантността на грешките и дори управлението на риска са незаменими елементи. Усъвършенстваната автоматизация на интелигентното фабрично оборудване се реализира главно от гъвкавата мрежа на производствената система на CPS, базирана на автоматично наблюдение на производствения процес. Чрез гъвкавата производствена система, която може да реагира в реално време, може да се реализира цялостната оптимизация на производствения инженеринг. В същото време, предимството на производството е не само еднократно изпълнение при специфични производствени условия, но и оптимизиране на мрежата от световен клас, формирана от множество фабрики и производствени единици.


В сравнение с традиционната производствена индустрия бъдещата интелигентна производствена индустрия, представена от интелигентната фабрика, е идеална производствена система, която може интелигентно да редактира характеристиките на продукта, разходите, управлението на логистиката, безопасността, надеждността, времето и устойчивостта и други елементи, така че да се оптимизира производство на продукт за всеки клиент. Такава революция на производствения модел „отдолу нагоре“ може не само да спести иновационни технологии, разходи и време, но и да има мрежовия капацитет за култивиране на нови пазарни възможности.