工业4.0:第四次工业革命——工业4.0指南

工业4.0是vwin中国 工业市场(产业转型)具有智能制造目前处于领先地位。工业4.0代表着所谓的离散和过程的第四次工业革命。制造业,物流与供应链(物流4),化学工业,energy(能量4)运输业,utilities,石油和天然气,mining and metals and other segments,包括资源产业,医疗保健,制药甚至是智慧城市。

工业4.0是网络物理系统的发展,代表着第四次工业革命迈向工业物联网和制造业分散智能的端到端价值链,production,物流和工业。

最初工业4.0是在制造业的背景下构想出来的,但这已经改变了。所以,虽然所有这些行业都属于工业4.0的范畴,并在学术界得到了解决,政府和工业的合作导致了“工业4.0”,但也导致了术语产生后的演变,你可能仍然经常读到工业4.0只是制造业,智能工厂和活动,在工厂更广泛的背景下的技术和工艺,生产及其最密切相关的领域。还有一种趋势是将工业4.0限制为(groups of)技术,例如vwin免佣百家乐 (the Internet of Things).

要了解工业4.0,必须了解包括供应商在内的完整价值链以及各种制造形式所需材料和组件的来源,端到端数字供应链以及所有制造业的最终目的地,无论中间步骤和参与者的数量如何:最终客户(in his/her capacity as an entrepreneur,消费者,建筑物占用人,零售店老板,工人,citizen,耐心等).

实现更直接的个性化生产模式服务,以及客户/消费者互动(包括从实际产品使用中获取实时数据)降低效率,数字供应链模型中中间商的无关性和成本,在可能的情况下,工业4.0的一些目标以客户为中心sense of increasingly demanding customers who value speed,(成本)efficiencies and value-added innovative services.

最终,它仍然是业务——随着创新和业务模式和流程变革的创新转折:增加利润,降低成本,增强徳赢真人娱乐 ,optimize客户终身价值and were possiblecustomer loyalty,通过销售和创新来发展和保持相关性(在销售新的和/或高价值服务的基础上或替代低利润商品化服务时,货物,产品和“硬件”;更糟的是:服务,solutions and products about to disappear due to so-called ‘数字干扰.

工业4.0-第四次工业革命-工业4.0用演变和数据定义和可视化

此Industry 4.0页面会定期更新,并且是一项持续不断的工作,因为在几个领域的发展速度很快。此外,工业4.0是一个巨大的现实,包括许多社会阶层,工作相关的,行业特定和技术变化。

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Table of Contents

工业4.0:本质简而言之

工业4.0是制造业和其他行业在数据连接环境下的信息密集型转型,人,过程,服务,系统和物联网支持的工业资产,利用和利用可操作信息作为实现智能工业和工业创新与合作生态系统的一种方式和手段。

在最核心的工业4.0中包括 (部分)将自主和自主决策转移到网络物理系统和机器上,利用信息系统

工业4.0是一个具有清晰框架和参考体系结构的广阔愿景,mainly characterized by the bridging of physical industrial assets and digital technologies in so-called网络物理系统.

物联网确实发挥了关键作用,在工业4.0范围内工业物联网它有许多组成部分,从物联网平台to Industrial物联网网关,设备等等。然而,当然,这不仅仅是物联网:云计算 (和云平台),大数据 (高级数据分析,数据湖泊,边缘智能)具有(相关) 人工智能,网络边缘的数据分析雾计算边缘计算),可移动的,数据通信/网络技术,水平变化,在其他中,HMI与SCADA,制造执行系统,企业资源规划ERP成为i-ERP,可编程逻辑控制器(PLC),传感器和执行器,MEMS和传感器 (传感器再次)创新数据交换模型所有人都扮演着关键的角色。

工业4.0创造的价值大大超过了许多制造商今天追求的低单位数成本节约。 (波士顿咨询集团)

此外,同样的技术,such as Robotic Process Automation(RPA),人工智能(AI发动机,机器学习),在所有软件领域,如企业信息管理,business process managementand applications in the采购市场are of course showing in物联网工业/制造应用物联网制造平台也。

工业4.0不是你一夜之间意识到的“东西”。Just as is the case with IoT deployments you need a strategic and staged approach.

这和徳赢真人娱乐数字化转型战略当我们看到工业4.0战略和实施及AT工业状态4.0and maturity of organizations as they move from initial stages and pilots to more innovative approaches on top of the traditional low-hanging fruit in terms of optimization and automation. If you are in a hurry,有一章是关于工业4.0成熟度模型和路线图.

整个价值链的数据和优化:利益和IT,“智能任何东西”中的OT和网络物理系统

正如您将在本指南中发现的,工业4.0被认为是产品价值链整个生命周期中组织和控制的下一个阶段。

工业4.0是一个愿景和旅程。组织实施工业4.0倡议,并准备将工业4.0愿景清晰地记录下来,组件,原则,将技术和架构转化为现实,在他们的背景下

网络物理系统是产品设计等领域的基础和新能力,原型设计和开发,远程控制,服务和诊断,状态监测,积极主动的预测性维护,追踪和追踪,结构健康和系统健康监测,规划,创新能力,敏捷性,实时应用程序等等。

These latter capabilities also lead to the types of use cases and deployments as well as the benefits of industry 4.0 which we cover later and include personalization capabilities,实时警报和干预,innovative service models,动态产品改进,提高生产力,时间越长,最终,新的商业模式。

工业4.0的新功能导致了“智能任何东西”现象,这一现象经常受到关注:来自智能电网,智能能源和智能物流到智能设施,包括smart buildings还有智能工厂,以及上述智能制造的智能服务,智能工厂,智能城市等等。网络物理系统,其组成(e.g.智能控制系统和嵌入式软件系统)在制造业和工业发展中的地位(从机械系统开始)在本指南中进行了深入的解释。

工业4.0建立在上述端到端产品生命周期和价值流的数据模型和数据映射之上。工业4.0中的所有技术都需要从集成是关键的角度来看待。

第一次集成(或收敛)是信息技术吗(IT)以及操作技术(OT).没有IT与OT融合there is no industrial transformation,更不用说现代了建筑管理以及其他几个不同传统系统之间的筒仓由于在其他中,一方面是物联网,另一方面是与物联网的地方,几乎所有行业都是如此。它和OT收敛的本质在于数据(以及他们已经坐了多年的系统),流程和人员/团队。再一次,物联网是这里的关键,也是物联网starts with the capture(以及随后的数据分析/利用).可以肯定地说,工业4.0只可能是因为物联网。

既然它融合了,OT和他们的后腰(如网络和基础设施,whereby we can also add CT or communication technologies)基本上归结为互联网的高级和增强应用,IT技术和受物联网数据影响的IT基础设施 (cloud infrastructure,服务器基础结构,存储和边缘基础设施等)许多人认为工业4.0是第三次工业革命的延续。另一方面,所有组织中持续自动化的影响,包括工厂,对工作和社会有明显的影响。然而,here as well it is argued that this is merely a result of the next steps in the third industrial revolution where automation already was intensive on many levels. Regardless of those discussions it's clear that the fourth industrial revolution aspect of Industry 4.0 has won the debates.

传统的第四次工业革命工业4.0观和用OT技术进行工业转型,基于第三平台传统数字化转型技术视角的IT与OT、网络物理系统融合徳赢真人娱乐
传统的第四次工业革命工业4.0观和用OT技术进行工业转型,基于第三平台传统数字化转型技术视角的IT与OT、网络物理系统融合徳赢真人娱乐

工业4.0中的集成:所有系统变化时的垂直和水平集成

在本指南中,我们将进一步探讨工业4.0模型中的两个关键集成。第一个是纵向一体化所有的传统系统automation pyramid受影响:从现场级和控制级到生产级,运营级别和企业计划级别。

垂直整合将使传统的自动化金字塔视图消失。对于跨这些不同级别的多个系统和应用程序也是如此。其他系统(如ERP)将发生巨大变化,而其他系统将被迅速出现的应用程序所取代。Industrial IoT platforms,具体来说,制造平台和垂直平台,用于各种任务和行业多个方面的用例,这些平台获得更多的功能,并通过可互操作的“系统体系”方法以及集成物联网平台和功能的数字转换平台和业务应用程序进行组合。徳赢真人娱乐

二是横向一体化这不是关于垂直集成中几个系统的层次视图,而是关于所提到的端到端价值链:从供应商和流程,产品开发和生产阶段的信息流和IT系统到物流,分销,最终是客户。这也影响了工业市场中使用的各种系统,最终是关于数据和方法的,why and where it is used at the right time and right place for the right reasons to paraphrase the good old mantra of信息管理以及商业智能专家,当然还有优秀的老手DIKW模型;from data to knowledge with the additional layer of action: decisions.在工业4.0中,这意味着人类,半自治和自治(尽管最好将其视为一个连续统)

从自动化金字塔到工业转型金字塔,工业4.0
从自动化金字塔到工业4.0的产业转型

在这个简短的介绍性概述中,还有一个关键因素是半自治和自治决策,工业和物流的基石4.0,自组织工厂的本质与自主生产愿景而且,最终,实现物联网尽可能多的自动化,人工智能,新的综合系统,高级分析等等都在发挥作用。它直接涉及到我们接下来要讨论的内容:工业4.0,technologies and workers whereby the view is one of augmented capabilities,不同的技能,节省人力等,承诺是那些“过时工作”的工人找到其他工作的地方(强调“承诺”,因为到目前为止,自动化已经造成了大量的工作损失)。

工业4.0:技术,安全性,人/工人和社会

在深入讨论所有这些进展之前,integrations,网络物理进化,物联网元素,在了解工业4.0的起源之前,definitions,进化,全球影响,类似倡议,Industry 4.0 design principles,building blocks and the参考建筑模型工业4.0关于技术和人员的最后一句话,总结一下这个简短的介绍。

需要注意的是,工业4.0不仅仅是关于这些技术。它还考察了社会和工人的影响和作用。(e.g.collaboration between man and machine as with协作机器人或合作机器人,在所有这些变化中,需要新的行业工人技能,以及,不可避免地,如前所述,由于正在进行的自动化而导致的失业——以及如何应对这一重大挑战).

越来越多的垂直产业正在采用这些技术,工业4.0的概念和原则。

此外,工业4.0也非常注重安全。这不仅意味着数据和通信网络的安全,数据保护(包括)个人资料保护,尤其是在一般数据保护规定,这个效率调节在几个领域制定规则,包括绿色设施,能源与生态,此外,消费者市场出现丑闻后的个人数据),网络安全从广义上讲,工业控制系统安全(ICS security)but also the protection and security of workers,工业资产,关键基础设施和“物理安全”。作为工业资产和关键基础设施(从关键动力建筑至能源网等)在传统的相对孤立的工业环境中,获取连接和攻击正在增加。在工业4.0中,漏洞和攻击的风险和危害是巨大的,这要求采用端到端的“设计安全”方法。

这一总体安全挑战,当然还有ICS安全和端到端网络安全挑战,在工业4.0挑战和风险.

在工业4.0技术水平上,最后,在上述技术的基础上(或者更确切地说,是一组技术)such as IoT,大数据,它,OT,几种安全技术(cybersecurity,对关键设施进行目视监控,在危险环境中监测工人安全的可穿戴设备),人工智能(AI),云,边缘,fog and more you can add:添加剂制造和3D打印,数字孪生,虚拟和增强现实 (也适用于数字双模拟),先进的机器人技术和cobots,autonomous production,快速应用程序开发,autonomous production,整个价值链的一致工程,彻底的数据收集和提供,系统集成(CFR)。垂直和水平整合)广泛的网络和通信技术,集成和连接标准/协议,ways to make various IT and OT protocols interoperable and far more on the horizon,如块链技术不仅可以满足更多带宽的需求,还可以为诸如新的以太网供电标准很快可见光通信(VLC)或利维(光保真度),已经进入LIFI-IEEE标准化stage and will be adopted for several specific industrial use cases beyond its current smart lighting scope.

在技术方面,重要的是要看物联网等术语下的技术,同时也要看它们是如何连接的,尤其是在这个技术水平上(where data and how you leverage,保护,交换,丰富甚至货币化,正如您在上面的列表中看到的,它是中心)the keyword is integration as well: from the integration of IT and OT to the物联网与人工智能集成;大数据,物联网与AI;区块链和物联网和安全,名单一天比一天长,尽管它当然是关于用例、组合和集成可以以多种方式发生。

这或多或少概括了关键方面,工业4.0中针对专业人员的要素和演变。在本页的其余部分,我们将更深入地了解所提到的元素以及更多内容。有些在指南中,其他的被添加,并且暂时被链接到。

工业4.0的起源——从智能制造发展到智能“X”

当德国以“工业4.0”的名义启动一个项目时,数码化manufacturing at the汉诺威工业博览会2011,政府官员,从事该项目的行业领袖和学者可能不知道工业4.0,特别是第四次工业革命将成为一个如此广泛使用的概念。

工业4.0的愿景超越了技术,着眼于端到端的链,包括,例如,仓储,物流,回收,能量,工人,security and transportation

尽管术语Industry 4.0及其背后的参考体系结构模型源自德国(因此称为“工业4.0”)and there is major key focus on production and manufacturing it's clear that the vision – and reality – of the fourth industrial revolution has caught the attention of organizations across the globe as we'll explore at the end of this article and that the scope de facto stretches beyond manufacturing,更不用说前面提到的工厂了。

尽管工业4.0最初只用于制造业(与其他主要举措相比,如工业互联网以及工业互联网联盟(IIC),事实上,这是在进一步发展。在工业4.0的早期,我们不可能这么说;it was a manufacturing initiative,时期。今天,我们清楚地看到,参与工业4.0的几方是如何将其转移到SMART的。运输与物流,智能建筑,智能采矿,智能油气,smart healthcare and smart ‘x' or ‘anything'.

我们清楚地看到,在领先的工业4.0研究所出版的材料中,除了制造业之外,其他垂直行业的这种扩张。例如德国国家科学与工程学院(阿卡奇).这并不意味着他们(单独)正在扩大范围,恰恰相反(以及):上述垂直行业(及其他)越来越多地采用工业4.0概念,原理和技术。不然怎么可能?制造业并不是孤立地生活,尽管有特殊的特点,制造过程和优先事项,在这个高度关联的时代,潜在的技术和转型特征确实是重叠的。

工业4.0愿景和技术的全球传播,在不同的速度下,与全球的普遍挑战和可能性以及交叉施肥有关,通过与美国工业的合作,日本工业,欧盟行业倡议等等。仍然,在更多的公司实现工业4.0愿景之前,还有几个障碍需要克服。

尽管在视觉方面,“工业4.0”,是一个非常真实的现象,将制造业和其他行业转变为互联和数字制造业(以及更多),并带来额外的好处和一系列的技术演变,以及超越纯粹的运营层面走向所谓的第四次工业革命的可能性。

Industry 4.0 definition – the 徳赢真人娱乐digital transformation of industry and the fourth industrial revolution

工业4.0是制造业的数字化转型,徳赢真人娱乐利用第三平台技术和创新加速器实现IT融合(信息技术)OT(操作技术)实现工厂与工业互联,第四次工业革命信息驱动网络物理环境下的智能分散自寻优系统与数字供应链(有时称为4ir).

工业4.0也代表第四次工业革命。这是产品生命周期中端到端价值链组织和控制的一个新阶段,客户对个性化的需求不断增加是驱动力和灵活性。作为服务模式和信息技术的使用与实现更加自主的决策密切相关,劳动力角色的变化,通过设计并将各种IT和OT系统的数据转化为智能,建立新的工业组织和协作模式,并将网络物理系统与安全相连,decisions and new business models as leading principles.

工业4.0的初始目标通常是自动化,(制造)工艺改进和生产率/生产优化;更成熟的目标是创新,以及向以信息和服务为基石的新商业模式和收入来源的过渡。

工业4.0也被称为“智能工业”,“智能工业”,“智能工厂”或“智能制造”。从很多方面来说,它与工业互联网有关,2016年以来,工业互联网联盟和工业4.0平台,“平台工业4.0”,确实开始了合作。

This is probably not the shortest Industry 4.0 definition ever and it does contain some terms we might need to explain further such as the第三平台以及存在于数字转型徳赢真人娱乐经济,以及IT和OT的集成,正如我们将看到的,这在工业4.0的网络物理环境中非常关键。

工业4.0的原始定义(或更好的定义:工业4.0)

The definition of Industrie 4.0 as proposed in 2011 was pretty lengthy too.在一篇论文中,题为“工业4.0-未来智能制造”,加泰(德国贸易和投资)看看问题:什么是智能产业?(工业4.0的同义词)工业4.0意味着什么。

工业4.0-德国贸易和投资的未来智能制造-工业4.0必须阅读-PDF打开
Industrie 4.0 – Smart Manufacturing for the Future by Germany Trade and Invest – 必须阅读工业4.0(PDF打开)

摘录:智能工业或“工业4.0”指的是从嵌入式系统到网络物理系统的技术演变……工业4.0代表着即将到来的第四次工业革命,它正在走向物联网。数据和服务。分散智能有助于创建智能对象网络和独立的过程管理,真实世界和虚拟世界的相互作用代表了制造和生产过程中一个重要的新方面”。

但还没有完成!更多内容(PDF打开)在我们的行业4.0中定义如下。

什么是工业4.0(根据几个来源)?

显然,并非所有工业4.0的定义都是相同的。实际上,工业4.0对许多人来说意味着许多事情,有些人认为工业4.0的定义是什么,其他人不会。

工业4.0被定义为“制造技术自动化和数据交换的当前趋势的名称,including cyber-physical systems,物联网,云计算和认知计算以及创建智能工厂“这个工业4.0的定义与原始定义很接近,但不完全正确,或者至少不再正确,因为工业4.0已经超越了工厂,不仅仅是自动化和数据交换(e.g.工人的关键作用,能源效率等的关键作用).

寻找更多的工业4.0定义?Below is a curated list of sources with their own definitions and views on what Industry 4.0 is and means.

工业4.0和第四次工业革命(4ir)

作为对这四次工业革命的经典回顾,as Industry 4.0 became increasingly popular,是:

  1. 第一次工业革命,这真的是一场革命,而且,除此之外,由于蒸汽机的发明,水和蒸汽动力以及各种其他机器的使用,以火车带动社会产业转型,机械化制造和烟雾负荷。
  2. 第二次工业革命通常被视为电力和新的制造“发明”的时期。比如流水线,导致了该领域的大规模生产,并在一定程度上实现了自动化。
  3. 第三次工业革命一切都与电脑的兴起有关,计算机网络(广域网,局域网,男人,……)机器人技术在制造业的兴起,connectivity and obviously the birth of the Internet,在处理和共享信息的方式上改变了游戏规则,以及向电子化的演变——任何以前的砖和砂浆环境的版本,自动化程度更高。
  4. 第四次工业革命我们从“仅”互联网和客户机-服务器模式转向无处不在的移动化,数字和物理环境的桥梁(在制造业中称为网络物理系统)),它和OT的融合,以及前面提到的所有技术(物联网,大数据,云,等)借助先进的机器人技术和人工智能/认知技术等其他加速器,工业4.0能够以全新的方式实现自动化和优化,从而带来充分的创新机会,真正实现全自动化,并将工业提升到新的水平。

有些人还喜欢在工业4.0中加入技术注入和人类/数字思维和身体融合的连通性。

注入人工智能,超连接和数据分析,机器,交流,在工业4.0的每一个部件/机器中,以互联网的无所不在来行动并获得切实可行的见解,梦想是一回事,人与机器(或技术扩展)的融合还远着一点,它是如此复杂,将导致更多的争论(也包括伦理),这已经被IDC称为第四个平台。

工业4.0-波士顿咨询集团认为工业技术的融合和应用-来源
工业4.0——波士顿咨询集团认为工业技术的融合和应用- 来源

在波士顿咨询集团(我们在下面讨论他们的工业4.0研究)看来,工业4.0是指九种数字工业技术的融合和应用:先进的机器人技术,添加剂制造,增强现实,simulation,水平/垂直整合,工业互联网,云,网络安全、大数据和分析。

很明显,今天一些公司已经在其中一些技术上进行了投资;主要是第三平台的传统支柱,如云和大数据/分析,在工业物联网中,越来越多的人从一个综合的角度看待问题,从而与这些“技术”中的一些或更好的“技术”重叠:一组技术和相连的利益。

工业4.0和工业互联网

显然,不仅仅是在德国(和欧洲),制造业的数字化转型徳赢真人娱乐(以及一些相关行业和流程)发生在工业4.0领域的工业巨头(博世,西门子你说出它的名字).

The fourth Industrial Revolution and the third industrial innovation wave of the Industrial Internet

如上所述,in the US,通用电气和一系列其他工业企业(包括同时也是“Plattform Industrie 4.0”成员的非美国企业)发起了工业互联网联盟。

2018岁,只有30%的制造商投资于数字化转型,才能实现最大化的成果;徳赢真人娱乐其余的则被过时的商业模式和技术(IDC)所拖累。

工业互联网,正如我们之前写的美国工业巨头通用电气创造的一个术语,看起来很像工业4.0。尽管在波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)的上图中,它被提到是IIOT机器和产品网络以及网络对象通信领域中的一项使能工业技术。

工业4.0和工业互联网的区别,然而,是吗?原来,工业互联网被视为第三次工业创新浪潮。所以,第三次创新浪潮,而不是工业的第四次革命。

It only shows how relative revolutionary terms are as the three industrial Internet innovation waves respectively were:

  • 工业革命.工业4.0中第一次和第二次革命的结合。
  • 互联网革命:“计算能力与分布式信息网络的崛起”。
  • 工业互联网:工业4.0的第四次工业革命。
工业互联网——基于GE Slideshare的第三次工业创新浪潮——见下文。
在工业互联网中,工业4.0是第三次工业创新浪潮

今天,四次工业革命的概念,然而,已经被广泛采用,工业4.0也是如此。

全球化,架构与标准化:工业4.0与工业互联网联盟的合作

工业互联网联盟的跨行业方法比德国的“平台工业4.0”(工业4.0平台)更为广泛。它更侧重于制造业(尽管它也被用于物流等,看见物流4

工业互联网联盟和平台工业4.0都有许多共同的努力和看法,越来越多的公司成为这两个平台的成员,两个组织都开始关注相似性和协作。毕竟,我们仍然生活在全球化的世界里,当然是在工业生产和相关市场。

所以,合作变得明显,更重要的是,因为这两个行业机构都在研究架构框架。在工业4.0和“平台工业4.0”的背景下,这个框架被称为RAMI 4.0,工业4.0参考架构模型的缩写。工业互联网联盟的框架被称为IIRA,工业互联网参考体系结构的缩写。

2016年初,工业互联网联盟和平台工业4.0宣布合作,以标准化为重点,“新”制造业的架构,商业目标和物联网在其中的作用。

如果你今天看看工业4.0,你会发现,工业也越来越受到关注,除了工业互联网联盟和网络物理系统中的制造业,下一步我们将要解决的问题不在网络物理生产系统的范围之内,而是作为除其他情况监测和远程可能性外,这不仅仅是启用和驱动智能工厂。

工业4.0的现状:制造业公司怎么样?

抛开所有的革命和联系,问题是我们在工业4.0中的地位有多高。Are manufacturing companies fully ready?在这个行业背景下,准备就绪意味着什么?

战略的定义是工业4.0的第一大挑战(波士顿咨询集团)

换言之:特点是什么?原则,技术成熟度,(实现和期望的)利益和实现,我们从工业4.0或工业互联网开始?正如您将注意到的,这些问题的答案与任何行业和任何徳赢真人娱乐徳赢真人娱乐数字化转型战略挑战.毕竟;最后,不管制造业的技术和市场环境如何,徳赢真人娱乐数字化转型在任何行业都是一种普遍现象,因此寻求类似的能力和成果。然而,如本文开头所述,工业4.0是一个愿景和现实,有项目和朝着愿景的明确步骤。

行业4,正如前面所说,制造业的数字化转型不止一个方面,徳赢真人娱乐today still is mainly focused on the first stages of transformation and ‘maturity' from a benefit and potential perspective: enhancing productivity,自动化和操作流程的优化,业务流程和,第一物联网用例来自物联网消费观:生产运营,其次是(预测性)维护和智能维护服务。

工业4.0和成熟度的第一阶段

This is also波士顿咨询集团在2016年12月的报告中发现了什么:公司正在实施工业4.0,但采用的是非常特殊和孤立的方式。

这与我们在任何一个正在进行数字化转型或革命的行业中看到的现象完全相同。徳赢真人娱乐It's that first stage in a broader ecosystem of possibilities as organizations move from more or less obvious goals to true innovation and even disruption.波士顿咨询集团的下图显示了这一更广泛的可能性生态系统的一些方面,超越了提高生产力这一维度。

提高生产力只是工业4.0的一个组成部分-来源
提高生产力只是工业4.0的一部分- 来源

换句话说:大多数制造业和工业公司(有很多例外,我们在这个网站上提到了几个例外)are still in that stage where the intention to transform exists and isolated efforts exist but there is often a lack of a bigger picture,更广泛的战略或,正如波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)在工业4.0环境中所称,这是一个“全面的计划”。

Industry 4.0 ranks high on the agenda,然而在实践中,工业4.0的一个或两个孤立的方面得到了实施,公司说。例如:大数据和/或机器人。

This is really the first stage of maturity whereby there is also a focus on the mentioned optimization and automation goals and gains,这是很正常的,但不应该停在那里。

您可以将其与IDC关于物联网试点项目逐步演变的调查结果进行完美比较。更具可扩展性的部署,IDC发现,这些部署所寻求的好处主要集中在内部目标和业务上。

这种情况会持续一段时间,尽管大型物联网项目越来越多,the Internet of Things is more seen as strategic and tactical than transformational and internal goals are key.

As the image below shows,提高生产力,降低成本和内部流程自动化占主导地位。很明显,在那些从利益的角度出发,着眼于更好的客户服务的公司中,新的收入来源,changes in business models and innovation,IoT deployments go further.

组织中的物联网-IDC报告组织开始转向可扩展的物联网项目和调查物联网决策者-物联网解决方案部署状态,top perceived IoT benefits and major IoT concerns - source
在当前成熟度阶段,内部目标和生产力改进主导了大多数物联网部署。

工业4.0–下一个成熟阶段

Where the Boston Consulting Groups says that the vast majority of respondents see Industry 4.0 as an opportunity to improve productivity – and analyzes how this is done in practice- the parallels are crystal clear.所以,what does it take to move to those next maturity stages?

工业4.0是制造技术自动化和数据交换的发展趋势。它包括网络物理系统,物联网和云计算。工业4.0创造了所谓的“智能工厂”。(维基百科)

不是为了成熟,而是为了超越生产力的提高,走向更高的灵活性,实时机会,发展创新能力和真正的创新,确定新的信息驱动和面向服务的收入来源以及更多的目标?

答案与所有数字转换中的答案一样,徳赢真人娱乐挑战也是如此。培养新的能力,在智力方程式中寻找新的机会,人,流程和创新,创造有竞争力的利益和服务,对商业模式乃至整个行业产生重要影响,requires more than projects and more than productivity.

工业4.0挑战和风险

在工业4.0中,我们也发现了这些永恒的障碍。波士顿咨询集团,在其他中,鉴定:

  • 战略的定义(工业4.0),挑战第一。
  • 对组织和过程进行重新思考,以使结果最大化。
  • 了解业务案例。
  • 引导成功的飞行员。
  • 使组织认识到需要采取行动。
  • 变更管理,经常被忽视。
  • 公司文化。
  • 各部门之间真正的相互联系。
  • 天赋…

这些都是我们在许多其他领域看到的挑战,我们至少要添加两个(还有更多的):

  1. 信息管理excellence as it's all about actionable intelligence and connected information and process excellence in a context of relevance,为任何期望的业务提供创新和及时可用性,员工和明显的客户目标。
  2. (网络)安全(和隐私)。这个工业物联网中的攻击越来越多是一个事实,因为它和OT是一致的。此外,阻碍IIOT倡议的主要原因之一是对安全的担忧,IIOT是,如前所述,工业4.0的关键组成部分。

On top of these challenges there are several others,实用的,技术和生态系统相关:

  • IT和OT整合方面的挑战。
  • 数据合规性问题。
  • Managing risk and lowering costs in uncertain times.
  • 处理连接供应链的复杂性。
  • 更好地了解IT和OT技术,更重要的是,how they can be leveraged.
  • 改变客户和行业合作伙伴的需求。
  • 竞争以及工业4.0冠军快速获得竞争优势的事实。
  • 人类永恒而极其重要的挑战(人才,工作的未来,就业……)。

虽然领先的制造商正在克服上述挑战,有些已经克服了,其他人需要加快步伐。波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)的报告题为“冲向工业4.0的价值”并非巧合。

害怕别人带头是个好顾问吗?不?你需要从某个地方开始吗?对,and you can.它是,即使恐惧是个坏顾问,在一个数字化转型是一场马拉松式的、有几次冲刺的世界里,是时候在工业4.0中冲刺实现价值了吗?徳赢真人娱乐看看班上最好的学生在做什么,我们会说是的。

此外,你可能想看看一些预测,such as this first one from an IDC article with10制造业预测,截至2016年底:2018岁,只有30%的制造商投资于数字化转型,才能实现最大化的成果;徳赢真人娱乐其余的则被过时的商业模式和技术所阻碍。

工业4.0的好处

无论是工业4.0,Smart Industry or the Industrial Internet,对于制造商来说,改变他们的工作方式有很多好处。

我们提到了一些好处,风险和挑战在本概述的前面,但让我们更仔细地看一下其中的一些主要优势。其中一些文章在本网站的其他文章中也进行了更深入的探讨。

工业4.0的基本目标是使制造业和物流等相关行业更快,更高效、更以客户为中心,同时超越自动化和优化,发现新的商业机会和模式。

工业4.0的大部分好处——显然——与制造业数字化转型的好处相似,徳赢真人娱乐用法制造业的物联网,运营和业务流程优化,以信息为动力的价值生态系统,徳赢真人娱乐digital transformation overall,工业互联网和我们网站上的许多其他主题。然而,让我们总结一下Industry 4.0的几个关键好处。

通过优化和自动化提高生产力

如工业国4.0节所述,工艺和生产力的优化是制造商看到的第一个好处。

这也是工业4.0项目的首要目标之一。换句话说:节约成本,提高盈利能力,减少浪费,自动化以防止错误和延迟,加快生产,使其在整个价值链的实时性和功能上发挥更大的作用,速度对每个人都至关重要,数字化纸基流,能够在生产问题等情况下更快地进行干预。

It's the low hanging fruit,但重要的是。除了我们前面提到的BCG的研究之外,首先在这些领域进行投资的迹象很明显。再一次,这不是巧合,从消费的角度来看,制造商投资物联网(IOT)预算的第一个用例是生产运营(a whopping $102.5 billion on a total of IoT $178 billion across all manufacturing use cases in 2016).Industry 4.0 offers various solutions to optimize,从优化资产利用和更顺畅的生产流程到更好的物流和库存管理。

实时经济中实时供应链的实时数据

虽然我们刚刚提到了优化环境中的速度,自动化和提高生产力,它在许多其他方面也有好处。

A lot of the productivity improvement benefits are rather about the internal goals of costs and process optimization.然而,同时,也有一些符合增强的以客户为中心的观点。

工业4.0是产品的整个生命周期,显然制造业并不独立。如果你观察整个价值链和生产运营所处的生态系统,就会发现有许多利益相关者参与其中。这些都是顾客。客户也希望提高生产力,不管他们在供应链中的位置如何。如果最终客户希望快速获得好的产品,并对客户体验有更高的期望,vwin免佣百家乐quality,在他们想要的准确时间交付的服务和产品,这影响到整个供应链,all the way up to manufacturing and beyond.在日益实时的经济环境中,速度不仅仅是竞争优势和客户期望,这也是一个协调的问题,成本和价值创造。此外,客户只是期望它。

数据和信息的关键作用再次显现出来。

行业4,智能工厂,supply chains,知情客户,对齐:一切都是关于数据,从实际操作到将产品交付给最终客户等。

您早期收集的数据越多,这些数据在重要的时候就越及时地到达重要的位置,供应链的价值越高。事实上,这就是Rami 4.0的三维,the Reference Architecture Model Industry 4.0,我们在下面处理的。

通过高级维护和监控可能性提高业务连续性

When an industrial asset gets broken it needs to be fixed.这需要时间,钱,而且经常有很多人靠支持人员和工程师四处走动。

当关键工业资产,比如汽车制造厂的工业机器人放弃了,不仅仅是机器人坏了。Production is affected,花费大量金钱和不满意的客户,有时生产会完全中断。这是每个人最糟糕的噩梦,因为业务连续性是一个非常令人担忧的问题。

在所有更换/固定工作的基础上,资源和成本,reputation can be damaged,订单可以取消,每过一个小时,钱就会被扔掉。工业资产是否已连接并可被监控(健康状态监测,例如)through the Internet of Things and issues are tackled before they even happen the benefits are huge.可以设置警报,assets can be proactively maintained,实时监测和诊断成为可能,工程师可以解决问题,如果它们确实发生在远处,名单还在继续。此外,模式和洞察可以在某些领域进行优化,这些领域的问题似乎更为频繁,我们将看到一个新的维护服务的世界。难怪资产管理和维护是物联网在制造业投资的第二大领域。

更优质的产品:实时监控,物联网实现质量改进和COBOT

我们提到客户想要速度。然而,that doesn't mean they are ready trade quality for speed,恰恰相反。

If you have everything in your production system and its broader environment hooked up with sensors,软件,物联网技术,systems of insight AND the customer,您还可以提高产品的质量。自动化在这里扮演着重要的角色,网络物理系统(更多见下文)和物联网的典型组件也扮演着重要的角色,通过这些组件,可以实时监控质量方面,机器人可以减少错误。

On the flip side and one of the risks and challenges to tackle,如前所述:自动化程度越高,对人们来说工作越少,理论上。其他提到的好处也一样,如维护(the less you need engineers for support,你需要的支持工程师更少).这是一个两难的问题,我们稍后会讨论。同时,要知道,机器人不会很快取代所有的人类工作。充足的公司增加了机器人的使用,同时雇佣了更多的人。我们之所以在质量方面提到它,是因为这确实是一个你可以看到cobot出现的领域。(cobots是高级协作机器人的一个花哨术语,或者更简单地说:适合人与机器协作的机器人)。

更好的工作条件和可持续性

谈论人,人类(和社会)维度在工业4.0中无处不在。此外,如果我们看看可能性和好处,那个人,社会甚至环境方面是工业4.0目标的关键。

Improving working conditions based on real-time temperature,工厂或仓库中的湿度和其他数据,在发生事故时快速检测和加强保护,检测是否存在气体,辐射等等,更好的沟通和协作可能性,注重人体工程学,清洁空气和清洁工厂倡议(当然是在工业4.0中,因为欧盟希望在清洁空气和任何清洁技术方面处于领先地位),名单还在继续。

针对“新”消费者的个性化和定制

我们都知道:消费者的行为和偏好发生了变化。Digital tools have changed the ways we work,商店和生活。

人们的要求也越来越高,在其他方面,如前所述,关于快速响应和及时信息/交付。On top of that consumers also like a degree of personalization,取决于上下文。Take sports shoes,例如。一旦同一双鞋的几个颜色足够了,知道我们想要以任何方式定制它们的能力。

除此之外,另一个现象正在发生,它确实扰乱了传统的供应链。消费者越来越多地获得(并希望)与品牌及其制造能力直接互动的可能性。如前所述定制产品的数字平台,缩短了生产和交付之间的路线,共同创造的可能性等等。在许多制造环境中,这些事情已经发生了。不仅仅是在消费环境中。我们越来越多地在B2B环境中看到定制,even if it's just to stick a label,add a custom feature or adapt any characteristic of the product whatsoever.

如果你想大规模提供这些服务,甚至把它们变成竞争优势,自动化以及工业4.0中的一些技术和过程成为了一种必要性。A real-life example without disclosing the details: a large bank wanting specific office equipment to use across all its branches (customer-facing context) with its own look,感觉和功能是重新命名的一部分。还有很多例子。

提高灵活性

既然我们谈到了竞争优势和定制,我们还需要解决敏捷性问题,可扩展性和灵活性。

与我们期望的支持IT服务和技术的可扩展性和灵活性相同,比如云,预计在制造业。This is partially related with the previous topic of customization but mainly is about leveraging technologies,大数据,人工智能,robots and cyber-physical systems to predict and meet seasonal demand,生产波动,缩小或扩大的可能性;换言之:所有有时或多或少可预测的调整,can be made more predictable or are not predictable but can be handled thanks to increased visibility,从时间和规模的角度来看,灵活性和利用资产实现最佳生产需求的可能性。

创新能力和新收入模式的发展

徳赢真人娱乐Digital transformation,正如您在我们的数字化转型战略概述中所读到的,徳赢真人娱乐是一个多层次的问题,步骤和能力。

You can transform processes,特定功能,客户服务,经验和技能,但最终真正的价值是通过开发新的,通常信息密集,收入来源和生态系统,实现创新能力,例如,在为客户部署服务能力时,advanced maintenance services and so on.

最后,工业4.0也是如此。这是我们经常写的一个话题。你可以在我们关于徳赢真人娱乐制造业数字化转型.

工业4.0战略和实施

如前所述,it's important to point out that Industry 4.0 is still mainly a vision.Does this mean it is just a vague idea?不,相反地。

但我们确实看到,大多数组织仍处于工业4.0的早期准备阶段,目前主要是临时工作。然而,the vision of Industry 4.0 is far more studied and documented that that of other evolutions.

“工业4.0”是一个愿景和现实,具有实现愿景的书面战略路线图。

让我们比较一下数字转型和工业徳赢真人娱乐物联网在信息技术中的作用,随着力学的发展,工程和制造,本质上是工业4.0的意义所在。

徳赢真人娱乐Digital transformation,尽管在学术上受到关注,而且尽管存在许多数字化转型框架和路线图战略,徳赢真人娱乐which are developed by numerous people,没有普遍的定义,也没有明确的行业范围的方法。工业物联网的实施也是如此。

Just like 徳赢真人娱乐digital transformation and the Industrial Internet of Things,Industrie4.0的采用发生在组织的个别环境中。然而,行业4,这不仅仅是制造业的自动化,最终也显示了转型的愿景,经过深入研究,由学术界的一个大平台准备和展示,公司,更重要的是,这是一项明确的任务。

实质上,这意味着在工业4.0中有一个工作主体,参考模型,在实际实现真正发生之前的路线图和描述良好的组件。这是非常独特的。

所以,just like 徳赢真人娱乐digital transformation,工业4.0需要一种分阶段的方法,即在最早的成熟阶段和领域中的倡议最终导致实现一个综合的愿景和现实。然而,与数字化转型相比,这一愿景和徳赢真人娱乐现实的研究要多得多,文件化和标准化(尽管提到需要在单个业务环境中工作)。

工业4.0成熟度模型和路线图基础

在Industry4.0成熟度模型中,有几种方法可以查看上述阶段性方法。其中一种成熟度方法将信息、实际操作和制造系统视为真正的工业4.0,将自主机器和系统视为真正的工业4.0。

In this gradual approach,每个阶段都建立在下一个阶段的基础上,并增加更多的价值,我们从数据到信息,从知识到智慧,从数据的角度采取行动。的确,老好人迪克模型。

工业4.0战略-一种分阶段的方法,每一步都有价值机会,整个过程的整体价值更高-阶段,准备工作,实施和行动
工业4.0战略-一种分阶段的方法,每一步都有价值机会,整个过程的整体价值更高-阶段,准备工作,实施和行动

从系统和设备/机器的角度来看,这些阶段与分别观察正在发生的事情(数据)知道发生的原因(分析,知识),预测将要发生什么(基于我们之前开发的模式和能力和人工智能)到最终的步骤工业4.0努力:在自我优化工业4.0系统中,由自主机器进行自主反应。

第二种成熟度方法更多地围绕业务进行,并且与您在任何项目中通常看到的内容相对应。

我们今天想要实现什么和拥有什么(评估),我们想去哪?去那里的链接有哪些?(called the methodological analysis in Industrie 4.0,of which gap analyis is part)然后部署一个战略计划,在流程方面有一个明确的路线图,安全性,技能,技术和实施。

而且,像往常一样,这当然是紧接着的监控和改进。

工业4.0的构建块:网络物理系统

网络物理系统(CPS)一方面是工业4.0的基石,另一方面也是工业4.0愿景的一部分。

网络物理系统是智能物理组件的组合,具有嵌入式计算和存储可能性的对象和系统,它们通过网络连接,是物联网中工业4.0智能工厂概念的实现者,数据和服务范围,专注于流程。

简单地说,如术语所示,cyber-physical systems refers to the bridging of digital (cyber) and physical in an industrial context.

Cyber-physical systems (CPS) in the Industry 4.0 vision

这看起来仍然很复杂,但是,再一次,网络物理系统是复杂的。此外,这个术语并不新鲜,在工程和工业环境中更为人所知。

它更适合于融合IT/OT世界的操作技术(OT),这在工业4.0和工业互联网中很典型。所以,if you want to understand Industry 4.0 or the Industrial Internet,你需要了解一些基本的操作,生产和机械术语。

工业4.0视图中的网络物理系统基于最新的控制系统,嵌入式软件系统和IP地址(the link with the Internet of Things becomes clearer,虽然严格地说,两者并不相同,但它们确实是双胞胎,正如我们在下一章所看到的。

在工业4.0力学的背景下,工程等,网络物理系统被视为不断改进增强和功能集成的下一个阶段。

工业4.0和网络物理系统-CPS是OT和机械的一个演变,是推动工业4.0中智能制造和智能物流的能力的推动者。

将工业4.0视为产品生命周期中价值链组织和控制的下一个新阶段,CPS的持续改进始于机械系统,移动到机电一体化(在我们使用控制器的地方,传感器和执行器,物联网中熟悉的更多术语)和adaptronics,现在正进入网络物理系统兴起的这个阶段。

网络物理系统基本上使我们能够使工业系统能够进行通信和联网,从而增加了现有的制造可能性。

They result to new possibilities in areas such as structural health monitoring,追踪和追踪,远程诊断,远程服务,远程控制,状态监测,系统健康监控等等。

And it's with these possibilities,通过网络化和通信网络物理模块和系统实现,that realities such as the connected or smart factory,智能健康,智能城市,智能物流等如前所述。

工业4.0之前的网络物理系统

在最初的定义中,十年前,网络物理系统中未特别提及的IP地址。

2008,Professor Edward A.来自加利福尼亚大学的李,伯克利定义的网络物理系统如下:“网络物理系统(CPS)是计算和物理过程的集成。嵌入式计算机和网络监控物理过程,通常带有反馈回路,其中物理过程影响计算,反之亦然”。

On his page on the Berkeley website,李教授链接到网络物理系统.orgwhere you find his definition and a CPS concept map in the form of a mind map where you can click the various components to read more.对于德国工业4.0学术界和工业界人士来说,CPS(以及网络/数字和物理的桥梁)是工业4.0的关键。

网络物理系统还包括模拟尺寸和双模型,智能分析,自我意识(自我配置)等等。我们已经讨论了其中一些问题,包括数字双胞胎,以前。

有希望地,概念的本质,网络物理系统进化的背景和现实已经变得更加清晰了。注:网络物理系统和网络物理制造系统或网络物理生产系统(CPSS)之间存在差异,我们从技术组件转向更重要的工艺和应用维度。

网络物理系统:关键特性概述

下一步,我们将更深入地研究物联网及其在工业4.0中的地位。你会发现这两个孩子实际上都是双胞胎。

Before doing so we summarize some key characteristics of cyber-physical systems as they are related with the Internet of Things:

  • 网络物理系统被视为下一个进化在制造业,机械与工程。基本的维度是数字和物理的桥梁,这可能要归功于互联网技术,以及信息技术和运营技术的衔接/融合。
  • Cyber-physical systems can communicate.他们有智能控制系统,嵌入式软件和通信能力,因为它们可以连接在网络物理系统的网络中。
  • Cyber-physical systems can be uniquely identified.它们处理一个IP(Internet协议)地址,这意味着它们使用Internet技术,并且是可以唯一寻址的所有内容的Internet的一部分(每个系统都有一个标识符)。
  • 网络物理系统有控制器,传感器和执行器.在网络物理系统(机电一体化和adaptronics)之前的早期阶段,情况已经是这样了;然而,正如我们将看到的,在物联网中,它起着重要的作用。
  • 网络物理系统是工业4.0的基本组成部分,也是附加功能的实现者。在制造业(及其他领域),如跟踪和远程控制(更多关于这些功能的信息,请参见下一节CPS和物联网)。
  • 可能要归功于网络物理系统的功能使智能工厂,智能物流(物流4.0)和其他智能应用领域,在能源领域,石油和天然气,and utilities.

工业4.0构建块:物联网(工业)

如许,是时候上网了。物联网在工业4.0及其国际同行中无处不在,如前所述。

你可以在我们的页面上看到工业物联网从上面的网络物理系统图中扣除,CPS本质上是关于工业物联网的。

物联网和网络物理系统:相似特征

根据定义,IP地址的存在意味着网络物理系统,作为对象,连接到(事物的)因特网。IP地址也意味着网络物理系统可以在网络中唯一标识。这也是物联网的一个关键特征。

制造业物联网的主要用例,从消费的角度来看,关注生产运营

网络物理系统也配备传感器,执行器和所有其他构成物联网的元素。Cyber-physical systems,就像物联网需要连接一样。所需的确切连接技术取决于上下文(两者都有)。

物联网由具有嵌入式或附加技术的对象组成,这些对象能够感知数据,收集并发送给特定的目的。根据对象和目标,这可能是在捕捉有关运动的数据,位置,存在气体,温度,设备的“健康”状况,名单是无止境的。这样的数据只是开始,the real value starts when analyzing and acting upon them,在物联网项目目标范围内。

物联网设备也可以接收数据和指令,同样取决于“用例”。所有这些都同样适用于网络物理系统,which are essentially connected objects.有更多相似的特征,但你已经看到有多少共同点了。

支持CPS的功能和物联网用例

此外,网络物理系统所支持的新能力,如结构健康监测,跟踪和跟踪等基本上就是我们所说的物联网用例。

换句话说:你可以用物联网做什么。其中一些是跨行业使用的,超越制造业。

Below are two examples of CPS-enabled capabilities we tackled previously and how they really are IoT uses cases.

Track and trace possibilities实际上,在在其他中,医疗保健,物流,仓储,航运,mining and even in consumer-oriented Internet of Things use cases.后者的应用非常广泛,有许多解决方案和技术。你可以追踪你的滑板,你的宠物,真的吗?使用物联网。

结构健康监测也是无所不在的,主要涉及工程等行业,建筑物维护,设施管理,等。有了合适的传感器和系统,您就可以监控各种物体的结构健康状况,从建筑物中的桥梁和物体到制造业和工业4.0中的生产资产和网络实物资产。

智能工厂,智能工厂和智能应用

新的能力,其中我们刚刚提到了两个,这是有可能的,这要归功于工业4.0的CPS观点,反过来,启用智能工厂,smart factories and anything smart.

智能物流等的核心推动者是什么?的确,(工业)物联网,除了传感器的简单方面,执行器,通信能力和数据收集/分析。你可以将它与互联网上所有连接对象的视图进行完美的比较,人,作为智能应用程序的构建块的进程和数据。

这是工业4.0的CPS观点与物联网现实的另一个关键相似之处,这是工业4.0的关键。

总结:事实上,你可以把网络物理系统称为制造业物联网中的(尽管是先进的)东西。所以,事实上,CPS和IOT比双胞胎更重要。

物联网和工业4.0连接

工业物联网的一个关键组成部分是连通性。据调查,工业制造商在整体连通性方面仍有一些追赶工作。

Among others,基于云技术的服务的采用以及传统系统与数字网络的连接在一定程度上滞后。然而,as IIoT strategies are being envisioned and designed,工业物联网的数量正在迅速增长,所使用的连接解决方案类型也发生了变化。

在2017年ABI Research的研究中,it is estimated that in 2017 there will be 13 million extra (new) wireline and wirelines connections across the globe.总的来说,这将使工业物联网的数量达到6600万。在之后的几年里,这种增长持续甚至加速(到2021年,每年新增1800万个连接)。

看看制造业和工业4.0中各种类型的工业物联网连接解决方案,预计2017年手机和卫星连接费收入将超过1.38亿美元。

Industry 4.0 and the Industrial Internet of Things connectivity and connections

连接的主要部分包括固定线路的部署,但无线网络正在增长,并将在2017年占所有新连接的四分之一左右。此外,on the longer term it is expected that LPWA will be the fastest grower and that the shift to 4G LTE continues.

研究主任Jeff Orr指出你随着储存和加工成本的降低,工业4.0是所有制造商都能接触到的。随着工业4.0的关键组成部分中连接选项和解决方案的发展,工业物联网是什么?情况更是如此。

参考建筑模型Industrie 4.0(RAMI 4.0)

虽然,as mentioned the Industrial Internet Consortium has a framework,called IIRA(工业互联网参考体系结构),德国“平台工业4.0”开发了所谓的参考建筑模型“工业4.0”。(RAMI 4.0).

工业4.0和RAMI 4.0:国际扩张

RAMI 4,虽然起源于德国,就像工业4.0一样,is playing an increasing role in other countries as well.事实上,事实上,'平台工业4.0'正在寻求欧洲和全球其他国家的一致性。

即使一些欧盟国家使用不同的术语,如智能工厂,未来产业,数字化生产或智能制造,欧盟委员会(EC)也在干预。

The 3-dimensional RAMI 4.0 model shows that the production object must be tracked across its entire life cycle (video ZVEI,见下文)

2017年初,在欧共体“数字化欧洲工业”项目范围内举行了一次论坛。工业4.0和RAMI 4.0也在EC(和具有参考建筑模型Industrie 4.0精髓的PDF上面有,不是没有理由的)。

在上述论坛上,所谓的“利益相关者论坛”,2017年初举行,围绕工业4.0的国际合作是其中一个主题。“Plattform Industrie 4.0”利用这个机会进一步扩大了与,其中包括未来联盟的法国工业(未来联盟工业)意大利智能工厂项目(法布里卡智能).在欧盟以外,合作伙伴包括上述IIC(工业互联网联盟)日本的机器人革命倡议(同时,日本宣布全面社会52017年CEBIT贸易展的倡议)。

An overview of the ongoing acceptance and leverage of Industrie 4.0 technologies,概念和原则,如前所述,在这一页的底部,全球有十几个工业4.0计划。

如果您在实践中寻找工业4.0案例的一些例子,知道你能看地图可能很有趣,英文翻译:platform industrie 4.0就在论坛前。

Click on a place on the map and read more about the specific case(for now only German examples).

RAMI 4.0(和工业4.0组件)的关键元素

关于RAMI 4.0,您需要了解哪些关键方面(下面嵌入了架构模型概述)?

第一,know that there are two documents which laid out the foundations of Industry 4.0 and RAMI 4.0.

Industrie 4.0工作组调查结果报告

In 2013,所谓的“umzetsungsempfehlungen”文件已经发布。基本上是“工业4.0”工作组的报告,其中包括原则和基础,包括:

  • 横向一体化across value-added networks.
  • 纵向一体化以及联网/连接的生产系统
  • The technologies for CPPS(cyber-physical production systems)
  • 工程的一致性整个价值链。
  • 新的社会基础设施劳动/工作。

我们将更深入地讨论第一个文档中的这些主题。

工业4.0战略实施文件:RAMI 4.0的由来

第二份文件,“umsetzungstrategie”,一份载有工业4.0战略翻译和实施建议的文件,发表于2015年,包含RAMI 4.0模型,工业4.0组件和实施研究路线图。

就是这个文件,更具体地说,Rami 4.0和我们在这里处理的工业4.0组件。

Rami 4.0的3个维度

RAMI 4.0体系结构参考模型使用3个维度进行解释:

  1. 第一个维度由层次结构级别组成。
  2. 第二个维度涵盖生命周期和价值流。
  3. 第三个和最后一个维度涵盖了所谓的RAMI(体系结构)层。

层次结构级别

层次结构维度由7个聚合级别组成。,作为一个相互联系的世界,2)企业,3)工作中心;4)车站(或机器);5) control devices,6)现场设备(传感器和执行器)和7)产品。

重要的是要注意:虽然传统上这些层次被视为“真正的层次”,并被描述为金字塔,在工业4.0中,它们被更多地设想和描述为现实中的一个网状物,即无所不在的所有事物的连通性,包括过程,devices,products,组织,生态系统等等。在显示工业3.0的金字塔中,只有6个级别的企业位于顶部。虽然从技术和商业的角度来看,互联世界确实更加互联,我们必须指出,早在有人谈论工业4.0之前,就有这样一个扩展的企业及其生态系统。

The hierarchy dimension is what we covered several times in our articles on ubiquitous connectivity and 徳赢真人娱乐digital transformation but in a different scope of hierarchy with smart products and smart factories as part of this connected world.

它还涉及技术(我们在整个董事会范围内进行类似的分散)(IT,尤其是OT),以及各层次参与者的普遍互动,whereby the product is seen as part of the network.

生命周期和价值流维度

生命周期和价值流维度,正如术语所描述的那样,涵盖RAMI 4.0中相关生命周期的各种数据映射阶段,以及整个价值链和各种流程(以及利益相关者)的数据映射阶段。

工业4.0-RAMI 4.0模型-生命周期和价值流维度
工业4.0–RAMI 4.0模型–生命周期和价值流维度

稍后我们将更深入地讨论这个问题,因为它是数据部分的关键,从预生产开发产品数据模型开始,从理念和发展开始(数据在其他中,,all the way across further stages downstream,包括实际生产和各种工艺,直至生产对象寿命结束,并被回收或丢弃)。想法:早期的数据越多,以后会有更多的价值。

建筑层

第三维度,the architecture layers,包括6个组成部分:业务,功能性的,information(a),交流,集成和资产。

实质上,我们谈论的是1)企业及其业务流程,2)资产的功能;3) the required data,4)作为获取信息的途径进行沟通,5)集成为,报价,“从现实世界向数字世界的转变,以及将资产作为现实世界中的实物。

把三个维度放在一起,在漂亮的视觉效果之上,您有一个面向服务的3D体系结构。

更多RAMI 4.0资源

如果您想了解更多关于参考体系结构模型Industrie4.0的信息,请查看下面的RAMI4.0源的策划列表。

工业4.0原则:横向和纵向一体化

在介绍RAMI 4.0之后,2015年的文件中提出了上述建议,并对工业4.0战略和实施提出了建议,让我们看看其他一些所谓的工业4.0原则。

在2013年的报告中,工业4.0工作组提出了他们的研究结果,这些原则和基础。记住,如前所述,我们将更深入地介绍,这些建议,原则等主要是关于制造业,但实际上工业4.0,它的原则,愿景和要素正在超越制造业,并将继续这样做,因为工业4.0从愿景转向现实,以满足其他行业今天已经发生的不可避免的转型。

尽管水平和垂直集成之间存在差异,但目标是相同的:不同系统之间和所有流程之间的生态系统范围的数据信息,使用数据传输标准并为自动化供应和价值链创建基础。

工业4.0横向一体化

Horizontal integration refers to the integration of IT systems for and across the various production and business planning processes.

在这些不同的过程之间有材料流动,能量和信息。此外,它们既关注内部,也关注外部(合伙人)供应商,客户还有其他生态系统成员,from logistics to innovation)流程和利益相关者。

换言之:横向整合是指整个价值链和供应链的数字化,whereby data exchanges and connected information systems take center stage.你可以想象这不是一个小任务。For starters,在组织内部,仍然有相当多的IT系统断开连接。这对所有组织来说都是一个挑战,工业的还是非工业的。If you start looking at seamless integration and data exchange with suppliers,客户和其他外部利益相关者,画面变得更加复杂。

工业4.0中的横向整合:从供应商到消费者,IT系统和信息流与物联网的端到端集成,分析和数据
工业4.0中的横向整合:从供应商到消费者,IT系统和信息流与物联网的端到端集成,分析和数据

Also keep in mind the life cycle and value stream dimension of RAMI 4.0 here where we talked about the importance of early data collection and provisioning.

它是涉及产品数据,还是涉及跨水平价值链的各种提到的流程和其他流程的信息。(所以,从供应商和生产到最终客户和/或其他利益相关者/合作伙伴的路径),在这方面还有很多工作要做。

尽管如此,它对工业4.0和整体业务至关重要。这种水平连接信息系统需求的好处和驱动因素与我们在信息管理中发现的相当。如果系统不集成,缺点也一样。

我们谈论的是客户服务和满意度(供应链中有许多客户)规划,employee productivity and satisfaction,速度等等。将其与保险场景中的信息管理挑战进行比较:如果后台信息例如,索赔流程,不与前端连接,如果客户服务代理寻求有关流程(状态)的信息或帮助,他/她就无法足够快地帮助客户。工业4.0和制造业的情况完全一样。我们只是在谈论更多的利益相关者,高度依赖的过程和利益相关者,更多的过程和数据等等。

水平整合有助于水平协调,这一点毋庸置疑,协作,cost savings,价值创造,speed(as an enabler of smooth service and operations but also of faster time to market and worker's efficiency)创造有价值的横向生态系统的可能性,基于信息。

工业4.0的横向整合带来了一个更强大、更连接的横向价值网络——源代码和礼遇HP
工业4.0的横向整合带来了一个更强大、更连接的横向价值网络——源代码和礼遇HP(现在 HPE

然而,这不是因为这是一个很简单的简单的头脑。询问任何行业的任何组织。最后但同样重要的是:我们不仅仅是在谈论信息。这是知识,最终重要的洞察力和行动。

工业4.0中的垂直整合

Whereas horizontal integration is about IT systems and flows in the supply/value chain and the various processes happening across it,垂直集成有一个层次组件。

换句话说:它是关于在不同的生产和制造层次上集成IT系统,而不是水平面,一个全面的解决方案。

These hierarchical level are respectively the field level(通过传感器和执行器与生产过程接口),控制水平(机器和系统的调节)工艺线级或实际生产工艺级(需要监控),操作级别(生产计划,质量管理等)以及企业规划水平(订单管理和处理,更大的总体生产计划等)。

工业4.0-垂直整合

这种垂直集成中的典型解决方案和技术包括可编程逻辑控制器(PLC),它们控制制造过程并处于控制级别上,SCADAwhich enables various production process level and supervisory tasks and is de facto commonly used in industrial control systems,MES or制造执行系统管理层和智能ERP对于企业层面,这是这个层次图中的最高级别。

如前所述,在工业4.0转型的第一阶段,制造执行系统(MES)作为信息和连接的数字枢纽发挥着核心作用。

工业4.0中的自动化金字塔和新商业模式

As mentioned previously the opportunities which are offered by Industry 4.0 stretch beyond goals of automation,效率更高等等。正如Industrie4.0背后的人们所说,真正的机会在于识别和实施新的商业模式。

工业4.0的真正机遇在于识别和实施新的商业模式。

虽然说起来容易做起来难(对于许多公司来说,达到这些阶段和目标几乎是不可能的任务,当然现在,其中一个原因,他们主要集中在一个阶段性的方法或较小的步骤,正如您可以在我们关于工业转型的文章中看到的那样),这是真正的目标:基于数据的新业务模型,新的生态系统和服务客户的新方法,以新颖的方式满足需求,创造新的收入流。

这些更具抱负的工业转型目标主要围绕着所谓的自动化金字塔的服务维度。

下面是这种自动化金字塔的一个很好的例子,在入侵.的确,它看起来像上面的垂直整合图像。不是工业4.0背后的人发明了一切,正确的?我们现在所拥有的是物联网的日益重要。工业4.0当然是关于它进入一个物联网结合物联网和它与物联网融合的世界。和,对,它看起来也有点像迪克金字塔,一个永远存在的模型,显示了从数据到信息到知识再到智慧的道路(以及一些描述到行动的道路)。最后,这一切都是非常相关的。

通过授权的自动化金字塔-来源和信用授权
通过授权的自动化金字塔- source and credits invilution

That automation pyramid is really just a depiction of the implementation of Industry 4.0 in the organization and will not just look familiar to people who have been active in industrial automation forever but will also seem familiar to many who have already looked at the strategical aspects of Industrial Iot strategies.

实现工业4.0的自动化金字塔,我们将从转换的角度来看(称之为产业转型金字塔)由4个级别组成。

当然,当把OSI等网络模型的层次看作是技术层面时,也要考虑到它们,IT和物联网的人也会认识到很多。

正如工业4.0的其他方面,如垂直集成和水平集成一样,本质上,我们谈论的是数据,从关联资产开始,一直到服务建立在资产识别的基础上,传感器和系统携带信息,这些信息被分析并通过网络发送到其他平台,在这些平台上建立新的服务。如果你碰巧看到这个简单的自动化金字塔,你会注意到我们已经将其作为生态系统的维度进行了一些调整。对于新服务的部署缺少一点(更多见下文)。

一级:传感器和执行器-连接应连接的

自动化金字塔的第一层涉及传感器和执行器。在物联网环境中,我们会说“物和设备”层,尽管在这里你可以想象其他技术和系统。

第一层基本上由产品和制造资产以及组件组成,这些资产和组件在可以解决的情况下成为信息载体,通过传感器定位和识别并连接。Pretty much the foundation of IoT indeed: connect what needs to be connected to ‘sense' what needs to be ‘sensed',桥梁的数字化和物理化奠定了下一个层次的基础。

第二级:系统和内部服务——监控和管理

Built upon that connected layer of sensors,执行器和基本上的数据位于一个服务和系统层,这使得组织和管理价值链的新方法得以实现。

Here we meet applications such as energy monitoring and the monitoring and management of systems and conditions of assets such as machines,建筑,infrastructure and so forth.换句话说:主要是监控和管理,尽管考虑到下一步:我们确实监控是有原因的——为了增强,了解并建立新的能力。虽然它更多地是第三层的一部分,但是您可以想象这里的应用程序,通过它您可以找到基于性能实现货币化的方法。

第E级:连接性-连接新的应用程序和功能

增加了额外的连接层,这样不仅可以连接资产,还可以连接数据和监控系统,然后我们将涉及物联网和IP服务模型,这些模型支持更智能的应用程序和新功能,如预防性/预测性维护,asset tracking and so forth whereby there is already a change in business approach for many organizations.

Initially these maintenance,跟踪和其他应用程序通常侧重于内部运营,但当然,当在客户生态系统环境中部署和提供时,一些应用程序可以成为额外的收入来源,例如,通过提供维护合同,可以带来新的收入或作为您销售设备的服务提供,同时为自己降低成本(service and support)还有你的客户(减少停机时间).

第四级:新服务和生态系统——转型

第四层,最后,is where you can leverage the capabilities and services and data/intelligence you have to really transform your business model with myriad services,取决于上下文。

这些应用程序可以使消费者定制他们订购的商品,并销售先进的服务,从而产生新的收入流,当然,当在数据生态系统和可能的合作伙伴中开发服务时。在这里,您还可以开始开发新的服务,这意味着您的核心业务发生了重大转变,通过将智能系统和其他具有互补系统的系统的数据和智能聚合在一起,并开发出全新的客户群体。我们还看到了工业物联网数据交换和货币化平台。在这个阶段,限制你所能做的不是技术,而是你的视力和想象力。

但是,再一次,当然,它看起来比实际中要容易。从更少的纸面和遗留系统到简单地连接资产和利用物联网,在第一层架起IT和OT集成挑战的桥梁,能够监控和管理任何需要监控和管理的东西,对于许多人来说,从能源到结构再到超越已经是一个巨大的步骤。

Industry 4.0 design principles

工业4.0通常在六个所谓的设计原则中恢复,基本上是作为工业4.0愿景的一部分,并为希望了解的公司提供更清晰的指导方针,确定并实施工业4.0项目。

对于这些设计原则,已经有了大量的学术研究,因此您可能会发现其他术语,可能有四个而不是六个设计原则。从本质上说,它们相对简单,应该能够解释工业4.0最终意味着什么。

这些相对知名的工业4.0设计原则是1)互操作性(now and then also referred to as interconnection or simply connectivity),2)信息透明度(也指虚拟化或虚拟实体),3)权力下放(also decentralized/autonomous decisions or autonomy),4)实时能力,5)技术援助和服务导向(人机交互)6)模块化。

更详细地介绍一下这些工业4.0设计原则。

互操作性,互连,connectivity

为了走向智能制造,智能工厂,或关联产业,你需要在真实的事物之间架起桥梁,人,标准,工作过程(man and machine)还有更多。以及连接所有你需要的数据和网络。它们必须相互操作,相互连接。

互操作性还涉及到协作以及让不同的标准相互对话的能力,以便可以利用来自不同来源的数据。

You need to bridge IT and OT,you need to have assets such as machines that can connect and communicate thanks to sensors and other equipment and you need to connect people,data,机器等等。这实际上主要是关于物联网,in a broader perspective an Internet of Services,人民网,服务和事物,互联网的一切,不管你喜欢什么名字。

互操作性也与协作有关,能够让许多(真正多个)标准相互对话,从而可以利用来自不同来源的数据(为什么我们使用工业物联网网关,物联网平台,谈论IT和OT集成,它超越了技术,也涉及到人类的协作,即IT和OT团队).

互操作性意味着连接的设备,连接通信技术,有关系的人,连接数据,人们与机器连接和协作,与机器一起工作的机器,可互操作的统一和整体信息,安全和数据层等等。相互操作和相互连接,并在一个以上的意义上与纵向和横向一体化相连接。

信息透明度、虚拟化和虚拟实体

信息透明度(或虚拟化)向朋友解释可能有点困难,因为这与信息的透明度无关。

信息透明度本质上是信息系统和网络物理系统通过创建数字模型来模拟和创建物理世界元素的虚拟副本的能力,这些数字模型由您通过传感器获得的所有这些数据以及相互操作和互操作的“事物”提供。

Without interoperability,信息透明和虚拟化是不可能的,因为信息需要放在上下文中,系统具有上下文意识,结合其他来源的信息。在工业4.0的网络物理术语中,你可以说你需要来自网络环境的信息。(虚拟的,数字)and the physical environments(注意空间和地点的上下文).

最后要注意,我们谈论的是上下文感知信息。这实质上意味着两件事:1)信息不是数据,记住,DIKW模型,因此分析和从数据到信息的转移等等,在这里是关键,2)上下文感知也意味着信息可以不同,这不仅取决于它被收集和丰富的实际环境,还取决于它的范围的环境,这可能意味着实时信息等等。向朋友解释它的简单方法可能是说,几乎所有东西都有一个虚拟副本。

工业4.0工业4.0方案的设计原则
工业4.0工业4.0方案的设计原则

权力下放,自主决策和自主

如前所述,工业4.0的核心目标之一是为机器和网络物理系统带来自治和自主决策。

只有这样,才能灵活应对不确定性,响应个性化需求,智能工厂的概念及其在互联生态系统中的地位,所需的数据分析和各种物流可以得到增强,满足速度需求。我们在本文中更深入地讨论了自治和(半)自治决策以及智能的这方面。物流4.

非集中化不仅仅是工业4.0和物流4.0中给出的,它无处不在:物联网,雾和边缘计算,智能跨越无数的应用程序走向边缘,包括楼宇自动化,块链,名单还在继续。事实上,事实上,物联网是一种去中心化。我们谈论的是分布式现实。然而,in the scope of Industry 4.0 and Logistics 4.0 it essentially depicts the movement to phenomena in autonomous production systems,仓储自主决策(智能架子,COBOT,…在许多其他方面和应用中(自动驾驶车辆,关闭或打开控制装置,在生产中做决定,预测性维护,你说出它的名字).

分散和自主的决策不仅是工业4.0技术和网络物理系统的关键,而且也是人类方面的关键,因为并非所有的决策都可以完全自动化和人为规划,解释和决定仍然是关键,在许多情况下,与人合作的半自主能力混合在一起。(e.g.协作机器人).

关于权力下放和自治的讨论还远未结束,当然,从人和决策的角度来看。在工业4.0中,准则是在出现问题等情况时,只让决策达到“更高的水平”。然而,实际上,这并不总是可以实现的,更别提理想了。

实时能力

如果你努力在机器和网络物理系统层面上实现更多的自主性,你这样做是为了提高效率和满足日益实时经济的需求。

高级分析,物联网和智能制造环境中的信息和生产系统在其更广泛的协作和生态系统环境中已经都是关于实时能力的发展。

Without interoperability,信息透明和虚拟化是不可能的

所以,在数据层面上,这是合乎逻辑的,将其转化为可操作的情报和行动/决策,以及整个制造过程和功能的水平,物流和“智能工厂”运作需要实时能力。灵活性,预测性维护,能够在发生故障时快速更换资产和物联网在这个角度上都很重要,这也涉及前面提到的设计原则和以前处理的决策方面的数据。

此外,实时功能对于最后两个设计原则至关重要,面向服务,模块化。

Technical assistance and service orientation

The service orientation is related with the as-a-service economy,服务互联网显而易见的事实是,制造业需要更适合客户对服务和增值服务产品的需求。(e.g.个性化)而不是公司决定生产的产品。从某种意义上说,它正在转变以客户为中心的制造业,并不断发展客户需求。

然而,服务导向还与制造商和其他行业开发基于数据的新服务的需求有关,变成了情报,并寻求新的基于服务的收入模式。此外,技术援助和,更具体地说,维护,is a core principle as IoT and data analytics simply allow the transformation of services and maintenance.有很多公司仅仅通过在他们销售的设备上增加与物联网的智能和连接来改变他们的服务模式。

援助系统还必须为“内部客户”服务:所有可能需要做出决策的员工,不断变化的技能也会出现,由多个系统支持,使他们能够这样做。在这里,我们还会遇到人机交互。

最后,服务方面还与基于数据的新的AS-A-Service模型的开发有关,同时也与向机器作为服务模型的演进有关。

模块性

模块化意味着很多事情,取决于您如何看待它:广泛的智能工厂环境中的各种单独模块,或者当它变得敏捷和灵活时,作为最终结果。

我们以前在在其他中,从客户需求的角度看灵活性和灵活性的范围,能够针对不可预测和日益增长的个性化需求进行计划。

你可以说模块化与从刚性系统的转变有关,不灵活的模型和线性制造和规划,以满足客户不断变化的需求,整个供应链的合作伙伴,监管者,市场条件和所有其他可能导致需要转型和灵活性的因素都放在中心。模块在本地控制,没有层次结构。

工业4.0和技术

在此之前的工业4.0概述中,我们讨论了几种技术。If you look at the presentation and data from the Boston Consulting Group,您将看到Industrie4.0中的一些主要技术。

提醒:BCG提到了先进的机器人技术,添加剂制造,增强现实,simulation,水平/垂直整合,工业互联网云,网络安全,最后是大数据和分析。

其中大多数都是一些技术的总称。我们已经解决了横向和纵向一体化,cyber-physical systems and the Industrial Internet of Things as really vast realities with many technologies and components before on this page (and elsewhere).我们还从字面上写了几十篇关于BCG所称的九种数字工业技术融合和应用的其他进展的文章。

然而,我们不再将您发送到其他页面,而是考虑到工业领域中某些技术的具体方面,我们将进一步介绍一些在制造业和工业市场中相当典型的技术。那些不太典型的(典型的是IT和OT的集成,添加剂制造,工业机器人等)可能是你今天看到的那些:物联网,大数据,云,可能是3D打印等。它们是我们在国际数据中心所谓的第三平台上遇到的技术,具有变革支柱和创新加速器。

作为改进和(新)能力的推动者的技术

所以,工业4.0真正关键的技术是什么?这要看情况而定,但物联网显然是至关重要的,因为它正是所谓的工业4.0杠杆(见下文)可能的。

安全性也是工业4.0愿景的固有组成部分。事实上,上述大多数技术都是必不可少的,因为它们不可避免地是相互关联和相互依赖的。所以,我们从哪里开始?

最好的开始方法是看看你的目标和挑战,以及你在工业4.0之旅中需要的能力。

大数据,分析学,云和雾,人工智能和模拟,举几个例子,关于适应性,灵活性,模块性,我们希望在工业4.0中看到的可扩展性、快速部署和集成功能。我们之前列出的许多工业4.0资源都具有这些功能(如Gartner的页面)and are also means to an end.

请注意,有几家咨询公司和分析师将其他数字技术作为工业4.0的推动因素。移动设备和技术只是一个例子。人机关系中更高级的接口是另一个(或者更好:新的人机界面使得我们忽视了软件的关键维度,因为软件就像他们说的那样正在吞噬这个世界。Think artificial intelligence agents and bots or in another context phenomena such as机器人过程自动化or RPA).

在杠杆和价值驱动因素范围内的工业4.0技术

显然,您不能一次实现所有技术,你也不应该。我们之前研究过工业4.0的战略维度,并将继续关注它。

如果你想在技术之旅中有一个更注重价值和目标驱动的观点,you might want to check out the so-called digital compass which McKinsey made a few years ago,尤其是其中的价值驱动因素。

对于许多仍处于工业4.0之旅初期的组织来说,这可能看起来有点压倒一切,但当你仔细观察时,情况并非如此。

中心是我们都知道的价值驱动因素,并涉及8个领域/维度:上市时间,matching supply and demand,quality,存货,劳动,资产利用,资源/流程和服务/售后服务。

麦肯锡工业4.0的数字罗盘-完整图像和来源
麦肯锡工业4.0的数字罗盘- 完整图像和源

所以,这些确实是一些主要领域,在罗盘的范围内,您可以同时为一个或多个利益相关者创造更多的价值。因为很明显,这不仅仅是关于这8个维度的问题,而是关于如何改进那些与有形价值有着明确联系的人的各种过程和经验的问题。

指南针的第二部分显示了与价值驱动因素相关的工业4.0杠杆。As an example: in order to better utilize your assets,远程监控和预测性维护可以帮助您实现这一目标。

从技术角度来看,这是一个知道远程监控/控制和/或预测性维护需要哪些技术的问题,在这里,我们开始研究诸如大数据分析之类的技术,当然还有物联网,因为如果它们与目的无关,您无法从资产中获取数据用于监控/维护目的。这样做的好处。

尽管像麦肯锡和许多其他公司都是工业4.0领域的绝对领导者,但从您的个人目标和实现目标的方法入手仍然很重要,after having conducting analysis and drafting a plan and roadmap that serves your business.

先看技术:优先顺序和处理复杂性的战略和整体需求

从这个意义上讲,我们对工业4.0的看法与我们对数字转型的看法完全相同:技术是推动因素,还有更多的东西要看。徳赢真人娱乐

虽然这听起来像是常识,但常常被遗忘。所以,当心过分强调“你真正应该拥有的技术”还要注意多个型号,框架和圆规。

供应链的工业4.0广告的现实看起来像是一个巨大的复杂网络,其中有大量移动连接,节点和维度,如果您试图可视化它。然而,技术和工业4.0是关于降低我们和我们流程的复杂性,partners,客户和供应链以优先和分阶段的方式。正是在这一审视我们复杂性的练习中,能力的建立是为了创新和发展能力和灵活性,最后,主要是通过利用我们在复杂现实中发现的机会,为我们的各个利益相关者提供新的方法来处理和消除复杂性。

这就要求每个组织采用不同的方法,即使有许多共同的经验教训和策略,我们也可以从中吸取教训。然而,从来没有一种尺寸适合所有人。再看看麦肯锡的数字罗盘,例如。您可能希望改进客户服务;the dark green part of the compass.但这并不意味着预测性维护,远程维护和虚拟引导自助服务是实现这一目标的解决方案。劳动部分,for example,也是客户服务的关键。And so is the inventories piece.And what about time to market and quality?Or the flexibility in utilizing your assets.他们都在更好地为客户服务方面发挥了作用。最适合您的客户和业务的方式取决于所有这些杠杆和所有其他服务方面,因为它们不属于行业4.0指南针,所以不必提及这些杠杆和所有其他服务方面,交互作用,你的客户想要什么,他们今天是谁,明天可能是谁。

这就是为什么工业4.0,just like 徳赢真人娱乐digital transformation,从定义上说是一个整体无法在插图中捕捉到,whether it's one we made,麦肯锡的数字罗盘或其他框架。以他们为本:思考应对复杂性的工具和指南针,并提供我们自己可以利用的想法或方法,越来越数字化,挑战和机遇的现实,产业转型与技术相适应。

Industry 4.0 and ubiquitous technology-enabled innovation

On a level of manufacturing (and supply chain management) technology in the sense of operational technologies and traditional manufacturing technologies it is clear that a lot is happening as well,启用的信息技术 (IP,分析和人工智能,例如),物联网几乎所有层面的科学研究和创新以及技术创新。

Who would have ever thought that one day there would be a tool holder which enables the collection of data from the machining processes which then get sent to a dashboard to provide insights into what's happening inside slender tubular components to an operator?谁会想到像空客这样的公司有一天会拥有一个航空数据平台并将其商业化?

The thing with all the technological evolutions in Industry 4.0 is that it goes in all directions. And it doesn't matter if it's called IT or OT.根据IDC 2018年及以后的制造业预测,for example,我们正在从一个ERP向一个智能的ERP过渡,嵌入式智能构成了实现大规模流程自动化和高达25%的执行速度的主干。这一——安全——主干网准备集成物联网,认知(人工智能和机器学习)甚至块链到2021年,世界上最大的五分之一(全球2000)制造商将依赖它。

2018-2021年全球制造技术和制造业预测

Next generation presses and tooling equipment,evolutions in Manufacturing Execution Systems,新的CAD和CAM应用程序,成型材料,数字平台和工业云,智慧资产,通过虚拟现实实现客户驱动的设计可能性,众包和产品虚拟化,正在发生变化的事情和即将发生的事情的清单很长。然而,和往常一样,并非所有事情都与每个人有关。关于上述预测以及制造业中使用的操作技术和工业技术的演变,通过下面的按钮与之结合。

Manufacturing industry technology forecasts

Beyond the automation pyramid: the disrupted application levels in Industry 4.0

尽管我们经常提到自动化金字塔的传统形象(就像我们经常提到DIKW模型来解释事情一样)在工业4.0的垂直整合中,它的层次结构以漂亮、简单的层次结构为中心。同时,这座金字塔及其背后的各个层次都被破坏了,这一点是显而易见的。

虽然对许多公司来说,工业4.0和工业物联网还远未成为现实,产业转型的准备工作对硬件产生了影响,软件,技术,过程和集成,它的连接性和互操作性。

层次结构和解决方案层次上的边界模糊

Just as the borders between the various technologies and the various levels of our traditional automation pyramid are blurring,数据也是如此,通信和系统筒仓。

随着向云端移动,物联网的重要性越来越高,需要将系统与工业4.0和第三平台及其创新加速器中所见的适当更新技术连接起来,在IT和OT的持续集成中,解决方案的格局正在发生变化。它有很多挑战,在价值创造层面,连接的数据和安全,举几个例子。

工业4.0的设计原则,如互操作性,虚拟化,decentralization,real-time capabilities,以服务为导向的方法和模块化在我们所知的各种工业解决方案的急剧变化的体系结构中都发挥着关键作用。

然而,一个人需要从某个地方开始。通常从边缘开始,业务和技术堆栈。记住传统的自动化金字塔,那里是传感器,执行器和网络物理系统满足PLC控制水平。在这里,在监控与数据采集系统中,当一切都整合起来时,旅程就开始了,or better,与日益模块化的方法相互关联。

从软件供应商的角度来看,这对许多人来说也是一个挑战。Manufacturing execution systems and SCADA systems,仅举两个例子,存在很长一段时间,并不是为上述演变而设计的。It often leads to a bolt-on approach which customers really don't want.ERP软件中的根本架构变化和演进,制造执行系统,监控与数据采集系统,甚至更低的水平是不可避免的。从长远来看,他们甚至远远超越了“平台”和“面向服务”的模式,这是当今大多数人所能想象的。

以人工智能为例,介绍了ERP向智能ERP的转移。物联网和区块链就是一个很好的例子。如上所述,对于许多组织来说,区块链仍然是他们从未听说过或仅从虚拟货币的角度了解的东西。

With edge computing,又一次,other applications in the broader picture of manufacturing operations is becoming one of many uncertainties about the long-term future of SCADA,MES and so on.  Do expect a landscape in which it's not the plant floor that matters nor even the plant alone.这是整个价值链,包括对多工厂协调的日益需要,智能供应链管理和面向服务的方法,即功能是服务,最终我们转向在所有层次上无缝连接的智能部件。

Think about the previously mentioned design principles of Industry 4.0: interoperability,虚拟化,decentralization,real-time capabilities,a service-oriented approach and modularity.它们都在各种解决方案的急剧变化的体系结构中发挥作用。

A quick look at some of the evolutions in the top 3 levels of our classic automation pyramid which is starting to look like a mesh as systems start speaking the same languages of industrial protocols and IIoT.

The changing enterprise resource planning level

在ERP层面上,前面提到的向ERP发展的过程,对人工智能起着关键作用,将注入到所有应用程序中。甚至都不知道。

利用区块链,machine learning,高级分析等基本上处理所有事务,契约的,行政的,预测性的,自主的,智能企业资源规划的分析和更多方面的数据仍有待解锁,这些数据将导致流程自动化和速度的不可见水平,并以结果为重点。因为Excel运行生产,所以它实际上不是ERP。

企业资源规划演进

从ERP到智能ERP——i-ERP的未来与差距

中断的制造执行系统级别

在制造执行系统的层面上,我们已经开始摆脱传统的单一记录系统,但这里也有很多要改变的地方。

在智能连接的MES中端到端集成越来越重要(ARC,2017)

再想想人工智能和机器学习,增强自主性,前面提到的朝着面向服务和模块化的服务方法迈进,more integrations with even more systems than is already the cases and MES functions in embedded systems with a far more end-to-end approach beyond the plant floor,更不用说单株植物了。

制造执行系统演变

复杂的SCADA系统级别

最后是SCADA。如前所述,SCADA系统目前仍然是可操作性水平上的一个重要步骤,被视为连接分布式资产的关键。像往常一样生成可操作的情报。

监控与数据采集系统现在是连接工厂分布式资产以生成可操作智能的关键解决方案——监控与数据采集系统是建立互操作性的关键第一步——Alan Cone Siemens工业尽管从短期到中期来看,工业物联网和监控与数据采集系统仍将保持或成为好朋友,因为目前有很多情况需要监控与数据采集系统,从长远来看,监控与数据采集系统可能会作为安全系统而消失,ERP中的智能和功能,在可编程逻辑控制器和物联网中,所有级别上只会增加。

对于监控与数据采集系统来说,很少有论据能够在总体物联网和技术演进的范围内长期保持相关。然而,不是明天的。What will first change is theHMI/SCADA软件整个人机界面层作为丰富的新技术,提供了丰富的新人机界面体验。

然而,here,以及所有其他提到的级别,还有很长的路要走,一点也不在SCADA/HMI安全问题。

SCADA系统和演变

最终是“人类系统”决定了

工业4.0的目标非常明确。去那儿还有一场球赛。Maybe we'll even never fully get there,没有人有水晶球。

Yet in the mean time for some it's still getting rid of paper,对其他人来说,它正在追赶,对少数人来说,它正在朝着创新的方向发展,最终它所要做的就是:按照定义,实际的结果是人类的。无论上述软件和系统的所有重大变化,在优化的过程和方法上,自动化,创造价值和不断变化的经验最终也会完全发生,这也是人类的事情。

因为这里有一件简单的事情:重要的不是可操作的智能,也不是可操作的智能与更多的连接和成倍增加的智能的连接,这就是你使用它的目的和用途。

Industry 4.0 has gone global: Industrie 4.0 initiatives and evolutions around the world

正如我们在本文的介绍和工业4.0的RAMI 4.0参考体系结构模型的范围中提到的,工业4.0的观点和理念显然已走向全球,并继续这样做。

在美国,工业4.0实际上对智能制造计划具有重要影响,并与工业互联网联盟进行了合作。

此外,越来越多的组织和国家正在采用工业4.0。例如英国(工业4.0和围绕4ir的工作,(EEF第四次工业革命的简称),日本(如果有,如前所述,已经与日本的机器人革命倡议进行了合作),中国(其中,工业4.0概要以“中国制造2025”为基础)以及我们之前提到的众多欧盟倡议。2017年3月23日,仅欧盟就考虑了调整现有12项和即将实施的9项国家产业转型举措的计划。基本上,他们都在利用工业4.0概念,不管他们有多少不同的名字。

全球工业4.0——截至2017年3月的主要倡议伙伴关系和影响
Industry 4.0 across the globe – main initiatives,截至2017年3月的合作关系和影响

然而,“工业4.0”的全球扩张不仅仅是政府倡议或协议的问题。这也是工业巨头和领先的咨询公司越来越关注工业4.0的结果。

从普华永道和埃森哲到麦肯锡;他们都非常投入工业4.0。One example of an industrial giant,从欧盟以外,“工业4.0”的主要参与者是支持德国科学与工程学院计划的Infosys,工程科学院(创造了术语“工业4.0”)。,到创建Industrie 4.0成熟度索引.

The consortium which was created in the Spring of 2016 to get the Industry 4.0 Maturity Index ready by April 2017,includes research institutions and several industry bodies,以及像Infosys这样的公司。

预计一系列的公告和合作关系将进一步推动工业4.0概念在全球范围内的进一步发展。最后但并非最不重要的,还请记住,我们不仅看到工业4.0的全球/区域扩张:工业4.0原则和技术在制造业以外的垂直市场的应用也越来越多。(healthcare,utilities,智能城市,石油和天然气等).

工业数据空间:连接工业4.0及以上的物联网和智能服务

各种研究机构,作为弗劳恩霍夫研究所的领导,and the German government are pushing a reference architecture model and virtual construct for secure data sharing based on standardized communication interfaces.

That is a mouthful to say that工业数据空间,which aims to define the data architecture for the connection of smart services and IoT in a landscape of ever more data wants to become a global standard.工业数据空间侧重于连接多个现有平台,并希望使合作伙伴能够在一个明确的预定义模型内共享数据,以实现数字化转型,其中数据主权和数据安全是重点领域之一。徳赢真人娱乐

工业数据空间协会正在与其他具有类似架构框架的组织进行会谈,德国和欧盟以外的国家正在向欧洲数据空间转移。尽管对工业4.0有着重要的关注,the Industrial Data Space stretches across other industries as well.The illustration below from the presentation of Prof.博士。Jan J_rjens在欧盟网站上可以在这里下载pdf文件显示了工业数据空间的一些核心原则。

工业数据空间的核心原则-来源:欧盟PDF开放
工业数据空间的核心原则- 源欧盟PDF打开

能源效率,电力管理与工业4.0

第四次工业革命需要动力。然而,能源以及我们如何在工业环境中利用它们正在发生变化。

能源效率电源管理只是工业4.0固有的。关注生态,cost savings,改变规章制度,the sheer possibility to create,联合起来,以全新的方式测量和优化,使用渗透计量,传感器,物联网和数据分析,名单还在继续。

此外,能源行业也经历了数字化转型,徳赢真人娱乐也称为能量4.0。显然需要维护和资产管理,对实时经济中的连续性和生产力的日益重视,因此,系统不会发生故障,电力可用性和可靠性至关重要,以及新电源连接的现实。这也适用于工业4.0中的电力关键设施和建筑物,从机场到工厂和其他建筑能效与工业4.0手拉手去。

工业4.0和电力管理根据Kevin Morin-阅读帖子
Industry 4.0 and power management according to Kevin Morin – 读帖子

更多与工业4.0相关的文章和资源

Below are some more articles on our website which tackle aspects,components and evolutions that are relevant for Industry 4.0.Click the headlines for the desired article.

徳赢真人娱乐2017年及以后制造业数字化转型

行业4,尽管已经扩展到其他行业,但主要还是制造业的问题。

在这篇关于制造业数字化转型和数字化的文章中,我徳赢真人娱乐们探讨了制造业的演进,挑战和加速器,并以全世界的焦点关注2017年及以后的研究和数据。

徳赢真人娱乐制造业数字化转型

Logistics and supply chain in Industry 4.0

工业4.0和工业数字转型总体上对组织产生了强烈的影响,徳赢真人娱乐人体尺寸,物流和供应链管理或供应链管理中的技术演变甚至中断。

我们在前面提到的关于物流4.0中cobots的兴起的文章中,研究了物流4.0的一些方面,物联网云和高级数据分析作为连接物流和物流和运输整体数字化转型的驱动因素。徳赢真人娱乐

然而,在工业4.0中,物流和供应链管理是如何发展的?一个关键的进化是自主和半自主的智能和决策向物流和边缘的各个领域的移动。Smart trucks,自动驾驶车辆,智能容器,他们都是这一转变的一部分。

然而,the human,工业4.0对物流和供应链管理的组织和转型影响比本文所述的更大。

物流与供应链4.0

英国工业4.0:迈向4ir和工业领先地位的道路

英国的制造业公司认为为工业4.0做好了准备。

然而,在向工业4.0迈进的传统障碍之上,英国也面临着特殊的挑战,包括需要更广泛的行业计划和准备战略。像EEF这样的协会正在帮助制造商走上所谓的旅程。英国的4IR(第四次工业革命)。

2017年1月底,英国政府要求英国工业数字化审查小组起草一份文件,以支持政府的工业战略。这导致了令人印象深刻的、更明智的审查,该审查制定了一项战略,努力使国家在工业数字化方面处于领导地位。

做出更明智的评论

更多关于工业4.0的信息

欧盟和工业4.0:促进制造业和工业转型

2017年3月,欧盟宣布了一系列旨在推动整个欧盟工业4.0的举措。

在本文中,我们将看到,在其他中,the spending plans,欧盟和英国的几项国家倡议以及欧洲平台的建立。工业4.0倡议在欧盟成员国及其他国家普遍存在。

美国及其他地区的工业4.0:工业互联网

以工业物联网为中心,美国制造业巨头通用电气(GE)开发了工业互联网。

与其他几家领先公司一起,universities,咨询公司等工业互联网联盟(IIC)成立。这个庞大的协会包括许多美国组织,也包括来自世界各地的公司,包括来自德国的。

工业互联网联盟与其他协会和工业4.0平台合作,因为两者都有相似的目标。这包括在标准和框架上的协作。在本文中,您将进一步了解工业互联网和联合体。

日本:从工业4.0到社会5.0

日本有自己的工业革命,并与工业4.0平台合作。

2017年3月,然而,Japan announced a far-reaching program that aims to go far beyond the transformation of manufacturing and any other industry.社会5.0包括工业4.0,但在最广泛的意义上涉及到日本社会,包括文化,立法甚至哲学。

全球工业4.0:工业4.0就绪度和工业4.0成熟度指数的差距

研究综述,conducted in 2015,关于全球工业4.0的现状。

In this article we look at the research's findings,包括中国,美国英国法国和德国,以及建立在其基础上的工业4.0成熟度指数,于2016年发布,自2017年4月起上市。

工业4.0:工业4.0数字能力中心全球网络的启动

随着工业4.0走向全球,initiatives are taken to enable manufacturers to learn about Industry 4.0 in a practical way.

其中一项举措,于2017年3月推出,是建立一个所谓的数字能力中心网络(DCCs)麦肯锡像PTC这样的学术机构和公司,现实的工厂环境是展示和测试环境。德国有工业4.0 DCC,新加坡,中国美国和意大利。

Industrial data and analytics: the challenges and benefits,举个例子

就像大多数其他行业一样,数据普遍存在于工业4.0的工业市场中。人们甚至会怀疑工业4.0是否完全与数据有关,结合分析,人工智能和其他相关技术。

工业数据的问题是,just as is the case with other forms of data and information in any area of information management,往往存在于诸如ERP和工业控制系统之类的筒仓中,但也存在于不适合高级使用的应用程序中。More about the role of data and an example of applying data,石油和天然气行业的分析和人工智能。

工业4.0中的增强现实和虚拟现实

在连接数字和物理世界的过程中,工业4.0使用了一系列技术:从物联网和网络物理系统到增强现实。

预计到2021年,虚拟现实和增强现实的支出将强劲增长。在2017年,离散制造和过程制造已经占AR/VR支出的很大一部分,工业4.0中增强现实的用例正在发展。现场装配和安全和工艺制造培训是重要的用例,yet maintenance will increasingly become key.On top of that,原型设计等应用,随着硬件和软件的成熟,产品设计和仿真/测试为工业4.0中的AR/VR提供了案例。

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