Katso tulevaisuuden älykäs valmistusteollisuus Saksan teollisuudesta 4.0!
Oct 29, 2019
Vuodesta 2009 vuoteen 2012, jolloin Eurooppa oli velkakriisissä, Saksan talous oli edelleen vahva. Sen kasvua vauhditti sen teollisuuden, teollisuuden, ylläpitämä kansainvälinen kilpailukyky. Teollisuus on Saksalle perinteinen talouskasvun veturi, ja teollisuuden kehittäminen on välttämätön tekijä Saksan teollisen talouskasvun kannalta. Tämän konsensuksen perusteella Saksan hallitus on pyrkinyt edistämään edelleen teknisiä innovaatioita, joiden avainsana on "teollisuus 4.0".
Saksan vuonna 2010 julkaisemassa korkean teknologian strategiassa 2020 esitetään joukko innovatiivisia politiikkoja tehdasteollisuuden kehityksen edistämiseksi. Strategian toteuttamiseksi Saksan hallitus ilmoitti vuonna 2012 hallitustenvälisten yksiköiden yhteisestä toimintasuunnitelmasta "kymmenen tulevaa hanketta" ja päätti rahoittaa 8,4 miljardia euroa kymmeneen projektiin vuosina 2012-2015. Tuleva hanke, joka tunnetaan nimellä "teollisuus 4.0", julkistetaan samanaikaisesti energian toimitusrakenteen uudistamisen, kestävän kehityksen ja muiden hankkeiden kanssa. "Teollisuus 4.0: n" tulevaisuuden projekti on pääasiassa koko prosessin hallitseminen kulutuskysynnästä tuotantoon ja valmistukseen ICT: n (tieto- ja viestintätekniikka) syvällisen soveltamisen avulla tehokkaan tuotannon hallinnan toteuttamiseksi.
Teollisuuden 4.0 kehitys
Industrial Revolution 1.0: Englannin ensimmäinen teollinen vallankumous alkoi 1800-luvun lopulla ja päättyi 1800-luvun puolivälissä. Tämän teollisen vallankumouksen seurauksena koneiden tuotanto on korvannut käsityön, ja talous ja yhteiskunta ovat muuttuneet maataloudesta ja käsityöteollisuudesta perustana teollisuudelle ja koneiden valmistukselle taloudellisen kehityksen liikkeellepanevaksi voimaksi.
teollinen vallankumous 2.0: toinen teollinen vallankumous tapahtui 1900-luvun alkupuolella ja siirtyi tuotantolinjan vaiheeseen. Osien tuotannon ja tuotteiden kokoonpanon onnistuneen erottelun avulla luotiin uusi tuotteiden massatuotannon muoto. Sähkötekniikka ja tietotekniikka ovat 1970-luvulta lähtien toteuttaneet tuotannon optimoinnin ja automatisoinnin.
teollinen vallankumous 3.0: kolmas teollinen vallankumous sai alkunsa pitkälle automatisoidusta tuotantoprosessista toisen teollisen vallankumouksen aikana. Siitä lähtien koneet voivat vähitellen korvata ihmisen toiminnot.
Industrial Revolution 4.0: Seuraavan 10 vuoden aikana neljäs teollisuusvallankumous siirtyy uudelle "hajautetun" tuotannon aikakaudelle. Teollisuus 4.0 toteuttaa reaaliaikaisen hallinnan verkkotekniikan avulla, joka määrittelee tuotannon ja valmistusprosessin.
Tieto fyysinen fuusiojärjestelmä (CPS)
"Älykäs tehdas", joka yhdistää kaikki tehtaassa olevat laitteet viestintäverkon kautta, on paras suoritusmuoto. Hankkeeseen liittyvää tutkimusta tehdään kaikilla saksalaisen teollisuuden aloilla, ja sen suunnitellut investoinnit ovat 200 miljoonaa euroa. Älykäs tehdas tai "teollisuus 4.0" on tekniikan kehitys sulautetusta järjestelmästä CPS: ään. Tulevan neljännen teollisen vallankumouksen edustajana teollisuus 4.0 kehittyy kohti esineiden, tietojen ja palvelujen saumatonta internetiä (esineiden Internet, tietoverkko ja palvelu-Internet).
Teollisuus 4.0 kuvastaa tuotantomuodon paradigmamuutosta "keskitetystä" "hajautetuksi". Juuri teknisen kehityksen vuoksi, joka horjuttaa perinteisen tuotantoprosessiteorian, kaikki tämä on mahdollista. Samaan aikaan hajautettu älykäs käyttö edustaa virtuaalimaailman ja reaalimaailman vuorovaikutusta valmistusprosessissa ja sillä on tärkeä rooli älykkään esineverkon rakentamisessa. Jatkossa teollisuustuotantokoneet eivät ole enää pelkästään "prosessoivia" tuotteita, vaan tuotteet kommunikoivat koneiden kanssa viestinnän avulla kuinka tietojen ja ohjeiden oikea toiminta tapahtuu.
CPS yhdistää virtuaalitilan fyysiseen maailmaan, saa älykkäät objektit kommunikoimaan ja vuorovaikutuksessa ja luo todellisen verkkomaailman, joka ilmentää nykyisen sulautetun järjestelmän jatkokehitystä. Internetin tai Internetissä kerättävien tietojen ja palvelujen ohella sulautettu järjestelmä on myös yksi CPS: n osia.
CPS voi tarjota perusaineen esineiden Internetin rakentamiselle ja integroitua palvelupalvelu-Internet-palveluun teollisuuden 4.0 toteuttamiseksi. Näitä tekniikoita kutsutaan "toteutustekniikoiksi", jotka viljelevät laajempaa uutta todellista tilaa, joka perustuu innovatiivisiin sovelluksiin tai prosesseihin, ja heikentävät rajaa todellisen maailman ja virtuaalitilan välillä. Aivan kuten Internet muuttaa henkilökohtaista viestintää ja vuorovaikutusta, toteutustekniikka tuo perustavanlaatuisia muutoksia vuorovaikutukseen meidän ja fyysisen maailman välillä.
Suorituskykyiseen ohjelmistoon perustuvan sulautetun järjestelmän ja digitaaliseen verkkoon integroidun ammatillisen käyttöliittymän välinen vuorovaikutus synnyttää uuden järjestelmän toiminnallisen maailman. Älypuhelimissa on yksinkertainen esimerkki, joka sisältää monia sovelluksia ja palveluita, jotka ylittävät laitteen oman puhelutoiminnon. Kun uusia aikakauden aikaansaavia sovellus- ja palveluntarjoajia syntyy edelleen ja ne muodostavat vähitellen uuden arvoketjun, CPS tuo myös paradigmanmuutoksen olemassa olevaan liiketoiminta- ja markkinamalliin. Autoteollisuus, energiatalous ja erilaiset teollisuudenalat, mukaan lukien tuotantotekniikat kuten teollisuus 4.0, käyvät samanaikaisesti läpi merkittäviä muutoksia näissä uusissa arvoketjuissa.
Tulevaisuuden älykäs valmistusteollisuus
Tulevaisuuden älykkäällä teollisuudenalalla CPS: llä on suuri merkitys monille teollisuudenaloille ja sovellusaloille, mukaan lukien automaatio, tuotantotekniikka, auto, koneenrakennus, energia, kuljetus ja etälääketiede. Monet CPS: n toteuttamat sovellukset tuottavat uusia lisäarvoketjuja ja liiketoimintamalleja. CPS: n avulla voidaan vähentää todellisia kustannuksia, parantaa energian, ajan jne. Tehokkuutta, mutta myös vähentää hiilidioksidipäästöjen tasoa ja olla tärkeä rooli ympäristönsuojelussa.
CPS: n olemassaolosta johtuen älykkään tehtaan tuotantojärjestelmällä, tuotteilla, resursseilla ja prosessointiprosessilla on erittäin korkea reaaliaikainen taso, ja samaan aikaan on enemmän etuja resurssien ja kustannusten säästämisessä. Älykäs tehdas suunnitellaan kestävyyden korostamisen keskeisen periaatteen mukaisesti, joten kuuliaisuus, joustavuus, sopeutumiskyky, oppimiskyky, vikasietoisuus ja jopa riskienhallinta ovat välttämättömiä elementtejä. Älykkäiden tehdaslaitteiden edistyksellinen automatisointi toteutetaan pääasiassa joustavalla CPS-tuotantojärjestelmän verkolla, joka perustuu tuotantoprosessin automaattiseen tarkkailuun. Reaaliaikaisesti reagoivan joustavan tuotantojärjestelmän avulla tuotantosuunnittelun perusteellinen optimointi voidaan toteuttaa. Samanaikaisesti tuotannon etu ei ole vain kertaluonteinen suoritusmuoto tietyissä tuotanto-olosuhteissa, vaan myös usean tehtaan ja tuotantoyksikön muodostaman maailmanluokan verkon optimointi.
Älykkään tehtaan edustama tulevaisuuden älykäs valmistusteollisuus on perinteiseen valmistusteollisuuteen verrattuna ihanteellinen tuotantojärjestelmä, joka voi älykkäästi muokata tuotteen ominaisuuksia, kustannuksia, logistiikan hallintaa, turvallisuutta, luotettavuutta, aikaa ja kestävyyttä sekä muita elementtejä optimoimiseksi tuotteiden valmistus jokaiselle asiakkaalle. Tällainen alhaalta ylöspäin suuntautuva tuotantomallivallankumous voi säästää innovaatioteknologiaa, kustannuksia ja aikaa, ja sillä on myös verkon kapasiteetti viljellä uusia markkinoita.






