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工业4.0五大产业链打造出智能工厂

  • 发稿日期:2016/2/19 17:02:11
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在智能工厂里,机器和设备将具有提升的自我优化和自主决策的能力。这与今日运行固定程序操作的情况形成了鲜明的对比。下面将从传感器、工业以太网、工业软件、工业机器人和智能物流五方面分析!
1.上游行业–传感器
近年来,传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造,而且可导致建立新型工业,是21世纪新的经济增长点。
不管“工业4.0”还是“中国制造2025”,其实最本质的变化是智能化生产,而在谷荣祥看来,传感器是整个智能化的关键。因为“工业4.0”和“中国制造2025”最核心的方面是智能制造,不管网络化还是数字化,最前端都将是智能化,但所有的这些都将离不开传感器。
传感器产业作为国内外公认的具有发展前途的高技术产业,以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。
2007-2014年我国传感器行业得到较好的发展,行业工业总产值总体呈上升趋势,在GDP中的占比维持在0.10%-0.15%之间。

在国家大力加强传感器的开发和应用的一系列政策引导和支持下,我国传感器行业面临良好的发展前景,未来成长空间可期。

2.上游行业–工业以太网
 
工业以太网作为一种高效的局域网络,从诞生之初,就担负着传感器数据传输、生产设备控制等功能,是现代工业自动化生产体系中的重要组成部分和工厂信息化的基础。它的构建也就成为智能工厂建设的核心。
 
如果说第三次工业革命的自动化,仅是将生产过程作为对象,对其进行信息技术的应用。工业4.0将信息技术的应用大幅扩大,进而衍生出“智能工厂”的概念。它的关键技术是信息技术。
 
工业以太网,互联互通、实时控制,进而实现安全、节能将是智能工厂的核心技术。具体而言,包括生产设备联网实现自律协调作业的M2M,通过网络获取大数据的应用,开发、销售、ERP、PLM、SCM等业务管理系统与实际生产过程之间的协同等。
 
因为现代智能工厂有四大关键点:一是要连接所有网络以拿到数据。二是要有智能机器。三是大数据,将所有设备、所有人连接后,所有数据都大批量传送到智能终端上。四是分析,得到数据后从中抓取出应用趋势来,提高设备状态的检测和预测水平。要形成高速传输、大数据,保证实时性、安全性和节能就变得十分关键。这正是工业以太网构建的要旨。
 
3.中游行业–工业软件
 
智能工厂将是工业软件产品创新的主线。机器层面,提高设备智能水平,改善性能和生产效率;车间层面,加强机器间通信协作,提高生产线的协同水平;工厂层面,优化和调度多车间、多生产线等生产资源,实现生产能力、供应链及市场需求的动态匹配。
 
4.中游行业–工业机器人
 
近两年随着国家战略性新兴产业的提出,两化融合的稳步推进,中国智能制造装备领域得到了全社会范围的广泛关注。随着产品性能提升的内在需求增加和中国劳动力价格上涨,产业转型升级的压力不断加大。工业机器人作为智能制造领域的代表,在产业转型升级的过程中正发挥着越来越重要的作用。
 
工业机器人作为高科技装备,无论在推动国防军事、智能制造、资源开发,还是在培育发展未来机器人产业上都具有重要意义。目前一些新兴的中低端市场也迅速扩大,如工程机械领域,某些过去传统的劳动密集型企业如石化、粮食、建材、化肥、饲料等领域市场需求也迅速发展起来。近年来,通过拓展下游应用服务,开拓传统市场接纳新兴生产方式,家电、轨道交通、船舶等领域是机器人未来应用的主战场。在一般工业应用的新领域,如光伏产业、动力电池制造业,包括酒类、饮料、乳业、糖等在内的食品工业,以及化纤、玻璃纤维、五金打磨、冶金浇铸、医药等行业,都有工业机器人的应用空间。
 
5.下游行业–智能物流
 
中投顾问在《2016-2020年中国智能工厂深度调研及投资前景预测报告》中指出,智能物流是工业4.0核心组成部分,是降低社会仓储物流成本的终极方案:在工业4.0的智能工厂框架中,智能物流仓储位于后端,是连接制造端和客户端的核心环节。与美国、日本国外发达国家相比,单位GDP中我国的仓储成本占比是其他国家的2-3倍,并且这一差值近些年来呈现逐步扩大的趋势,而智能物流仓储系统具备劳动力成本的节约、对租金成本的节约、管理效率的提升等方面优势(我们估算自动化仓储在保证同等储存能力的条件下,可至少节约70%以上的土地和80%以上的劳动力),是降低社会仓储物流成本的终极解决方案。
 
多重因素影响下,智能物流设备在诸多领域成为企业替代人工、谋求转型升级的不二选择,物流领域也不例外。智能化物流装备正是在这样的背景下逐渐发展起来的。虽然从短期看,采用智能化物流装备会导致企业投入增加,然而从长远发展来看,智能化装备给企业带来的人力成本的节约和效率的提升,将使企业持续受益。
 
智能工厂发展趋势
 
智能工厂将更加智能、灵活和动态。
 
制造工艺的组织将不同,会与整个生产链协同–从供应商到物流到产品的生命周期管理–跨越企业的各个部门紧密相连。
 
各个生产步骤将实现无缝连接。影响的过程将包括:工厂和生产规划;产品开发;物流;企业资源规划(ERP);制造执行系统(MES);控制技术;现场的各个传感器和执行器。
 
在智能工厂里,机器和设备将具有提升的自我优化和自主决策的能力。这与今日运行固定程序操作的情况形成了鲜明的对比。

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