【導讀】如今
，製造業中最寶貴的資源不是鋼鐵
、煤炭或電力，而是數據。製造商們開啟了他們的工業 4.0 之旅

，這是在人工智能和大規模連接推動下的最新工業革命。

 

創新引領工業 4.0 製造業轉型

 

如今，製造業中最寶貴的資源不是鋼鐵

、煤炭或電力，而是數據。製造商們開啟了他們的工業 4.0 之旅
，這是在人工智能和大規模連接推動下的最新工業革命。

 

在這個新時代

，企業可以利用傳感器和數字係統生成的數據來監控現實世界的生產流程
，為實現更靈活的生產模式奠定基礎，從而滿足不斷變化的消費者需求。

 

但是
，就工業4.0的當前側重點而言，消費者需求僅僅是冰山一角。在波及全球的經濟
、地緣政治、環境
、人口問題和危機影響下，工業勞動力供給和供應鏈受到了前所未有的衝擊。例如，新冠肺炎(COVID-19)疫情的發生凸顯了先進技術、實時數據以及靈活的製造和供應鏈的重要性。

 

隨(sui)著(zhe)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，並(bing)由(you)機(ji)器(qi)人(ren)承(cheng)擔(dan)重(zhong)複(fu)性(xing)危(wei)險(xian)工(gong)作(zuo)，製(zhi)造(zao)商(shang)可(ke)以(yi)提(ti)升(sheng)勞(lao)動(dong)力(li)價(jia)值(zhi)
，確(que)保(bao)生(sheng)產(chan)連(lian)續(xu)性(xing)。這(zhe)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)解(jie)放(fang)員(yuan)工(gong)
，讓(rang)他(ta)們(men)能(neng)夠(gou)發(fa)揮(hui)自(zi)己(ji)的(de)腦(nao)力(li)，還(hai)可(ke)以(yi)將(jiang)以(yi)前(qian)外(wai)包(bao)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)重(zhong)複(fu)性(xing)工(gong)作(zuo)拿(na)回(hui)自(zi)行(xing)完(wan)成(cheng)。物(wu)聯(lian)網(wang)係(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)副(fu)主(zhu)任(ren)、威斯康星大學麥迪遜分校副教授Kaibo Liu表示：“人們現在開始討論和關注的功能越來越多

，例如物聯網、機(ji)器(qi)人(ren)和(he)增(zeng)強(qiang)現(xian)實(shi)等(deng)在(zai)製(zhi)造(zao)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)使(shi)用(yong)。您(nin)會(hui)注(zhu)意(yi)到(dao)

，我(wo)們(men)開(kai)始(shi)從(cong)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)收(shou)集(ji)分(fen)辨(bian)率(lv)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)的(de)數(shu)據(ju)，從(cong)而(er)在(zai)更(geng)多(duo)方(fang)麵(mian)能(neng)夠(gou)做(zuo)出(chu)實(shi)時(shi)決(jue)策(ce)。”

 

zhizaoshangbudebugaibianqiyunyingfangshiyixiangyingzhezhongxinxingxuqiu
，baokuocaiyonggengduodebendihuazhizaosheshi，yijishejikeyizhenduibutongdepiciguimokuaisuzhongxinpeizhideshengchanxian。

 

Nicola O’Byrne  ADI公司互連運動和機器人市場經理

 

tigaogongyingliandebendihuachengduyehuitigaozhizaoyedelinghuoxing，tongguojiangdiyunshufuzaxing，jianshaoduihuanjingdeyingxiang。zuihou，zhizaoshangliyongkekaodeshishishujuheyiyuzhongxinpeizhidexitong，keyixunsuzuochujuece
，liruanpaiweihujihua、調整機器設置或從服裝製作轉向口罩生產。

 

下一次工業革命的一些要素仍然是令人向往的未來構想，比如由一組自主機器人來協作完成建築
、恢複和救援等高級任務，有些方麵已經成為現實。分散式3Ddayinshebeijiushiyigedianxingshili，tasuoduanlexianjinzhizaojishudeshangshishijianhekehujiaofushijian。ruguonengyuzhengquedehezuohuobanhezuo，rujindeqiyejiunenggouyingdegongye4.0製造技術帶來的效率、安全性和生產力等方麵的優勢，並為製造業的下一次轉型打下基礎。

 

第 4 次工業革命

 

第三次工業革命為我們帶來了電子、計算
、電信和數字技術，讓製造商在設計工廠時，使其能夠大批量生產少數產品，甚至大批量生產單個產品。相比 20 世紀 20 年代，或者 21 世紀早期，現如今的消費者希望擁有更多選擇和更高程度的定製體驗，因此需要更高的靈活性。

 

ADI公司狀態監控 Otosense AI 部門的副總裁 Kevin Carlin 表示：“如(ru)果(guo)您(nin)想(xiang)要(yao)買(mai)一(yi)輛(liang)車(che)，您(nin)會(hui)有(you)很(hen)多(duo)種(zhong)選(xuan)擇(ze)。製(zhi)造(zao)商(shang)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)數(shu)十(shi)萬(wan)，甚(shen)至(zhi)數(shu)百(bai)萬(wan)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)配(pei)置(zhi)需(xu)求(qiu)。同(tong)時(shi)還(hai)需(xu)要(yao)管(guan)理(li)整(zheng)個(ge)工(gong)廠(chang)和(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)，以(yi)能(neng)夠(gou)實(shi)時(shi)響(xiang)應(ying)這(zhe)種(zhong)需(xu)求(qiu)

，並(bing)配(pei)置(zhi)工(gong)廠(chang)從(cong)一(yi)種(zhong)模(mo)式(shi)轉(zhuan)向(xiang)另(ling)一(yi)種(zhong)模(mo)式(shi)。”

 

實現這種飛躍並非易事。大多數工廠依賴現有的、可能已經過時的技術生態係統。如果隻是簡單地用新設備取代舊設備，不但價格昂貴，而且往往不切實際。所以，向工業4.0製造轉型應該依靠增強
，而不是替代——將現代化IT技術支持實現的智能帶到工廠中的現有設備。

 

通過在生產層麵構建傳感器驅動的無線通信網絡，ADI 公司等合作夥伴幫助製造商們開始采用狀態監控等新興技術。如此，工廠可以通過傳感器監控特定設備或零件的健康狀況，主動識別
、診zhen斷duan和he解jie決jue異yi常chang，以yi免mian造zao成cheng問wen題ti甚shen至zhi導dao致zhi全quan麵mian故gu障zhang。這zhe種zhong實shi時shi監jian控kong可ke以yi幫bang助zhu延yan長chang設she備bei壽shou命ming並bing提ti高gao吞tun吐tu量liang。鑒jian於yu計ji劃hua外wai停ting機ji的de成cheng本ben可ke能neng占zhan總zong製zhi造zao成cheng本ben的de近jin四si分fen之zhi一yi，所suo以yi采cai用yong預yu測ce性xing維wei護hu有you望wang大da幅fu節jie省sheng成cheng本ben並bing提ti高gao生sheng產chan力li。

 

停機成本

 

對製造商來說
，計劃外停機成本高昂，而防止計劃外停機是工業 4.0 製造技術的一個主要目標和特色。

 

23.9%的總製造成本來自停機成本

 

 

資料來源：“在製造中采用先進維護的成本和優勢”

，美國商務部
，2018 年 4 月。

 

將 IT 技術運用到廠區

 

隨著工業 4.0 到來，製造商們開始從傳統的計算機基礎設施過渡到新的網絡解決方案
，以加快速度
，改善數據管理和提高能效。

 

 

硬件實現安全性

 

工業 4.0 製造有一個核心概念
，稱為“互操作性”
，即在大量工業物聯網設備中傳輸實時數據的能力。製造車間使用許多設備製造商提供的設備
、軟件協議和專有網絡。到目前為止，還沒有任何方法讓這些單獨的協議和網絡能夠相互通信。時間敏感型網絡( TSN )的出現將首次實現這一功能。

 

現(xian)在(zai)的(de)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)會(hui)生(sheng)成(cheng)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)
，所(suo)以(yi)為(wei)了(le)實(shi)現(xian)互(hu)操(cao)作(zuo)性(xing)，必(bi)須(xu)先(xian)構(gou)建(jian)可(ke)靠(kao)的(de)現(xian)場(chang)網(wang)絡(luo)。實(shi)時(shi)確(que)定(ding)性(xing)以(yi)太(tai)網(wang)就(jiu)是(shi)一(yi)種(zhong)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)的(de)技(ji)術(shu)，它(ta)能(neng)夠(gou)更(geng)有(you)效(xiao)地(di)管(guan)理(li)互(hu)聯(lian)工(gong)廠(chang)中(zhong)的(de)海(hai)量(liang)數(shu)據(ju)。除(chu)了(le)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)處(chu)於(yu)領(ling)先(xian)地(di)位(wei)外(wai)
，ADI 公司等合作夥伴還率先推出硬件改進（例如實時確定性以太網交換機），幫助構建工廠的中樞神經係統。

 

“在各個係統之間建立實時
、高帶寬連接，以更有效地控製各個生產過程，從而提高效率。”

 

—— Martin Cotter  ADI公司銷售與數字營銷高級副總裁

 

ADI 公司全球銷售與數字營銷高級副總裁Martin Cotter表示：“在從物理向數字轉變的過程中
，我們的任務是確保邊緣生成的信息現在能夠傳輸給特定工廠中的任何設備。”他補充道：“在各個係統之間建立實時、高帶寬連接，以更有效地控製各個生產過程

，從而提高效率
，幫助提高產出的確定性，推動實現下一代工業流程。”

 

成功實現互操作性之後，製造商就可以開始采用工業 4.0 製造中令人激動的先進技術
，例如可以和人類一起在工廠中工作的機器人和“協作機器人”。yuzidongjiashiqicheyiyang，zhexiejiqitongyangyikaoxianjindechuanganjiejuefangandezhichi，keyisanweigancezhouweidehuanjing，zaitamenzhixingzhongfuxingdefuzarenwushi，quebaogaoduanquan。

 

 

未來的工廠

 

下一代解決方案將兌現工業 4.0 的承諾，幫助提高生產力、效率、安全性和靈活性。

 

 

機器人和協作機器人

 

利用由傳感器支持的分析
，工廠可以主動識別和解決機械問題，以防造成機器故障和中斷生產。

 

 

無線傳感器網絡

 

為工業環境定製的網絡產品甚至可以在嚴苛的製造環境中實現物聯網通信
，這給射頻帶來了新的挑戰。

 

 

機器人和協作機器人

 

先進的運動控製和傳感解決方案正在將機器人與人類的協作變成現實
，並開始在工廠環境中運用。

 

ADI等合作夥伴可以將不同的傳感模式（例如視覺和飛行時間）與連接技術（例如確定性以太網）結合
，用於實時傳輸數據，並更精準地控製機器人和協作機器人。據一份報告顯示

，使用這些工具可幫助美國製造商每年節省約404億美元的資金。

 

“我們提供數據
，哪裏產生數據，哪裏就有我們。50年以來，ADI公(gong)司(si)深(shen)受(shou)客(ke)戶(hu)的(de)信(xin)賴(lai)
，幫(bang)助(zhu)他(ta)們(men)解(jie)決(jue)嚴(yan)峻(jun)的(de)工(gong)程(cheng)挑(tiao)戰(zhan)。我(wo)們(men)擁(yong)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)領(ling)域(yu)經(jing)驗(yan)

，這(zhe)為(wei)我(wo)們(men)攜(xie)手(shou)當(dang)今(jin)客(ke)戶(hu)推(tui)動(dong)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan)奠(dian)定(ding)了(le)堅(jian)實(shi)的(de)基(ji)礎(chu)。”

 

—— Martin Cotter  ADI公司全球銷售與數字營銷高級副總裁

 

對dui於yu製zhi造zao商shang來lai說shuo，邁mai向xiang未wei來lai需xu要yao進jin一yi步bu投tou資zi先xian進jin技ji術shu，以yi期qi推tui動dong工gong廠chang自zi動dong化hua發fa展zhan和he提ti高gao靈ling活huo性xing。在zai實shi現xian物wu理li世shi界jie與yu數shu字zi世shi界jie接jie軌gui的de傳chuan感gan器qi驅qu動dong層ceng麵mian上shang，真zhen正zheng體ti現xian了le工gong業ye 4.0 帶來的優勢。

 

 

推薦閱讀：