工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)制造業(yè)的智能制造變革

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是智能制造體系得以構(gòu)建的重要技術(shù)基礎(chǔ)。作為引領(lǐng)新一輪技術(shù)革命和技術(shù)—經(jīng)濟(jì)范式變革的重要技術(shù)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于制造業(yè)的影響不言而喻。

迄今為止，全球制造業(yè)的發(fā)展依次經(jīng)歷了“機(jī)械化”“電氣化”和“數(shù)字化”3個(gè)階段。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的專家普遍認(rèn)為，制造業(yè)未來的發(fā)展方向是以生產(chǎn)和服務(wù)智能化為典型特征的“智能制造體系”。

從技術(shù)層面看，智能制造的核心是信息—物理系統(tǒng)，而這恰好是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)生產(chǎn)過程(簡稱“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”，下同)所形成的全新技術(shù)解決方案。也即借助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將相關(guān)的物理部件(設(shè)備或產(chǎn)品)與信息網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，綜合運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，構(gòu)建起一個(gè)人、機(jī)、物之間數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)交互，可自主運(yùn)行、維護(hù)和優(yōu)化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，具體表現(xiàn)為生產(chǎn)設(shè)備的智能化與生產(chǎn)和服務(wù)流程的智能化。

第一，推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備智能化。生產(chǎn)設(shè)備智能化是信息—物理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提和基礎(chǔ)，這要求智能工廠的生產(chǎn)設(shè)備事先配備包含射頻識(shí)別裝置、內(nèi)置傳感器、微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和控制軟件等在內(nèi)的“智能組件”，以及包括天線、接口和相關(guān)通信協(xié)議在內(nèi)的“聯(lián)接組件”。其中，前者的功能是向外對(duì)物理空間的信息進(jìn)行感知并生成可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息;而后者的功能是支撐信息在設(shè)備端、系統(tǒng)端、管理者之間的實(shí)時(shí)交互。

第二，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和服務(wù)流程的智能化。利用設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)、控制、優(yōu)化和自治功能可實(shí)現(xiàn)制造業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)全流程的智能化改造。對(duì)于工廠內(nèi)部的生產(chǎn)體系，“智能+互聯(lián)”的信息—物理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和維護(hù)過程的自主管理。由于系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備、原材料、半成品、成品都有各自的射頻識(shí)別標(biāo)簽，因此它們可以按照系統(tǒng)的需要在任何時(shí)點(diǎn)被運(yùn)送至任何需要它們的地點(diǎn)并完成相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)。

在日常維護(hù)方面，借助無處不在的智能感知組件，生產(chǎn)流程的每個(gè)環(huán)節(jié)的信息都將被監(jiān)測(cè)和記錄，這可以幫助系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行故障并進(jìn)行有效的處理，從而減少相關(guān)設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，使整個(gè)生產(chǎn)過程更加順暢有序。

對(duì)于工廠外部的銷售產(chǎn)品，借助內(nèi)置的智能感知組件和互聯(lián)互通的信息網(wǎng)絡(luò)，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)處理中心(產(chǎn)品云)可以實(shí)時(shí)接收并分析產(chǎn)品的使用和運(yùn)行信息，這讓產(chǎn)品全生命周期的增值服務(wù)活動(dòng)逐漸成為制造企業(yè)運(yùn)營的常態(tài)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將賦予制造企業(yè)競爭全新的內(nèi)容。

其一，數(shù)據(jù)將成為企業(yè)的核心資源。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)支撐的智能制造時(shí)代，數(shù)據(jù)將成為決定企業(yè)競爭優(yōu)勢(shì)的核心資源，它既是信息—物理系統(tǒng)完成自主控制、優(yōu)化和自治活動(dòng)的必要資源;同時(shí)也是企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升產(chǎn)品性能，以及不斷發(fā)掘新的商機(jī)的信息基礎(chǔ)。由此可見，數(shù)據(jù)的采集、分析、管理和保護(hù)工作將成為制造企業(yè)價(jià)值鏈上不可或缺的重要環(huán)節(jié)，并將就此衍生出大量針對(duì)數(shù)據(jù)分析和挖掘的專業(yè)技術(shù)性公司和部門。

其二，價(jià)值鏈的增值環(huán)節(jié)進(jìn)一步向“軟”端轉(zhuǎn)移。產(chǎn)品智能化意味著產(chǎn)品具有非常高的“數(shù)字”特征，隨著智能組件的功能逐步替代物理部件，物理部件的需求量和復(fù)雜度都將大幅降低，其產(chǎn)品規(guī)格將更趨標(biāo)準(zhǔn)化，因此制造企業(yè)更多的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)將圍繞著云端或產(chǎn)品端的應(yīng)用軟件開發(fā)和服務(wù)活動(dòng)展開。

其三，制造業(yè)的服務(wù)化特征愈加明顯。物聯(lián)網(wǎng)的“智能”和“互聯(lián)”的功能將推動(dòng)制造企業(yè)的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)自然而然地延伸至服務(wù)領(lǐng)域。得益于產(chǎn)品端嵌入的智能感知組件和通信網(wǎng)絡(luò)，制造企業(yè)的云端服務(wù)器可以實(shí)時(shí)追蹤產(chǎn)品的使用信息和各部分的運(yùn)行數(shù)據(jù)，這讓制造企業(yè)可以直接跳過中間商發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行中存在的問題，并提供及時(shí)的專業(yè)性產(chǎn)品維護(hù)和故障處理。更為重要的是，利用長期累積的故障診斷數(shù)據(jù)，制造企業(yè)可以進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和性能完成改進(jìn)，真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)環(huán)節(jié)和產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)的協(xié)同和融合。

其四，定制化成本將大幅降低。借助預(yù)先設(shè)定的生產(chǎn)程序，同一條生產(chǎn)線上可以生產(chǎn)出功能各異的定制化產(chǎn)品，這將在很大程度上降低產(chǎn)品定制化的成本。但更為重要的是，在“智能+互聯(lián)”的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的定制并不需要太多地依賴差異性物理組件的投入，借助內(nèi)置軟件的功能調(diào)整完全可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品功能的個(gè)性化。

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