9 xu hướng công nghệ Internet liên quan đến thời đại công nghiệp 4.0
Tái bản từ Trung Quốc Gongkong vào ngày 14 tháng 12 năm 2015:
Tập đoàn Tư vấn Boston đã công bố một báo cáo giới thiệu chín xu hướng công nghệ trong thời đại công nghiệp 4.0 và khám phá những lợi ích kinh tế và kỹ thuật tiềm năng của chúng. Chín tiến bộ công nghệ này đã được áp dụng vào sản xuất, và với sự ra đời của Công nghiệp 4.0, chúng sẽ thay đổi cách sản xuất: các tế bào độc lập và tối ưu hóa sẽ được tích hợp đầy đủ vào các quy trình sản xuất tự động, thay đổi mối quan hệ giữa nhà cung cấp, nhà sản xuất và khách hàng. Các mối quan hệ truyền thống cũng đã thay đổi mối quan hệ giữa con người và máy móc.
1. Dữ liệu lớn và phân tích
Mô hình phân tích dựa trên dữ liệu lớn của máy tính công nghiệp chỉ mới xuất hiện gần đây trong ngành công nghiệp sản xuất toàn cầu với số lượng lớn. Ưu điểm của nó nằm ở khả năng tối ưu hóa chất lượng sản phẩm, tiết kiệm năng lượng và cải thiện dịch vụ thiết bị. Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, dữ liệu từ các nguồn khác nhau như hệ thống phát triển, hệ thống sản xuất, hệ thống quản lý doanh nghiệp và khách hàng sẽ được đánh giá toàn diện, làm cho nó trở thành một tiêu chuẩn để hỗ trợ ra quyết định theo thời gian thực. Ví dụ, nhà sản xuất chất bán dẫn Infineon của Đức đã áp dụng một phương pháp tương quan các chip đơn lẻ để giúp phát hiện các chip bị lỗi để cải thiện chất lượng sản xuất.
2. Robot tự hành
Các nhà sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp từ lâu đã sử dụng robot để xử lý các công việc phức tạp, nhưng robot liên tục phát triển và thậm chí có thể được sử dụng trong các tiện ích lớn hơn. Họ trở nên tự chủ, linh hoạt và hợp tác hơn. Cuối cùng, họ sẽ làm việc bên cạnh con người, và con người sẽ học hỏi từ họ. Những robot này sẽ có chi phí thấp hơn và có phạm vi ứng dụng rộng hơn so với robot trước đây được sử dụng trong sản xuất.
Trong nhiều ngành công nghiệp, robot từ lâu đã được sử dụng để xử lý các nhiệm vụ phức tạp và vẫn đang phát triển. Họ đang trở nên tự chủ và linh hoạt hơn, và cuối cùng sẽ học cách tương tác, làm việc an toàn và học hỏi từ con người. Những robot này sẽ ít tốn kém hơn và hữu ích hơn, có khả năng đảm nhận các vai trò phức tạp hơn.
Ví dụ, Gujia Home Furnishing đã sử dụng máy móc và thiết bị từ các nhà sản xuất châu Âu. Các robot được kết nối với nhau để chúng có thể làm việc cùng nhau và tự động điều chỉnh hành động của chúng để phù hợp với dòng sản phẩm chưa hoàn thành tiếp theo. Các cảm biến cao cấp và các đơn vị điều khiển đảm bảo sự hợp tác chặt chẽ với con người. Tương tự như vậy, nhà cung cấp robot công nghiệp ABB đã ra mắt một robot hai vũ trang, được đặt tên là "ngô", được thiết kế đặc biệt để lắp ráp các sản phẩm (như điện tử tiêu dùng) cùng với con người. Việc áp dụng công nghệ thị giác máy tính đảm bảo thực hiện tương tác an toàn và nhận dạng một phần.
3. Mô phỏng
Trong giai đoạn kỹ thuật, mô phỏng 3D của vật liệu và sản phẩm đã được sử dụng, nhưng trong tương lai, mô phỏng sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong hoạt động của nhà máy. Mô phỏng sẽ tận dụng dữ liệu thời gian thực để phản ánh thế giới thực trong các mô hình ảo, bao gồm máy móc, sản phẩm, con người và hơn thế nữa, cho phép các nhà khai thác kiểm tra và tối ưu hóa trong mô hình ảo. Ví dụ, Siemens đã phát triển các máy ảo có thể mô phỏng, giảm 80% quy trình gia công.
4. Tích hợp hệ thống ngang và dọc
Hiện nay, hầu hết các hệ thống CNTT chưa được tích hợp đầy đủ, sự kết nối giữa các công ty, nhà cung cấp và khách hàng chưa chặt chẽ, và các chức năng từ doanh nghiệp đến xưởng thiếu tích hợp hoàn chỉnh. Ngay cả bản thân kỹ thuật, từ sản phẩm đến tự động hóa nhà máy, cũng thiếu tích hợp đầy đủ. Với sự ra đời của Công nghiệp 4.0, sẽ có sự gắn kết hơn giữa các công ty và phòng ban, và sự phát triển của các mạng tích hợp dữ liệu sẽ cho phép tự động hóa thực sự của chuỗi giá trị.
Ví dụ, Dassault Systèmes và nhà cung cấp đám mây BoostAeroSpace đã hợp tác để tạo ra AirDesign, một nền tảng hợp tác cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và quốc phòng châu Âu. Nền tảng này có thể được sử dụng như một hội thảo hợp tác để thiết kế và sản xuất không gian làm việc, hoặc như một dịch vụ đám mây riêng. Nó chịu trách nhiệm cho nhiệm vụ phức tạp là quản lý việc trao đổi dữ liệu sản phẩm và sản xuất giữa nhiều bên.
5. Internet of Things
Ngày nay, chỉ có một vài nhà sản xuất cảm biến và thiết bị có tính toán nối mạng và nhúng, thường là trong một kim tự tháp thẳng đứng, vẫn còn một khoảng cách để bước vào mức độ thông minh và tự động hóa trong hệ thống điều khiển tổng thể. Khi ngành công nghiệp IoT phát triển, nhiều thiết bị và thậm chí nhiều sản phẩm chưa hoàn thành sẽ được kết nối bằng cách sử dụng các công nghệ tiêu chuẩn có thể giao tiếp trong lĩnh vực này và cung cấp phản hồi theo thời gian thực.
Nhà cung cấp hệ thống điều khiển và truyền động Bosch Rexroth đã sản xuất một cơ sở sản xuất van bán tự động có thể phân tích quy trình sản xuất phi tập trung. Sản phẩm được xác định bằng mã nhận dạng tần số vô tuyến và máy trạm có thể "biết" các bước sản xuất mà mỗi sản phẩm phải thực hiện để thực hiện các hoạt động cụ thể vào đúng thời điểm.
6. An ninh mạng
Nhiều doanh nghiệp vẫn dựa vào các hệ thống quản lý và sản xuất không kết nối hoặc ngoại tuyến, và trong thời đại công nghiệp 4.0, kết nối đã tăng lên và các mối đe dọa an ninh mạng đã tăng lên đáng kể. Nhưng người ta có thể tin tưởng vào khuôn khổ hoàn toàn mới, với các nhà cung cấp thiết bị công nghiệp tham gia lực lượng để hợp tác và mua lại các công ty an ninh mạng.
Bảy, điện toán đám mây
Trong thời đại công nghiệp 4.0, việc chia sẻ dữ liệu trên các trang web và doanh nghiệp là cần thiết hơn, đồng thời, hiệu suất của công nghệ đám mây sẽ tăng lên và chỉ có thể phản hồi trong mili giây. Kết quả là dữ liệu thiết bị sẽ được lưu trữ trên đám mây, các hệ thống sản xuất có thể cung cấp nhiều dịch vụ dựa trên dữ liệu hơn và nhiều xử lý giám sát và kiểm soát công nghiệp cũng sẽ chuyển sang đám mây.
8. Sản xuất phụ gia
Các công ty đã áp dụng sản xuất phụ gia, chẳng hạn như in 3D các thành phần riêng lẻ. Bước vào công nghiệp 4.0, phương pháp sản xuất phụ gia này sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong sản xuất các sản phẩm tùy chỉnh khối lượng thấp, có thể dẫn đến nhiều hình dạng phức tạp và nhẹ. Một hệ thống sản xuất phụ gia hiệu suất cao và phi tập trung sẽ làm giảm khoảng cách vận chuyển và hàng tồn kho. Ví dụ, các hãng hàng không đã sử dụng các quy trình sản xuất phụ gia trong các thiết kế mới để giảm trọng lượng máy bay và giảm chi phí nguyên liệu thô như titan.
9. Thực tế tăng cường
Thực tế tăng cường hỗ trợ các dịch vụ khác nhau, chẳng hạn như bạn có thể chọn các bộ phận trong kho và gửi đơn đặt hàng sửa chữa qua thiết bị di động. Các hệ thống này hiện đang ở giai đoạn sơ khai và các công ty sẽ sử dụng thực tế tăng cường rộng rãi hơn trong tương lai để cung cấp cho người lao động thông tin thời gian thực và cải thiện quy trình ra quyết định và làm việc. Hệ thống này đã gia nhập thị trường dưới dạng Google Glass, nơi công nhân có thể nhìn thấy cảnh thực tế thông qua kính thực tế ảo.
Một ứng dụng khác cho IPC là đào tạo ảo. Siemens đã phát triển một mô-đun đào tạo nhà điều hành nhà máy ảo sử dụng kính thực tế tăng cường để tạo ra môi trường 3D dựa trên dữ liệu từ nhân viên nhà máy đối phó với các trường hợp khẩn cấp.
