一文解析數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè)4.0的重要性

當(dāng)前的全球新冠疫情清晰地表明了數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè) 4.0 的重要性。像Festo一樣，成百上千家公司能夠保持穩(wěn)定，因為數(shù)字化已經(jīng)在各自的領(lǐng)域有了深化的發(fā)展。但是，生產(chǎn)中許多工作是與地點綁定的。但是工業(yè)4.0的基本原則就是讓未來的工業(yè)生產(chǎn)可實現(xiàn)移動工作。新冠疫情危機推動了全球的數(shù)字化。

管理董事會主席Oliver Jung 博士說：“通過我們在線業(yè)務(wù)的改變，我們清晰感受到了新冠疫情的影響。這個趨勢將是長期持久的：可持續(xù)地向數(shù)字渠道和產(chǎn)品服務(wù)轉(zhuǎn)型。在當(dāng)前的疫情時期，我們越發(fā)意識到，為我們的客戶提供完善的虛擬支持的重要性?！彼?，F(xiàn)esto為客戶和伙伴提供了數(shù)字化合作平臺。該平臺包括了所有工程設(shè)計工具、在線商城，能獲取所有Festo服務(wù)或數(shù)字維護管理工具Smartenance。這讓Festo能在虛擬世界中為客戶和合作伙伴提供一致的觸點，被稱之為數(shù)字客戶旅程。

許多公司突然面對完全不同的需求行為。更快速的供貨或突發(fā)大批量供應(yīng)特定產(chǎn)品要求各個公司在轉(zhuǎn)換生產(chǎn)時盡可能保持靈活。自動化技術(shù)的數(shù)字化是個救急措施。智能互聯(lián)的元件可自主配置，能實現(xiàn)即插即生產(chǎn)，能讓系統(tǒng)更快地滿足不斷變化的要求。通過云服務(wù)來同步必要的數(shù)據(jù)和信息，可隨時進行評估。在Festo 的全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，工廠相互聯(lián)網(wǎng)，持續(xù)交換數(shù)據(jù)。管理董事會銷售總裁Ansgar Kriwet 博士說：“在這個網(wǎng)絡(luò)中，我們很大程度上能填補生產(chǎn)瓶頸，比如當(dāng)工廠因政府命令而停產(chǎn)時。這需要穩(wěn)定而強大的IT基礎(chǔ)設(shè)施，來應(yīng)對現(xiàn)代化的可能性，如云端數(shù)據(jù)存儲，這樣可以幾乎實時在全球獲取數(shù)據(jù)?！?/p>

智能互聯(lián)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢證明了可不受危機影響，且可持續(xù)發(fā)展。前提條件是產(chǎn)品、機器和系統(tǒng)的虛擬化，那樣工廠工人還可在家辦公時操控“自己”的機器。為此，機器和系統(tǒng)需要數(shù)字孿生，與自己對應(yīng)的真實機器和系統(tǒng)具有相同的功能。內(nèi)嵌式傳感器技術(shù)用過程數(shù)據(jù)豐富了數(shù)字孿生。機器、系統(tǒng)和價值流的虛擬孿生還有一個大優(yōu)勢：各種過程、參數(shù)設(shè)置和配置可在這些電腦生成的仿真中來執(zhí)行，無需介入現(xiàn)有的生產(chǎn)過程。這樣節(jié)省成本和時間 – 這對于制造成本中人工成本高昂的國家非常重要，這樣才能保持在全球市場的競爭力。

工業(yè) 4.0 平臺

數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心推動力來自于“工業(yè) 4.0 平臺”，通過實際案例、信息交流和措施建議來支持德國公司落實工業(yè)4.0.該平臺的多項國際合作凸顯出了其在國際上對工業(yè)4.0討論中扮演著舉足輕重的角色。管理董事會產(chǎn)品和技術(shù)管理總裁兼工業(yè)4.0平臺執(zhí)委會主席Frank Melzer 博士說：“我們的2030 使命宣言中強調(diào)了三個要求，即主權(quán)、交互性和可持續(xù)性，為從疫情中脫穎而出提供了優(yōu)秀的框架，在開放和數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中增強了我們?nèi)蛳蠕h角色。工業(yè)4.0 平臺是必要數(shù)字化革新的可靠伙伴，支持德國和歐洲工業(yè)穩(wěn)健和可持續(xù)的進一步發(fā)展?！?/p>

人工智能是未來時間的關(guān)鍵

借助人工智能，F(xiàn)esto 為客戶和Festo自己提供了更多的附加值。Ansgar Kriwet 博士說：“人工智能可用于預(yù)測單個元件發(fā)生故障的可能或優(yōu)化機器操作員可用性的潛力。結(jié)合人類的經(jīng)驗，我們已經(jīng)能在我們自己工廠實現(xiàn)巨大的節(jié)能改善。”人工智能的特點包括自學(xué)習(xí)能力。可用數(shù)據(jù)越多，預(yù)測就越準(zhǔn)。最終，能減少停機時間，減少廢品。

用好人工智能

為了用算法工具箱的方法來生成附加值和提高效率，必須精確定義用例。如果數(shù)據(jù)被戰(zhàn)略性預(yù)結(jié)構(gòu)化，并有充足的數(shù)量，才能有滿意的結(jié)果。 Oliver Jung 博士說：“在我們自己的工廠，我們仔細(xì)研究了生產(chǎn)過程中人工智能實現(xiàn)的質(zhì)量保證，并得出結(jié)論，來自于消費市場的大數(shù)據(jù)方法并不適用于工業(yè)。只有當(dāng)我們將機器操作員的專業(yè)知識與相應(yīng)的人工智能統(tǒng)計方法相結(jié)合，才能大幅度提高效率?！?/p>

Festo 目前正重點關(guān)注人工智能評估“邊沿層”，換言之，就是直接在元件上，或一個生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場。這節(jié)省了成本，確保了實時評估，避免了潛伏期。通過Festo物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，現(xiàn)有的生產(chǎn)工廠無需大干預(yù)就可植入人工智能。設(shè)備上的算法和模型可直接更新，無需修改PLC，與電腦能力無關(guān)，解放了PLC的資源。

兩年前，F(xiàn)esto 收購了位于德國Herford的 Resolto Informatik GmbH。去年，Resolto 人工智能技術(shù)被植入了產(chǎn)品中，如 Festo IoT 網(wǎng)關(guān) CPX。今年， Resolto 現(xiàn)在正向數(shù)字業(yè)務(wù)大踏步前進，即人工智能軟件的開發(fā)和工業(yè)4.0附加值服務(wù)。

從機械到智能產(chǎn)品

Ansgar Kriwet 博士說：“為了能利用一開始所提到的工業(yè)4.0帶來的機會和優(yōu)勢，我們需要機械性能優(yōu)異且智能化的現(xiàn)場層產(chǎn)品，集成了計算能力和通信功能。因此我們能將壓電閥出色的機械性能與數(shù)字化控制的多種功能組合成一個獨一無二的產(chǎn)品，F(xiàn)esto 數(shù)字控制終端VTEM?！痹撻y島的功能通過App來控制，用相同的一個硬件可以執(zhí)行多種不同的工作。Ansgar Kriwet 博士說：“Festo 數(shù)字控制終端VTEM組合了標(biāo)準(zhǔn)氣動元件、電子元件和軟件控制，創(chuàng)造了智能科技。其功能包括了簡單的方向控制閥到復(fù)雜的運動應(yīng)用、狀態(tài)監(jiān)測、可變定位，能降低能耗，大大減少了所需安裝的元件數(shù)量。通過VTEM，我們?yōu)榭蛻糸_創(chuàng)了全新的解決方案領(lǐng)域。”

數(shù)字化節(jié)約資源

環(huán)保型生產(chǎn)越來越變成一個具有競爭力的因素。如今，能源和資源效率對于制造企業(yè)不僅只是一個盈利性的問題。數(shù)字化是工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型成氣候中性的重要先鋒技術(shù)。傳感器提供的數(shù)據(jù)首先讓生產(chǎn)過程的能耗變透明。

15 年來，F(xiàn)esto 為系統(tǒng)運營提供了整體性的Festo節(jié)能服務(wù)，檢測系統(tǒng)的設(shè)計和運行，以整體性方式識別所有弱點和優(yōu)化選項。這能實現(xiàn)巨大的節(jié)約。

Festo E2M 節(jié)能模塊結(jié)合了維護設(shè)備、傳感器技術(shù)和現(xiàn)場總線通信?？勺詣訖z測泄漏，監(jiān)測和控制耗氣量。
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