1. 什麼是工業4.0
「工業4.0」的本質是產業互聯網。「互聯網+製造」的融合,這是一場時代的革命,是顛覆和自我顛覆。實際上在過去的15年當中,見證了自動化到互聯網化,還洞察了萬物互聯所帶來的技術變遷。「工業4.0」是人類社會最後一次工業革命,引用工信部部長苗圩的一句原話:「互聯網+」是一個巨大的概念,「互聯網+製造」最具備條件,「工業4.0」也將成為「互聯網+」的最先突破的一個領域。
在中國的移動互聯網領域里,在過去15年裡,所有的資源、資金都壓在第三產業,也就是服務業上面,所以我們稱之為消費互聯網。現在移動互聯網來到了第二產業工業,第一產業農業。按照馬雲的說法互聯網是我們今天這個社會的頂層基礎設施,是水、電、煤和高速公路。那麼,隨著移動互聯網對工業領域、農業領域的顛覆、侵襲,實際上整個移動互聯網我個人認為它進入深層次的再造,深層次的重新產生效率的一個階段。
根據預測,第四次工業革命延續視覺大概為30到40年,所以說工業4.0移動互聯網對中國工業的顛覆、再造和融合才剛剛開始。
2. 智能工廠:到底什麼是工業4.0
所謂工業4.0,是基於工業發展的不同階段作出的劃分。
按照目前的共識,工業1.0是蒸汽機時代,工業2.0是電氣化時代,工業3.0是信息化時代,工業4.0則是利用信息化技術促進產業變革的時代,也就是智能化時代。
這個概念最早出現在德國,2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出,其核心目的是為了提高德國工業的競爭力,在新一輪工業革命中佔領先機。
工業4.0是由德國政府《德國2020高技術戰略》中所提出的十大未來項目之一。
該項目由德國聯邦教育局及研究部和聯邦經濟技術部聯合資助,投資預計達2億歐元。
旨在提升製造業的智能化水平,建立具有適應性、資源效率及基因工程學的智慧工廠,在商業流程及價值流程中整合客戶及商業夥伴。其技術基礎是網路實體系統及物聯網。
德國所謂的工業四代(Instry4.0)是指利用物聯信息系統(Cyber—Physical System簡稱CPS)將生產中的供應,製造,銷售信息數據化、智慧化,最後達到快速,有效,個人化的產品供應。
「中國製造2025」與德國「工業4.0」的合作對接淵源已久。2013年4月,德國政府正式推出「工業4.0」戰略。2015年5月,國務院正式印發《中國製造2025》,部署全面推進實施製造強國戰略。
工業4.0已經進入中德合作新時代,中德雙方簽署的《中德合作行動綱要》中,有關工業4.0合作的內容共有4條,第一條就明確提出工業生產的數字化就是「工業4.0」對於未來中德經濟發展具有重大意義。雙方認為,兩國政府應為企業參與該進程提供政策支持。
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工業4.0聯盟
由德國「工業4.0」研究機構、中國相關院所和中德兩國企業組成的青島中德「工業4.0」推動聯盟,2月9日在中國第十一個國家級經濟新區——青島西海岸新區成立,成為中國首個「工業4.0」聯盟。
2014年11月4日,中國首套工業4.0流水線在第十六屆中國國際工業博覽會上亮相。
青島中德生態園管委主任趙士玉介紹說,青島中德生態園作為中德兩國共同建設的生態型、智能型、開放型利益共同體,中德「工業4.0」推動聯盟在這里成立十分有意義。
「工業4.0」是大數據革命、雲計算、移動互聯時代背景下,對企業進行智能化、工業化相結合的改進升級,是中國企業更好的提升和發展的一條重要途徑。中德「工業4.0」聯盟成立後,青島西海岸新區將投入1億元人民幣對區域內部分企業進行試點,未來將逐步實現企業「工業4.0」升級。
3. 什麼是工業元宇宙
第一部分:工業元宇宙的概念
中國信通院池程提出精彩的觀點:元宇宙不是一種技術,而是一組技術概念的集合,它基於互聯網而生,是數字信息高度發展的產物。元宇宙是在兩個背景下出現的,一個是線下場景的數字化,主要體現在消費互聯網領域的社交和娛樂上,另一個是產業和工業的數字化轉型需求,也就是工業元宇宙。
第二部分:工業元宇宙主要有兩個方面的重要工作
一方面是工業元宇宙需要強化物理世界與信息世界的聯動,保障信息為物理世界服務才能真實推動工業的數字化轉型。另一方面是完成三個層面的信息整合,一是企業信息垂直整合,括設備信息、工控系統、工業軟體等,二是生產鏈條信息整合,包括設計、研發、製造、倉儲、銷售等環節信息。三是端到端信息整合,打通萬物互聯的信息通路。Microsoft提出的元宇宙技術堆棧(Technology Stack)中,數字孿生提供的建模效益便是關鍵一環。
第三部分:工業元宇宙發展現狀
工業元宇宙基於擴展現實技術提供沉浸式體驗,以及數字孿生技術生成現實世界的鏡像,通過區塊鏈技術搭建經濟體系,將虛擬世界與現實世界密切融合。工業元宇宙構建的場景對象是一個確切的物理系統,系統中的組織關系和任務是明確的,所要解決的問題的問題也是明確的。圖撲軟體 自主研發核心產品 HT for Web ,產品已應用到電力、電信、工控、政府、交通、水利、公安、國防、醫療、金融、科研等數十個垂直行業。提供的圖形引擎工具產品及項目設計開發服務,助力實現數據驅動的工業元宇宙快速落地。
第四部分:工業元宇宙案例展示
節能減排綠色電力,可視化打造智慧虛擬電廠
虛擬電廠通過協調控制、智能計量以及信息通信等技術聚合 DG、儲能系統、可控負荷、電動汽車等不同類型的分布式能源,通過更高層的軟體構架實現多個 DER 之間的協調優化運作,達到資源的優勢配置和使用,並作為一個特殊電廠參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。
藉助圖撲的 HT for Web 產品,能有效進行數據融合,將分散的 DER 聚合到可視化系統中統一進行管理,通過 Web 提供豐富的展示形式和效果。「虛擬電廠」的可視化協調控制減小了以往 DER 並網對公網造成的沖擊,降低了 DG 增長帶來的調度難度,使配電管理趨於合理有序,提高了系統運行的穩定性。
智慧水務綠色集約化發展
Hightopo 應用自主研發的 HT 產品,搭建了以廈門區域為載體的 2D 智慧水務可視化解決方案。界面摒棄了以往傳統的地圖模式,採用更加簡潔的六邊形色塊拼接出湖泊水庫等地形,河流分支則運用更加簡化的線條予以展現,再選用不同顏色標明泵站、自來水廠、污水處理廠、非飲用水、飲用水水源及水源保護區域位置。如此設計更容易突出業務內容,讓管理達到事半功倍的效果。
兩側面板用於展示採集到的實時數據統計,以供水調度數據為基礎,為給水系統、排水系統、污水處理系統等眾多子系統提供運營數據分析、設備運轉、水量管理、安全管理等業務支撐。形成感知、診斷、調度、預警、校正一體化水務管理體系,為用戶打造規范化、精細化、智能化的水務運作流程。
綠色數治開采工藝: 3D 可視化智慧礦山
採用 Hightopo 自主創新的 HT 產品搭建 3D 輕量化大型智慧礦山解決方案,根據礦山現場的 CAD 圖、鳥瞰圖、設備三視圖等資料還原外觀建模,圍繞以數字化開采、高速掘進、智能通風排水供配電、篩煤工藝等內容為主體的三維立體可視化管理系統。
汽車裝配車間生產流水線 3D 可視化
HT for Web 的汽車生產流水線 3D 可視化,模擬度高,根據設備實際尺寸等比縮小,利用鳥瞰鏡頭、特寫鏡頭、跟蹤鏡頭等方式,將生產線整體、局部與工藝流程完美展示。針對不同生產線設計不同的方案腳本,個性化內容定製,更契合企業形象。
高爐爐體三維熱力圖監控系統
2D 面板上呈現了高爐的基本信息,熱感測器信息,高爐檢測信息;3D 可視化場景中呈現了高爐的真實幾何結構,採用三維熱力圖呈現了高爐各個關鍵位置的溫度信息,底部方位指針定位了高爐的朝向和感測器位置,兩側的高度標識展示了爐體關鍵位置高度信息。
在可視化系統的實現上,3D 場景採用以HT輕量化 HTML5/WebGL 建模的方案,實現快速建模、運行時輕量化到甚至手機終端瀏覽器即可 3D 可視化運維的良好效果;而在對應的 2D 圖紙上,使用特有的矢量,在各種比例下不失真,加上布局機制,解決了不同屏幕比例下的展示問題。
4. 什麼叫工業4.0啊
工業4.0(Instrie 4.0)是德國政府《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一,並已上升為國家戰略,旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。
「工業4.0」 研究項目由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助,在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界的建議和推動下形成,並已上升為國家級戰略。德國聯邦政府投入達2億歐元。
德國政府提出「工業4.0」戰略,並在2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出,其目的是為了提高德國工業的競
爭力,在新一輪工業革命中佔領先機。
該戰略已經得到德國科研機構和產業界的廣泛認同,弗勞恩霍夫協會將在其下屬6-7個生產領域的研究所引入工業4.0概念,西門子公司已經開始將這一概念引
入其工業軟體開發和生產控制系統。[
「工業4.0」概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中,傳統的行業界限將消失,並會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變,產業鏈分工將被重組。
德國學術界和產業界認為,「工業4.0」概念即是以智能製造為主導的第四次工業革命,或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網路空間虛擬系統—信息物理系統(Cyber-Physical System)[2]相結合的手段,將製造業向智能化轉型。
「工業4.0」項目主要分為兩大主題,一是「智能工廠」,重點研究智能化生產系統及過程,以及網路化分布式生產設施
的實現;二是「智能生產」,主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業參與,力圖使
中小企業成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者,同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者。
5. 什麼是工業4.0什麼是工業互聯網什麼是中國製造2025
「工業互聯網」、「工業4.0」、「中國製造2025」幾個概念在外延上存在一定的區別,但在內涵上異曲同工。
工業互聯網就是工業革命帶來的機器、設施和系統網路與互聯網革命帶來的智能設備、智能網路和智能決策間的融合,其要素是智能設備、智能網路和智能決策,更強調感測器系統、大數據分析能力。
工業4.0包括將CPS(虛擬網路-實體網路系統技術)一體化應用於製造業和物流行業,以及在工業生產過程中使用物聯網和服務技術。其重點是創造智能產品、程序和過程,較為重視物聯網與控制邏輯。
「中國製造2025」大致包括五方面內容,一是強調創新驅動,二是質量為先,三是綠色發展,四是結構優化,五是人才為本。互聯網和傳統工業的融合將是中國製造新一輪發展的制高點,智能製造將是未來的主攻方向。
工業互聯網將為各傳統行業帶來巨大效率改進,市場空間巨大。其將對通信、電子、計算機、機械、能源等諸多領域帶來巨大的變革和機遇。據工業互聯網領域權威機構GE估計,工業互聯網有望影響46%(約32.3萬億美元)的全球經濟。未來20年,中國工業互聯網發展至少可帶來3萬億美元左右GDP增量。建議把握互聯網和傳統工業的融合與智能製造兩個制高點挖掘投資機會。
互聯網端,由數據採集、數據傳輸及數據分析三個環節來挖掘投資標的,主要受益標的:通信行業的光環新網(藉助雲計算虛擬化實現戰略升級)、中恆電氣(能源互聯網的最大受益者)、東土科技(工業乙太網並布局機器數據分析)、東方國信(電信大數據、布局鋼鐵冶金信息化)以及佳訊飛鴻(立足指揮調度系統和防災感測網路,布局工業數據分析)。
智能製造領域,由設備供應和實際應用出發捕捉機會。主要受益標的:科遠股份(智能製造、布局C2M平台),機械行業的美亞光電(工業4.0色選機)、康力電梯、巨星科技(服務機器人爆發),家電行業的青島海爾(工業4.0應用典型)。