1. 什么是工业4.0
“工业4.0”的本质是产业互联网。“互联网+制造”的融合,这是一场时代的革命,是颠覆和自我颠覆。实际上在过去的15年当中,见证了自动化到互联网化,还洞察了万物互联所带来的技术变迁。“工业4.0”是人类社会最后一次工业革命,引用工信部部长苗圩的一句原话:“互联网+”是一个巨大的概念,“互联网+制造”最具备条件,“工业4.0”也将成为“互联网+”的最先突破的一个领域。
在中国的移动互联网领域里,在过去15年里,所有的资源、资金都压在第三产业,也就是服务业上面,所以我们称之为消费互联网。现在移动互联网来到了第二产业工业,第一产业农业。按照马云的说法互联网是我们今天这个社会的顶层基础设施,是水、电、煤和高速公路。那么,随着移动互联网对工业领域、农业领域的颠覆、侵袭,实际上整个移动互联网我个人认为它进入深层次的再造,深层次的重新产生效率的一个阶段。
根据预测,第四次工业革命延续视觉大概为30到40年,所以说工业4.0移动互联网对中国工业的颠覆、再造和融合才刚刚开始。
2. 智能工厂:到底什么是工业4.0
所谓工业4.0,是基于工业发展的不同阶段作出的划分。
按照目前的共识,工业1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是信息化时代,工业4.0则是利用信息化技术促进产业变革的时代,也就是智能化时代。
这个概念最早出现在德国,2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,其核心目的是为了提高德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机。
工业4.0是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。
该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。
旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。
德国所谓的工业四代(Instry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—Physical System简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。
“中国制造2025”与德国“工业4.0”的合作对接渊源已久。2013年4月,德国政府正式推出“工业4.0”战略。2015年5月,国务院正式印发《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略。
工业4.0已经进入中德合作新时代,中德双方签署的《中德合作行动纲要》中,有关工业4.0合作的内容共有4条,第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。双方认为,两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。
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工业4.0联盟
由德国“工业4.0”研究机构、中国相关院所和中德两国企业组成的青岛中德“工业4.0”推动联盟,2月9日在中国第十一个国家级经济新区——青岛西海岸新区成立,成为中国首个“工业4.0”联盟。
2014年11月4日,中国首套工业4.0流水线在第十六届中国国际工业博览会上亮相。
青岛中德生态园管委主任赵士玉介绍说,青岛中德生态园作为中德两国共同建设的生态型、智能型、开放型利益共同体,中德“工业4.0”推动联盟在这里成立十分有意义。
“工业4.0”是大数据革命、云计算、移动互联时代背景下,对企业进行智能化、工业化相结合的改进升级,是中国企业更好的提升和发展的一条重要途径。中德“工业4.0”联盟成立后,青岛西海岸新区将投入1亿元人民币对区域内部分企业进行试点,未来将逐步实现企业“工业4.0”升级。
3. 什么是工业元宇宙
第一部分:工业元宇宙的概念
中国信通院池程提出精彩的观点:元宇宙不是一种技术,而是一组技术概念的集合,它基于互联网而生,是数字信息高度发展的产物。元宇宙是在两个背景下出现的,一个是线下场景的数字化,主要体现在消费互联网领域的社交和娱乐上,另一个是产业和工业的数字化转型需求,也就是工业元宇宙。
第二部分:工业元宇宙主要有两个方面的重要工作
一方面是工业元宇宙需要强化物理世界与信息世界的联动,保障信息为物理世界服务才能真实推动工业的数字化转型。另一方面是完成三个层面的信息整合,一是企业信息垂直整合,括设备信息、工控系统、工业软件等,二是生产链条信息整合,包括设计、研发、制造、仓储、销售等环节信息。三是端到端信息整合,打通万物互联的信息通路。Microsoft提出的元宇宙技术堆栈(Technology Stack)中,数字孪生提供的建模效益便是关键一环。
第三部分:工业元宇宙发展现状
工业元宇宙基于扩展现实技术提供沉浸式体验,以及数字孪生技术生成现实世界的镜像,通过区块链技术搭建经济体系,将虚拟世界与现实世界密切融合。工业元宇宙构建的场景对象是一个确切的物理系统,系统中的组织关系和任务是明确的,所要解决的问题的问题也是明确的。图扑软件 自主研发核心产品 HT for Web ,产品已应用到电力、电信、工控、政府、交通、水利、公安、国防、医疗、金融、科研等数十个垂直行业。提供的图形引擎工具产品及项目设计开发服务,助力实现数据驱动的工业元宇宙快速落地。
第四部分:工业元宇宙案例展示
节能减排绿色电力,可视化打造智慧虚拟电厂
虚拟电厂通过协调控制、智能计量以及信息通信等技术聚合 DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源,通过更高层的软件构架实现多个 DER 之间的协调优化运作,达到资源的优势配置和使用,并作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。
借助图扑的 HT for Web 产品,能有效进行数据融合,将分散的 DER 聚合到可视化系统中统一进行管理,通过 Web 提供丰富的展示形式和效果。“虚拟电厂”的可视化协调控制减小了以往 DER 并网对公网造成的冲击,降低了 DG 增长带来的调度难度,使配电管理趋于合理有序,提高了系统运行的稳定性。
智慧水务绿色集约化发展
Hightopo 应用自主研发的 HT 产品,搭建了以厦门区域为载体的 2D 智慧水务可视化解决方案。界面摒弃了以往传统的地图模式,采用更加简洁的六边形色块拼接出湖泊水库等地形,河流分支则运用更加简化的线条予以展现,再选用不同颜色标明泵站、自来水厂、污水处理厂、非饮用水、饮用水水源及水源保护区域位置。如此设计更容易突出业务内容,让管理达到事半功倍的效果。
两侧面板用于展示采集到的实时数据统计,以供水调度数据为基础,为给水系统、排水系统、污水处理系统等众多子系统提供运营数据分析、设备运转、水量管理、安全管理等业务支撑。形成感知、诊断、调度、预警、校正一体化水务管理体系,为用户打造规范化、精细化、智能化的水务运作流程。
绿色数治开采工艺: 3D 可视化智慧矿山
采用 Hightopo 自主创新的 HT 产品搭建 3D 轻量化大型智慧矿山解决方案,根据矿山现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料还原外观建模,围绕以数字化开采、高速掘进、智能通风排水供配电、筛煤工艺等内容为主体的三维立体可视化管理系统。
汽车装配车间生产流水线 3D 可视化
HT for Web 的汽车生产流水线 3D 可视化,仿真度高,根据设备实际尺寸等比缩小,利用鸟瞰镜头、特写镜头、跟踪镜头等方式,将生产线整体、局部与工艺流程完美展示。针对不同生产线设计不同的方案脚本,个性化内容定制,更契合企业形象。
高炉炉体三维热力图监控系统
2D 面板上呈现了高炉的基本信息,热传感器信息,高炉检测信息;3D 可视化场景中呈现了高炉的真实几何结构,采用三维热力图呈现了高炉各个关键位置的温度信息,底部方位指针定位了高炉的朝向和传感器位置,两侧的高度标识展示了炉体关键位置高度信息。
在可视化系统的实现上,3D 场景采用以HT轻量化 HTML5/WebGL 建模的方案,实现快速建模、运行时轻量化到甚至手机终端浏览器即可 3D 可视化运维的良好效果;而在对应的 2D 图纸上,使用特有的矢量,在各种比例下不失真,加上布局机制,解决了不同屏幕比例下的展示问题。
4. 什么叫工业4.0啊
工业4.0(Instrie 4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,并已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
“工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。
德国政府提出“工业4.0”战略,并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,其目的是为了提高德国工业的竞
争力,在新一轮工业革命中占领先机。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同,弗劳恩霍夫协会将在其下属6-7个生产领域的研究所引入工业4.0概念,西门子公司已经开始将这一概念引
入其工业软件开发和生产控制系统。[
“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。
德国学术界和产业界认为,“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)[2]相结合的手段,将制造业向智能化转型。
“工业4.0”项目主要分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施
的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使
中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
5. 什么是工业4.0什么是工业互联网什么是中国制造2025
“工业互联网”、“工业4.0”、“中国制造2025”几个概念在外延上存在一定的区别,但在内涵上异曲同工。
工业互联网就是工业革命带来的机器、设施和系统网络与互联网革命带来的智能设备、智能网络和智能决策间的融合,其要素是智能设备、智能网络和智能决策,更强调传感器系统、大数据分析能力。
工业4.0包括将CPS(虚拟网络-实体网络系统技术)一体化应用于制造业和物流行业,以及在工业生产过程中使用物联网和服务技术。其重点是创造智能产品、程序和过程,较为重视物联网与控制逻辑。
“中国制造2025”大致包括五方面内容,一是强调创新驱动,二是质量为先,三是绿色发展,四是结构优化,五是人才为本。互联网和传统工业的融合将是中国制造新一轮发展的制高点,智能制造将是未来的主攻方向。
工业互联网将为各传统行业带来巨大效率改进,市场空间巨大。其将对通信、电子、计算机、机械、能源等诸多领域带来巨大的变革和机遇。据工业互联网领域权威机构GE估计,工业互联网有望影响46%(约32.3万亿美元)的全球经济。未来20年,中国工业互联网发展至少可带来3万亿美元左右GDP增量。建议把握互联网和传统工业的融合与智能制造两个制高点挖掘投资机会。
互联网端,由数据采集、数据传输及数据分析三个环节来挖掘投资标的,主要受益标的:通信行业的光环新网(借助云计算虚拟化实现战略升级)、中恒电气(能源互联网的最大受益者)、东土科技(工业以太网并布局机器数据分析)、东方国信(电信大数据、布局钢铁冶金信息化)以及佳讯飞鸿(立足指挥调度系统和防灾传感网络,布局工业数据分析)。
智能制造领域,由设备供应和实际应用出发捕捉机会。主要受益标的:科远股份(智能制造、布局C2M平台),机械行业的美亚光电(工业4.0色选机)、康力电梯、巨星科技(服务机器人爆发),家电行业的青岛海尔(工业4.0应用典型)。