Войти
Четвертая промышленная революция (или Индустрия 4.0 ) - это постоянная автоматизация традиционных производственные и производственные практики с использованием современных интеллектуальных технологий. Крупномасштабная межмашинная связь (M2M) и Интернет вещей (IoT) интегрированы для повышения автоматизации, улучшения связи и самоконтроля, а также для производства интеллектуальных машин которые могут анализировать и диагностировать проблемы без вмешательства человека.
Фраза Четвертая промышленная революция была первой представленный Клаусом Швабом, исполнительным председателем Всемирного экономического форума, в статье 2015 года, опубликованной Foreign Affairs, «Освоение четвертой промышленной революции» было тема Ежегодного собрания Всемирного экономического форума в Давос-Клостерс, Швейцария. 10 октября 2016 года Форум объявил об открытии своего Центра четвертой промышленной революции в Сан-Франциско. Это также было темой и названием книги Шваба 2016 года. Schwab включает в эту четвертую эру технологии, сочетающие аппаратное обеспечение, программное обеспечение и биологию (киберфизические системы ), и делает упор на достижения в области коммуникации и взаимодействия. Шваб ожидает, что эта эра будет отмечена прорывами в новых технологиях в таких областях, как робототехника, искусственный интеллект, нанотехнология, квантовые вычисления, биотехнология, Интернет вещей, промышленный Интернет вещей, децентрализованный консенсус, беспроводные технологии пятого поколения, 3D-печать и полностью автономные транспортные средства.
Первая промышленная революция ознаменовалась переходом из рук в руки методы производства к машинам за счет использования энергии пара и воды. Внедрение новых технологий заняло много времени, поэтому период, о котором идет речь, - это период между 1760 и 1820 годами или 1840 годом в Европе и США. Его влияние оказало влияние на текстильную промышленность, которая первой приняла такие изменения, а также на металлургическую промышленность, сельское хозяйство и горнодобывающую промышленность, хотя она также оказала влияние на общество с еще более сильным средним классом. Это также оказало влияние на британскую промышленность в то время.
Вторая промышленная революция, также известная как технологическая революция, - это период между 1871 и 1914 годами, который возник в результате строительства обширных железных дорог. и телеграфные сети, которые позволили быстрее передавать людей и идеи, а также электричество. Рост электрификации позволил фабрикам развить современную производственную линию. Это был период бурного экономического роста с ростом производительности, который также вызвал всплеск безработицы, поскольку многие фабричные рабочие были заменены машинами.
Третья промышленная революция, также известная как цифровая Революция произошла в конце 20 века, после окончания двух мировых войн, в результате замедления индустриализации и технического прогресса по сравнению с предыдущими периодами. мировой финансовый кризис 1929 года, за которым последовала Великая депрессия, затронули многие промышленно развитые страны. Производство компьютера Z1, в котором использовались двоичные числа с плавающей запятой и логика, десятилетие спустя стало началом более продвинутых цифровых разработок. Следующим значительным достижением в области коммуникационных технологий стал суперкомпьютер, в котором широко использовались компьютерные и коммуникационные технологии в производственном процессе; машины начали отменять потребность в человеческой силе.
Термин «Индустрия 4.0», сокращенный до I4.0 или просто I4, возник в 2011 году из проекта в области высоких технологий. техническая стратегия правительства Германии, которая способствует компьютеризации производства. Термин «Индустрия 4.0» был публично представлен в том же году на Ганноверской ярмарке. В октябре 2012 года Рабочая группа по Индустрии 4.0 представила федеральному правительству Германии ряд рекомендаций по внедрению Индустрии 4.0. Члены рабочей группы и партнеры признаны отцами-основателями и движущей силой Индустрии 4.0. 8 апреля 2013 года на Ганноверской ярмарке был представлен окончательный отчет Рабочей группы «Индустрия 4.0». Эту рабочую группу возглавили Зигфрид Дайс из Robert Bosch GmbH и Хеннинг Кагерманн из Немецкой академии наук и инженерии.
Поскольку принципы Индустрии 4.0 применялись компаниями, они иногда был проведен ребрендинг, например, производитель аэрокосмических деталей Meggitt PLC представил свой собственный исследовательский проект M4 Индустрии 4.0.
Обсуждение того, как переход к Индустрии 4.0, особенно оцифровке, повлияет на рынок труда, обсуждается в Германии в рамках темы Работа 4.0.
Характеристики, данные для стратегии правительства Германии в области Индустрии 4.0: сильная адаптация продуктов в условиях очень гибкой) производство. Требуемая технология автоматизации улучшается за счет внедрения методов самооптимизации, самонастройки, самодиагностики, познания и интеллектуальной поддержки работников в их все более сложной работе. Крупнейшим проектом в области Индустрии 4.0 по состоянию на июль 2013 года является передовой кластер Федерального министерства образования и исследований Германии (BMBF) «Интеллектуальные технические системы Оствестфален-Липпе (ее OWL)». Другой крупный проект - это проект BMBF RES-COM, а также кластер передового опыта «Интегрированные производственные технологии для стран с высоким уровнем заработной платы». В 2015 году Европейская Комиссия запустила международный исследовательский проект Horizon 2020 CREMA (Обеспечение облачного быстрого эластичного производства на основе XaaS и облачной модели) в качестве основная инициатива по продвижению темы Индустрии 4.0.
Четыре принципа проектирования определены как неотъемлемые части Индустрии 4.0:
Вышка сотовой связи 5G Четвертая промышленная революция состоит из многих компонентов, если внимательно посмотреть на наше общество и современные цифровые технологии. тенденции. Чтобы понять, насколько обширны эти компоненты, вот несколько примеров цифровых технологий:
В основном эти технологии могут быть обобщены в четыре основных компонента, определяющих термин «Индустрия 4.0» или «умная фабрика»:
Индустрия 4.0 объединяет широкий спектр новых технологий для создания ценности. Используя киберфизические системы, отслеживающие физические процессы, можно создать виртуальную копию физического мира. Характеристики киберфизических систем включают способность принимать децентрализованные решения независимо, достигая высокой степени автономии.
Данные и аналитика - это основные возможности каждого компонента, обусловленные:
По сути, Четвертая промышленная революция - это тенденция к автоматизации и обмену данными в производственных технологиях и процессах, включая киберфизические системы ( CPS), IoT, промышленный Интернет вещей, облачные вычисления, когнитивные вычисления и искусственный интеллект.
Четвертая промышленная революция способствует развитию что ч как называли «умный завод». В рамках умных фабрик с модульной структурой киберфизические системы отслеживают физические процессы, создают виртуальную копию физического мира и принимают децентрализованные решения. Через Интернет вещей киберфизические системы взаимодействуют и взаимодействуют друг с другом и с людьми в синхронное время как внутри организации, так и в рамках услуг организации, предлагаемых и используемых участниками цепочки создания стоимости.
Индустрия 4.0 также может обеспечивать профилактическое обслуживание благодаря использованию технологий и датчиков Интернета вещей. Профилактическое обслуживание, которое может выявить проблемы технического обслуживания в режиме реального времени, позволяет владельцам машин выполнять рентабельное обслуживание и определять его заранее, прежде чем оборудование выйдет из строя или будет повреждено. Например, компания из Лос-Анджелеса может понять, работает ли часть оборудования в Сингапуре с ненормальной скоростью или температурой. Затем они могли решить, нужно ли его ремонтировать.
3D-принтер Relativity Stargate Говорят, что четвертая промышленная революция во многом зависит от 3D-печати технологии. Некоторые преимущества 3D-печати для промышленности заключаются в том, что 3D-печать позволяет печатать множество геометрических структур, а также упрощает процесс разработки продукта. Кроме того, он относительно экологически чистый. При мелкосерийном производстве это также может сократить время выполнения заказа и общие производственные затраты. Более того, это может повысить гибкость, снизить затраты на складирование и помочь компании принять бизнес-стратегию массовой настройки. Кроме того, 3D-печать может быть очень полезной для печати запасных частей и их установки на месте, что снижает зависимость от поставщика и сокращает время выполнения заказа.
Определяющим фактором является скорость изменений. Взаимосвязь скорости технологического развития и, как следствие, социально-экономических и инфраструктурных преобразований с жизнью человека позволяет констатировать качественный скачок скорости развития, знаменующий переход к новой эпохе времени.
Датчики и приборы являются движущей силой инноваций не только для Индустрии 4.0, но и для других «умных» мегатенденций, таких как умное производство, умная мобильность, умные дома, умные города и умные фабрики.
Интеллектуальные датчики - это устройства, которые генерируют данные и позволяют выполнять дополнительные функции от самоконтроля и самоконфигурации до мониторинга состояния сложных процессов. Благодаря возможности беспроводной связи они в значительной степени сокращают затраты на установку и помогают реализовать большой набор датчиков.
Важность датчиков, науки об измерениях и интеллектуальной оценки для Индустрии 4.0 была признана и признана различных экспертов и уже привел к утверждению «Индустрия 4.0: ничто не обходится без сенсорных систем»
Однако есть несколько проблем, таких как ошибка синхронизации времени, потеря данных и работа с большими объемами собранных данных, все это ограничивает внедрение полноценных систем. Кроме того, дополнительные ограничения на эти функции представляют собой заряд батареи. Одним из примеров интеграции интеллектуальных датчиков в электронные устройства является случай интеллектуальных часов, где датчики получают данные о перемещении пользователя, обрабатывают данные и, как следствие, предоставляют пользователю информацию о том, сколько шагов они прошли за день, а также конвертируют данные в сожженные калории.
Область применения:
Сельское хозяйство и пищевая промышленность:
Интеллектуальные датчики в этих двух областях все еще находятся на стадии тестирования.
Эти инновационные подключенные датчики собирать, интерпретировать и передавать информацию, доступную на участках (площадь листьев, вегетационный индекс, хлорофилл, гигрометрия, температура, водный потенциал, радиация). Основываясь на этих научных данных, цель состоит в том, чтобы обеспечить мониторинг в реальном времени через смартфон с рядом рекомендаций, которые оптимизируют управление участком с точки зрения результатов, времени и затрат. На ферме эти датчики можно использовать для определения стадий роста урожая и своевременного рекомендования средств внесения и обработки. А также контроль уровня орошения.
В пищевой промышленности: Эта отрасль требует все большей безопасности и прозрачности, и требуется полная документация. Эта новая технология используется в качестве системы отслеживания, а также для сбора человеческих данных и данных о продуктах.
Четвертая промышленная революция знаменует начало эпохи воображения
Проблемы при внедрении Индустрии 4.0:
Аэрокосмическую промышленность иногда характеризовали как «слишком малые объемы для обширной автоматизации», однако Индустрия 4.0 принципы были исследованы несколькими аэрокосмическими компаниями, были разработаны технологии для повышения производительности там, где первоначальные затраты на автоматизацию не могут быть оправданы, одним из примеров этого является проект производителя аэрокосмических деталей Meggitt PLC, M4.
Увеличение нас e из Промышленный Интернет вещей именуется Индустрией 4.0 в Bosch и, как правило, в Германии. Приложения включают машины, которые могут прогнозировать сбои и запускать процессы обслуживания автономно или самоорганизованную координацию, которая реагирует на неожиданные изменения в производстве.
Индустрия 4.0 вдохновила на инновации 4.0, переход к цифровизации для академических кругов и исследований и разработок. В 2017 году в Ливерпульском университете открылась фабрика инноваций в материалах (MIF) стоимостью 81 млн фунтов стерлингов, которая стала центром компьютерных материаловедения, где роботизированное формулирование, сбор данных и моделирование интегрируются в практику разработки.
