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[導(dǎo)讀]工業(yè)4.0的概念源自德國政府2011年的計劃,鼓勵德國制造商數(shù)字化制造流程,以提高在全球的競爭力。2015年中國亦不落人后推出“中國制造2025”,也是為了提高競爭力而推動制造升級。美國智能制造則集結(jié)各種新興科技,以數(shù)字通訊和高性能計算機(jī)處理為主,關(guān)鍵在于軟件。
工業(yè)4.0的概念源自德國政府2011年的計劃,鼓勵德國制造商數(shù)字化制造流程,以提高在全球的競爭力。2015年中國亦不落人后推出“中國制造2025”,也是為了提高競爭力而推動制造升級。美國智能制造則集結(jié)各種新興科技,以數(shù)字通訊和高性能計算機(jī)處理為主,關(guān)鍵在于軟件。
世界各國為了提高競爭力而推動制造業(yè)升級。
據(jù)Design News報導(dǎo),高級制造技術(shù)蓬勃發(fā)展,值得大家注意,包括網(wǎng)宇實體系統(tǒng)(CPS)、大數(shù)據(jù)、高級機(jī)器人、協(xié)作型機(jī)器人、虛擬工廠、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器對機(jī)器通訊(M2M)、積層制造和數(shù)字分身(Digital Twins)。
首先是網(wǎng)宇實體系統(tǒng)(Cyber-Physical System; CPS)。這整合資產(chǎn)管理、資產(chǎn)組態(tài)和生產(chǎn)力分析,CPS所提供的數(shù)據(jù)讓用戶明白連網(wǎng)資產(chǎn)的狀態(tài),同時通報潛在的風(fēng)險。若CPS進(jìn)一步結(jié)合工程和運(yùn)算,可分析制造流程,促進(jìn)優(yōu)化和效率,以及分析設(shè)備是否健全。
其次是大數(shù)據(jù)。這應(yīng)用到制造業(yè)上,可善用實時數(shù)據(jù)收集和分析,逐漸淘汰預(yù)防性維護(hù)(preventive maintenance),以預(yù)測性維護(hù)(predictive maintenance)取而代之,趁機(jī)器故障前發(fā)現(xiàn)問題并發(fā)出預(yù)警。大數(shù)據(jù)亦可用來分析和調(diào)整生產(chǎn)流程,以提高制造速度和產(chǎn)出,減少浪費(fèi)和瑕疵,把能源消耗量降到最低。
第三是高級機(jī)器人。制造機(jī)器人的角色日趨專業(yè)化,有的專門加工食品,有的專門檢查肉眼看不見的瑕疵,有的負(fù)責(zé)包裝。機(jī)器人夾爪不僅可拿取重物,亦可小心對待雞蛋等易碎物品。
第四是協(xié)作型機(jī)器人,專門跟人類在生產(chǎn)線并肩工作,生產(chǎn)線會利用協(xié)作型機(jī)器人的雙臂來抬舉和移動重物。
第五是虛擬工廠,以計算機(jī)模型仿真最佳組織狀態(tài),不僅適用于單一生產(chǎn)線,亦可套用到同一家企業(yè)的全球廠房。虛擬工廠模型亦有教學(xué)功能,可協(xié)助企業(yè)培訓(xùn)員工有效率的操作工作站。
第六是物聯(lián)網(wǎng),包括用來監(jiān)控工廠資產(chǎn),監(jiān)控廠內(nèi)營運(yùn)效率和進(jìn)行優(yōu)化,以及收集現(xiàn)場服務(wù)數(shù)據(jù)。部分汽車制造商甚至?xí)O(jiān)控售后的產(chǎn)品,掌握其使用狀況和追蹤產(chǎn)品問題。
第七是機(jī)器學(xué)習(xí),以算法來監(jiān)控和優(yōu)化工廠營運(yùn),產(chǎn)品設(shè)計團(tuán)隊亦可善用從工廠收集的數(shù)據(jù),透過產(chǎn)品設(shè)計來優(yōu)化制造流程。
第八是M2M通訊。從產(chǎn)品設(shè)計團(tuán)隊、供貨商、工廠營運(yùn)、設(shè)備維護(hù)到消費(fèi)者都充分連網(wǎng),各個環(huán)節(jié)皆可得知生產(chǎn)狀況、存貨量、成品和出貨情況。
第九是積層制造,又稱為3D打印。隨著3D打印速度加快,打印材料日益普及,制造業(yè)開始借助積層制造來少量生產(chǎn),完成客制化商品。
第十是數(shù)字分身。數(shù)字分身是指某種實體物品或系統(tǒng)的動態(tài)軟件模式,借助傳感器所取得的數(shù)據(jù)有助于了解物品或系統(tǒng)的狀態(tài)、因應(yīng)改變、改善營運(yùn),并提升價值。