精華篇 | 工業4.0的七大核心技術
發布日期:
2017-05-05

   通過分析過去六年裏的“業(ye) 4.0”領域的核心技術,我們(men) 也許能窺見哪種工業(ye) 技術將引領製造業(ye) 的未來。
   核心觀點:
   1、與(yu) “工業(ye) 4.0”相關(guan) 的專(zhuan) 利注冊(ce) 總數在短短五年內(nei) 激增了12倍
   2、3D打印非常具有發展前景
   3、雲(yun) 計算的專(zhuan) 利數目前第一
   4、信息物理係統相關(guan) 專(zhuan) 利意想不到的更少

精華篇 | 工業(ye) 4.0的七大核心技術

 

   “工業(ye) 4.0”簡介(Introduction to Industry 4.0)

   “工業(ye) 4.0”,或者說是第四次工業(ye) 革命,不僅(jin) 是德國工業(ye) 的發展趨勢,也是今年世界經濟論壇的主題,它可以被看做製造業(ye) 和工業(ye) 麵向未來的世界性運動。然而,目前尚不清楚哪種工業(ye) 技術將引領製造業(ye) 的未來。但是通過分析過去六年裏的“工業(ye) 4.0”領域的核心技術,也許可以給予我們(men) 啟示。

   構成“工業(ye) 4.0”的7個(ge) 核心工業(ye) 技術領域
   不幸的是,對於(yu) 第四次工業(ye) 革命沒有公認的統一定義(yi) ,也不確定它究竟包括哪些技術。

   但是我們(men) 相信以下7項核心技術可以被看做“工業(ye) 4.0”的支柱:

精華篇 | 工業(ye) 4.0的七大核心技術

圖1:構成“工業(ye) 4.0”的7種核心技術

 

   1.信息物理係統(CPS)
   CPS形式網絡通過(無線)傳(chuan) 感和驅動,能夠應對不斷變化的環境,甚至預測物理係統過程的變化。

   2.雲(yun) 計算

   雲(yun) 計算讓儲(chu) 存在本地的應用程序或者服務連接到物聯網變得可能。

   3.大數據分析

   大數據是指大到那些典型的數據庫軟件工具無法收集、儲(chu) 存、管理和分析的數據集。大數據分析方法讓工業(ye) 智能化變得可能,比如說機器學習(xi) 。

   4.(IT)係統安全

   數據、數據的傳(chuan) 播以及所有其它工業(ye) 係統、機器設備和原件都需要被充分保護,免於(yu) 遭受網絡攻擊。

   5.增材製造/3D打印

   增材製造(Additive Manufacturing,AM)技術是采用材料逐漸累加的方法製造實體(ti) 零件的技術,相對於(yu) 傳(chuan) 統的材料去除-切削加工技術,是一種“自下而上”的製造方法。

   6.增強現實(AR)

   使用增強現實眼鏡的工人可以通過遠程接受指令來正確裝配零件或者協助調試。

   7.機器人/人形機器人(HMI

   新技術使交互更安全,比如讓機器人去人類無法達到的地方執行任務,這些機器人往往被設計成人類的樣子。

 

   3種創新驅動力:3D打印、增強現實、大數據

   因為(wei) 當前數字化轉型、物聯網和“工業(ye) 4.0”等概念炒的火熱,我們(men) 很難理解目前的創新溫床在哪裏?

   IoT Analytics分析了世界範圍內(nei) 從(cong) 2010-2015年申請的相關(guan) 專(zhuan) 利數,專(zhuan) 利數可以看做是創新活動的一個(ge) 重要指標。

   主要結論:與(yu) “工業(ye) 4.0”相關(guan) 的專(zhuan) 利注冊(ce) 總數在短短五年內(nei) 激增了12倍。

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圖2:與(yu) “工業(ye) 4.0”主題相關(guan) 的專(zhuan) 利總數(2010-2015)

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圖3:“工業(ye) 4.0”主題相關(guan) 專(zhuan) 利數量的詳細趨勢

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圖4:“工業(ye) 4.0”主題相關(guan) 專(zhuan) 利數量的詳細趨勢(2010-2015)

 

   另外的三大發現:

   1.3D打印非常具有發展前景

   基於(yu) 10的增長因數,3D打印/增材製造(AM)或將成為(wei) 工業(ye) 技術的未來趨勢。為(wei) 了在未來1年或者2年內(nei) 成為(wei) “工業(ye) 4.0”相關(guan) 專(zhuan) 利的一顆流星,3D打印緊跟增強現實和雲(yun) 計算的腳步。特別有趣的是,3D打印不是一種特定的網絡技術,因為(wei) 它有資格作為(wei) 一種新的生產(chan) 方式,因此是硬件基礎。

   2.雲(yun) 計算很明顯是第一(現在)

   在2013年和2014年發布了超過1600項相關(guan) 專(zhuan) 利,這是我們(men) 分析的工業(ye) 技術領域更大的專(zhuan) 利申請數量了。雖然2010年隻有150個(ge) 專(zhuan) 利,數量在2012年激增了10倍。然而2015年隻有1400項專(zhuan) 利,出現了數量的下降,可能意味著這個(ge) 技術已經達到了頂峰。2016年的數字肯定還是要繼續看的。

   IBM是雲(yun) 計算專(zhuan) 利的領導公司。該公司已經注冊(ce) 了和安全服務、混合數據備份以及移動設備工業(ye) 負載管理的相關(guan) 專(zhuan) 利,這隻是其中的一些例子。

   3.信息物理係統意想不到的占據了更後位置(專(zhuan) 利數量更少)
   根據德國聯邦教育與(yu) 研究部的觀點,信息物理係統,也就是CPS,應該是“工業(ye) 4.0”的核心。它將網絡世界和工業(ye) 環境中的物理世界集成,因而被視為(wei) 工業(ye) 技術的中心,然而專(zhuan) 利數量很低。CPS落在了更後一位,在過去的五年中隻增加了48項專(zhuan) 利。導致這個(ge) 事實的原因可能是因為(wei) 這項技術並沒有顯而易見的定義(yi) 方式。


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