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工业 4.0 及以上的 4 级自动化金字塔

我们之前 在工业4.0中讨论了自动化金字塔和新的商业模式 ,现在,在这篇文章中,我们将讨论它的四个不同的层次。

一级:执行器和传感器 – 连接应连接的内容

传感器和执行器是自动化金字塔的第一层。 我们会在物联网中说”事物和设备”,其他技术和系统也可以在这里想象。

第一层主要由项目和组件组成,这些项目和组件可以通过传感器进行讨论、定位和定义,并将它们链接为数据载体。 物联网的基础几乎在现实中。 将链接链接到感官,将数字连接到物理桥梁,并为下一个级别奠定基础。 这个理论是最重要的。

第二级:内部服务系统

链接的传感器层,主要是数据,集中在一组服务和系统,允许新的方法来组织和管理价值链。

这包括能源监测和系统以及资产状况监测和管理等应用,如设备、结构、公用事业等。 换句话说,我们主要跟踪和控制。 即使我们考虑下一步:为了一个目的,我们监控 – 开发、学习和创造新技能。 虽然这是第三阶段的一部分,但在这里你可以想像应用程序,例如,你可以根据结果找到赚钱的方法。

第三级:连接与 工业 4.0 中的功能和 新应用 连接

除此之外,网络层还连接属性,还连接监控和数据系统。 然后进入物联网和 IP 服务模型,包括更智能的应用程序和功能,如预防/预测维护、资产跟踪等。

这些维护、监控和其他应用最初专注于内部操作。 但是,显然,某些产品可以在客户生态系统环境中用作额外的收入来源。 例如,通过提供维护合同,可以产生新的收入或向您的设备销售服务。 同时最大限度地降低自己(服务)服务成本最初(减少停机时间)。

第四级:生态系统和 新服务 与转型

最后,第四层可帮助您利用您的技能和服务,并根据上下文转换无数服务数据。

这些应用可能包括允许用户的应用程序,尤其是在数据生态系统中开发服务时,以及潜在合作伙伴定制其商品和销售高级服务时。 它们也可能提供新的收入来源。 您也可以开始开发新服务。 这意味着通过将来自您和其他智能系统的数据和智能添加到全新的客户群,您的核心业务将发生重大转变。 我们还可以看到工业 物联网 数据交换和盈利平台。 在这个过程中,技术限制了你的远见和创造力,而不是你能做的事情。

然而,这似乎比亲自简单。 将资产连接起来,利用来自较少纸张和传统结构的物联网,以跨越 IT 和 OT 公司整合在第一层的复杂性。 跟踪和管理从资源到结构等所有方面,对许多人来说已经是一个重要的步骤。

行业设计原则 4.0

工业 4.0 通常以六项所谓的设计原则恢复,基本上是行业 4.0 愿景的一部分,并为想要了解、识别和实施工业 4.0 项目的公司更清楚地了解该准则。

这些设计原则是大量的理论工作,所以你可能会找到其他术语,也许四个,而不是六个设计原则。 它们从根本上说非常容易 —— 它们应该允许我们说明工业 4.0 的最终含义。

工业4.0的合理既定原则是: 1) 互操作性(时不时也称为连接), 2) 信息的开放性(甚至虚拟化或数字组织), 3) 下放权力(同样分散/自主决策或自主决定),4) 实时能力, 5) 技术援助和服务导向(人机国际),以及 6) 模块化

看看这些行业 4.0 设计原则在一些更详细:

工业中的连接性互连性和互操作性4.0

你必须链接到真实的东西,人,规范,工作流程(人和机器),等等,才能切换到智能制造,智能工厂,或互联行业。 并且要链接您需要的所有数据和网络。 他们都应该沟通和联系。

您必须将 IT 和 OT 连接起来,并且需要通过传感器和其他设备将人员、数据、计算机等连接到机器等设备的可能性。 它主要是关于物联网和互联网的服务,互联网的人,服务和物,互联网的一切,无论你想要的名字。 事实上,这是关于一切。

互操作性通常包括通信,以便与许多(真正很多)规范相互交谈,以便利用来自不同来源的数据。 (为什么要使用工业 物联网 网关、物联网平台,谈论 IT 和 OT 集成,这超越了技术,也涉及人类协作,即 IT 和 OT 团队)。

它还意味着互联设备、互联通信技术、互联员工、互联数据、互联人员和机器协作者、机械和可互操作的单一和完整的信息、安全和数据层等。 可互操作和互连,并以不止一种方式与纵向和横向集成相关。

虚拟实体虚拟化信息透明度

信息的公开性(或虚拟化)可能更难向朋友澄清,因为它与信息透明度无关。

信息透明度要点是通过创建数字模型来模拟和生成世界物理元素的虚拟副本的能力。 通过传感器和可互操作和可互操作的”东西”接收的所有这些数据。

没有互操作性,信息公开和虚拟化是不可行的。 信息需要放在上下文和系统上下文中, 整合来自其他来源的信息。 您可能会声称,您需要来自行业 4.0 网络物理语言中的网络环境(虚拟、数字)和 物理 环境的知识(了解空间和地点的上下文)。

最后,我们谈论的是有背景意识的知识。 从本质上讲,这意味着两件事。

(1) 信息不是数据,记住 DIKW 模型,以便分析和从数据转换到信息非常重要。

(2) 上下文知识还意味着不仅在获取和丰富其实际上下文时,而且在其触手可及的范围内,即实时信息等不同。 向朋友描述它的更好方式可以建议几乎所有东西实际上都复制。

自治自主决策权力下放

如前所述,工业 4.0 的主要目标是为计算机和网络物理系统提供自主决策。

只有这样,才能克服不确定性、满足定制需求、增加智能工厂的定义所需的敏捷性和多功能性。 其定位在综合环境中,改进所需的数据分析,改善各种物流,满足速度要求。 在我们的文章《物流4.0》中,我们更广泛地讨论了自主和(半)自主决策和智慧的要素。

这是一个相当无所不在的权力下放方面,而不仅仅是业务4.0和物流4.0。 物联网、雾和边缘计算、通过建筑自动化、区块链等一系列技术传播到边缘的智能。 事实上,物联网事实上是分散的。 我们正在谈论的是一个分布式的现实。 然而,自主生产系统向现象、独立仓库决策(智能货架或机器人)的移动等诸多问题,基本上体现在工业4.0和物流4.0的范围内。 和电器(自动驾驶车辆,关闭控制或打开它们,在生产决策,预测维护,你命名它)。

权力下放和独立决策不仅在工业 4.0 中的技术和网络物理系统中至关重要。 但也在人类方面。 因为并非所有决策都能完全自动化和人工规划,决策仍然是关键(例如协作机器人)。

关于权力下放和自治的辩论的结束,从人和决策的角度来看,肯定远未结束。 工业4.0的口头禅是,一出现问题时应”更高”作出决定,等等。 然而,在现实中,这并不总是可行的,甚至是可取的。

行业实时能力4.0

如果您正在努力争取更大的机械自主性和网络物理系统。 这样做是为了提高效率,满足日益实时的经济的需求。

在其更广泛的协作和生态系统环境中,智能生产环境中的高级分析、物联网、信息和生产系统都与实时能力的发展有关。

信息透明化和虚拟化无法实现互操作。

因此,整体开发和”智能工厂”运营需要数据层面的实时功能,这是合理的。 这将其转化为可操作的信息和行动/决定,并在流程层面和这些操作的运作中。 从这个角度看,物联网是相关的。 其中还涉及上述设计概念和以前讨论过的决策方面的数据。 并且能够在发生故障时快速更换资产。

此外,在最近两个设计概念、服务定位和模块化方面,实时功能非常重要。

服务方向和技术援助

服务导向与服务经济、服务互联网、事实显而易见。 这种制造需要比企业选择通过增值服务为服务制造的产品更加个性化。 从某种意义上说,它改变了以客户为导向的制造方式,并演变了客户需求。

然而,服务取向连接到建立事实上的数据驱动,智能的新服务,为制造商追求新的服务为基础的收入,模式。 此外,技术援助是一项关键原则,特别是维护。 因为物联网和数据分析只是允许服务和维护。 许多企业只是将智能和物联网应用于他们提供的设备,并修改了其运营模式。

援助系统还必须为”内部客户”服务:所有必须能够做出决定的潜在员工。 不断变化的能力也涉及在各种系统的支持下这样做。 在这里,我们遇到人类和机器之间的接触。

最后,服务因素还涉及新数据驱动的创建。 但也基于,作为一种服务模型,机器的模型。

工业中的模块化4.0

模块化意味着某种东西,这取决于你如何看待它。 更大的智能工厂生态系统中的不同模块,或者仅仅是当敏捷性和多功能性成为结果时。

除其他事项外,鉴于消费者需求,这受到广泛性和灵活性的保护。 规划意外的能力,以及日益增长的个性化需求。

你可能会争辩说,模块化与消费者、监管者、市场条件和其他要素不断变化的需求有关。 这种转变和多功能性,从静态结构、笨拙的建模、线性开发和规划转变为环境。 本地没有层次结构,模块管理。

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