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工業(yè)4.0

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0核心架構(gòu)

2025China.cn   2017年07月19日

  在討論的諸多互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、德國工業(yè)4.0與中國制造2025后,總結(jié)一下相關(guān)架構(gòu)與課題。

  我們認為,不論是IBM的智慧地球(Smart Planet)、思科(Cisco)的萬物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Everything, IoE)、通用電子(GE)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet of Things, IIoT)、Gartner的數(shù)字企業(yè)(Digital Business)、德國工業(yè)4.0(Industry 4.0)、中國制造2025、阿里巴巴的C2B商業(yè)模式、海爾的互聯(lián)工廠與智能家居,其實講的都是同一件事,僅是從不同角度切入與實踐而已。那就是互聯(lián)網(wǎng)滲透到社會每一環(huán)節(jié)的地球生態(tài)體系,而這個生態(tài)體系將于2025年前完備。

  工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0核心架構(gòu)如圖一所示,中心點就是服務創(chuàng)新(Service Innovation)與資料創(chuàng)新(Data Innovation)。到2025年時,多數(shù)的企業(yè)都已經(jīng)轉(zhuǎn)變成服務的企業(yè),不論是原來的服務業(yè)或是原來的工業(yè)、制造業(yè)與農(nóng)業(yè)。任何產(chǎn)業(yè)類別經(jīng)營的核心以服務為中心,以滿足用戶口碑為最高價值。

  原本產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中的媒介企業(yè),包括代理商、經(jīng)銷商與零售商等,都將會因為互聯(lián)網(wǎng)平臺的出現(xiàn),去中間化而消失。生產(chǎn)產(chǎn)品與提供服務的個人與企業(yè),都將使用信息通訊技術(shù)與載具,直接的服務最終使用者。

  到2025年時,數(shù)字經(jīng)濟的概念已經(jīng)成熟,不論是2000年所提出的知識經(jīng)濟或是2015年所提出的數(shù)字經(jīng)濟都已是政府或企業(yè)的基本思維。世界上沒有所謂的大數(shù)據(jù)公司(Big Data),因為所有的公司都是大數(shù)據(jù)公司。數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)分析與運用于決策,已經(jīng)廣泛的運用在企業(yè)經(jīng)營的每一層面,從消費者探索、消費者參與設(shè)計、新興產(chǎn)品開發(fā)、智能工廠生產(chǎn)、智能物流運籌與售后服務維修等。

  數(shù)據(jù)與情報核心概念,廣泛的被企業(yè)各階層工作者內(nèi)化,知識型的數(shù)據(jù)與情報公司協(xié)助企業(yè)進行各式各樣的決策。

  圖一、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0核心架構(gòu)

 

  工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0核心架構(gòu),由三個技術(shù)進行高度整合。分別為信息系統(tǒng)(Information Technology, IT)、操作技術(shù)(Operational Technology, OT)與通訊技術(shù)(Communication Technology, CT)。我們常泛指信息通訊技術(shù)(Information & Communication Technology, ICT)與信息通訊產(chǎn)業(yè)。到2025年時,將匯流成ICOT技術(shù)或稱為ICOT產(chǎn)業(yè)。

  傳統(tǒng)的工業(yè)型巨人,包括通用電子(GE)、Honeywell、Johnson Controls、西門子(Siemens)、施耐德(Schneider Electric)、飛利浦(Philips)、ABB等的市場,將會持續(xù)受到新加入者的挑戰(zhàn),或許在2025年有些公司將消失。

  IT信息技術(shù)涵蓋信息技術(shù)對應的軟件與硬件。如果以企業(yè)整體經(jīng)營之軟件結(jié)構(gòu)來說,包括電子商務(e-commerce)、企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)(ERP)、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM)、供應鏈管理系統(tǒng)(SCM)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)與辦公室自動化系統(tǒng)(OA)等。在硬件上,信息技術(shù)隨著云計算(Cloud Computing)與霧計算(Fog Computing)技術(shù)之進展,數(shù)據(jù)中心或是小型數(shù)據(jù)中心將成為未來信息技術(shù)硬件的基礎(chǔ)。在端的面向,移動載具與其他移動屏幕,例如鴻海所提出的十一屏將持續(xù)增加,顯示屏幕將無所不在。

  通訊技術(shù)包括有線通訊、無線通信、長距離通訊與短距離通訊等將持續(xù)發(fā)展。根據(jù)ETSI通信進程,2020年時5G已經(jīng)開始商轉(zhuǎn),而到2025年時,5G通訊網(wǎng)絡應該已經(jīng)無所不在。5G通訊網(wǎng)絡僅是一部分,其他通訊包括WiFi、Bluetooth、Zigbee等無線通信技術(shù)將持續(xù)進展,同時在不同通訊技術(shù)間的銜接與整合,也將更密切。

  有線通訊還是持續(xù)進展,包括在企業(yè)的網(wǎng)絡端或是工廠的經(jīng)營端。若以智能工廠為例,工業(yè)通訊與總線技術(shù)也將持續(xù)發(fā)展,例如西門子的Profinet與Beckhoff的EtherCAT等。當然,透過電力線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜LC(Power Line Communication)也受到諸多的關(guān)注。

  OT操作技術(shù)是與營運有關(guān)的技術(shù)種類。從定位來看,可視為信息技術(shù)與實體世界中的接口技術(shù)。以工廠營運來說,就包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System, MES)、監(jiān)視與整合控制(SCADA)與生產(chǎn)線或設(shè)備的感測與控制技術(shù)(Monitor & Control)。傳感器(Sensors)相關(guān)技術(shù)也是關(guān)鍵角色。OT操作技術(shù)運用很廣,例如智慧農(nóng)業(yè)的操作技術(shù)、智能醫(yī)院也有其Know-how、智能倉儲與物流都將相繼建立。

  OT操作技術(shù)是讓系統(tǒng)得以有效運作的關(guān)鍵。諸多操作技術(shù)也和實體世界的感測與控制有關(guān),因此智能機器人、服務機器人、智能倉儲、智能電動車與智能生產(chǎn)設(shè)備均是重點。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是操作技術(shù)一個核心課題。

  總結(jié)來說,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0核心架構(gòu)就是上述四個創(chuàng)新與技術(shù)的集合、整合、融合、價值挖掘與價值創(chuàng)造。

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