工業(yè)4.0是下一代工業(yè)自動(dòng)化解決方案,允許關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化他們的工廠,通過(guò)工業(yè)設(shè)備的互聯(lián)和不斷增加的計(jì)算來(lái)增強(qiáng)他們的生產(chǎn)效率的生產(chǎn)流程。第四次工業(yè)革命的概念是21世紀(jì)技術(shù)、工業(yè)、社會(huì)模式和流程的快速變化,以及它們的互聯(lián)性和智能自動(dòng)化的增加所產(chǎn)生的。這是工業(yè)發(fā)展的新篇章,其動(dòng)力來(lái)自與第一、第二和第三次工業(yè)革命相當(dāng)?shù)姆欠布夹g(shù)進(jìn)步。這些進(jìn)步正在將物理、數(shù)字和生活世界融合在一起,既創(chuàng)造了巨大的前景,也帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn)。這不僅僅是技術(shù)驅(qū)動(dòng)的變革,這是一個(gè)幫助利益相關(guān)者利用融合技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)包容的、以人為本的未來(lái),以實(shí)現(xiàn)發(fā)展的可持續(xù)性。
互操作性、信息透明、技術(shù)輔助、去中心化決策是建立工業(yè)4.0的基本原則。圖1提供了在識(shí)別和實(shí)施工業(yè)4.0方面的解析。物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)了設(shè)備之間的相互通信,從而創(chuàng)建了物理世界數(shù)據(jù)的虛擬副本。這有助于操作人員進(jìn)行可視化/分析所涉及的相關(guān)過(guò)程,并最終自己做出決定,使執(zhí)行任務(wù)自動(dòng)化成為可能。
圖1 工業(yè)4.0的設(shè)計(jì)原則
工業(yè)4.0被認(rèn)為是一系列顛覆性的和不斷增長(zhǎng)的生產(chǎn)創(chuàng)新和工業(yè)流程的飛躍,目標(biāo)是在生產(chǎn)率、安全性和相關(guān)成本方面實(shí)現(xiàn)卓越的效果。各種關(guān)鍵技術(shù)正在工業(yè)領(lǐng)域中得到實(shí)踐(圖2)。
從提高產(chǎn)量和質(zhì)量到相關(guān)的安全性和成本,工業(yè)4.0為日常工業(yè)問(wèn)題創(chuàng)造了解決方案。它展示了資產(chǎn)利用和資源能源優(yōu)化的各種范例。圖3總結(jié)了一些可以通過(guò)工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)的主要附加功能。
圖2 工業(yè)4.0關(guān)鍵促成因素
圖3 工業(yè)4.0的優(yōu)勢(shì)
采用工業(yè)4.0的主要挑戰(zhàn)
工業(yè)4.0解決方案供應(yīng)商面臨諸多挑戰(zhàn)。包括在實(shí)現(xiàn)最佳性能方面,有一些與系統(tǒng)中不同技術(shù)的有效實(shí)施。尤其是物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、多協(xié)議通信接口等多方面技術(shù)的整合。來(lái)自不同的供應(yīng)商,包括專有軟件框架是主要的障礙。此外,智能工廠需要其設(shè)備的穩(wěn)健運(yùn)行,以確保自動(dòng)化流程無(wú)縫運(yùn)行,并避免任何功能故障。因此,實(shí)施最佳的功能安全措施是任何工業(yè)制造商的主要關(guān)注點(diǎn)。這是通過(guò)遵守全球各機(jī)構(gòu)監(jiān)管的嚴(yán)格工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證來(lái)確保的。
圖4 工業(yè)4.0解決方案提供商面臨的挑戰(zhàn)
圖5展示了一個(gè)典型的工業(yè)4.0用例,涵蓋不同的設(shè)備、能源和專用傳感器。在這種情況下,供應(yīng)鏈配備了對(duì)不同設(shè)備以及整個(gè)工廠運(yùn)營(yíng)的實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)測(cè)。所有單位通過(guò)中央云服務(wù)器共享信息,促進(jìn)資源利用、能源和流程優(yōu)化方面的運(yùn)作,同時(shí)改善最終產(chǎn)品與服務(wù)。在整個(gè)操作過(guò)程中獲得的大量數(shù)據(jù)提供了以自動(dòng)化方式在每個(gè)層面上得到了其功能性的增強(qiáng)。然而,自動(dòng)化的成功將需要對(duì)流程的充分理解,以及操作技術(shù)、信息技術(shù)和綜合數(shù)據(jù)分析方法的有效融合。
圖5 與工業(yè)4.0相關(guān)的供應(yīng)鏈-產(chǎn)品/服務(wù)運(yùn)營(yíng)的通用實(shí)例
工業(yè)4.0的合作伙伴
瑞薩電子為廣泛的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用提供最先進(jìn)的解決方案,支持工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。我們的產(chǎn)品組合包括高端工業(yè)級(jí)IC,包括MCU/MPU、功率器件、傳感器、通信接口和多種連接解決方案。無(wú)論您是在開(kāi)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)控制、傳感器解決方案、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)還是通信接口,瑞薩都以專用的工業(yè)自動(dòng)化解決方案加速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā),同時(shí)保持強(qiáng)大的工業(yè)控制、功能安全性?!俺晒Ξa(chǎn)品組合”涵蓋模擬+電源+嵌入式處理設(shè)備以及支持的軟件框架,以確保最終產(chǎn)品能夠以最佳方式協(xié)同工作,幫助客戶加快上市時(shí)間。瑞薩電子專注于工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和過(guò)程自動(dòng)化,為其全球客戶和合作伙伴提供完整的成功產(chǎn)品組合解決方案。同時(shí),我們不限于工廠自動(dòng)化,在廣泛的領(lǐng)域?yàn)樗蓄愋偷墓I(yè)4.0應(yīng)用提供高效的解決方案。
圖6 Renesas電子產(chǎn)品組合及相關(guān)工業(yè)應(yīng)用/技術(shù)
工業(yè)4.0徹底改變了整個(gè)自動(dòng)化流程。云計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)等新興技術(shù)在下一代智能工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。工業(yè)4.0允許整個(gè)制造運(yùn)行具有更大的靈活性,這有助于確保更高的設(shè)備利用率,進(jìn)而有助于實(shí)現(xiàn)收入增加和未來(lái)增長(zhǎng)。開(kāi)發(fā)數(shù)十億智能設(shè)備的道路正在拓寬,并創(chuàng)造出前所未有的新工業(yè)應(yīng)用和業(yè)務(wù)流。釋放你的想象力,因?yàn)榧磳⒌絹?lái)的未來(lái)會(huì)超出預(yù)期!
在瑞薩電子,我們邀請(qǐng)您利用我們的高性能MCU和A&P產(chǎn)品組合以及完整的軟件平臺(tái)和工具來(lái)構(gòu)建領(lǐng)先的工業(yè)4.0解決方案。
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