Scopri il futuro settore manifatturiero intelligente dall'industria tedesca 4.0!

Oct 29, 2019

Dal 2009 al 2012, quando l'Europa era in crisi del debito, l'economia tedesca era ancora forte. La sua crescita è stata guidata dalla competitività internazionale mantenuta dalla sua industria di base, la produzione. Per la Germania, l'industria manifatturiera è la forza trainante tradizionale della crescita economica e lo sviluppo dell'industria manifatturiera è un fattore indispensabile della crescita economica industriale tedesca. Sulla base di questo consenso, il governo tedesco ha compiuto grandi sforzi per promuovere l'ulteriore innovazione tecnologica, la cui parola chiave è "industria 4.0".

从德国工业4.0看未来智能制造业!

Nella strategia 2020 di alta tecnologia pubblicata dalla Germania nel 2010, sono state avanzate una serie di politiche innovative per promuovere lo sviluppo dell'industria manifatturiera. Al fine di attuare la strategia, nel 2012 il governo tedesco ha annunciato il piano d'azione congiunto dei dipartimenti intergovernativi intitolato "dieci progetti futuri" e ha deciso di finanziare 8,4 miliardi di euro per i dieci progetti nel periodo 2012-2015. Il futuro progetto, noto come "industria 4.0", viene annunciato contemporaneamente alla riforma della struttura dell'approvvigionamento energetico, allo sviluppo sostenibile e ad altri progetti. Il futuro progetto di "industria 4.0" è principalmente quello di controllare l'intero processo dalla domanda di consumo alla produzione e produzione attraverso l'applicazione approfondita delle TIC (tecnologia dell'informazione e della comunicazione), in modo da realizzare un'efficiente gestione della produzione.


Evoluzione di Industrial 4.0


Industrial Revolution 1.0: la prima rivoluzione industriale in Inghilterra iniziò alla fine del 18 ° secolo e terminò a metà del 19 ° secolo. Il risultato di questa rivoluzione industriale è che la produzione di macchinari ha sostituito il lavoro manuale, e l'economia e la società si sono trasformate dall'agricoltura e dall'artigianato come base per l'industria e la produzione di macchinari come motore per lo sviluppo economico.


rivoluzione industriale 2.0: la seconda rivoluzione industriale ebbe luogo all'inizio del XX secolo ed entrò nella fase della linea di produzione. Attraverso la riuscita separazione della produzione dei pezzi e dell'assemblaggio del prodotto, è stata creata una nuova modalità di produzione in serie dei prodotti. Dagli anni '70, l'ingegneria elettronica e l'informatica hanno realizzato l'ottimizzazione e l'automazione della produzione.


rivoluzione industriale 3.0: la terza rivoluzione industriale è iniziata dal processo di produzione altamente automatizzato durante la seconda rivoluzione industriale. Da allora, i macchinari possono gradualmente sostituire le operazioni umane.


Industrial Revolution 4.0: nei prossimi 10 anni, la quarta rivoluzione industriale entrerà in una nuova era di produzione "decentralizzata". Industry 4.0 realizza la gestione in tempo reale attraverso la tecnologia di rete che determina il processo di produzione e fabbricazione.


Sistema di fusione fisica delle informazioni (CPS)


La "fabbrica intelligente" che collega tutti i dispositivi in fabbrica attraverso la rete di comunicazione è la migliore forma di realizzazione. La ricerca relativa al progetto è in corso in tutti i settori dell'industria manifatturiera tedesca, con un investimento pianificato di 200 milioni di euro. La fabbrica intelligente o "industria 4.0" è un'evoluzione tecnologica dal sistema incorporato al CPS. In quanto rappresentante della quarta rivoluzione industriale in futuro, l'industria 4.0 si sta sviluppando verso la rete senza soluzione di continuità (Internet delle cose, rete di dati e servizi Internet) di oggetti, dati e servizi.


L'industria 4.0 riflette il cambio di paradigma della modalità di produzione da "centralizzato" a "decentralizzato". È proprio a causa del progresso tecnologico che sovverte la teoria tradizionale del processo di produzione che tutto ciò è possibile. Allo stesso tempo, l'utilizzo intelligente distribuito rappresenta l'interazione tra il mondo virtuale e il mondo reale nel processo di produzione e svolge un ruolo importante nella costruzione della rete di oggetti intelligenti. In futuro, i macchinari di produzione industriale non saranno più solo "processi" di prodotti, ma i prodotti comunicano ai macchinari attraverso la comunicazione su come eseguire il corretto funzionamento di informazioni e istruzioni.


CPS collega lo spazio virtuale con il mondo fisico, fa comunicare e interagire oggetti intelligenti e crea un mondo di rete reale, che incarna l'ulteriore evoluzione dell'attuale sistema incorporato. Insieme a Internet o ai dati e servizi che possono essere raccolti su Internet, il sistema incorporato è anche uno degli elementi di CPS.


CPS può fornire la parte base della costruzione di Internet delle cose e integrarsi con il "servizio Internet" per realizzare l'industria 4.0. Queste tecnologie sono chiamate "tecnologie di implementazione", che coltivano un nuovo spazio reale più ampio basato su applicazioni o processi innovativi e indeboliscono il confine tra il mondo reale e lo spazio virtuale. Proprio come Internet cambia la comunicazione e l'interazione personale, la tecnologia di implementazione porterà cambiamenti fondamentali all'interazione tra noi e il mondo fisico.


L'interazione tra il sistema integrato basato su software ad alte prestazioni e l'interfaccia utente professionale integrata nella rete digitale darà vita a un nuovo mondo funzionale del sistema. Per un semplice esempio, gli smartphone includono molte applicazioni e servizi, ben oltre la funzione di chiamata del dispositivo. Man mano che nuovi fornitori di servizi e applicazioni epocali continueranno a emergere e formeranno gradualmente una nuova catena del valore, CPS porterà anche un cambiamento di paradigma al modello commerciale e di mercato esistente. L'industria automobilistica, l'economia energetica e vari settori industriali, comprese le tecnologie di produzione come l'industria 4.0, subiranno contemporaneamente importanti cambiamenti in queste nuove catene del valore.


Futura industria manifatturiera intelligente


Nella futura industria manifatturiera intelligente, CPS è di grande importanza per molti settori industriali e campi di applicazione tra cui automazione, tecnologia di produzione, automobile, ingegneria meccanica, energia, trasporti e telemedicina. Molte applicazioni realizzate da CPS produrranno nuove catene di valore aggiunto e modelli di business. Il CPS può non solo ridurre i costi effettivi, migliorare l'efficienza energetica, i tempi, ecc., Ma anche ridurre il livello di emissioni di CO2 e svolgere un ruolo importante nella protezione dell'ambiente.


A causa dell'esistenza di CPS, il sistema di produzione, i prodotti, le risorse e il processo di elaborazione della fabbrica intelligente avranno un livello molto elevato di tempo reale e allo stesso tempo avranno maggiori vantaggi in termini di risparmio di risorse e costi. La fabbrica intelligente sarà progettata secondo il principio centrale di enfasi sulla sostenibilità, quindi obbedienza, flessibilità, adattabilità, capacità di apprendimento, tolleranza ai guasti e persino gestione dei rischi sono elementi indispensabili. L'automazione avanzata delle apparecchiature di fabbrica intelligenti è principalmente realizzata dalla rete flessibile del sistema di produzione CPS basata sull'osservazione automatica del processo di produzione. Attraverso il flessibile sistema di produzione in grado di rispondere in tempo reale, è possibile realizzare la completa ottimizzazione dell'ingegneria di produzione. Allo stesso tempo, il vantaggio di produzione non è solo una forma di realizzazione una tantum in condizioni di produzione specifiche, ma anche l'ottimizzazione della rete di livello mondiale formata da più fabbriche e unità di produzione.


Rispetto all'industria manifatturiera tradizionale, la futura industria manifatturiera intelligente rappresentata dalla fabbrica intelligente è un sistema di produzione ideale, che può modificare in modo intelligente le caratteristiche del prodotto, i costi, la gestione della logistica, la sicurezza, l'affidabilità, il tempo e la sostenibilità e altri elementi, in modo da ottimizzare produzione del prodotto per ogni cliente. Una tale rivoluzione del modello di produzione "dal basso verso l'alto" non solo può far risparmiare tecnologia, costi e tempi di innovazione, ma anche avere la capacità della rete di coltivare nuove opportunità di mercato.