工業4.0將為中小型企業提供附加價值,同時實現工業價值鏈及其產品的數字化和網絡化。
目前,工業4.0(德國工業4.0)經常被稱為范式轉變。在國際使用中,(工業)物聯網,智能工廠或網絡物理(生產)系統等術語經常互換使用,表示相同的事物。
工業4.0是指**產業價值鏈及其產品數字化和網絡化的趨勢。
德國
工業4.0的高調,特別是在德國,不僅在商業**。由于經濟影響,工業4.0還受到政治的推動,如進*步發展德國制造業的競爭力。
在這種背景下,政治官員正在推行*種結合供應商視角和用戶公司前景的雙重戰略,主要是工業自動化和工廠工程。
在這樣做的時候,制造商使用*新的技術來生產自己的生產過程是非常重要的,另*方面,把這些技術和產品推向市場。
擴張
從主導供應商的角度來看,信息通訊技術與傳統高科技手段之間的整合主要是為了擴大生產部門及其技術。
為了實現這種擴張,需要滿足市場動態和市場復雜性增加的*決條件。從制造企業的角度來看,為新市場設計智能技術和產品并隨后服務于這些市場是非常重要的。為了滿足供應商和制造商的需求,公司需要采取雙方行動的策略。例如,半導體行業的公司擅長采用這些雙重策略。
像Analog Devices這樣的半導體制造商正在處理這個復雜的概念,將他們自己的生產線轉變成全自動的智能工廠。此外,這些制造商還為制造業內的其他公司提供創新技術,幫助他們將生產設施轉變為智能工廠。因此,德國工業企業占*大多數(98%以上),對中小企業起著重要作用。
究竟是什么類型的支持,半導體制造商面臨的挑戰以及工業4.0帶來的機遇是什么?這些問題在下面進行檢查。
企業需要決定他們的生產設施是否轉化為智能工廠意味著無謂的努力或實際生產力的提高,并相應地降低成本。
為了找到以下關鍵問題的答案,許多市場研究公司已經進行了大量的研究。他們都得出了同樣的結論:工業4.0將為中小企業提供附加價值,他們應該抓住相關機會鞏固公司的成功。
特別是對于半導體制造商來說,研究的結果可以分為三個*域:新技術,新產品提供和新商業模式。這三個*域*起涵蓋了生產及其產品的整個價值鏈 - 從傳感器節點,云端,到下游服務。
為了向智能工廠轉型,強制性地需要智能化和省電的產品,或者可以以簡單的方式(如即插即用)集成到現有生產結構中的完全自主的系統。這些系統由各種半導體器件和傳感器組成,與模擬和數字信號處理IC相結合。價值鏈**從這些設備開始,傳感器負責從真實的物理**收集數據,之后他們必須在數字*域內轉換和處理數據。
新的要求
隨著價值鏈的發展,市場需求將會發生變化。這就是為什么半導體制造商必須將自己的企業和產品適應智能工廠的現實。技術趨勢正朝著智能化,節能化的產品方向發展,集成安全保障功能和能量收集能力。使用ADI公司的基于MEMS的加速度計ADXL356的例子,圖2顯示了這樣*個器件或整個系統的外觀。
ADXL356是*款低成本,低噪聲的3軸加速度計,測量范圍高達±40 g(FSR)。這部分的主要特點是其*低的失調漂移和低功耗。由于其密封封裝,ADXL356特別適用于惡劣環境條件下的精確傾斜測量,高分辨率振動測量以及低電流或電池供電的無線傳感器網絡中的高性能(長時間)測量,例如那些用于結構健康監測(SHM),姿態航向參考系統(AHRS)或其他各種具有突然的過度作用力的應用。
ADXL356構成了系統的基礎,并擴展了其他功能:通過模數轉換器,微控制器以及支持以太網,6LpoWPAN等通信標準的各種模擬和數字,部分隔離或無線接口的集成信號處理。或ADRadioNet。后者是由ADI公司開發的*種通信標準,具有無線自愈多跳通信協議,高可擴展性和低內存消耗。
此外,諸如AES-128和AES-256的集成加密方法提高了對可能的網絡攻擊的安全性。*后但并非*不重要的*點是,功能安全在這些系統的開發過程中起著重要的作用,因為這在智能工廠中也是非常重要的。
對于半導體制造商來說,未來只能擴大其傳感器和其他半導體器件的范圍是不夠的。為了在市場上被視為**性的玩*,為了挖掘工業4.0的全部潛力,他們現有的產品范圍必須通過通信和低功耗微處理器技術來擴展。
考慮到這*點,ADI公司已經在其產品組合中提供了相關的解決方案。例如,在通信*域,HART調制解調器有多種解決方案。這些HART解決方案能夠以相當簡單的方式改善傳統的擁塞通信網絡,為其新型節能技術使用現有的基礎設施。
市場研究還顯示,中小企業希望得到制造商和供應商的大力支持,以便更快,更有效地將新產品整合到系統中。這樣可以減少企業的額外努力,并可以繼續關注其核心業務。特別是供應商和企業之間的合作或合作被認為是支持類型。
由于工業4.0的諸多優勢,至今為止很多企業還沒有投資自己的智能工廠,
猶豫的原因
投資的主要障礙之*是被認為是智能工廠的無利益及其相關成本。例如,由于缺乏貨幣評估標準,目前計算投資率仍然相當困難。因此,半導體制造商不得不提高客戶的認知度,并提供展示智能工廠優勢的教育資料,同時也指出了在投資中獲得的價值。
但是,投資不僅要有興趣將自己的設施變成智能工廠的中小企業進行投資。像半導體制造商這樣的智能解決方案提供商不得不投資自己的產品,并可能需要對其各個業務部門進行重組。這些投資是新技術和新商業模式的必要條件,也是市場營銷活動,資質對策和銷售管理的發展和拓展。
隨著生產部門的轉型,數據和IT安全等*域*再發揮重要作用。這些主題不僅僅是成功引入工業4.0的重要要求。數字系統必須作為關鍵的接受和成功因素不斷地落實到數字系統中。
對于企業來說,早日把基本的戰略方向設定到工業4.0的實施,收集相關技術的經驗,是非常重要的。然而,這*過程需要耐心,因為許多相關技術不可能在五到十年甚至更長的時間內充分發揮其潛力。因此,工業4.0的實施過程將需要很長時間。而且,由于缺乏明確的定義,工業4.0將沒有完全實施的具體日期。而不是談論工業革命,用“工業革命”這個術語來說可能更有意義。
隨著生產環境的變化,新的參與者和競爭者也將出現或影響市場。會出現聯盟,以重大的方式影響生產形象。工廠或企業的未來將在工廠大廳內越來越少地決定。軟件和服務部門也將發揮重要作用,因為只有將虛擬與現實**聯系起來才能確保巨大的生產潛力。
很顯然,對于企業來說,當前發展的步伐正在加快,如果錯過了船,他們很難趕上。
不可逆轉的趨勢
因此,企業不再相信工業4.0是暫時的炒作。與此同時,目前的市場發展已經顯示出工業4.0和智能工廠的不可逆轉的趨勢。關于缺失標準,缺少安全性,知識差等問題*大的問題正在變得相當小。此外,生產環境的未來混亂也在減少。
總之,工業4.0向智能工廠的轉型及其所需的技術為半導體制造商及其成功提供了巨大的潛力。