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五大數字化發展趨勢將在未來十年推動制造業加速邁向工業5.0時代

五大數字化發展趨勢將在未來十年推動制造業加速邁向工業5.0時代

2022/5/17 16:37:26

本文作者:李邵建,歐特克軟件(中國)有限公司董事長及大中華區總經理

  眾所周知,制造業是實體經濟的基礎,是未來經濟高質量發展的關鍵。利用數字化技術發展更智能、更可持續、更具韌性的制造業,已然成為全球各國推動經濟發展的戰略共識。作為我國的立國之本和強國之基,中國制造業在面臨新冠疫情與節能減排等多重壓力之下,依舊克服了種種挑戰、保持了良好的發展態勢并取得了顯著的成績,據國家工信部的數據顯示,2021年我國制造業增加值總量達31.4萬億元,連續12年位居世界首位。

  為了進一步擴大中國制造業在全球市場的優勢,2022年兩會政府工作報告提出,要增強制造業核心競爭力。促進工業經濟平穩運行,加強原材料、關鍵零部件等供給保障,實施龍頭企業保鏈穩鏈工程,維護產業鏈供應鏈安全穩定。其中,“增強制造業核心競爭力”首次被寫入政府工作報告,與去年“保持制造業比重基本穩定”的定位相比,方向更加明晰。而此前工信部、國家發改委等8部門發布的《“十四五”智能制造發展規劃》則提出,到2025年,70%的規模以上制造業企業要基本實現數字化網絡化,建成500個以上引領行業發展的智能制造示范工廠。這進一步為我國的智能制造發展指明了方向。對此,可以更加明確的是,中國的制造業未來將會加快數字化轉型的步伐,不斷推動制造業向高端化、智能化和綠色化發展。

  然而,以信息化技術促進產業變革的工業4.0時代已經持續了近十年,雖然以數據為驅動的智能自動化正在逐步改變制造業和其他主要行業,但制造業的技術進化和行業變革還尚未完成。到目前為止,實現了工業4.0并從其中的技術、平臺和技能集而獲益的企業,只有那些具有一定規模并能承擔試驗成本的跨國企業。麥肯錫對全球800多家傳統企業開展的調研結果顯示,盡管已有70%的企業啟動了數字化,但其中的71%仍然停留在試點階段,85%的企業停留時間超過一年以上,遲遲不能實現規?;茝V。

  但當全世界都在等待見證整個制造業實現工業4.0的成果的同時,人工智能、物聯網、數據分析、機器人和3D打印的整合集成正在催生新的能力,這意味著另一場工業革命即將到來。我們可以稱其為 "工業5.0"。這是數字化的下一個階段,今天正在創建的平臺和數字資產可以 "彼此對話",而人類和計算機可以更和諧地合作。

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圖片來源:歐特克公司

在可預見的未來,我們將身處于萬物智聯的時代,而數字化能力也將成為企業乃至行業的核心競爭力。作為全球數字化技術發展的推動者,歐特克認為,以下五大趨勢將在未來的6到10年內推動制造業進一步實現數字化轉型,并引領整個行業加速邁向工業5.0時代。

  設計和仿真將會貫穿產品的整個生命周期。在產品的概念化、制造、銷售甚至最終的退貨或使用過程中獲取了所有的數據之后,制造的各個階段之間開始出現了集中的反饋循環。數字孿生是其中一個結果;基于模型的系統是另一種。當這兩者結合在一起時,它們可能會組成一個系統,其中的每個生產階段都與其他階段相互連接,并隨著信息的來回共享而不斷改進和學習。

  如今,當一個零部件被制造出來時,設計和工程的焦點自然都會集中在這一個零部件上。但在一個機械系統中,任何單獨的零部件都與其他零部件相連。無論是發動機部件還是風力渦輪機內的齒輪,它只是一個更大的終端產品的一個連接部分。人們需要這樣的工具:當一個零部件的設計發生變化時,這個工具能夠識別出這種變化,并能計算出這種變化會如何改變其他零部件的形狀,以及對整體結構性能的影響。

  在工業5.0的環境下,這些相互依存的系統將會被啟用并能實現系統級的優化。目前,自動優化工作流實際上只發生在部件層面,而系統層面基本上主要是手動配置的。然而異構數據集的實時連接可以實現大型復雜系統的自動化優化。這可以大大加快產品的開發過程。

  由數字孿生組成的新互聯網將出現。隨著技術融合變得越來越普遍,跨平臺通信和兼容性將變得至關重要。隨著5G的到來,超級連接性的技術架構正在形成。這將導致在系統、人和設備之間可能出現一個更先進的相互作用的世界。

  考慮到新冠疫情期間全球對數字孿生技術的迅速采用。在未來十年里,你可以看到數字孿生的發展,它可以在不同的環境下相互合作和互動,從而形成一個網絡或一個生態系統,成為一種平行的全球網絡。隨著智能城市和自動化交通系統的發展,能夠被捕獲的數據將會非常豐富。而孤立這些豐富的數據資源只會降低其價值,它們需要被共享。但在這種情況下,保護知識產權也將變得更加重要,因此,可以期待,像區塊鏈這樣的技術在保護數字孿生之間共享數據的安全方面將發揮一定作用。

  增強智能將把機器變成同事。工業5.0將迎來一個人機協作的新時代。數字技術的迅速普及讓人們產生了很多關于機器取代人類的猜測。但實際的情況是,機器正學習與人類在一個全新的層面上進行合作。增強智能的認知計算能力可以幫助人類更快地做出更好的決定。

  例如,歐洲體育用品零售商迪卡儂現在正利用人工智能更有效地設計和制造其高性能自行車,使它們更輕、更耐用、更快,同時減少設計階段的排放。隨著投入到生產工作中的機器變得更加智能和互聯,工業5.0將為實現任務和流程的自動化建立一個更加協作的運營機制,這些任務和流程目前過于復雜,僅靠軟件還無法處理。

  “制造即服務“的概念將成為現實。隨著供應鏈變得更加多樣化并通過數字網絡連接起來,一種新的民主化將被觸發。消費者將有效地成為系統集成商,將復雜的制造過程編織在一起,只需點擊一個按鈕就能設置自己的配置??纯茨壳暗碾娮由虅找呀浤茏龅降?,不難想象,如果你需要一個新的廚房小工具,你只需登錄并選擇你想要的顏色、組件、材料、尺寸和功能即可。

  當工業5.0的技術能力到位時,這將變得更加容易,而且幾乎是即時的。你的訂單將能直接發送到一臺機器上進行快速制造,同時觸發一個次日交貨(甚至可能是當天)的履行過程。

  大規模定制將使 "即時和定制 "成為常態。對商品的需求將能在更短的時間內實現,對定制化的要求比以往任何時候都高。而能夠快速交付產品的系統和機器已經存在。例如,亞馬遜正努力在24小時內提供一些定制化的產品。在未來的幾年里,這將擴展到其他零售商乃至其他行業領域,進而對制造業和零售業產生巨大的影響?,F在人們所理解的產品和商品實際上可能不復存在。如果所有的東西都可以在互聯網上配置,并快速地定制化生產,那么可以說就不需要零售空間了。

  然而,在以上這些趨勢向前發展之前,我們必須要實現工業4.0的承諾。到目前為止,這仍然是制造企業的主要目標。因為仍有很大一部分的制造企業還沒有因為數字時代的到來而受益。不過,一些實驗正在進行,以幫助今天的工廠設備轉變為能夠共享數據和執行自動化指令的準數字設備。與此同時,科技公司也正在完善他們面向中小企業的產品,擴展解決方案和收入模式,以適應中小型制造企業的發展需求。正如歐特克不但為制造企業提供靈活的產品訂閱模式,還持續為用戶提供包括技術支持、項目指導、培訓以及資源發展規劃等方面的服務,讓制造企業不僅能應用到全球領先的軟件產品和平臺解決方案,同時還能獲取行業前沿的技術和發展理念。

  在下一次工業革命真正來臨之前,確實有許多障礙需要我們去克服。但數字技術的發展日新月異,躊躇不前就意味著落后,現在正是思考如何為下一次工業革命做好準備的時候了!

審核編輯(
王妍
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