精華篇 | 工業(yè)4.0的七大核心技術(shù)
發(fā)布日期:
2017-05-05

???通過分析過去六年里的“業(yè)4.0”領(lǐng)域的核心技術(shù),我們也許能窺見哪種工業(yè)技術(shù)將引領(lǐng)制造業(yè)的未來。
?? 核心觀點(diǎn):
?? 1、與“工業(yè)4.0”相關(guān)的專利注冊(cè)總數(shù)在短短五年內(nèi)激增了12倍
?? 2、3D打印非常具有發(fā)展前景
?? 3、云計(jì)算的專利數(shù)目前第一
?? 4、信息物理系統(tǒng)相關(guān)專利意想不到的更少

精華篇 | 工業(yè)4.0的七大核心技術(shù)

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?? “工業(yè)4.0”簡(jiǎn)介(Introduction to Industry 4.0)

?? “工業(yè)4.0”,或者說是第四次工業(yè)革命,不僅是德國(guó)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),也是今年世界經(jīng)濟(jì)論壇的主題,它可以被看做制造業(yè)和工業(yè)面向未來的世界性運(yùn)動(dòng)。然而,目前尚不清楚哪種工業(yè)技術(shù)將引領(lǐng)制造業(yè)的未來。但是通過分析過去六年里的“工業(yè)4.0”領(lǐng)域的核心技術(shù),也許可以給予我們啟示。

?? 構(gòu)成“工業(yè)4.0”的7個(gè)核心工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域
?? 不幸的是,對(duì)于第四次工業(yè)革命沒有公認(rèn)的統(tǒng)一定義,也不確定它究竟包括哪些技術(shù)。

?? 但是我們相信以下7項(xiàng)核心技術(shù)可以被看做“工業(yè)4.0”的支柱:

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圖1:構(gòu)成“工業(yè)4.0”的7種核心技術(shù)

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?? 1.信息物理系統(tǒng)(CPS)
?? CPS形式網(wǎng)絡(luò)通過(無線)傳感和驅(qū)動(dòng),能夠應(yīng)對(duì)不斷變化的環(huán)境,甚至預(yù)測(cè)物理系統(tǒng)過程的變化。

?? 2.云計(jì)算

?? 云計(jì)算讓儲(chǔ)存在本地的應(yīng)用程序或者服務(wù)連接到物聯(lián)網(wǎng)變得可能。

?? 3.大數(shù)據(jù)分析

?? 大數(shù)據(jù)是指大到那些典型的數(shù)據(jù)庫軟件工具無法收集、儲(chǔ)存、管理和分析的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)分析方法讓工業(yè)智能化變得可能,比如說機(jī)器學(xué)習(xí)。

?? 4.(IT)系統(tǒng)安全

?? 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的傳播以及所有其它工業(yè)系統(tǒng)、機(jī)器設(shè)備和原件都需要被充分保護(hù),免于遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

?? 5.增材制造/3D打印

?? 增材制造(Additive Manufacturing,AM)技術(shù)是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù),相對(duì)于傳統(tǒng)的材料去除-切削加工技術(shù),是一種“自下而上”的制造方法。

?? 6.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)

?? 使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡的工人可以通過遠(yuǎn)程接受指令來正確裝配零件或者協(xié)助調(diào)試。

?? 7.機(jī)器人/人形機(jī)器人(HMI

?? 新技術(shù)使交互更安全,比如讓機(jī)器人去人類無法達(dá)到的地方執(zhí)行任務(wù),這些機(jī)器人往往被設(shè)計(jì)成人類的樣子。

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?? 3種創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力:3D打印、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)

?? 因?yàn)楫?dāng)前數(shù)字化轉(zhuǎn)型、物聯(lián)網(wǎng)和“工業(yè)4.0”等概念炒的火熱,我們很難理解目前的創(chuàng)新溫床在哪里?

?? IoT Analytics分析了世界范圍內(nèi)從2010-2015年申請(qǐng)的相關(guān)專利數(shù),專利數(shù)可以看做是創(chuàng)新活動(dòng)的一個(gè)重要指標(biāo)。

?? 主要結(jié)論:與“工業(yè)4.0”相關(guān)的專利注冊(cè)總數(shù)在短短五年內(nèi)激增了12倍。

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圖2:與“工業(yè)4.0”主題相關(guān)的專利總數(shù)(2010-2015)

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圖3:“工業(yè)4.0”主題相關(guān)專利數(shù)量的詳細(xì)趨勢(shì)

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圖4:“工業(yè)4.0”主題相關(guān)專利數(shù)量的詳細(xì)趨勢(shì)(2010-2015)

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?? 另外的三大發(fā)現(xiàn):

?? 1.3D打印非常具有發(fā)展前景

?? 基于10的增長(zhǎng)因數(shù),3D打印/增材制造(AM)或?qū)⒊蔀楣I(yè)技術(shù)的未來趨勢(shì)。為了在未來1年或者2年內(nèi)成為“工業(yè)4.0”相關(guān)專利的一顆流星,3D打印緊跟增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和云計(jì)算的腳步。特別有趣的是,3D打印不是一種特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),因?yàn)樗匈Y格作為一種新的生產(chǎn)方式,因此是硬件基礎(chǔ)。

?? 2.云計(jì)算很明顯是第一(現(xiàn)在)

?? 在2013年和2014年發(fā)布了超過1600項(xiàng)相關(guān)專利,這是我們分析的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域更大的專利申請(qǐng)數(shù)量了。雖然2010年只有150個(gè)專利,數(shù)量在2012年激增了10倍。然而2015年只有1400項(xiàng)專利,出現(xiàn)了數(shù)量的下降,可能意味著這個(gè)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了頂峰。2016年的數(shù)字肯定還是要繼續(xù)看的。

?? IBM是云計(jì)算專利的領(lǐng)導(dǎo)公司。該公司已經(jīng)注冊(cè)了和安全服務(wù)、混合數(shù)據(jù)備份以及移動(dòng)設(shè)備工業(yè)負(fù)載管理的相關(guān)專利,這只是其中的一些例子。

?? 3.信息物理系統(tǒng)意想不到的占據(jù)了更后位置(專利數(shù)量更少)
?? 根據(jù)德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部的觀點(diǎn),信息物理系統(tǒng),也就是CPS,應(yīng)該是“工業(yè)4.0”的核心。它將網(wǎng)絡(luò)世界和工業(yè)環(huán)境中的物理世界集成,因而被視為工業(yè)技術(shù)的中心,然而專利數(shù)量很低。CPS落在了更后一位,在過去的五年中只增加了48項(xiàng)專利。導(dǎo)致這個(gè)事實(shí)的原因可能是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)并沒有顯而易見的定義方式。


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