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  • 盘点:工业互联网的9项核心技术

    发布时间:2022-06-28

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    工业互联网这个话题最早是由通用电气在2012年提出的。这个话题和德国在2013年提出的工业4.0可以说搅动了许多公司的神经。但这些新想法并非空穴来风。它们是工业化国家在过去几十年的强大技术积累,以及与互联网结合后的新战略、新技术布局和对未来的新愿景。本文总结了工业互联网的九项核心技术。

    1.超级计算终端

    超级计算终端是一些新的智能设备,如汽车和可穿戴设备,如带芯片的内衣。这些产品激增的势头正在成为我们熟悉的物理世界的新成员。这些产品的核心是强大的芯片。传统意义上的芯片大王英特尔(Intel)意识到,在移动互联网的动荡时代,他已经不可用了。例如,随着以苹果为代表的公司的出现,ARM芯片结构正在取代英特尔在PC时代的传统王者地位。

    随处可见的超级智能终端正在突破摩尔定律芯片赋予的想象空间。摩尔定律曾预测,每近两年,芯片的计算能力就会翻倍,价格也会减半。这是英特尔在1965年提出的一个幻想。将近50年过去了,摩尔定律还没有结束。即使摩尔定律在纳米级遇到瓶颈,新的替代技术也正在出现。随着IPV6寻址能力的无限扩展,我们人类可以预期,在未来,每个智能终端都可以拥有强大的计算能力和寻址能力,因此物联网时代的这两个关键技术要素已经具备。

    除了芯片技术竞赛之外,业界对交互式互连的进入标准也存在激烈竞争。有一些行业巨头组成了行业联盟。例如,包括三星、雀巢和谷歌联盟。Nest于2014年被谷歌以32亿美元收购。这家公司可以提供能源反馈系统,因此美国有大量家庭用户,这为谷歌进入家庭能源管理系统提供了一个便捷的渠道。同时出现在市场上的是苹果。2014年6月,苹果宣布了Homekit框架。


    2.软件定义的机器

    在苹果发布iPhone之后,软件定义的机器引起了业内所有人的注意。此前,传统功能手机由制造商的功能设置定义。苹果发布iPhone后,其真正的功能设置由用户通过下载软件进行设置,这给大量工业企业带来了巨大的启发。正因为如此,曾经是通信时代王者的诺基亚很快被解雇。而代表新工业思维并使用软件定义的硬件来带来新功能和功能理念的苹果公司,则后来居上。

    软件定义的硬件,互惠互利已经超越了通信和电子产品,成为行业的未来和常态。原因很简单。在当今硬件产品和机械设备门槛越来越低、同质化竞争的时代,真正能够实现差异化优势的是软件。这是未来的趋势,各种嵌入式软件和附加软件功能将越来越便宜,软件产品的开发将越来越基于平台,软件产品升级和维护将越来越多地基于云。这一趋势将帮助制造商根据消费者需求快速推出产品和升级产品,消费者和工业用户也将利用这一优势获得廉价服务和快速产品,以及远程维护服务。


    3.知识工作自动化

    这一概念由麦肯锡公司于2013年首创。这里的知识工作自动化是指信息处理的自动化,涵盖范围非常广泛,包括传统的互联网信息交互、模式识别、人工智能、机器学习和其他前沿技术。据麦肯锡估计,这种基于信息和知识的新工作方式将在未来产生巨大的经济价值。到2025年,预计将创造近6万亿美元的新经济附加值,并创造相当于1亿多全职员工的产出能力。

    在这方面,特别提到了人工智能。因为人工智能现在受到许多研究机构和企业的高度关注,人们认为它是未来能够真正改变人类的关键技术之一。例如,IBM是人工智能领域非常重要的参与者。他们最著名的实验是在1997年,制造出了一台能击败人类国际象棋大师的计算机。最新的成就是智能计算机,它们被称为智能计算机。计算机帮助法律服务公司为律师事务所分析文本;它包括对医院医疗报告的分析。大量的人类已经被取代,因此人工智能的发展对未来人们的工作提出了新的考验和挑战。


    4.跨企业标准制定

    关于工业互联网标准的制定,应该说,它现在是全球主要工业公司乃至国家竞争的焦点。这些公司和国家,包括德国,都意识到它的高度重要性。例如,在上个世纪的过去40年中,标准贡献率占德国3.3%年GDP增长的0.9%,仅次于资本投资,比国内创新和直接购买技术更重要。因此,掌握标准话语权是这些国家乃至企业未来进行战略布局的非常关键的一步。在这方面,美国公司也走在世界前列。

    2014年4月,由通用电气、AT&T、思科、IBM和英特尔五家公司领导的工业互联网联盟在波士顿成立。该联盟已迅速扩展到100多家成员公司。美国公司在软件和互联网方面具有高度优势。他们还希望在新产业联盟的开放联盟合作结构下建立一些新的实施标准。我刚刚说过,通用电气的软件平台希望成为事实上的行业标准。当然,这个领域是一场激烈的竞争和博弈,国家和企业层面都在积极安排。中国企业不能置身事外,必须参与其中。有必要对这一标准和技术趋势有足够的影响力和发言权。


    5.工业互联网系统安全

    这个话题极为重要,但在如今一波又一波的热浪中,似乎所有人都没有将其视为一件可以看到和分析的大事。事实上,一系列安全事件仍在发生。近年来最著名的事件应该是2011年轰动一时的伊朗政府指控美国和以色列使用特洛伊木马软件,该软件通过西门子的核电控制系统SCADA侵入伊朗的核设施。这些软件用于设计攻击管理软件。这种特洛伊病毒被伊朗政府称为数字制造导弹。这些事情可能没有他们说的那么严重,但这些事情给了我们非常重要的安全提示。

    在工业互联网逐渐兴起之后,要真正在企业中获得普及,包括在企业中,必须解决安全问题。想象一下,如果这个问题得不到解决,不仅是这些非常重要的设备和基础设施,甚至在智能家居和智能汽车等领域,都将存在巨大的安全风险和隐私风险。


    6.机器人正在改变工业流程

    如今,日本是机器人最多的国家,日本每万人拥有332台机器人。

    这是2012年的统计数据,当时德国的使用量为273台,德国是欧洲使用量最高的国家,而我们国家当时只有10台。当然,过去两年中国机器人的使用和发展应该很快,相关公司正在引进和制造机器人。像富士康这样的公司已经宣布,他们将在2014年关灯。这在劳动力成本居高不下的沿海地区非常关键,因为中国沿海地区的劳动力工资每年都以超过15%的速度上涨,而机器人的价格每年都大幅下降,因此工业机器人受到欢迎。

    但机器人在中国面临一个困境,即大量高端机器人仍由几大全球品牌主导。主要掌握在日本和欧洲公司手中。一些核心技术和软件不在互联网上,而是在基本的减速器、控制器和数控系统中。这些领域是传统的工业和智能硬件以及嵌入式软件。在减速器领域,中国需要进口。在这一轮竞争中,外国公司采取了新的战略,高价的关键部件被强加给中国公司,导致中国公司的生产成本很高。


    7.分布式生产和3D打印

    为什么3D打印很重要?因为他带来了工业互联网的融合,未来工业生产方式的变化将是颠覆性的。

    首先,它将进行线上设计和线下生产的高度融合。由3D打印引发的制造商运动正在改变过去的生产方式,每个人都可以在线购买3D打印机,将他们的想法付诸实践,并实现分布式生产。让每个人的创意成为可能。

    第二个趋势是创业生产的轻量化,因为3D打印带来的互联网创业将降低创业门槛,长尾效应可以显现,细分行业总能找到自己的生存空间。

    3D打印的第三个重要趋势是生产分包的多样化。在3D打印的帮助下,各种小公司的生产速度越来越快。尽管这类制造业不会立即破坏大公司的存在,但它可以创造更多的市场。在大规模制造业中,传统制造业仍然占据传统优势。然而,小批量个性化的生产可能会受到影响,甚至被以3D打印为代表的未来技术所取代。

    3D材料仍然是3D打印广泛推广和应用的关键瓶颈。因为3D打印材料在强度和刚度机械性能方面存在许多障碍,包括打印产品的粗糙度、防潮性、热稳定性等,尤其是这些材料性能将进一步影响热处理、表面物理和化学处理、精度,涂层直接影响生产成本和效率。


    8.人类意识与机器的融合

    人类最终能用他们的思想直接控制机器,甚至其他生物甚至人类吗?这个想法已经存在了很多年,最近似乎在这方面取得了一些重大突破。2010年,几位科学家试图连接印度和法国的测试人员。当这些单词被脑波系统转换成QR码,印度人的脑波输出被传送到法国后,他们可以被重新识别、转换,测试对象最终在法国理解了这个单词。

    这项被称为脑机接口的技术已经存在了30多年。在工业互联网时代,脑机接口技术为我们提供了巨大的想象空间。人类不仅可以与机器互动,还可以控制机器。更重要的是,反过来,机器也可以读取人类的思维,从而在深层次上与人类互动和融合。在2014年结束的腾讯WE大会上,一家日本公司推出了一款脑波猫耳产品。这个产品玩起来很简单。当人们情绪起伏时,猫耳朵会竖起,情绪也会低落。在某个时候,猫耳朵会掉下来。


    9.虚拟世界

    关于这个概念,在德国工业4.0系统中,它被称为数字物理系统。这种新的制造方法实际上让我们看到了未来的景象。也就是说,在未来,除了物理世界之外,集成了许多更全面信息的相应数字系统,或虚拟系统,将与物理世界有高度的交互和相互关联。GE对航空发动机的生产、使用和监控是为了收集、模拟和处理大量数据。

    在未来,在我们生活的物理世界之外,将有一个虚拟系统,它集成了更多的信息,这个虚拟系统将能够帮助我们预测并帮助我们维持当前的物理世界,而他们的预测精度可能很高,这取决于我们基于现实的预测的准确性。因为他们有更多的信息,也因为他们有整个历史的信息,他们将帮助我们进行更有效和新的智能设计和制造。因此,德国人谈论的机器生产机器在未来不是一个虚拟的话题,它将真正成为现实。

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