Discussão sobre a Quarta Revolução Industrial

O tema quente no Messe 2013 em Hannover, Alemanha, foi "Indústria 4.0".

A Quarta Revolução Industrial foi proposta pela primeira vez por três professores universitários alemães na Feira de Hannover em 2011. A manufatura representa 26% da economia nacional alemã (valor criado). Como uma direção de desenvolvimento estratégico para aprimorar a indústria de manufatura tradicional, a proposta de implementação de 112 páginas foi submetida pela equipe de pesquisa do projeto ao Ministério da Educação e Pesquisa (BMBF), o Ministério da Economia (BMWi) e o Ministério do Interior do Governo Federal Alemão em 2 de outubro de 2012. (IMC). 200 milhões de euros (cerca de 1,6 bilhão de yuans) foram alocados como financiamento de pesquisa e desenvolvimento para a primeira etapa. Esta é uma revolução organizada. A Associação Alemã de Fabricação de Máquinas e Equipamentos (VDMA), a União Central da Indústria Eletrônica (ZVEI) e a Associação de Novas Mídias de Informação e Comunicação (BITKOM) construíram uma plataforma de trabalho conjunta pela primeira vez na história e começaram a trabalhar em abril de 2013. Uma das tarefas é coordenar projetos de pesquisa existentes e pendentes.

Na Alemanha, a Revolução Industrial foi tão identificada: pela primeira vez, a mecanização. Desde o final do século 18, os motores a vapor substituíram gradualmente o trabalho humano. Naquela época, a máquina era acionada por energia centralizada e a energia era transmitida para a máquina do eixo de força no céu através da correia. A fabricação mecânica começou a ter uma divisão de trabalho antes, mas não foi até a adoção de novos métodos de energia que começou a parecer que é hoje. A fabricação de máquinas-ferramenta, como indústria, começou na Inglaterra. "Made in Germany" é o sinal de alerta (como um produto inferior) que os britânicos colocaram nas máquinas-ferramentas de fabricação alemã. A segunda vez, produção da linha de montagem. A partir de 1913, a Ford americana usou a linha de montagem para fabricar carros, padronizou a produção e o custo foi bastante reduzido, e o preço caiu de 850US $ para 370US $. Mas, ao mesmo tempo, também desiste de muita personalização. Máquinas e linhas de montagem são gradualmente movidas por eletricidade, que é mais fácil de controlar. Terceira vez, automação. Começou em 1974. Naquela época, um PLC (Controlador Lógico Programável) feito de circuitos integrados foi desenvolvido em uma pequena empresa (Klaschka GmbH) em um pequeno local alemão (Neuhausen im Enzkreis). Comparado com o controlador composto de relés, a lógica de controle pode ser substituída e modificada de forma mais conveniente e flexível, que é o primeiro passo na aplicação industrial do controle do microprocessador. Mas, na época da Guerra Fria, ninguém pensava que essa coisinha mudaria tanto a produção industrial que merecia ser chamada de revolução. No futuro, o nível de hardware e o nível de integração continuarão a melhorar, e a linguagem C e as linguagens de programação de nível superior serão adotadas, o que pode descrever não apenas relações E ou lógicas simples, mas também várias estratégias de controle complexas (PID, autoadaptável, autoaprendizagem, etc. ), que agora são amplamente utilizadas, Quase em todos os lugares.

Um exemplo típico é a indústria automotiva. No final da década de 1980, um relatório de pesquisa "A máquina que mudou o mundo" concluído pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts a um custo de US $5 milhões afirmou que a razão pela qual a indústria automobilística do Japão foi capaz de apreender um-terceiro do mundo em 20 anos de mercado, além de "slim" (Estoque zero) fábricas, o ponto mais importante é que a automação de montagem foi amplamente realizada, e a montagem assistida por robô melhorou muito a qualidade e a produtividade. Portanto, será difícil para a indústria automotiva nos Estados Unidos e na Europa competir com a concorrência. No entanto, a indústria automobilística alemã sobreviveu. Uma das razões é que todos os robôs alemães estão equipados com PLCs, e os programas podem ser alterados de forma flexível e melhorados continuamente. O objetivo da quarta revolução industrial é o Intelligente Fabrik da inteligência fabril.

Centro: Trazendo tecnologias da Web para a fabricação.

Antecedentes: A situação que a indústria manufatureira enfrentará no futuro-recursos escassos, transição energética, mudanças na estrutura etária dos funcionários e globalização.

Base técnica: rede e sistema de distribuição de espaço, comunicação suave, velocidade de banda larga até 7000Mbit/s.

Características: flexível e mutável, alta eficiência de recursos, consideração de ergonomia e a empresa mais integrada com clientes e parceiros de negócios.

As mudanças previstas são geralmente nos seguintes aspectos:

1) Integração da tecnologia de produção e tecnologia da informação

A atual fábrica digital enfatiza primeiro a digitalização do planejamento de produção e o uso extensivo de várias tecnologias auxiliadas por computador: CAD, CAM, CIM, PPS (sistema de controle de planejamento de produção), PDM, DMU (modelo de teste digital), PLM (gerenciamento do ciclo de vida do produto), etc., são baseados principalmente em um relativamente fixo, Sistema de controle de produção centralizado de cima para baixo. A nova revolução enfatiza a descentralização, reduzindo o grau de controle centralizado, aumentando o controle independente de equipamentos de produção e conectando estreitamente equipamentos de fabricação descentralizados, independentes e inteligentes através da forma de uma rede, com uma comunicação mais aberta e ativa. A estrutura do sistema é mais dinâmica e flexível, para que mais possibilidades de otimização possam ser exploradas, e estima-se que a eficiência da produção possa ser aumentada em 30%. Entre eles, o CPS terá um papel central. CPS-Sistema Cyber-Físico, sistema de controle de fusão de entidade de rede é um sistema de controle composto de sensores, computadores de controle, atuadores e redes. Atualmente, em alguns campos, como aviação, automóvel, produção química, infraestrutura, energia, saúde, fabricação, controle de tráfego, entretenimento e eletrônicos de consumo, etc., sistemas de controle de combinação eletrônica semelhantes ao CPS apareceram, mas esses sistemas No momento, geralmente é um sistema embutido, Que dá mais ênfase aos seus recursos de controle de computação, enquanto o CPS dá mais ênfase à conexão entre dispositivos físicos e redes de computadores. CPS é usar meios técnicos para realizar a extensão do controle humano em termos de tempo e espaço, e sua essência é a integração de pessoas, máquinas e coisas. Portanto, também é chamado de sistema de fusão humano-máquina-material.

2) personalização do produto

A fábrica com alta flexibilidade de produção pode atender aos requisitos dos clientes para a individuação do produto, diversificação e mudança constante. Pode fabricar lotes de 1 produto ao custo da produção em massa por meios modernos. Em certo sentido, volte a antes da primeira revolução industrial. Os clientes e as fábricas se comunicam com frequência, não apenas antes de assinar um contrato, mas também após fazer um pedido, design, processamento, montagem e comissionamento. Assim, o cliente pode até alterar os detalhes de seu pedido durante a produção do produto. Embora a Rexroth Pump Factory tenha uma produção anual de mais de 1 milhão de unidades, existem mais de uma dúzia de categorias, cada categoria tem mais de uma dúzia de especificações, e cada especificação tem mais de uma dúzia de funções variáveis. Limitação de pressão diferente, valores de potência constante, etc., precisam ser definidos. Certamente. Portanto, existem dezenas de milhares de produtos finais, e cada lote não é muitos. A gestão flexível é extremamente importante.

3) Humanização da produção

Por meio da inteligência da fábrica, mais funcionários podem ter horários de trabalho flexíveis, portanto, o trabalho fica mais à vontade. Usando a rede, a produção pode ser descentralizada e, portanto, o fornecimento de energia pode ser descentralizado. Usando a Internet, os funcionários podem trabalhar nas proximidades ou até mesmo em casa. Eles perguntaram, se um grande número de funcionários dirige longas distâncias para trabalhar todos os dias, e depois gasta muito esforço para economizar energia e reduzir as emissões na fábrica, qual é o significado prático?