数据、数字线程和工业4.0
软件和技术如何使制造业数字化，以及对商业领袖的好处。
在美国独立战争(1775 - 1783)的十年前，格拉斯哥的仪器制造商詹姆斯·瓦特被指派修理一台纽科门蒸汽机。他很快意识到可以通过增加外部冷凝器线圈来改进设计，从而大大提高热效率。瓦特蒸汽机很快在采矿、纺织和其他工业中得到广泛应用。磨坊和工厂如雨后春笋般涌现，工人们纷纷迁往城市，世界农业社会逐渐转变为机械化社会。第一次工业革命开始了。
然而，由于廉价钢材的短缺，工业发展很快受到阻碍。再一次，一个简单的发明——将压缩空气引入充满熔融生铁的熔炉——改变了一切。1856年，英国发明家亨利·贝塞麦爵士为他的新工艺申请了专利，并开始用这种方法生产钢铁，速度快得多，成本也比其他竞争方法低得多。20世纪初，电力的日益普及和亨利·福特对装配线生产方法的开发进一步推动了工业革命的第二阶段，为现代工业社会铺平了道路。
时间快进到1958年。杰克·基尔比是德州仪器公司的一名新员工，他正在研究一种使其雇主生产的电子元件小型化的方法。他将晶体管、电阻器和电容器结合在一块锗上的想法最终导致了集成电路的产生，这些集成电路驱动着今天使用的每一种电器，如汽车、电脑、手机和电视。没有它们，计算机数控(CNC)机床就不会存在，管理我们制造工厂的软件系统也不会存在。基尔比是第三次工业革命之父。
新前沿:工业4.0
德国经济学家克劳斯·施瓦布(Klaus Schwab)在他创立的世界经济论坛(World Economic Forum)的一次会议上表示，世界正在进入第四次工业革命1它“有可能提高全球收入水平，改善世界各地人口的生活质量”。施瓦布指的是一场数字化变革，随着低成本数据存储、人工智能、移动计算、软件即服务(SaaS)和基于云的计算机系统达到前所未有的水平，这场变革将彻底改变过去几十年电子和计算机技术的增长。背后的一切吗?物联网(IoT)，它承诺将所有这些与智能设备联系在一起，这些设备将收集数据，做出决策，并向人类通报潜在的问题。
施瓦布还警告了危险。随着制造技术的不断发展，劳动力市场几乎肯定会被颠覆。立法程序和政府法规可能无法足够快地适应数字创新的指数级增长，从而导致拥抱这种技术的企业与试图理解这种技术的政策制定者之间的冲突。而且，无论即将到来的革命可能产生多么积极的影响，它都会引发更大的问题，涉及国家安全、个人隐私，甚至自主武器和网络攻击。随着机器、设备和软件开始独立思考和行动，这些话题将变得越来越相关。这场革命比其他任何革命都更有可能改变工业，是的，但它也可能改变我们的生活方式。
施瓦布的两位同辈人——罗伯特•博世公司(Robert Bosch GmbH)管理董事会副主席齐格弗里德•戴斯(Siegfried Dais)和德国科学与工程院院长亨宁•卡格曼(Henning Kagermann)——在2011年的汉诺威工业博览会上首次提出了“工业4.0”一词。两年后，他们的工业4.0工作组提出了建议2他向德国政府介绍了该国制造业应如何利用物联网和服务来提高国家竞争力，并表示智能工厂使用“通过互联网实现智能物体的普遍直接联网”，即大多数人所说的工业物联网(IIoT)，是工业革命的下一阶段。华体会app官网
智能硬件网络
但物联网到底是什么?它是如何工业化的，什么时候物体变得智能的?这些都是重要的问题，至少其中一些问题可以由你的青少年或公司的常驻电脑极客来回答。可穿戴健身追踪器、自动驾驶汽车、可学习恒温器——这些只是日常智能设备中的一小部分，它们利用复杂的技术让我们的生活变得更简单。
其中一些只不过是商业噱头，而另一些则有能力彻底改变我们的世界。在地区或国家层面，物联网使政府能够自动测量污染水平，检查供水中的污染物，跟踪濒危物种并逮捕偷猎者，警告公众地震，火灾或恐怖袭击，监控桥梁和道路等基础设施，并大大提高电网的效率。
在消费者和城市之间的某个地方坐着推动这一切的引擎:商业和工业。这就是工业物联网的用武之地。这一领域的潜在收益如此之大，以至于全球网络技术提供商思科(Cisco)在2013年的一份报告中指出3.预计到2022年，私营企业将增加14.4万亿美元(约合11.7万亿英镑)的价值(净利润)，涉及五个方面的业务改进:资产利用率、员工生产力、供应链和物流、客户体验和创新。该公司还表示，到2018年将有210亿台联网设备，比五年前增长近50%。那可是一大笔钱和人脉啊。
关注数字线索
工业4.0和工业物联网革命需要的远不止智能设备和喋喋不休的机床。也许在这场工业变革中最大的浪潮是“数字化制造”，这是一种在整个产品生命周期中共享数据的相对较新的方式，可以降低成本，加2022世界杯附加赛决赛快周转速度，提高零件质量。西门子(Siemens)和PTC等公司正忙于开发集成软件平台，将制造业的各个方面联系起来，从最初的产品设计到工厂布局，再到交货后的客户反馈。这种“数字线”消除了长期以来阻碍不同软件系统之间数据交换的信息孤岛，将制造过程的各个方面联系在一起，包括3D CAD建模和可视化工具、可制造性设计(DFM)分析软件、计算机辅助制造(CAM)、计算机集成制造(CIM)和车间数据收集系统。
适当地集成，这个软件字母汤包含了从产品概念、设计、原型和制造、再到重新设计的信息流的数字线索。加上与此流程相关的所有辅助线程(采购、物流、仓储和财务等)，这些线程通常由所有缩略词的老大哥(erp或企业资源计划)管理，数字周期就完成了。
这些软件系统所做的不仅仅是交易数据。它们消除了与管理它们相关的大部分人为干预。这就是所谓的自动化(我们这里说的不是机器人)，它即使不是数字化制造背后的关键驱动力，也是数字化制造的重要组成部分。2022世界杯附加赛决赛这正是Larry Lukis在1999年创立快速制造公司Protolabs时所想到的。当时，比尔·盖茨还是微软的首席执行官，谷歌成立还不到一年，最接近智能手机的是黑莓。Lukis的目标吗?以传统方法的一小部分成本和时间生产注塑件。
Lukis知道他需要显著地自动化这个过程，但不是以大多数人认为的方式。他需要一种方法来减少复杂的报价、模具设计和刀具路径编程所需的前期时间，这些延迟一直困扰着他之前在打印机制造商LaserMaster的工作。当时还没有能够完成这种任务的软件系统，所以Lukis和他的团队开发了定制软件来完成这项任务。然后，他开发了一种专有的制造工艺。
软件和硬件自动化的融合
Protolabs从那时起就采纳了这个最初的想法，并将其付诸实践。大约在2007年，该公司推出了其快速转弯数控加工业务，决定绕过公司基于erp的调度系统，转而支持具有数字制造意识的本土系统。2022世界杯附加赛决赛来自集成部件报价和工具路径系统的信息自动与生产车间共享，在生产车间，视频显示允许工人看到有关作业队列、设置要求、生产和质量指标的实时信息。同样地，状态信息会随着作业在制造过程中的进展而自动收集，然后反馈到MRP和库存控制系统。
这是一个闭环系统，在生产车间需要更少的人工干预，而在电脑前需要更多的人工干预。这降低了制造成本，提高了产量，并为管理层提供了做出明智决策所需的数据。正因为如此，Protolabs已经从一家小型初创公司发展成为一家拥有1500名员工(全球)、2.64亿美元(2.17亿英镑)的公司，专门从事快速成型、机械加工和3D打印等业务，能够在几天内交付塑料、金属和液态硅零件。这就是数字化制造的本质。2022世界杯附加赛决赛
改变游戏规则的过程
拉里·路基斯(Larry Lukis)并不是唯一一个关注数字话题的人。西门子PLM将数字制造定义为一种允许工程2022世界杯附加赛决赛师“在虚拟环境中创建制造过程的完整定义的方法，包括工具、装配线、工作中心、设施布局、人体工程学和资源”。世界杯2022官网投注其结果是更高的吞吐量，消除了可制造性限制，以及数字化制造公司能够更快地做出更好的决策。2022世界杯附加赛决赛作为证明，西门子的客户Waltonen工程公司，沃伦，密歇根州。，used digital manufacturing techniques to reduce dimensional-related costs by up to 50%. Furniture manufacturer Swerve joined forces with its machine tool vendor and Siemens to improve integration between its PLM and CAM system, resulting in business growth and greater ability to handle close tolerance work. Aerospace giant Pratt and Whitney revamped its various configuration management systems in favour of a unified CAD-driven data management solution from Siemens, one that decreased product development costs by 75%.
这些结果并非独一无二。根据咨询公司CIM的数据，数字化制造可以将产品上市时间缩短30%，将工艺规划工2022世界杯附加赛决赛作和设备成本减少40%，并将整体生产吞吐量提高15%。此外，达索系统公司DELMIA行业解决方案和营销副总裁Patrick Michel表示:“在企业范围内部署数字化制造解决方案的公司之所以这样做，是因为他们想要进行虚拟工厂参观，减轻设计规划中的固有风险，确定工厂设计将如何影响将来在工厂工作的工人，减少重新设计设备的需求，2022世界杯附加赛决赛更有效地利用资源并消除原型。世界杯2022官网投注2022世界杯附加赛决赛数字化制造是一个缓慢的、人工的、资源密集型的过程，并将其带入了21世纪。”
事实上，数字化制造的速度带来了其他好处:由于开发2022世界杯附加赛决赛周期缩短，在产品开发阶段节省了成本;通过数字化流程提高按需或小批量生产的效率;并且，由于前端报价和分析过程的速度，加速的设计迭代为开发人员带来了更大的创新。
对大多数公司来说，改变是可怕的。供应链或生产产出的中断可能会给制造商和消费者带来灾难。那么，如何才能对工业基础设施和过程进行深远的修改呢?你可以从重新设定公司期望开始。让你的员工以不同的方式思考。与员工、客户甚至竞争对手合作，审视现状，然后把它扔出窗外。与精通数字技术的供应商密切合作。利用他们灵活的策略和数据驱动的制造技术来提高你公司自己的数字实力。要知道，通往数字化制造的道路往往是非常规的。2022世界杯附加赛决赛任何进入过数字前沿的人都知道，这里没有硬性规定。 It’s only by accepting a new playbook and embracing change that a reinvention of the business can occur.
只有接受一套新的规则，拥抱变革，企业才能实现再造。
这些新举措中的许多都集中在增材制造或3D打印上。Protolabs已经将这项技术与一系列工业3D打印功能结合起来，包括立体光刻(SL)、选择性激光烧结(SLS)和直接金属激光烧结(DMLS)，这些技术几乎可以制造出任何形状的零件。与Protolabs更传统的制造工艺一样，数字线程在这里也很活跃。从产品概念和设计上传到打印、整理和交付，数据在制造过程的两端以及两者之间的任何地方共享。通过整合传统上处于行业对立面的技术——加法和减法——protolabs大大增加了灵活性，并提供了降低生产成本和制造交货时间的新方法——这是快速开发新产品并在上市后保持它们的公司所获得的好处。
打破壁垒，利用数据
减法设备制造商也将从工业物联网和数字制造流程中受益。2022世界杯附加赛决赛2013年，机床制造商Okuma Corporation在日本小口开设了DS1 (Dream Site 1)工厂，展示了该公司的熄灯制造和自动化生产控制能力。从那时起，生产力翻了一番，交货时间缩短了一半，电力成本下降了30%。第二年，竞争对手Mazak推出了它的iSMART4工厂理念，“完全数字化集成”旗下10家制造工厂拥有最先进的设备和先进的制造实践。两家公司都准备以机床集成和M2M(机器对机器)通信的形式与客户分享这种前瞻性技术，从而提高生产率和零件质量，甚至可以降低到最小的车间。
这种设备和其他设备之间的大部分通信能力都是由最近的通信发展所推动的，称为MTConnect。这个开源协议之于工厂就像HTML之于网站。没有它，在几十个不同的控制构建者之间共享信息将是非常困难的，工业物联网——与制造业有关的物联网的子集——将戛然而停。
工业通信技术供应商MEMEX Inc.是利用车间大量可用数据的公司之一，该公司是思科、Okuma、Mazak等公司的业务合作伙伴。正如首席执行官大卫·麦克菲尔指出的那样，跨国管理咨询公司埃森哲(Accenture)估计，到2030年，对工业物联网的资本投资以及随之而来的生产率提升将为美国累计GDP增加6.1万亿美元。“这是一个巨大的数字，我们相信工业物联网不亚于下一次工业革命。”
接受数字化制造现象2022世界杯附加赛决赛
另一家忙于重塑自我的公司是跨国企业集团通用电气(GE)。总裁兼首席执行官杰夫•伊梅尔特指出，工业互联网是一个五脚凳，包括超连接、卓越的机器、数据民主化、用于改进分析的预测算法，以及努力工作的人们使用所有这些技术。由于通用电气对这些概念的承诺，该公司是第一个在喷气发动机中使用3d打印部件的公司，通过重新设计其飞机支架来挑战增材制造“制造商”社区，并定期邀请第三方公司提出替代制造技术的技术建议。该公司还推出了“工业互联网操作系统”Predix，对工业物联网运动大加赞赏5”。
作为其数字联盟计划的一部分，GE已经向系统集成商、机器制造商、电信供应商和几乎任何渴望开发工业环境中使用的安全软件解决方案的人开放了Predix开发平台。
最后一句话中的一个词——安全——在制造商跨进数字化大门时显得尤为重要。如今，绝大多数的机械车间和小型制造公司甚至没有专门的IT人员，更不用说网络安全专家了。然而，随着越来越多的商店“联网”，黑客破坏车间的可能性越来越大。这就是为什么思科和其他公司正在努力简化安全工业计算所需的基础设施的原因，这样企业主就不必在晚上睡不着觉，担心他们闪亮的新网络工厂的安全性。
未来的工厂
钢铁、蒸汽机、装配线和集成电路——以前革命的支柱可以被看到、触摸和闻到。工业物联网和数字线程则不是这样，数字线程是数据、软件和传感器的虚拟融合，各种技术网络协同工作，以简化现有的设计和制造流程。然而，工业物联网和工业4.0与早期的工业革命有一个共同点——促进和改善最基本的现代机构:工厂。没有制造业，任何国家都将陷入困境，而这取决于这些制造商提供最好的能力和最有效的流程，让公司可以利用这些流程来生产产品。
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来源:
cisco.com，dmdii.uilabs.org，ge.com，memex.ca
1.weforum.org/agenda/2016/01/the-fourth-industrial-revolution-what-it-means-and-how-to-respond
3.cisco.com/c/dam/en_us/solutions/industries/docs/gov/everything-for-cities.pdf