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工业转型——生产中的数字自动化和人工智能
  2020-07-20      46

 技术革新不断加快的步伐、贸易关系的政治纠纷和全球经济愈发暗淡的前景让制造业承受了压力。全球新冠疫情也非常具有挑战性。作为一个中等规模的家族企业,如何不仅只是随波逐流,而是在如此复杂的形势下发挥积极的作用? 

当前的全球新冠疫情清晰地表明了数字化转型和工业 4.0 的重要性。像Festo一样,成百上千家公司能够保持稳定,因为数字化已经在各自的领域有了深化的发展。但是,生产中许多工作是与地点绑定的。但是工业4.0的基本原则就是让未来的工业生产可实现移动工作。新冠疫情危机推动了全球的数字化。

管理董事会主席Oliver Jung 博士说:“通过我们在线业务的改变,我们清晰感受到了新冠疫情的影响。这个趋势将是长期持久的:可持续地向数字渠道和产品服务转型。在当前的疫情时期,我们越发意识到,为我们的客户提供完善的虚拟支持的重要性。”所以,Festo为客户和伙伴提供了数字化合作平台。该平台包括了所有工程设计工具、在线商城,能获取所有Festo服务或数字维护管理工具Smartenance。这让Festo能在虚拟世界中为客户和合作伙伴提供一致的触点,被称之为数字客户旅程。

许多公司突然面对完全不同的需求行为。更快速的供货或突发大批量供应特定产品要求各个公司在转换生产时尽可能保持灵活。自动化技术的数字化是个救急措施。智能互联的元件可自主配置,能实现即插即生产,能让系统更快地满足不断变化的要求。通过云服务来同步必要的数据和信息,可随时进行评估。在Festo 的全球生产网络中,工厂相互联网,持续交换数据。管理董事会销售总裁Ansgar Kriwet 博士说:“在这个网络中,我们很大程度上能填补生产瓶颈,比如当工厂因政府命令而停产时。这需要稳定而强大的IT基础设施,来应对现代化的可能性,如云端数据存储,这样可以几乎实时在全球获取数据。”

智能互联生产的发展趋势证明了可不受危机影响,且可持续发展。前提条件是产品、机器和系统的虚拟化,那样工厂工人还可在家办公时操控“自己”的机器。为此,机器和系统需要数字孪生,与自己对应的真实机器和系统具有相同的功能。内嵌式传感器技术用过程数据丰富了数字孪生。机器、系统和价值流的虚拟孪生还有一个大优势:各种过程、参数设置和配置可在这些电脑生成的仿真中来执行,无需介入现有的生产过程。这样节省成本和时间 – 这对于制造成本中人工成本高昂的国家非常重要,这样才能保持在全球市场的竞争力。

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Oliver Jung 博士,管理董事会主席

工业 4.0 平台

数字化转型的核心推动力来自于“工业 4.0 平台”,通过实际案例、信息交流和措施建议来支持德国公司落实工业4.0.该平台的多项国际合作凸显出了其在国际上对工业4.0讨论中扮演着举足轻重的角色。管理董事会产品和技术管理总裁兼工业4.0平台执委会主席Frank Melzer 博士说:“我们的2030 使命宣言中强调了三个要求,即主权、交互性和可持续性,为从疫情中脱颖而出提供了优秀的框架,在开放和数字生态系统中增强了我们全球先锋角色。工业4.0 平台是必要数字化革新的可靠伙伴,支持德国和欧洲工业稳健和可持续的进一步发展。”

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Ansgar Kriwet 博士,管理董事会销售总裁

人工智能是未来时间的关键

借助人工智能,Festo 为客户和Festo自己提供了更多的附加值。Ansgar Kriwet 博士说:“人工智能可用于预测单个元件发生故障的可能或优化机器操作员可用性的潜力。结合人类的经验,我们已经能在我们自己工厂实现巨大的节能改善。”人工智能的特点包括自学习能力。可用数据越多,预测就越准。最终,能减少停机时间,减少废品。

用好人工智能

为了用算法工具箱的方法来生成附加值和提高效率,必须精确定义用例。如果数据被战略性预结构化,并有充足的数量,才能有满意的结果。 Oliver Jung 博士说:“在我们自己的工厂,我们仔细研究了生产过程中人工智能实现的质量保证,并得出结论,来自于消费市场的大数据方法并不适用于工业。只有当我们将机器操作员的专业知识与相应的人工智能统计方法相结合,才能大幅度提高效率。”

Festo 目前正重点关注人工智能评估“边沿层”,换言之,就是直接在元件上,或一个生产网络的现场。这节省了成本,确保了实时评估,避免了潜伏期。通过Festo物联网网关,现有的生产工厂无需大干预就可植入人工智能。设备上的算法和模型可直接更新,无需修改PLC,与电脑能力无关,解放了PLC的资源。

两年前,Festo 收购了位于德国Herford的 Resolto Informatik GmbH。去年,Resolto 人工智能技术被植入了产品中,如 Festo IoT 网关 CPX。今年, Resolto 现在正向数字业务大踏步前进,即人工智能软件的开发和工业4.0附加值服务。

从机械到智能产品

 Ansgar Kriwet 博士说:“为了能利用一开始所提到的工业4.0带来的机会和优势,我们需要机械性能优异且智能化的现场层产品,集成了计算能力和通信功能。因此我们能将压电阀出色的机械性能与数字化控制的多种功能组合成一个独一无二的产品,Festo 数字控制终端VTEM。”该阀岛的功能通过App来控制,用相同的一个硬件可以执行多种不同的工作。Ansgar Kriwet 博士说:“Festo 数字控制终端VTEM组合了标准气动元件、电子元件和软件控制,创造了智能科技。其功能包括了简单的方向控制阀到复杂的运动应用、状态监测、可变定位,能降低能耗,大大减少了所需安装的元件数量。通过VTEM,我们为客户开创了全新的解决方案领域。”

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生产数字化

数字化节约资源

环保型生产越来越变成一个具有竞争力的因素。如今,能源和资源效率对于制造企业不仅只是一个盈利性的问题。数字化是工业生产转型成气候中性的重要先锋技术。传感器提供的数据首先让生产过程的能耗变透明。

15 年来,Festo 为系统运营提供了整体性的Festo节能服务,检测系统的设计和运行,以整体性方式识别所有弱点和优化选项。这能实现巨大的节约。

Festo E2M 节能模块结合了维护设备、传感器技术和现场总线通信。可自动检测泄漏,监测和控制耗气量。

终生学习

作为工厂和过程自动化领域的创新领导者,Festo 在技术解决方案之外,始终关注着人,将技术教育和培训的作用视作与技术创新同等重要,来促进人才市场。通过数字化,现有和新职业所需的专业能力会继续改变 ,教育和培训的要求也会随之改变。Festo教学和培训部门目前提供了新的数字学习工具和学习方式,Festo自己用于员工,在数字学习平台上提供给客户。

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关于费斯托

费斯托成立于1925年,是自动化技术和技术培训领域的世界领先供应商。公司总部位于德国埃斯林根,是一家独立的家族企业。费斯托集团业务遍及全球200个行业,为超过30万的客户提供领先的气动和电驱动技术及全面解决方案。同时,Festo Didactic为全球超过4万名客户提供先进的工程培训设备及课程。Festo 集团在2019财年的销售额达到30.7亿欧元,在全球250个地区设立分支机构,员工总数达21,000 人。 8%的年销售额用于研发领域的投资。

Festo在中国的业务始于1985年。目前在大中华区设有超过200个销售办公室和授权经销商网点。位于上海的亚太技术中心和大中华区解决方案中心为区域内客户提供定制产品和方案,在济南的全球生产中心和中国物流中心、位于上海的华东配送中心、以及位于广州的华南配送中心为提升中国市场供应和服务提供保障。费斯托为中国市场提供工厂自动化和过程自动化的气动和电动技术及全面解决方案,主要服务于汽车、橡塑、电子和轻型装配行业,食品饮料包装、水/污水处理以及生物技术/制药等行业。费斯托体验中心,激发创新的运动控制实验室,费斯托在这里携手客户共同开发最具价值的工业自动化前沿解决方案。同时,Festo Didactic(教育培训部门)为大中华地区1000多家企事业单位、高校、职业院校与实训基地提供工业培训的整体解决方案——从实验室建设到课程体系建设,并能够向我们的学员提供资格认证和就业指导。目前公司在中国有约2,100名员工。

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