工业物联网如何改变产品设计和制造
2011年，德国科学家首次提出了工业4.0，即第四次工业的概念，作为政府的战略。 优先考虑的是灵活的大规模生产，包括产品的敏捷定制，人、机器、设备和传感器的协调，信息透明度和在分散的制造点做出决策的能力。 推动工业4.0需要新的制造工艺、技术、培训和系统。工业物联网(IloT)在连接各个部分、实现分散流程和决策方面发挥着关键作用。 10年后的今天，企业在制造业自动化、智能和创新方面取得了长足的进步，这些在制造业的终端到终端工作流程中随处可见。 让我们来看一看。 工业物联网与数字孪生工程与产品设计 构思一个新产品，然后构建产品和测试它如何工作，是两码事。 通常情况下，工程部门发布产品设计，然后由独立的工程师团队根据产品的实际工作方式审查设计并要求产品更改。虽然这种迭代设计可以提高产品质量，但修改需要花费时间和金钱。 现在有了IIoT虚拟数字孪生，产品设计师可以执行假设虚拟表示来查看产品在各种场景中的表现。数字孪生程序是一个计算机程序，它注入关于一个物理对象或系统的真实的数据，然后输出该对象或系统将如何工作的预测或模拟。 数字孪生仿真改进和修改产品。由于数字双胞胎是产品模拟，使用它们可以消除在发现缺陷时在生产车间浪费的时间，而且修复成本更高。 物联网咨询公司StephensonStrategies的负责人W.DavidStephenson表示:“来自数字双胞胎的实时数据让设计师能够实时“看到”(产品)功能是如何被使用或忽视的，以及由于文件质量差而导致的误用模式。”通常，产品可以通过软件更新进行数字化更新，减少维护问题，提高客户满意度和忠诚度。 例如，特斯拉就通过无线软件更新来实现这一点。” 自动化，制造车间的实时可见性 工业4.0的一个中心前提是分散的制造。 从IT的角度来看，这意味着更多的计算在企业的边缘和中央数据中心之外远程运行。传感器、机器人、自动化和视频流等工业物联网技术促进了边缘制造。 在制造层面，重点是自动化制造过程，以及该过程的可见性，以提高效率和节约成本。特别是在重复性生产环境中，比如一盒早餐麦片或一卷纸巾被重复生产，工业物联网机器人通过忠实地重复执行相同的操作，没有可能导致错误的偏差，实现了自动化装配线。 这种自动化可以加快生产过程，降低生产成本，但需要注意的是，在必要时，人类必须能够进行干预。 这就是实时可见的作用所在。 机器人和其他自动化制造设备中内置的传感器会在特定工艺或设备发出可能发生故障的信号时发出警报。由于警报是在问题发生之前预测问题的，因此可以执行防止故障的先发制人维护。 传感器和视频流支持的工业物联网可见性发挥着关键作用，因为重复制造的平均停机成本估计为每小时6000美元。 生产工厂也配备了摄像头，从每个工厂的各个点进行视频传输。一个生产主管，如果他/她不在车间，可以通过他/她的智能手机观察可能有麻烦的生产过程，并立即做出反应。制造层的设备、产品和其他企业资产，以及在安全设备笼子中，也可以通过摄像头视讯连续监控，以达到安全目的。 “不仅仅是足够的离线分析,因为我们的目标是确定一个问题下游大大提前,这需要实时监控关键组件的事件信息,”埃文Guarnaccia说,SAS的SAS解决方案架构师”,它可能是一个小电机,当它有一个问题,将引发更大的故障，或者它可能是一个非常昂贵的组件。” 支持视频流的主动式IIoT 早期的工业物联网是围绕传感器、机器人和自动化建立的。随着更多的制造业在分散的工厂中进行，这些工业物联网技术将继续发挥关键作用。 接下来，我们可以期待看到更多的视频流，允许主管和经理观察他们无法亲自到场的工厂的实践，并对他们所看到的做出主动响应。 从早期来看，当制造工程师试图与他人就产品设计进行沟通时，他们会遇到挑战。如今，制造工程师可以通过视频流与远在半个地球之外的设计工程师交流。在实际操作中，制造工程可以向设计工程师实时展示产品的复杂性。 这促进了更及时和有效的产品修改，并增加了数字孪生的力量，这使设计和制造领域的工程师在单个芯片、螺栓、引擎或用户界面安装之前，可以虚拟地参观产品。
