精華篇 | 工業(yè)4.0的七大核心技術(shù)
發(fā)布日期:
2017-05-05

???通過分析過去六年里的“工業(yè)4.0”領(lǐng)域的核心技術(shù),我們也許能窺見哪種工業(yè)技術(shù)將引領(lǐng)制造業(yè)的未來。
?? 核心觀點:
?? 1、與“工業(yè)4.0”相關(guān)的專利注冊總數(shù)在短短五年內(nèi)激增了12倍
?? 2、3D打印非常具有發(fā)展前景
?? 3、云計算的專利數(shù)目前第一
?? 4、信息物理系統(tǒng)相關(guān)專利意想不到的更少

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?? “工業(yè)4.0”簡介(Introduction to Industry 4.0)

?? “工業(yè)4.0”,或者說是第四次工業(yè)革命,不僅是德國工業(yè)的發(fā)展趨勢,也是今年世界經(jīng)濟論壇的主題,它可以被看做制造業(yè)和工業(yè)面向未來的世界性運動。然而,目前尚不清楚哪種工業(yè)技術(shù)將引領(lǐng)制造業(yè)的未來。但是通過分析過去六年里的“工業(yè)4.0”領(lǐng)域的核心技術(shù),也許可以給予我們啟示。

?? 構(gòu)成“工業(yè)4.0”的7個核心工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域
?? 不幸的是,對于第四次工業(yè)革命沒有公認的統(tǒng)一定義,也不確定它究竟包括哪些技術(shù)。

?? 但是我們相信以下7項核心技術(shù)可以被看做“工業(yè)4.0”的支柱:

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圖1:構(gòu)成“工業(yè)4.0”的7種核心技術(shù)

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?? 1.信息物理系統(tǒng)(CPS)
?? CPS形式網(wǎng)絡(luò)通過(無線)傳感和驅(qū)動,能夠應(yīng)對不斷變化的環(huán)境,甚至預(yù)測物理系統(tǒng)過程的變化。

?? 2.云計算

?? 云計算讓儲存在本地的應(yīng)用程序或者服務(wù)連接到物聯(lián)網(wǎng)變得可能。

?? 3.大數(shù)據(jù)分析

?? 大數(shù)據(jù)是指大到那些典型的數(shù)據(jù)庫軟件工具無法收集、儲存、管理和分析的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)分析方法讓工業(yè)智能化變得可能,比如說機器學習。

?? 4.(IT)系統(tǒng)安全

?? 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的傳播以及所有其它工業(yè)系統(tǒng)、機器設(shè)備和原件都需要被充分保護,免于遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

?? 5.增材制造/3D打印

?? 增材制造(Additive Manufacturing,AM)技術(shù)是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術(shù),相對于傳統(tǒng)的材料去除-切削加工技術(shù),是一種“自下而上”的制造方法。

?? 6.增強現(xiàn)實(AR)

?? 使用增強現(xiàn)實眼鏡的工人可以通過遠程接受指令來正確裝配零件或者協(xié)助調(diào)試。

?? 7.機器人/人形機器人(HMI)

?? 新技術(shù)使交互更安全,比如讓機器人去人類無法達到的地方執(zhí)行任務(wù),這些機器人往往被設(shè)計成人類的樣子。

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?? 3種創(chuàng)新驅(qū)動力:3D打印、增強現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)

?? 因為當前數(shù)字化轉(zhuǎn)型、物聯(lián)網(wǎng)和“工業(yè)4.0”等概念炒的火熱,我們很難理解目前的創(chuàng)新溫床在哪里?

?? IoT Analytics分析了世界范圍內(nèi)從2010-2015年申請的相關(guān)專利數(shù),專利數(shù)可以看做是創(chuàng)新活動的一個重要指標。

?? 主要結(jié)論:與“工業(yè)4.0”相關(guān)的專利注冊總數(shù)在短短五年內(nèi)激增了12倍。

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圖2:與“工業(yè)4.0”主題相關(guān)的專利總數(shù)(2010-2015)

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圖3:“工業(yè)4.0”主題相關(guān)專利數(shù)量的詳細趨勢

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圖4:“工業(yè)4.0”主題相關(guān)專利數(shù)量的詳細趨勢(2010-2015)

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?? 另外的三大發(fā)現(xiàn):

?? 1.3D打印非常具有發(fā)展前景

?? 基于10的增長因數(shù),3D打印/增材制造(AM)或?qū)⒊蔀楣I(yè)技術(shù)的未來趨勢。為了在未來1年或者2年內(nèi)成為“工業(yè)4.0”相關(guān)專利的一顆流星,3D打印緊跟增強現(xiàn)實和云計算的腳步。特別有趣的是,3D打印不是一種特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),因為它有資格作為一種新的生產(chǎn)方式,因此是硬件基礎(chǔ)。

?? 2.云計算很明顯是第一(現(xiàn)在)

?? 在2013年和2014年發(fā)布了超過1600項相關(guān)專利,這是我們分析的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域更大的專利申請數(shù)量了。雖然2010年只有150個專利,數(shù)量在2012年激增了10倍。然而2015年只有1400項專利,出現(xiàn)了數(shù)量的下降,可能意味著這個技術(shù)已經(jīng)達到了頂峰。2016年的數(shù)字肯定還是要繼續(xù)看的。

?? IBM是云計算專利的領(lǐng)導公司。該公司已經(jīng)注冊了和安全服務(wù)、混合數(shù)據(jù)備份以及移動設(shè)備工業(yè)負載管理的相關(guān)專利,這只是其中的一些例子。

?? 3.信息物理系統(tǒng)意想不到的占據(jù)了更后位置(專利數(shù)量更少)
?? 根據(jù)德國聯(lián)邦教育與研究部的觀點,信息物理系統(tǒng),也就是CPS,應(yīng)該是“工業(yè)4.0”的核心。它將網(wǎng)絡(luò)世界和工業(yè)環(huán)境中的物理世界集成,因而被視為工業(yè)技術(shù)的中心,然而專利數(shù)量很低。CPS落在了更后一位,在過去的五年中只增加了48項專利。導致這個事實的原因可能是因為這項技術(shù)并沒有顯而易見的定義方式。


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