盤(pán)點(diǎn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)

2016-08-30  來(lái)自: 洛陽(yáng)恒銳測控科技有限公司 瀏覽次數:1448

在工業(yè)4.0時(shí)代,消費者可以依個(gè)人需求決定產(chǎn)品,并直接與工廠(chǎng)溝通,而工廠(chǎng)會(huì )朝智能工廠(chǎng)(Smart Factory)邁進(jìn),并發(fā)展“隨選生產(chǎn)”,實(shí)時(shí)制定生產(chǎn)計劃,以達到消費者個(gè)人的需求(即便只有一張訂單和一個(gè)產(chǎn)品),這整個(gè)發(fā)展需要智能網(wǎng)實(shí)系統(Cyber-Physical System,簡(jiǎn)稱(chēng)CPS)及物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,簡(jiǎn)稱(chēng)IoT)相關(guān)軟硬件及基礎設施的配合,以開(kāi)創(chuàng )人機和諧共存的環(huán)境,使傳統制造業(yè)變得更智能化與更有效率,相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)包括有:物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據、云端運算和網(wǎng)絡(luò )安全等,這些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展同時(shí)代表著(zhù)無(wú)限商機與挑戰。


物聯(lián)網(wǎng):工業(yè)4.0的核心


物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是工業(yè)4.0的核心基礎。根據BI Intelligence估計,到2017年連網(wǎng)硬件出貨量將超越智能手機,而世界經(jīng)濟論壇(WEF)預測2020年將會(huì )有300億臺設備連接到物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)潛藏商機超過(guò)1兆美元。而什么是物聯(lián)網(wǎng)?簡(jiǎn)單地說(shuō),是指每個(gè)物品、人或生物,都會(huì )有一個(gè)唯一標識符,通過(guò)感測系統與外圍組件,如:無(wú)線(xiàn)射頻辨識(Radio Frequency IDentification ,簡(jiǎn)稱(chēng)RFID)、傳感器、嵌入式系統、計算機視覺(jué)設備…等收集信息,再經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳遞信息,人或是機器就可以依據收集到的數據進(jìn)行分析與決策,進(jìn)而控制已經(jīng)連上網(wǎng)絡(luò )的物體,執行決策的任務(wù),連上物聯(lián)網(wǎng)的物體間也可以互相溝通與協(xié)作,物聯(lián)網(wǎng)軟硬件的蓬勃發(fā)展,讓工業(yè)4.0的智能網(wǎng)實(shí)系統(CPS)及智能工廠(chǎng)的實(shí)現更進(jìn)一步。物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)包括:RFID、有線(xiàn)及無(wú)線(xiàn)傳感器等負責收集數據的感測技術(shù)與硬件,以及ZigBee、IEEE802.15.4、WirelessHART等通訊協(xié)議或是802.11、Wi-Fi、4G LTE等行動(dòng)通訊協(xié)議等網(wǎng)絡(luò )相關(guān)技術(shù)及網(wǎng)通設備。


人工智能:工業(yè)4.0的腦神經(jīng)


人工智能(Artificial Intelligence,簡(jiǎn)稱(chēng)AI)最早是在1956 年Dartmouth學(xué)會(huì )上提出,系指由人工制造出來(lái)的系統所表現出來(lái)的智能。美國學(xué)者預測,2045年機器的智慧將超過(guò)人,但其實(shí)機器擁有過(guò)人的智慧并不乏先例,在1989年IBM的超級計算機“深藍”即戰勝了西洋棋棋王,而Google的人工智能系統AlphaGo在2016年也打敗韓國的世界圍棋棋王。人工智能涵跨計算器與信息、數理邏輯、控制與自動(dòng)化理論、仿生學(xué)、生物學(xué)、認知心理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和哲學(xué)等多門(mén)學(xué)科,以及知識獲取、推理、搜尋和數學(xué)優(yōu)化、類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、深度學(xué)習、知識處理系統、計算機視覺(jué)、智能機器人…等研究,人工智能的深度學(xué)習與專(zhuān)家系統的建立將帶動(dòng)工業(yè)4.0的深度發(fā)展。


大數據及云端運算:工業(yè)4.0的關(guān)鍵支撐


大數據(Big Data)又稱(chēng)海量數據,其數據源可能是過(guò)去人工或機器記錄的數據,或物聯(lián)網(wǎng)硬件不斷產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數據,也可能是已經(jīng)存在互聯(lián)網(wǎng)上的信息,數據數據量會(huì )一直產(chǎn)生或更新,而形成海量數據。數據大并無(wú)實(shí)質(zhì)意義,智能化制造的關(guān)鍵技術(shù)在大數據的分析,也是機器深度學(xué)習的關(guān)鍵技術(shù),其重點(diǎn)在于預測,利用數據探勘的技術(shù),在海量數據中找到原本不易發(fā)現的關(guān)聯(lián)性或是經(jīng)驗,以快速累積經(jīng)驗值,并做出精準的預測與決策。


大數據與云端運算相輔相成。美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)將云端運算定義為:云端運算是一種模式,能方便且隨需求應變地通過(guò)連網(wǎng)存取廣大的共享運算資源(如網(wǎng)絡(luò )、服務(wù)器、儲存、應用程序、服務(wù)等),并可通過(guò)最少的管理工作與服務(wù)供應者互動(dòng),快速提供各項服務(wù)。在云端運算里基本可分為公有云及私有云,一般來(lái)說(shuō),大企業(yè)會(huì )建立私有云,建設“網(wǎng)絡(luò )儲存服務(wù)器”(Network Attached Storage,簡(jiǎn)稱(chēng)NAS),自己控管企業(yè)內部所有的數據,而中小企業(yè)或個(gè)人則大多會(huì )使用公有云,如:免費的百度云、Dropbox、Google、Amazon以量計價(jià)的公有云端服務(wù)等,未來(lái)的云端運算發(fā)展,由于海量數據在云端進(jìn)行儲存與運算,因此,網(wǎng)絡(luò )安全對于大數據及云端運算而言,將具有極關(guān)鍵之地位,更是讓工業(yè)4.0的發(fā)展,可以無(wú)后顧之憂(yōu)的重要支撐。


工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù),包括:物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據與云端運算等,已全面應用在我們的日常生活及制造業(yè),除了促進(jìn)傳統制造業(yè)智能化生產(chǎn),提升產(chǎn)業(yè)競爭力,也逐漸改善人們的生活,滿(mǎn)足消費者客制化,面對未來(lái)工業(yè)4.0的浪潮,我們應及早認識與學(xué)習工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù),并有效地整合與運用,以在工業(yè)4.0時(shí)代占有一席之地。


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