Топ-10 современных тенденций и инноваций промышленной революции 4.0
Концепция четвёртой промышленной революции, представленная в 2011 году, — это значительный шаг вперёд по сравнению с десятилетиями промышленной автоматизации. Развитие технологий Индустрии 4.0 стало возможным благодаря инновациям в технологиях, программном и аппаратном обеспечении. Раньше эти технологии были доступны только в исследовательских лабораториях. Теперь они оказывают глубокое влияние на глобальные производственные системы и процессы.
Появляющиеся тенденции и технологии Индустрии 4.0 позволяют перейти к «умным» и автономным фабрикам. Это оптимизирует эффективность производства, повышает его гибкость и способствует инновациям.
1. ИИ и Индустрия 4.0
Искусственный интеллект и машинное обучение — это основа инноваций во всех отраслях. Разработка новых алгоритмов и оборудования на основе ИИ позволяет улучшать существующие системы и решать производственные задачи.
Фабрики постепенно внедряют искусственный интеллект в свои процессы. Это открывает возможности для предиктивного обслуживания, когнитивных вычислений, роевого интеллекта и других технологий. Они ведут к полностью автоматизированному производству.
Алгоритмы на базе искусственного интеллекта помогают эффективно управлять цепочками поставок: прогнозировать спрос и автоматизировать управление запасами.
ATG Artificial Intelligence Division — умная компания 4.0
ATG Artificial Intelligence Division — итальянский стартап, который предлагает решение для «умных» компаний.
Решение включает три модуля:
- прогноз;
- предиктивное обслуживание;
- классификация отходов.
С помощью машинного обучения производители могут выявлять закономерности и тенденции в данных о промышленных процессах.
Стартап также использует искусственный интеллект и интернет вещей для предиктивного обслуживания промышленных активов. Это позволяет предсказывать незапланированные пики потребления энергии и отказы оборудования, чтобы минимизировать время простоя и реализовать устойчивые действия.
Классификация отходов помогает предотвратить проблемы с качеством и выявить топологию дефектов.
Oqton — интеграция данных на основе искусственного интеллекта
Стартап Oqton разрабатывает FactoryOS — платформу для объединения данных производственных систем на основе искусственного интеллекта. Это нужно, чтобы оптимизировать производство и выпуск продукции.
Данные с этапов промышленной экосистемы (проектирование, производство, цепочка поставок) интегрируются в облачной платформе. Со временем искусственный интеллект обучается на этих данных и генерирует критически важные сведения для повышения общей производительности.
2. Дополненная и расширенная реальность
Технологии, такие как носимые устройства и экзоскелеты, расширяют возможности человека. Они становятся всё более доступными благодаря промышленным мобильным устройствам, понятным пользовательским интерфейсам и портативным экранам управления машинами.
Технологии XR (смешанная, дополненная и виртуальная реальность) преобразуют промышленные производственные системы. Их используют на всех этапах работы — от исследований до производства и постпроизводственных процессов. С помощью XR можно визуализировать данные и проекты в реальном времени, что способствует сотрудничеству и инновациям.
ULS Robotics — технологическая платформа для экзоскелетов
ULS Robotics — китайский стартап, который разрабатывает технологическую платформу для экзоскелетов. Эти устройства помогают рабочим в цехах справляться с усталостью и физическим напряжением, вызванными повторяющимися задачами.
Экзоскелеты обычно поддерживают талию, руки (с 4 степенями свободы) и ноги (с 12 степенями свободы).
Arkellis Technologies — промышленная метаверсия
Arkellis Technologies — это индийский стартап, который создаёт фреймворк для промышленного применения в метавселенной.
Компании могут использовать готовые приложения AR и VR для разных сфер бизнеса. Фреймворк также включает инструменты разработки для различных сценариев использования: обучение, ремонт, обслуживание, визуализация, введение в должность и др.
Фреймворк ускоряет производственные процессы за счёт интеграции цифровых двойников в натуральную величину с данными. Это позволяет быстрее выводить продукты на рынок и не разрабатывать их с нуля своими силами.
3. Пограничные, туманные и облачные вычисления в Индустрии 4.0
Промышленный интернет вещей (IIoT) генерирует много данных, поэтому в индустрии 4.0 используют граничные, туманные и облачные вычисления. Это стало возможным благодаря специальным аппаратным и программным решениям: подключённым и распределённым облакам, гибридным вычислениям и другим технологиям.
Платформы с низким содержанием кода, микросервисы, мобильные и многодоступные граничные вычисления помогают внедрять такие технологии в разных отраслях. Благодаря многоуровневому подходу данные можно обрабатывать как сразу на границе, так и после глубокого анализа в облаке.
Things Embedded — граничные промышленные вычисления
Британский стартап Things Embedded создаёт решения для промышленных граничных вычислений.
Компания предлагает встраиваемые блочные ПК, промышленные ПК, прочные компьютеры, панельные ПК, одноплатные компьютеры и промышленные материнские платы. Эти продукты надёжны и производительны, они подходят для военной, медицинской сферы и цифровых вывесок.
Также стартап предлагает компьютеры для искусственного интеллекта, включая NVIDIA jetson. Они нужны для задач ИИ в средах граничных вычислений.
Cantier Systems — облачные вычисления
Cantier Systems предлагает облачное решение для индустрии 4.0 — Cantier MES 4.0. Оно объединяет искусственный интеллект, промышленный интернет вещей (IIoT) и производственный интеллект для сбора и анализа данных. Это повышает эффективность производства за счёт улучшения отслеживаемости, видимости, качества и общей эффективности оборудования (OEE).
Основные преимущества решения: отслеживание в режиме реального времени, сокращение времени цикла, повышение производительности и увеличение мощности.
4. Сеть и возможности подключения
Развитие Индустрии 4.0 во многом зависит от сетей и возможностей подключения. Технологические достижения, такие как edge-to-cloud, гигабитные сети ethernet, LPWAN, 5G и M2M, способствуют внедрению IIoT на заводах.
Эти технологии улучшают связь между машинами и людьми, а также передачу данных. Они делают производство быстрее, безопаснее и эффективнее, а также снижают затраты на подключение к сети. Интеграция различных решений по подключению создаёт «умную» фабрику — целостную, быстро реагирующую и адаптивную промышленную среду.
Ublsoftware — глобальные сети дальнего радиуса действия (LoRaWAN)
Ublsoftware предлагает ResIOT — систему для сетей LoRaWAN и LPWAN в промышленности. В ней есть датчики, шлюзы и приборные панели. Данные передаются и отображаются безопасно, с использованием шифрования AES-128.
ResIOT расширяет промышленные и городские среды, обеспечивая их передовыми возможностями подключения и превращая их в умные экосистемы.
Coretigo — беспроводная связь IIoT
Израильская компания Coretigo предлагает услуги беспроводной связи IIoT на основе стандарта IO-Link Wireless. Беспроводная конструкция IO-Link позволяет работать с большим количеством устройств, сохраняя при этом низкую задержку и высокую надёжность.
Coretigo обеспечивает беспроводную связь между датчиками, исполнительными механизмами и контроллерами.
5. Передовая робототехника
Роботы делают процессы в индустрии 4.0 быстрее, эффективнее и безопаснее. К ключевым робототехническим технологиям относятся автономные роботы, совместные роботы (коботы), гуманоидные роботы, мобильные роботы, облачная робототехника, API и роботы-комплектовщики.
Роботы повышают точность и манёвренность, а также позволяют быстро создавать настраиваемых роботов. Автономные мобильные роботы самостоятельно передвигаются по объектам, оптимизируя рабочий процесс и использование пространства. Это позволяет людям сосредоточиться на более сложных задачах.
Tutor Intelligence — ИИ-кобот
Tutor Intelligence — американский стартап, создающий коботов с искусственным интеллектом для Индустрии 4.0.
Стартап использует 3D-видение ИИ для автоматизации процессов на производстве: загрузки, упаковки и комплектации в конце линии (EoL). Для этого не нужны конкретные данные о продукции или 3D-модели.
Tutor Intelligence предлагает роботов в аренду по требованию, что делает их доступными для малых и средних промышленных предприятий. Это способствует внедрению Индустрии 4.0.
Sesto Robotics — автономные мобильные роботы
Стартап Sesto Robotics из Сингапура предлагает многоцелевого автономного мобильного робота SESTO Element. Такие роботы нужны для автоматизации производства, чтобы люди могли сосредоточиться на управлении заводом.
SESTO Element — это компактная мобильная платформа, которую можно настроить с помощью разных верхних модулей под разные задачи. У компании есть ещё один автономный мобильный робот — SESTO Prime. Он оснащён 7-осевой роботизированной рукой.
6. Интернет всего
В производстве связь в реальном времени — это основа Интернета всего (IoE). Она включает взаимодействие машин, людей и их навыки, а также различные виды интернета: промышленный интернет вещей (IIoT), навыков, услуг, систем.
Объединение данных в реальном времени, машинного интеллекта и человеческих навыков ускоряет производство, делая его более эффективным и рентабельным. Для внедрения Индустрии 4.0 важна единая структура IoT и совместимость всех элементов. IoE также позволяет мониторить и контролировать все подключённые активы, оптимизируя использование ресурсов.
Cumulus — Интернет промышленного обслуживания
Cumulus — это стартап из США, который разрабатывает платформу для управления операциями и техническим обслуживанием с помощью интернет-инструментов. Она позволит отказаться от бумажных документов и автоматизировать планирование, выполнение и отчётность по техобслуживанию.
Платформа с интеллектуальными инструментами поможет сделать прозрачным и отслеживаемым учёт всех операций по техническому обслуживанию, что сократит расходы на контроль качества и повысит общую производительность.
Hubbox — удаленное промышленное подключение
Турецкий стартап Hubbox предлагает устройство для безопасного удалённого подключения производственных компаний.
Hubbox обеспечивает беспроводное соединение между машинами и создаёт решение для цехового интернета вещей. Устройство поставляется с интерфейсами WAN, LAN и WiFi и использует безопасное шифрование. Также Hubbox может взаимодействовать с ERP и создавать специальные сети M2M.
7. Большие данные и аналитика
Сбор промышленных данных в больших масштабах позволяет сделать заводы передовыми предприятиями.
Благодаря технологическому прогрессу эти данные можно использовать для наблюдения за производственными системами. Оперативные данные в режиме реального времени позволяют анализировать работу компании и делать прогнозы. Это также помогает предприятиям принимать стратегические решения, используя информацию из разных источников: датчиков, машин и систем. Такие технологии помогают получить полное представление о работе предприятия и повысить эффективность принятия решений.
Qsee — предиктивная аналитика
Qsee — израильский стартап, который создаёт инструменты аналитики для производителей.
Программное обеспечение компании предсказывает качество продукции и помогает избежать простоев, которые ведут к денежным и временным потерям.
Qsee анализирует работу предприятий, чтобы найти причины низкой производительности, и предупреждает о возможных проблемах.
Curiosity — инструменты для извлечения знаний
Стартап Curiosity разработал программные платформы для анализа структурированных и неструктурированных данных. Платформу можно интегрировать с существующей инфраструктурой данных, чтобы обеспечить доступ к знаниям в любой промышленной среде.
Объединяя все источники данных в граф знаний, Curiosity помогает решать проблемы интеграции данных, возникающие из-за большого количества технических терминов, документов и аббревиатур. Это позволяет создавать удобные инструменты для поиска и изучения информации.
8. Аддитивное производство в Индустрии 4.0
Производители ищут новые технологии, чтобы удовлетворить растущие потребности рынка. Они обратились к аддитивному производству, которое изначально использовалось только для создания прототипов. Теперь эта технология трансформирует и децентрализует производство.
Гибридное производство объединяет аддитивное и субтрактивное производство. Благодаря прогрессу в материаловедении и технологиям, таким как стереолитография и 3D-печать по металлу, стало проще изготавливать сложные конструкции и компоненты.
Аддитивное производство позволяет перейти к облачному производству с высокой степенью настройки и устойчивости. Интеграция этой технологии с цифровым проектированием и моделированием повышает точность и сокращает время выхода на рынок.
AMBOTS — автономное аддитивное производство
Компания AMBOTS из США создаёт решение для автономного аддитивного производства с помощью группы роботов. Цифровые проекты делятся на более мелкие задачи, которые выполняют несколько разных роботов.
Сейчас скорость аддитивного производства зависит от размера изделия. AMBOTS решает эту проблему с помощью запатентованного метода 3D-печати по частям.
Exaddon — микрометровая 3D-печать металлом
Exaddon — это швейцарский стартап, который предлагает систему аддитивного производства металла CERES. Она печатает сложные металлические объекты размером от 1 до 1000 микрометров.
CERES использует электрохимическую технологию, которая позволяет изготавливать компоненты микрометрового масштаба при комнатной температуре без постобработки.
9. Кибербезопасность, прозрачность и конфиденциальность
Взаимосвязанность в Индустрии 4.0 приводит к появлению потока информации, который вызывает опасения по поводу безопасности, прозрачности и конфиденциальности.
По мере развития производственных технологий, которые становятся всё более индивидуальными и настраиваемыми, методы управления данными влияют на привлекательность компании. Поэтому важно обеспечить безопасную передачу и обработку конфиденциальных данных, чтобы предотвратить кибератаки на критически важные объекты.
Новые разработки включают цифровую этику и технологии, повышающие конфиденциальность, самоадаптивную безопасность, безопасность с нулевым доверием, сквозную безопасность коммуникаций, DevSecOps и блокчейн. Баланс между кибербезопасностью, прозрачностью и приватностью важен для создания надёжной и этичной цифровой экосистемы — основы Индустрии 4.0.
Alias Robotics — иммунная система робота
Испанская компания Alias Robotics разрабатывает систему защиты роботов от вредоносного ПО. Она называется RIS и помогает обезопасить роботов и их компоненты.
RIS можно адаптировать под разные модели благодаря модульной архитектуре. А защищённый регистратор данных поможет расследовать кибератаки или сбои в работе роботов. Такие инновации становятся необходимостью с распространением промышленных роботов на производстве.
Adolus — безопасное обновление программного обеспечения
В индустрии 4.0 используются интеллектуальные подключённые устройства от разных поставщиков. Их нужно постоянно обновлять с помощью нового программного обеспечения, микропрограмм и файлов конфигурации.
Канадский стартап Adolus обеспечивает безопасный процесс обновления для встраиваемых устройств. Киберпреступники могут вмешаться в этот процесс и скомпрометировать промышленные объекты, обманом заставив персонал установить заражённые файлы.
Adolus разрабатывает FACT — технологию, которая решает эту проблему. Она работает с поставщиками оборудования, собирает уникальные отпечатки пальцев файлов и сравнивает их с отпечатками производителей. Это позволяет оценить степень доверия при установке и контролировать процессы обновления критически важных систем.
10. Цифровой двойник
С помощью технологии «цифрового двойника» создаются виртуальные модели промышленных объектов. Она объединяет данные динамического зондирования и визуализации в реальном времени.
Эту технологию можно использовать для проектирования на основе моделей, создания виртуальных прототипов, виртуальной проверки систем, оптимизации производительности и эволюционного проектирования.
Цифровые двойники помогают развивать производство в направлении гипер-автоматизации. Они дают ценные сведения о производственном процессе. Также с их помощью можно тестировать сценарии и оптимизировать процессы без риска для реальных активов. Это повышает инновационность и безопасность.
Geminus — двойник промышленного процесса
Стартап Geminus создаёт цифровые двойники для разных промышленных процессов. Это помогает предприятиям стандартизировать эксплуатацию и техобслуживание, чтобы оптимизировать выпуск продукции.
Цифровой двойник Geminus использует искусственный интеллект для самооптимизации проектирования и эксплуатации. Он интегрируется с оперативными данными через системы SCADA, взаимодействует с программным обеспечением историка, датчиками и инструментами управления активами предприятия.
Simularge — цифровые двойники с меньшим количеством данных
Стартап Simularge из Турции разработал запатентованный метод создания цифровых двойников без использования больших объёмов данных. Алгоритмы стартапа позволяют быстро создавать цифровых двойников и ускоряют их адаптацию, так как отслеживают изменения в исходных материалах производственного процесса.
23.09.2024, 54 просмотра.