2、工业物联网与网络制造系统：潜力、挑战与应对策略

工业物联网与网络制造系统：潜力、挑战与应对策略

1. 潜力与挑战

当前，大多数研究认为，工业物联网（IIoT）和网络制造系统（CMS）在诸如工业 4.0 等倡议的推动下，将产生巨大的经济影响。普华永道的一项调查显示，工业 4.0 未来每年在全球范围内带来的成本节约和效率提升将超过 4000 亿美元。对于德国等工业占 GDP 30%、吸纳 25%劳动力的国家来说，数字化转型是一项挑战，成功向 IIoT 和 CMS 转型可能决定整个经济未来的成功，尤其是对于作为其他工业部门推动力量的机械和设备制造业而言。

向工业 4.0 转型的目标是提高资源效率、缩短产品上市时间、生产高价值产品和提供新服务。具体的应用和潜在好处如下：
- 智能自动化：使小批量生产（直至单件生产）成为可能，因为编程和调试工作变得微不足道。
- 高分辨率生产：提高可预测性和成本透明度。
- 智能生产计划：提高交货日期的遵守率，降低成本和生产周期。
- 预测性维护和自动故障检测：提高设备整体效率，降低维护成本。
- 智能过程控制：实现零浪费、低工具成本、最小资源消耗以及短的磨合期和生产时间。
- 可重构性：实现快速扩大规模和变更管理。
- 人机交互：提高劳动生产率，改善人体工程学。
- 从生产到工程的反馈：改进下一代生产系统。
- 实施新的商业模式：利用从客户需求到产品交付和服务的无缝流程。

然而，网络物理系统（CPS）和 IIoT 的应用虽然广泛，但来自医疗、交通或能源等其他领域的方法不能直接移植。CMS 和 IIoT 的具体特点包括：
- 从工厂到机器及其组件的集成。
- 产品和生产资源的生命周期集成。