2024年德国工业自动化领域的六大新趋势

科技   2024-11-20 20:22   法国  


在今年的纽伦堡SPS工业自动化展上,德国工业智库派出了3名经验丰富的分析师。我们一共访问了92家公司,并进行了40多次的深入交流,以深入了解最新的工业自动化趋势,并带来了相关的中德合作新机遇。


在接下来的篇幅中,我将为您逐一揭晓我们在SPS展上捕捉到的六大令人振奋的工业自动化趋势:


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趋势一:

拥抱数字生态系统


随着制造业的全球数字化进程加速,去中心化与协作性的数据生态系统成为了行业的主流方向。在此次SPS展会上,IM-X倡议被重点提到,力图构建一个跨越边界的数据协作平台,推动数据流通、资源共享,提升行业的可持续性与抗风险能力。IM-X不仅仅是技术进步的象征,更是制造业走向开放式数据生态的一个标志,使企业能够跨越数据边界,实现信息互联,进而推动资源最优化配置。


此次SPS展会上,MVTec公司展示了其在机器视觉领域的尖端技术,具体展示了深度学习与人工智能在生产数据中的应用潜力。


MVTec的技术通过开放接口的架构设计,支持不同设备和系统之间的数据互联。其在现场展出的方案展示了机器视觉如何助力多企业协同:在一个生产场景中,不同供应商的设备通过共享实时数据实现了联动操作,大幅提升了生产线整体的灵活性和效率。这种基于数据协作的生态模式,正是IM-X倡导的“网络中的网络”概念的实践应用。


趋势二:标准化与互操作性 打通制造“孤岛” 实现全流程互联


标准化框架和互操作性协议的意义不仅仅在于工厂内部的系统整合,还在于让供应链上的各个环节实现无缝协作。比如,通过使用统一的工业协议(如OPC UA、EtherCAT),上游供应商能够直接将生产数据传输给下游的制造商,制造商也可以将库存需求、生产进度及时反馈给合作伙伴。这样一来,供应链各环节的信息传递更加流畅,整体效率显著提高。


此次SPS展会上,西门子展示了其Simocode MC-P电机管理系统,该系统充分体现了标准化和互操作性的价值。Simocode MC-P支持多种工业协议(如PROFINET和以太网),并采用模块化设计,使其可以轻松集成到不同类型的工业自动化系统中。这种灵活性让企业能够快速适应生产变化,而无需对现有系统进行大规模重构。


更为重要的是,Simocode MC-P通过其开放的接口架构,实现了与其他品牌设备的互联互通。例如,在一个实际案例中,西门子的Simocode MC-P与第三方供应商的传感器和控制系统实现了协同工作,确保整条生产线的实时数据流畅通无阻。这种基于标准化的互操作性,不仅提升了生产效率,还极大增强了供应链的透明度和可控性。

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趋势三:数字产品护照与数据主权 构建可信透明的制造生态


想象一个智能制造的未来:你买了一台洗衣机,用手机扫一下二维码,立刻可以看到它从原材料采购到生产、运输的完整信息。这不仅包括材料来源、制造商的环境责任承诺,还包括未来维修和回收的详细方案。这一切都依赖于一个核心技术——数字产品护照(Digital Product Passport,DPP)。


数字产品护照是一种记录产品全生命周期信息的数字化工具。它类似于产品的“身份证”,通过整合数字孪生技术和资产管理外壳(Asset Administration Shell, AAS),详细记录从设计、制造到报废的全过程数据。这种技术不仅增强了数据的准确性,还大幅提升了价值链的透明度和信任度,为实现可持续制造提供了有力支持。


在SPS展会上,Mnestix展示了数字孪生与数字产品护照的结合应用。通过为产品创建数字孪生模型,Mnestix能够实时追踪产品生命周期中的每个关键节点。例如,在一台复杂的工业机器上,数字护照能够记录机器零部件的生产日期、材料来源、使用寿命预测、维护记录等信息。


与全价值链的数据透明性同步推进的是数据主权的加强。通过资产管理外壳(AAS),企业能够自主决定数据的访问权限和使用范围,从而在促进协作的同时保障数据隐私与安全。这种双赢模式让企业在开放协作与数据保护之间找到平衡。



趋势四:循环经济与生命周期管理:让制造业成为资源的“永动机”


未来,制造业不再是“资源—产品—废弃物”的线性模式,而是一个以再利用、翻新和回收为核心的循环系统,资源在其中流转不息。


循环经济如何改变制造业?

循环经济与生命周期管理的核心目标是将产品和材料的价值尽可能长久地保留下来,并减少资源浪费。这种模式强调产品生命周期中的每一个环节——从设计、生产到使用后的再循环管理,使得“废物”成为新的资源。


SPS 2024展会特别聚焦于追踪技术和碳足迹管理,为企业提供工具来更好地了解资源的流动路径并优化其使用效率。通过数字化手段,企业不仅可以实现对产品生命周期的全程追踪,还可以为消费者提供透明、可信的环保承诺。


在展会上,Endress+Hauser展示了其碳捕集、利用与储存(CCUS)技术,为循环经济的实施提供了实际的范例。这项技术从工业排放中捕集二氧化碳,将其作为资源重新利用,例如制造碳基材料或燃料,而非直接排放到大气中。





趋势五:OT-IT 融合与安全数据集成:让工厂“说话”,让数据“思考”


一个工厂就像一个巨大的交响乐团,OT(运营技术)是演奏音乐的乐器,负责执行生产的每一个操作,而IT(信息技术)则是指挥家,通过数据分析和智能决策为乐团提供方向。然而,在许多工厂中,这两者之间往往缺乏“语言”和“节奏”的统一,导致生产效率低下,数据孤岛横亘其中。


在 SPS 展会上,Phoenix Contact 展示了其 PLCnext 虚拟控制器,该技术将传统硬件控制系统“搬”到云端,使得工厂的控制逻辑可以直接在软件环境中实现。通过这种 OT 与 IT 的深度融合,企业能够实时监控生产设备的运行状态,并通过大数据分析优化生产流程。


OT-IT 融合为何离不开安全数据集成?


数据在工厂中流动的过程中,安全是至关重要的。就像一条繁忙的高速公路,如果没有可靠的防护措施,很容易遭遇数据泄露或网络攻击的风险。OT-IT 融合中的安全数据集成,通过加密通信、身份验证和访问控制等手段,确保数据的传输与存储安全。

例如,展会上展示的 IO-Link Safety 系统,为传感器与控制系统之间的通信建立了高安全性的传输通道。这种技术不仅提高了车间数据的实时性,还有效防止了数据被恶意篡改或窃取。



另一个引人注目的创新是由传感器和自动化技术供应商Autosen推出的io-key无线物联网网关。这个设备使得远程监控传感器数据变得更加简单,体现了物联网在工业自动化中的重要性。



趋势六:赋能生态系统参与者 让每个角色都成为“智造”主角


赋能生态系统参与者的趋势,就是通过灵活的“即服务”(as-a-service)商业模式和无缝的数据集成工具,让供应商、制造商、客户等都能在这个舞台上发挥自己的作用,彼此协作,共同创新。


在传统制造模式中,小型供应商和合作伙伴往往只能围绕核心制造商运转,缺乏独立创新的能力和工具。而在赋能生态系统的新模式下,各个参与者就像是获得了剧本和工具的演员,可以根据自己的需求自由发挥和创新。例如,制造商通过提供“平台即服务”(PaaS)工具,供应商可以在平台上直接管理自己的库存、了解实时需求,并根据数据及时调整生产计划,而不再只是被动响应。


在SPS展会上,Logiccloud展示了其虚拟化控制平台,这一创新的“平台即服务”(PaaS)方案使得企业可以通过软件来管理和控制生产设备,而无需昂贵的硬件投入。Logiccloud的虚拟控制能够兼容多种工业控制系统,让企业按需启用和管理控制功能,为中小企业和生态系统中的各类参与者提供了灵活的生产控制解决方案。


例如,一家中小型制造商通过Logiccloud平台在云端集中管理生产设备,可以直接监控设备状态、调整生产参数,并根据实时数据来优化资源配置。假如市场需求突然变化,企业可以在平台上快速修改生产方案,而不必进行复杂的现场调整。这不仅降低了企业的硬件成本和维护难度,也让它们能够更快地响应市场变化,从而与供应链上的大企业高效协作。












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