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      看工業(yè)40時(shí)代的制藥工廠
      ,太震撼了

      妙手生春 2023-07-05 12:53:22

      大數(shù)據(jù)分析

      在制造業(yè)領(lǐng)域,基于海量數(shù)據(jù)的分析方興未艾

      ,但它已經(jīng)能幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)質(zhì)量、節(jié)省能源并改進(jìn)設(shè)備服務(wù)
      。在工業(yè)4.0的環(huán)境下,對不同數(shù)據(jù)源(生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)以及企業(yè)和客戶管理系統(tǒng)等)進(jìn)行收集和分析將成為未來企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)決策的標(biāo)準(zhǔn)配備
      。例如
      ,半導(dǎo)體制造商infineon(原西門子半導(dǎo)體)收集測試中的單片機(jī)數(shù)據(jù),與生產(chǎn)流程早期晶片成型階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析
      ,從而降低了生產(chǎn)過程中的失誤
      。此外
      ,公司還能辨認(rèn)出一些典型模式,能在前期將殘次品的芯片排除
      ,從而改進(jìn)了生產(chǎn)質(zhì)量
      。醫(yī)藥行業(yè)大數(shù)據(jù)是次時(shí)代醫(yī)療非常重要的組成部分,將來的診斷治療都要基于數(shù)據(jù)
      。自動機(jī)器人很多行業(yè)制造商已經(jīng)廣泛采用機(jī)器人完成復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)
      ,但今天的機(jī)器人技術(shù)則變得更加強(qiáng)大。它們變得更加靈活且智能
      。最終
      ,這些機(jī)器人之間不但可以互通互聯(lián),更可以安全地與人類一起工作
      ,甚至從人類身上學(xué)習(xí)新的技能
      。這些新機(jī)器人不但在性能上遠(yuǎn)超今天的工業(yè)機(jī)器人,更大大降低了成本
      。例如
      ,歐洲機(jī)器人設(shè)備制造商kuka提供生產(chǎn)的機(jī)器人就具備相互溝通的能力。這些機(jī)器人可以在一起合作
      ,根據(jù)生產(chǎn)線上的工序調(diào)整自己的行動
      。這些機(jī)器人還搭載了先進(jìn)的傳感器和控制單元,能與人類進(jìn)行緊密的合作
      。類似地
      ,abb公司也推出了雙臂機(jī)器人yumi,與工人并肩工作
      ,專門用來進(jìn)行產(chǎn)品組裝(例如電子消費(fèi)產(chǎn)品)
      。它們的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)和帶緩沖墊的兩臂,使得它們不但可以識別零件
      ,還能保證與人進(jìn)行安全的互動
      。醫(yī)藥行業(yè)機(jī)器人正在被重新定義,當(dāng)下已經(jīng)出現(xiàn)了許多應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人
      ,未來參與診斷并非空想
      。模擬技術(shù)在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域,不少公司都采用了3d模擬技術(shù)來設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料
      。未來
      ,模擬技術(shù)將在工廠運(yùn)營中擴(kuò)展到更廣的范圍。人們可以用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來模仿包括機(jī)器
      、產(chǎn)品和人在內(nèi)的物理世界
      ,將新產(chǎn)品放入虛擬的生產(chǎn)環(huán)境中。在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)前,公司可以對這些新產(chǎn)品進(jìn)行測試和優(yōu)化
      ,從而減少設(shè)備裝配調(diào)試的時(shí)間并提高產(chǎn)品質(zhì)量
      。例如,西門子和一家機(jī)械工具生產(chǎn)商合作開發(fā)了一臺虛擬機(jī)
      ,它可以利用真實(shí)機(jī)器的數(shù)據(jù)對機(jī)器部件進(jìn)行模擬
      。這個(gè)系統(tǒng)最多能減少設(shè)備準(zhǔn)備時(shí)間達(dá)80%。醫(yī)藥行業(yè)有了3d模擬技術(shù)
      ,人體內(nèi)部的生理結(jié)構(gòu)都將可以被模擬
      ,這對于遠(yuǎn)程手術(shù)、藥效監(jiān)測
      、康復(fù)診療等意義非常重大
      。水平和垂直系統(tǒng)整合今天大部分公司的it系統(tǒng)并未完全整合。公司
      、供應(yīng)商和客戶常常相互割裂
      。企業(yè)內(nèi)部,工程設(shè)計(jì)
      、生產(chǎn)和職能部門也往往各自為戰(zhàn)
      。即便是工程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié),也沒有幾家公司能做到設(shè)計(jì)
      ?制造?
      ?自動化的三位一體
      。但隨著工業(yè)4.0的發(fā)展,公司
      、部門和職能將成為更加緊密的整體
      ,一條橫跨公司的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將讓價(jià)值鏈真正實(shí)現(xiàn)自動化。例如
      ,dassault syste
      ?mes和boostaerospace為歐洲航天和國防工業(yè)搭建了名為airdesign的合作平臺。它為設(shè)計(jì)和制造的合作提供了共享空間
      ,該平臺搭建在私有云上
      ,參與的合作伙伴可通過該平臺對復(fù)雜的產(chǎn)品和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。醫(yī)藥行業(yè)水平和垂直系統(tǒng)整合放到醫(yī)院就是互聯(lián)互通的his系統(tǒng)
      ,信息不再需要重復(fù)的閱讀和錄入
      ,實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)打通。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)目前
      ,僅有少數(shù)制造型企業(yè)的傳感器和設(shè)備進(jìn)行了互聯(lián)并應(yīng)用了嵌入式計(jì)算技術(shù)
      。這些產(chǎn)品的組織方式依舊是垂直的金字塔結(jié)構(gòu)
      ,系統(tǒng)中的傳感器和分布裝置的智能有限
      ,控制者需要通過中心制造流程對系統(tǒng)進(jìn)行控制
      。然而隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,越來越多的設(shè)備
      ,甚至包括一些半成品
      ,都將裝備嵌入式計(jì)算技術(shù),并通過標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)
      。屆時(shí)
      ,身處不同地理位置的產(chǎn)品設(shè)備將能進(jìn)行互動和溝通,并由中央處理器集中控制
      。物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)決策的去中心化
      ,互聯(lián)設(shè)備能進(jìn)行自動分析和決策,對環(huán)境變化進(jìn)行實(shí)時(shí)反應(yīng)
      。博世集團(tuán)旗下的一家驅(qū)動和控制設(shè)備供應(yīng)商rexroth公司推出一套半自動
      、去中心化生產(chǎn)流程的系統(tǒng)。通過射頻識別碼
      ,不同位置的工作站可以感知每件產(chǎn)品需要進(jìn)行的生產(chǎn)步驟
      ,并自動執(zhí)行生產(chǎn)。醫(yī)藥行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將對藥品追溯產(chǎn)生重大影響
      ,每一盒藥
      ,從出廠到來到患者手中,中央都能實(shí)時(shí)監(jiān)控全盤掌握
      ,藥品流向不再是問題
      。網(wǎng)絡(luò)安全很多公司的管理和制造系統(tǒng)依舊是獨(dú)立或封閉的。但隨著工業(yè)4.0的到來
      ,原先相互隔絕的設(shè)備將以統(tǒng)一協(xié)議相互連接
      ,工業(yè)系統(tǒng)和生產(chǎn)線將連接成一體。屆時(shí)
      ,保護(hù)關(guān)鍵工業(yè)系統(tǒng)和生產(chǎn)線免受網(wǎng)絡(luò)安全威脅的需求將大幅提高
      。安全可靠的網(wǎng)絡(luò)通信以及身份辨別和接入管理系統(tǒng)將變得至關(guān)重要。去年
      ,歐洲幾家大型工業(yè)設(shè)備制造商已經(jīng)通過與網(wǎng)絡(luò)安全公司合作或并購的形式加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全能力
      。醫(yī)藥行業(yè)his系統(tǒng)未來將互聯(lián)互通,但涉及到病患隱私問題
      ,網(wǎng)絡(luò)安全問題將成為最重要的考量
      。可以認(rèn)為
      ,網(wǎng)絡(luò)安全是企業(yè)和醫(yī)院信息互聯(lián)的基石
      。云計(jì)算很多企業(yè)已經(jīng)開始在企業(yè)和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用中使用基于云的軟件。隨著工業(yè)4.0的到來,越來越多與生產(chǎn)相關(guān)的任務(wù)需要更多的跨地域和跨公司的數(shù)據(jù)分享
      。與此同時(shí)
      ,云技術(shù)的性能也會不斷增強(qiáng),使反應(yīng)速度達(dá)到幾毫秒
      。機(jī)器數(shù)據(jù)和功能將逐漸遷移到云端
      ,越來越多的生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)也會應(yīng)運(yùn)而生。未來
      ,檢測和控制生產(chǎn)流程的系統(tǒng)也會搬到云端
      。一些制造執(zhí)行系統(tǒng)供應(yīng)商已經(jīng)開始提供云端服務(wù)解決方案。醫(yī)藥行業(yè)跨國藥企的大區(qū)公司和總部的信息互聯(lián)需要云計(jì)算的支持
      。一旦跨國醫(yī)療興起
      ,對云計(jì)算性能的要求將會更高。增材制造目前一些企業(yè)已經(jīng)開始采用增材制造技術(shù)(比如3d打印)
      ,但大多數(shù)都處于試驗(yàn)階段或用于制造獨(dú)立部件
      。在工業(yè)4.0時(shí)代,增材制造將會廣泛地應(yīng)用到小批量生產(chǎn)定制產(chǎn)品上
      ,帶來諸如復(fù)雜或超輕量的設(shè)計(jì)等結(jié)構(gòu)優(yōu)勢
      ,高性能、去中心化的增材制造系統(tǒng)將降低產(chǎn)品的物流成本和庫存
      。例如
      ,飛機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)開始使用3d打印技術(shù),通過新型設(shè)計(jì)來降低飛機(jī)的重量
      ,節(jié)省鈦等稀有材料的使用量
      。醫(yī)藥行業(yè)目前最馳名的增材制造技術(shù)是3d打印,而這個(gè)技術(shù)的終極應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域
      。打印牙齒
      、義肢,甚至打印內(nèi)臟
      ,一些當(dāng)下無法治愈的疾病或?qū)⒅苯颖患夹g(shù)攻克
      。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以在很多方面協(xié)助工人生產(chǎn),例如通過手持設(shè)備挑選倉庫中的配件或發(fā)送維修指令
      。這些系統(tǒng)目前還處在實(shí)驗(yàn)階段
      ,但未來這些技術(shù)將為工人提供實(shí)時(shí)信息,幫助他們進(jìn)行實(shí)時(shí)決策
      ,改善生產(chǎn)流程
      。例如,未來工人可以裝備增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡等設(shè)備
      。當(dāng)他們檢查一臺設(shè)備時(shí)
      ,計(jì)算機(jī)就將故障原因和維修指南發(fā)送到工人的眼鏡上
      。另一種應(yīng)用是虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)。西門子為comos軟件開發(fā)了一套發(fā)電站虛擬操作訓(xùn)練系統(tǒng)
      。該系統(tǒng)通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡
      ,構(gòu)建一個(gè)仿真、基于數(shù)據(jù)的3d環(huán)境
      ,培訓(xùn)發(fā)電站工作人員如何應(yīng)對緊急狀況
      。在這個(gè)虛擬世界中
      ,操作人員可以通過點(diǎn)擊網(wǎng)頁互動界面與機(jī)器進(jìn)行互動
      。他們也可以改變界面設(shè)置,并從中獲取操作數(shù)據(jù)和維護(hù)指南
      。醫(yī)藥行業(yè)最近傳的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的換頭術(shù)就將使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(vr)頭盔
      。一旦技術(shù)普及,手術(shù)過程將會產(chǎn)生顛覆性的變化
      。在康復(fù)上
      ,vr帶來的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)可以幫助病人在局限的場地里完成大量多種的復(fù)健任務(wù)

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