六.    預測性維護

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機加工車間的如來神鏡

在過去，生產工廠必須先出現問題才能進行修復。而今天的智能系統，需要在出現問題之前就被識別出來。預測性維護可以節省大量成本，并為新的商業模式開辟道路。

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提前維護全速前進

在機器發生故障之前修復機器 - 這就是預測性維護所能做到的。

近年來，預測性維護的主題變得越來越重要，與工業4.0，物聯網和大數據的主題密不可分。技術制造商正在配備機器和傳感器，以實現遠程監控軟件。

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停機前進行維修

多年來，許多制造商通過售后服務獲得的收入超過了他們機器的銷售額。但與過去不同的是，預測性維護工具這種方法基于服務和維護，這本身并沒有很好的新穎性。因為定期或零星的維護有一個根本的缺點：用戶都以不同的方式使用他們的機器，這使得預測問題變得困難。預測性維護可以永久監控機器內部的組件，例如測量振動，溫度或濕度的傳感器。專業維護軟件收集數據，評估數據并識別出可以導致系統關閉的組件，并且可以在實際發生損壞之前進行更換。

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預測性維護帶來了巨大的成本節約

這項技術可以限制停機時間，節省能源并降低維護成本。潛在的節省是巨大的。美國鐵路公司表示每年因為預測性維護至少節省了10億美元。而現在，預測性維護不僅僅適用于大型機器和系統。軟件和傳感器效率也提高了很多。德國鐵路公司在預測性維護領域也推出自己的創新項目。

因為機器維護正在進入一個新時代的過程中。未來的技術人員將在缺陷變得明顯并導致停機之前采取行動，而不會造成昂貴的停機。在最好的情況下，從智能機器的事實中預測性維護分析可以更準確地了解其設施：操作錯誤或錯誤設置在這種情況下成為過去，可以快速識別和糾正。最好的情況下，可預測性維護可以不光計算機器本身，甚至可以根據訂單頻率，材料質量，天氣等因素進行判斷。

因此，預測性維護逐漸變成可預測性生產 - 生產單元就成為了名副其實的智能工廠。

圖：軟管也可聯網了

位于蓋爾森基興的Masterflex集團有一個配備數字接口的新軟管系統。客戶可以使用應用程序調用塑料軟管上的數據，這種生命周期跟蹤功能可用于預測故障，使機器操作員或維護團隊能夠采取預防措施。而且，它會顯著減少了軟管連接的機器的停機時間。

七.    平臺經濟學

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平臺經濟學：數字革命的核心

是什么讓Google，Apple，Facebook和亞馬遜等平臺公司如此成功？制造公司是否可以從中借鑒？可以說，平臺經濟學重新定義了B2C市場，并帶來了驚人的增長數字。

那么，它是否適合B2B的市場呢？

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制造業的平臺經濟學

對于許多人來說，制造業的數字化是工業4.0的代名詞，這意味著向智能生產設施和產品的轉變。同時，它也意味著市場結構的轉變，也就是商業模式的變化。

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制造商平臺的潛力

先行一步的制造商平臺，可以利用完整的基礎設施，建立了有效的開發者生態系統。憑借全面的工業4.0數字平臺。基于瀏覽器或者APP的解決方案，可以透明地管理機器、物流。而集成的應用程序商店，則使客戶能夠使用各種大大小小的專業解決方案。

這種開放式云平臺旨在成為物聯網操作系統的核心組件，并通過分析生產數據來改進工廠。而且，可以作為應用和數據的基礎。西門子MindSphere和第三方提供的服務，如預測性維護、能源數據管理和資源優化，以及基于平臺的AI應用，正在為數字服務，提供更多嶄新的機會。

Fanuc 早在2016年既已公開發布的、與思科、羅克韋爾自動化等多家公司共同研發的FANUC Intelligent Edge Link and Drive（FIELD）system工業物聯網平臺，能夠有效連接生產現場諸如機器人、機床及其他各類設備，在數據采集的基礎之上通過分析實現持續優化。而FANUC遍布于全世界工業現場的數控系統與工業機器人，使其在工業物聯網領域擁有天然土壤。

圖：海爾COSMOPlat平臺

海爾在現場展示了全球首創5G大規模定制化驗證示范線，可以了解5G無線技術在“虛實融合、視頻監控、AGV智慧物流”等節點應用，也可以感受COSMOPlat在房車、建陶等行業生態的一些創新實踐成果。

八.    數字孿生

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終身的聯系

想想看，一個物理實體和數字孿生，可以隨時交換數據，而這些數據則不斷被傳感器捕獲。這樣，公司可以在開發階段就可能檢測到故障，而且可以機器發貨之后繼續監控機器的表現。

數字孿生伴隨著從初始概念化和設計過程，到生產環節，最后的物理產品和服務。這個過程可以建立起終身的聯系，它使得更高的質量和更低的生產成本，成為可能。

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代替原型機

再也不用制造昂貴的原型機。數字孿生被用于優化產品設計并確保無誤操作，物理機器所有屬性和功能，都“分配”了高精度的三維模型。這是識別機器的組件和功能，實現虛擬機器與真實機器保持相同動力學性能的重要一步。

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不斷交換數據

真正的機器配備了傳感器，可以不斷地將狀態數據發送到虛擬的數字孿生。需求管理系統可以作為數字要求庫。數字孿生之間可以保持相互聯系，無論是在制品還是已售品，收集傳入的數據并將其與創建產品的規范進行比較。

如果檢測到問題，那么工程師可以直接在數字孿生上直接測試潛在的解決方案，然后再更新真實機器以盡快解決問題。

B&R推出了 ACOPOStrak 的人機協作系統，可以實現長定子高速傳輸系統與人機協作機器人結合應用。可以在生產不停頓的情況下，完成更換工裝夾具等。這是新一代人機交互柔性生產線，而該系統的數字孿生，則實時進行虛擬仿真。

圖：長定子高速傳輸系統與數字孿生

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數字孿生的IT安全性

數字工業系統是惡意軟件的樂園。“工業安全”不僅通過報警系統和訪問代碼專注于設備的物理安全，還用于企業網絡中的防火墻和外部電子接口的防火墻。西門子和Genua提供了在各個層面部署的解決方案，不僅可以確保系統和網絡安全，還可以確保系統的完整性。

九.    5G

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工業5G

LTE技術已經發展的非常成熟了，5G的無線網絡標準應該在所有層面都完全超越LTE技術，這為工業的進步提供了新的可能性。

新5G通信標準，開辟了工業連接與應用的新紀元，西門子深知5G對于未來制造的重要性，當前正以5G-ACIA的成員的身份，與ICT技術領域世界領先企業共同探索合作，引領行業未來。

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更大，更快，更多

德國超過30％的家庭，還達不到每秒50 MB的連接速度。那些需要高速連接的人，正在依賴于高速LTE無線標準，支持高達150 MB /秒的數據傳輸速率。而5G的性能水平遠遠超過其4G和LTE前輩。這一新標準可以實現100倍的數據速率實現1000倍的內容傳輸，而每個傳輸字節的能耗僅為LTE的千分之一。

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5G連接智能工廠

傳感器、數字孿生和協作機器人之間不斷的“交談”，將會產生大量數據。通信機器的網絡利用率將大大提高。在機器人和機器控制的智能工廠中，緩慢的數據連接可能是致命的。在這里，5G不僅僅是一個遙遠的愿望，而是迫切需要進程運作的條件。

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對數據價值的渴望需要5G

未來的許多應用將具有更高的數據要求，例如具有超高清質量的多個參與者的視頻會議，或具有復雜基礎設施的虛擬現實應用。想想在全球另一側控制的生產機器人，或者通過高速連接共享有關路線信息的自動駕駛汽車。

圖：華為深耕工業方案

華為給自己的定位是新一代ICT技術的領軍者。展臺之上，工業5G、邊緣計算、OPC UA TSN測試臺，幾乎清一色工業解決方案，而Smart Factory這幾個字，甚至比公司logo還要大。

這次工博會還設立的5G館，呈現了不同公司的5G工業應用。看上去，工業行業比往常會更早參與5G的應用之中。在二月份的巴塞羅那已經看到圍繞5G的非消費者應用和概念研究。德國電信已經在歐司朗開設了第一個試點客戶。位于慕尼黑生產基地目前仍在使用LTE，但很快將轉換為5G，包括各種傳感器和生產系統的聯網以及自動運輸機器人的控制。