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2022年全球5大工业趋势解读

汉诺威工业博览会(HANNOVER MESSE)始创于1947年8月,经过半个多世纪的不断发展与完善,已成为当今规模最大的国际工业盛会,被誉为“世界工业贸易的晴雨表”、“全球工业技术发展的风向标”。

德国工业智库今年在工博会上的团队由6名分析师组成,四天时间内一共走访了206家企业和机构,进行了约 80 次采访,并参加了24场会议,听译专家报告56场,旨在掌握全球工业转型的当前状态,并了解数字化、可持续性是如何影响制造业的发展。以下内容是我们6月底直播的文字实录,并增加了对相关热门技术的解读。

各位朋友大家好,这里是德国工业智库,今天我们将要给大家分享的是团队在月初举行的汉诺威工博会上的一些所见所闻。

德国工业展会直播分享这件事我们从2016年开始坚持到现在,2020年和2021年因为疫情原因中断了两年,今年算是正式重启。除了全球最大的工业博览会汉诺威工博会,德国一些重要的工业技术展会,比如慕尼黑机器人与自动化技术展、法兰克福3D打印展、斯特加特机器视觉展、杜塞尔多夫金属加工技术展等等这些,都是我们重点关注,这些工业展览不仅仅是一个商业贸易平台,同时也是各门类工业技术的发展风向标.也因此我们觉得有必要,利用我们的优势,去现场走一走看一看,第一时间把听到的、看到的,和国内的朋友进行分享。

我们做这件事有三个初衷,一个是让国内的企业家能有一个窗口去了解全球最新工业发展趋势,特别是跟工业4.0、数字化相关的一些内容。

另外一个目的就是我们在这些展会上进行调研和信息采集的过程当中,也了解到一些还未进入中国市场的欧洲企业对国内市场的看法,需求,以及一些相应的合作意向,我们在进行初步研判后,会把一些比较优质的企业留下来,从而去促进两国制造业企业的交流合作。

第三个目的是我们发现近十年,也就是工业4.0提出的这十年,德国产生了一大批非常有潜力的工业初创企业,并且德国各界对这些初创企业的支持力度也是空前的,基本上所有重要的德国技术展会都会特地设立初创企业展区,并举办相应的活动。这些企业虽然规模都还不大,但是在各自细分领域具有极强的技术专业性以及明确的市场需求。同时他们非常的开放,对待全球化布局的态度也比传统的德国企业更加的明确。这些企业因为规模都还比较小,在国内基本都不为人知,我们也希望促进这些小而精的企业从技术创新、产业发展、投融资等层面和国内企业以及机构进行交流。

如果大家对于我们所做的这些事,也感兴趣的话,欢迎与我们取得联系,咱们可以进一步交流探讨。 2022 hannover messe 研讨&趋势分享

这一次汉诺威工博会的分享我们会分成两大块,今天主要给大家分享的是我们对本次汉诺威工博会的5大印象,这五大印象其实也是未来工业的一些发展趋势。下一次的分享将是对一些创新技术、还有上述提到的德国小型科技企业的解读,包括德国企业合作需求的发布。

目前我们仍在进行展会技术和具体相关趋势的分享,请点击2022 hannover messe 研讨&趋势分享 进行报名。

2022年汉诺威工博会概况

今年的汉诺威工博会是疫情两年后的首次线下重启,约有75,000名参观者与2,500家参展商参与了线下的实体展会,差不多是往年的一半还不到。中国只有100多家企业参展,比往年少了1300多家,因为19年的数据是1400家,仅次于东道主德国。

拍摄:德国工业智库

很多人说这次的工博会的回归来得正是时候,因为全球正面临供应链中断、能源价格上涨、通货膨胀和气候变化的现状,汉诺威工博会在这个时候给大家提供了一个面对面交流的平台,了解最新的技术趋势,并找到一个通向未来的窗口,也因此变得尤为重要。

今天的分享我们将围绕着对汉诺威的五点印象展开,结合了各领域专家对这些趋势的看法见解,中间也会穿插相关的创新解决方案的介绍。分享的时间大概在半小时左右。

1:制造业越来越需要生态系统协作;

制造业企业与过去相比,与他们的客户、供应商和合作伙伴生态系统进行更多的互动至关重要,因为这关乎供应链、关乎创新、关乎效率等等。这次在汉诺威我们参加了很多关于如何跨企业和跨生态系统管理数据的会议,对于一个短语印象深刻,“egosystems to ecosystems”,也就是说未来将发生从“自我系统到生态系统”的转变,企业将从数字化企业运营转变为在数字生态系统中进行更多协作和数据交换。也因此,整个生态系统中的数据可用性和使用将是推动数字化和自动化的关键。

我们听了一场IDC的数据专家Stefanie博士关于这个话题的报告,Stefanie博士认为,要推动生态系统中的商业模式和协作,有两方面非常重要,一个是确保数据主权,另外一方面就是建设可信的基础设施和平台。

我们可以从种种迹象看到欧盟在此做出的一些努力。一方面,欧盟《数据治理法案》在今年4月份已经通过,这个法案旨在促进整个欧盟内部和跨部门之间的数据共享,帮助释放人工智能的潜力,并在战略领域创建共同的欧洲数据空间。通过“开放更多数据”和“增强数据可用性”为欧洲数字化转型提供发展和创新动力,形成一种新的欧洲数据治理模式。

倘若我们纵览整个欧洲数据法律立法过程,就可以发现一个鲜明的转向:从数据保护到数据流通”。

而这一块,中小企业将是草案数据共享条款的主要受益者。在现实中,由于中小企业一般缺乏收集、分析和使用数据的能力和技术,其获取数据往往受到限制。

Catena-X第一个开放&协作的数据生态系统

拍摄:德国工业智库

Stefanie博士提到的第二点是可信的基础设施和平台。

这次展会上随处可见Catena-X的广告牌,这是全球第一个开放&协作的数据生态系统,生态内的企业正在研究建立一个开放,可扩展的网络,以便在汽车工业中进行安全的跨公司和标准化信息数据交换,在整个汽车价值链中创建统一的数据和信息流。

Catena-X最初由宝马和SAP倡导,现在已经发展到包括德国电信、博世、SAP、西门子、戴姆勒、采埃孚集团、大众集团、汉高、舍弗勒等成员。

这样的联盟有助于提高汽车行业的供应链的透明度,不仅是半导体,而是所有组件,当供需失衡开始出现时,Catena-X已经可以帮助在更早的阶段检测和识别系统中的压力。

汉诺威工博会上展示了很多关于云、人工智能和物联网等技术如何使数字平台在未来生态系统中更好地发展。未来这些技术将是生态系统经济中数字平台的主要推动力。除了技术、数据、数据治理。HPE的数据专家在圆桌会议上提到的一点让我们印象深刻,他认为这一切的转变归根结底与人有关,而且在很大程度上与文化和人们思维方式的变化有关。

2:可持续性已经不再是一个趋势,而已经成为必然。

自从2013年德国政府发布工业4.0以来,汉诺威工博会的主题就一直被定格为“Integrated Industry”——集成的工业,每年仅仅在副标题上体现差别,比如连接、协作等等。今年的主题是数字化和可持续性,发生了一个比较大的转变,足以证明了可持续性这个话题在本次工博会的重要性。

德国汉诺威展览公司首席执行官柯克勒博士表示:“我们正面临着工业化以来最大的转型——向资源节约型、气候中性和可持续生产转变。

而要实现这一切,数字化、自动化、创新技术和可再生能源是最主要的驱动力。

我们在展会上看到越来越多的企业开始重视碳中和生产和可持续性。不论是机械工程、电气工程、能源、物流 IT和软件等等,几乎所有领域的全球领先企业都在展示他们的解决方案,展示如何成功转向数字化、资源高效和气候中性的生产。

例如,能源行业的公司展示了如何有效地生产绿色氢气以及它对能源密集型工业公司的潜力。工业行业公司提供减少二氧化碳的技术,并展示能源效率如何有助于实现气候中和。

西门子通过这辆概念车simrod作为展示技术的典型范例,展现了电动汽车制造商如何通过数字化和机器人技术实现其可持续发展目标。

该汽车利用数字孪生、自动化技术以虚拟方式进行汽车的设计、优化及性能试验,大大减少了生产过程中的资源损耗,提高了生产效率。此外,通过3D打印技术装配零部件,该车实现整体减重约30%,减少了实际行驶中的电池能源损耗,增强了续航能力。

首次设立的H2ECO Award氢能源经济奖颁发给了德国特种车制造商 FAUN 集团旗下的 ENGINIUS GmbH。这个奖项只有那些正在实施或者已经实施工业制氢相关项目的公司才有资格申请。

该公司生产并且已经量产了搭载BLUEPOWER氢能驱动设备的垃圾收集车和清扫车,这也是德国氢燃料电池技术国家创新计划的一环。这些车辆可以满足所有日常需求,氢罐和电池的组合可以轻松续航一整天,行驶里程可高达 400 公里。

氢驱动车辆的成本我相信在未来随着产量的增加会下降。就像电池生产已经达到了规模效应:2011 年至 2020 年间,每千瓦时电池组的价格下降了 85%。一旦必要的基础设施建成,类似的效果也将会在氢能车上产生。

在某种程度上氢技术的发展仍处于早期阶段,只要有更多的行业玩家参与其中,价格不是一个问题,另外补贴和税收减免使这些车辆在当下更具吸引力,德国联邦政府已经启动了一些项目,包括免除氢燃料卡车的路桥费和实施欧洲范围内的二氧化碳定价。”

像区块链这种新兴技术也在为可持续发展做出她的贡献。我们在青年企业特别展遇到这样一家公司,荷兰区块链追溯初创公司Circularise。这家公司主要帮助帮助整个供应链的利益相关者从源头到最终产品追溯原材料,帮助公司实现供应链可追溯性和透明度。

比如在今年这家区块链追溯初创公司Circularise与保时捷和它的一些材料供应商,一起启动了一个塑料溯源项目,以确保保时捷汽车生产中可持续材料的使用。

这个区块链技术解决一个关键问题,就是如何让企业直接参与循环价值链共享和使用与材料相关的信息的同时,维护企业敏感数据的隐私。

目前共享供应链信息的一个主要冲突在于,消费者想要透明度,而生产商想要保护隐私。简单来说,材料来源对制造商和消费者来说都是非常重要的,消费者想要清楚知道材料的来源,材料来源足够透明公开,他们购买使用起来会更加放心。但与此同时,由于产品材料构成可能是生产者的竞争优势所在,所以生产商不太愿意公开揭露。为了解决这一问题,Circularise开发了一个专利未决平台,支持在公共区块链上创建验证声明,而不暴露任何底层数据。

3:一线劳动力多样化、生产环境多样化;

图:德国工业智库

制造业企业招工难,就业吸引力下降在当前是一个全球性的问题。

导致企业“招工难”的原因较为复杂,既与经济发展客观趋势以及行业周期性变化特征有关,也与新时期企业需求特点以及劳动力供给意愿变化息息相关。

年轻人普遍认为制造业企业工作环境恶劣、工作内容单调乏味、工作时间较长、管理严格苛刻,更倾向于选择工作自由度较大、环境更舒适、入职门槛较低的服务行业,那么如何让年轻人不“嫌弃”制造业,并且让超4.27亿的一线制造业工人继续留在制造业?企业创造一线劳动力、生产环境多样化是其中一个很重要的解决方案。

根据微软的工作趋势指数研究报告,63% 的制造业一线员工对技术创造的操作多样化和就业机会充满期待,一线工人也渴望更多的数字化助手或者称为工具去支持和简化他们的一线作业。我们在展会上看到很多大型企业和初创工业企业都在朝着这方向去努力,例如微软的hololens智能头显用于员工培训和设备维护维修、智能手表、手套提升物流分拣、制造组装的效率、被动外骨骼减轻重体力一线员工受伤的风险等等。

德国专家预测,在未来十年内,德国每四个工位,都将至少有一个配备智能可穿戴设备,智能眼镜、手套、背心以及手表,这些智能设备将彻底改变手工操作的生产效率,并让人们更好地融入到物联网中。

在未来,可穿戴设备结合人工智能、大数据、物联网等技术,将为制造业实现长远健康发展注入新的动力。对于这一块的产品大家可以多多留意。

除此之外,像类似Wandelbots、dragbot这类机器人编程软件,通过降低机器人编程程度,让不具备编程知识的一线工人也可以实现机器人的操作。丰富了一线员工的任务多样性,趣味性。

4:工业虚拟世界为下一代工厂提供动力

图:德国工业智库

我们在工博会上看到很多数字化解决方案的核心在于打通虚拟世界和现实世界。例如在研发新工艺或者新设备的时候,首先优先在虚拟世界(工业软件)中校验,后期在真实世界中实现生产并收集数据,回传到虚拟世界中进行优化设计,实现闭环。

“工业虚拟世界”则是一个更广泛的范畴,它融合了物理和数字世界,通过物联网、人工智能、数字双胞胎、混合现实等先进技术将未来的工厂变为现实和自治系统。

工业虚拟世界在产品的全生命周期都有非常丰富的应用。比如在设计和工程阶段,工业虚拟世界将允许利益相关者之间进行更多的协作,并且由于新的用户体验,非技术利益相关者参与到这个过程中的可能性更大。在这个角色中,将有可能以更互动的方式探索更多设计和制造选项,涉及更多观点,以创造更好的产品,缩短上市时间。

再比如在测试和验证阶段——逼真的环境与跨学科、多物理场模拟的结合使我们有可能虚拟探索更多的操作场景。例如,我们可以通过机器学习生成合成数据来训练和测试自主系统,例如工厂、机器人或自动驾驶汽车中的AGV。由于一切都是虚拟的,我们可以调查大量的危急情况,比如事故,并执行我们在现实生活中无法负担的大规模测试。系统的强化虚拟培训和测试可以确保更高的安全性,并再次缩短上市时间。

每个企业对工业虚拟世界的理解也不一样,对于西门子来说,工业虚拟世界是以数字孪生和数字线程的形式呈现。并且已经在工厂、交通、建筑、智慧城市中得到应用。贯穿设计、生产和运营的全生命周期。西门子的工业工程软件已经为工业虚拟世界提供了关键构建模块,包括具有AR和VR功能的沉浸式用户体验。

给我们留下深刻印象的是微软的工业元宇宙概念。 虽然目前这听起来更像是一种噱头,但是我觉得这是一个不错的开始,是未来完全沉浸式技术实现之前的一种很好的技术体验。

微软展台 图:德国工业智库

微软构建的这个工业元宇宙基于他们开发的Hololens智能眼镜,并整合了云计算、区块链等技术。

微软希望通过增强现实创建出一个能复刻现实世界的数字化工作空间,从而加快维修和启动新的生产线等流程。例如,在增强现实技术的帮助下,维修人员不再亲自到现场修理损坏部件,而是可以与现场佩戴HoloLens的工人沟通,通过增强现实技术的视觉提示指导他们完成整个修理过程。这种技术还能够让车间管理人员远程管理新开设的生产线,这也是微软用来解决供应链问题的一种方法。

所以说目前微软的这个工业元宇宙总结起来更像是向工业企业出售混合现实技术,并为开发人员提供他们需要的配套工具和技术,从而构建元宇宙体验。

未来,我相信工业虚拟世界将会扩大,因为多种技术支持的可用性组合在一起,提供更真实的沉浸感、实时反馈,还有包括工具之间的更多开放性和互操作性。这些新的能力使工业客户能够扩展他们的体验,改善与数字世界的交互,实现数字世界中不同人和组织之间的协作。

5:确保供应链弹性;

SAP展台 图:德国工业智库

在新冠疫情及俄乌冲突背景下,确保供应链弹性已经成为制造商的首要任务。

我们旁听了IBM、SAP、西门子的几场圆桌讨论,总结下来供应链弹性从技术创新上关乎三个方面,一个是关于利用数据和人工智能,从而根据洞察力做出决策;一个是智能工作流程(根据实际情况和事件优化工作流程),还有一个就是流程自动化(系统自动化决策,从而减少对手动任务的依赖)。

SAP 今年展示如何利用工业物联网、创新技术,让企业的供应链更具灵活性和敏捷性,帮助客户实现流程自动化。比如sap的自动识别技术。该技术可以自动将实体对象的移动与特定的流程步骤关联起来。通过实时更新状态,企业可以显著提高供应链的可靠性。这样,企业就能确保始终满足客户需求,应对全球的供应瓶颈。

补充:2022年汉诺威工博会的主要技术趋势:软件、云、人工智能、物联网排名前四

2022年汉诺威工博会的大多数展品都与软件相关。 即使是目前通过硬件和运营技术赚取大部分收入的公司,他们在工博会上的展示也围绕专有软件产品和软件合作伙伴关系展开。 这在大型自动化供应商中最为显着。 例如,施耐德电气强调了其 Plant Advisor IoT 平台和边缘 AI 工具 Autonomous Production Advisor 等软件。 罗克韦尔自动化重点突出的五个创新领域均以软件为核心,西门子首次对展台布局进行了全面重新创新,以“可持续”、“透明”等主题为核心,对独立自动化硬件的展示很少。

制造业企业上“云”是讨论最多的话题之一。AWS、谷歌云和微软今年的展台吸引了一大群人,这一事实表明,这些公司已经变得越来越重要,即使在保守的制造业中也是如此。但是网络攻击和数据保护是一个让企业比较担忧的问题,大部分企业不愿意将关键系统迁移到云端。 一位 Aveva 集成商告诉我们,他们今天在德国和中国销售的绝大多数软件都用于本地或私有云部署。 预测性维护解决方案提供商 iQunet 告诉我们,大多数客户更喜欢在本地或私有云中托管解决方案。

人工智能是参展商展示的最流行的主题之一。 我们进行了分析,发现大约 16% 的参展商提供 AI 解决方案, 尤其是在预测性维护和机器视觉领域。 此外,人工智能现在正在扩展到数据管理和转换层面。 Cognite 展示了它如何利用 AI 对多个数据源和数据点进行处理,即自动将特定数据点映射到受影响或可以使用该数据点的相关机器、设备和流程。 这提高了模型开发过程中的整体数据质量。 因此,利用人工智能技术可以提高模型开发中的整体数据质量,从而更好地使用特定案例的解决方案。

一些公司已经启动了一些项目来调查人工智能在自动化,主要在工业控制操作方面的潜力。 例如Fraunhofer IEM研究所展示了一种人工智能研磨系统(即 Robogrinder),用于自动化处理复杂的橡胶类材料(如 复杂的轮廓包装卷)。到目前为止,这些都是手工完成的。 该解决方案采用机械臂、激光扫描仪和配备人工智能软件的控制系统。 控制系统将型材包裹辊的研磨过程控制在所需的操作范围内。 人工智能软件分析磨削过程并不断改进。

很多朋友在问工业5G在展会上什么情况,德国的工业5G发展得如何?2019年是5G概念最热的一年,汉诺威工博会还特地设立了5G展区,展示相关创新解决方案。三年后的2022年,最初的炒作已经降温。可以说德国大部分的5G项目还没出走试点项目的范畴,比较成功的案例例如高通和博士力士乐合作在博士德国萨尔茨吉特工厂运行的基于5G技术的质量检测系统。但是整体上还是未能走出试点炼狱。

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