Industrie 4.0 fördert intelligente Fertigung
Von der intelligenten Kante bis hin zu HPC-gestützten Modellierungs- und Simulationsworkloads - die Technologie treibt neue Ansätze und verbesserte Geschäftsergebnisse in der gesamten Fertigungsbranche voran.
Industrie 4.0 und intelligente Fertigung
Die Fertigung und das Industriegeschäft werden durch die Konvergenz von Informationstechnik (IT) und Betriebstechnik (OT) auf gemeinsamen, intelligenten, industriell optimierten Rechenplattformen verändert. Diese Konsolidierung schafft ein reaktionsschnelles vernetztes System, das Datensilos eliminiert und Zugang zu tieferen Erkenntnissen bietet – dank Edge-Computing – und mehr Flexibilität und Kontrolle ermöglicht.
Mit mehr Intelligenz am Netzwerkrand – durch Edge-Computing, künstliche Intelligenz und Workload-Konvergenz ermöglicht – können Hersteller mehr Daten von Edge-Geräten erfassen, verarbeiten und speichern. Diese Daten können näher an der Stelle analysiert werden, wo sie erfasst und verwendet werden, und Hersteller können in nahezu Echtzeit Anpassungen an betriebstechnischen Systemen vornehmen.
Intelligente Edge-Systeme sind das Rückgrat von Industrie 4.0 und intelligenter Fertigung. Sie ermöglichen es, Daten und Informationen aus mehreren Sensoren, Anwendungen und Prozessen näher an der Quelle zu analysieren, was dazu beiträgt, Ausfallzeiten zu reduzieren, den Betrieb zu optimieren, Prozesse zu automatisieren und neue Lösungen zu beeinflussen. Software-definierte Infrastrukturen ermöglichen nahezu Echtzeitanalysen in der gesamten Lieferkette, um dadurch die Effizienz, Produktivität und Datensichtbarkeit weiter zu verbessern.
Im Zuge der Konvergenz von IT und OT ermöglicht HPC für die Fertigung den Herstellern, Modellierungs- und Simulationsworkloads auf verteilten HPC-Systemen - sowohl in der Cloud als auch vor Ort - einzusetzen, um das Produktdesign zu verbessern, Herausforderungen in der Produktion zu erkennen und die Geschäftsergebnisse zu verbessern.
Zusammengenommen führen diese Paradigmenwechsel dazu, dass die Produktionsabläufe intelligenter, sicherer und effizienter werden.
Als Ihr Partner für Industrie 4.0 kann Intel Ihnen dabei helfen, die Zeit bis zur Wertschöpfung für datengesteuerte, interoperable IIoT-Lösungen (Industrielles Internet der Dinge) zu beschleunigen. Mit unseren innovativen Partnern und unserem Portfolio an flexiblen Lösungen können wir dir helfen, intelligente Industrial Edge- und HPC-Lösungen zu entwickeln und zu integrieren, die deine Kosten senken, deinen Gewinn steigern und dich vor der Konkurrenz positionieren.
Unser Hardware-Portfolio deckt den Bereich an Lösungen ab, den Fabriken benötigen, und unsere Technologie für das IoT umfasst die Bereiche Edge, Netzwerk, Rechenzentrum und Cloud, um agile, intelligente IoT-Infrastrukturen bereitzustellen. Von energiesparenden Rechnern, die künstliche Intelligenz (KI) an neue Orte bringen bis zu Edge-Servern, die Analyseaufgaben wie Nachfrageprognosen übernehmen können, hilft Intel Ihnen bei der Bereitstellung von intelligenten Fabriklösungen, die ein neues Produktivitätsniveau ermöglichen und neue Möglichkeiten bieten, um den Umsatz zu maximieren.
Anwendungsfälle für intelligente Fertigung
Intelligente Fertigung und digitale Produktion nutzen Echtzeitdaten und Konnektivität zwischen Maschinen, um Automation und Analyse zu ermöglichen.
Industrielle Workload-Konvergenz
Verschiedene Fertigungs-Workloads – häufig auf Geräten ausgeführt, die über die ganze Fabrik verteilt sind – können virtualisiert und auf einen einzigen industriellen PC (IPC) konsolidiert werden. Diese Konvergenz ermöglicht Vorteile wie eine optimierte Daten- und Anlagenverwaltung, eine höhere Produktivität und Analysen in nahezu Echtzeit.
Modellierung, Simulation und computergestützte Technik
Durch die Verwendung von HPC-Systemen zur parallelen Ausführung komplexer Workloads auf Hunderten oder Tausenden von Knoten beschleunigen die Hersteller die Produktentwicklung, die Verfeinerung von Prozessen und technische Durchbrüche dramatisch. Schau dir an, was du mit skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren für HPC erreichen kannst.
Maschinelles Sehen
Von der Asset-Verfolgung bis hin zu Robotik, hängt viel davon, was IoT in der Fertigung für Sie tun kann, davon ab, es Maschinen zu ermöglichen, in Echtzeit zu sehen und Entscheidungen zu treffen. Intel verfügt über eine Vielzahl von einsatzbereiten Lösungen und Entwicklungstools, die Ihren Weg zur industriellen Computer-Vision beschleunigen.
Vorausschauende Instandhaltung
Durch Erfassung und Analyse von Maschinendaten in Echtzeit können Hersteller potenzielle Probleme diagnostizieren, bevor sie zu kostspieligen Fehlfunktionen und Ausfällen führen.
Nachhaltige Produktion
Datenintensive Prozesse bei der Fertigung von Produkten und der Bereitstellung von Diensten können Möglichkeiten zeigen, um die Umweltverschmutzung zu reduzieren, Ressourcen einzusparen und die benötigte Energie zu reduzieren.
Industrielle Robotik
Automatisierung und maschinelles Sehen durch IoT in der Fertigung machen eine separate Fertigung und Prozessfertigung effizienter und anpassungsfähiger. Roboter erhöhen nicht nur die Produktqualität, sondern können auch spontan angepasst werden, um auf Veränderungen der Nachfrage zu reagieren.
5G und das Industrielle Internet der Dinge – Konnektivität
Der kontinuierliche schnelle Datenaustausch zwischen Maschinen und Unternehmenssystemen ist ein Kernstück von Industrie 4.0. Eine typische intelligente Fabrik erfordert eine Vielzahl von Konnektivitätslösungen, aber 5G revolutioniert die Geschwindigkeit und Verfügbarkeit von Konnektivität.
Unterstützung von Industrie 4.0
Die intelligente Edge
Die Konsolidierung von IT/OT-Systemen zu einem einheitlichen intelligenten Edge schafft ein reaktionsfähiges, vernetztes System, das Datensilos beseitigt und Zugang zu tieferen Einblicken sowie mehr Flexibilität und Kontrolle bietet.
Angesichts von mehr Informationen am Edge – unterstützt durch Edge-Computing, künstliche Intelligenz (KI) und andere Technologien wie Echtzeit-Computing, Virtualisierung, Funktionssicherheit usw. – können Hersteller mehr Daten von Edge-Geräten erfassen, verarbeiten und speichern. Diese Daten können näher an dem Ort analysiert werden, an dem sie gesammelt und verwendet werden, und die Hersteller können in nahezu Echtzeit Anpassungen an den betrieblichen Systemen vornehmen, um Ausfallzeiten zu reduzieren, den Betrieb zu optimieren, Prozesse zu automatisieren und neue Lösungen zu entwickeln. Softwaredefinierte Fertigung ermöglicht nahezu Echtzeitanalysen in der gesamten Lieferkette, sodass sich Effizienz, Produktivität und Datensichtbarkeit weiter verbessern lassen.
Künstliche Intelligenz in der Fertigung
IoT-Geräte und vernetzte Fabriken erzeugen riesige Datenmengen. KI und High-Performance Computing (HPC) ermöglichen eine schnelle und effektive Verarbeitung und Analyse, was zu mehr Effizienz und Produktivität führt. Zum Beispiel können vernetzte Werksdaten nahezu in Echtzeit Einblicke in die Produktion liefern und so die Entscheidungsfindung im Unternehmen verbessern. Im Struktur- und Produktdesign können KI-Ansätze Ingenieuren dabei helfen, das Problem zu definieren und die zur Lösung benötigten Ressourcen abzuschätzen. Physikalische KI ermöglicht es Ingenieuren, einen Lösungsentwurf aus einer Wissensbasis von Lösungen zu entwerfen.
Da der Fertigungsmarkt eine Vielzahl von Operationen umfasst, müssen Lösungen, die für KI-Workloads in diesem Sektor entwickelt wurden, unterschiedlichen Anforderungen an Leistung, Energieverbrauch, Größe, Format und Kosten gerecht werden.
Echtzeit-Computing
Bei der industriellen Automatisierung müssen bestimmte Echtzeitaufgaben innerhalb strikter Fristen abgeschlossen werden, um kritische Systemausfälle zu verhindern. Das setzt voraus, dass Systeme, die diese Aufgaben ausführen, innerhalb vorhersehbarer und spezifischer Zeitgrenzen arbeiten, um sicherzustellen, dass sie Operationen rasch ausführen und schnell auf Ereignisse reagieren können. Die laufende industrielle Transformation beinhaltet die Unterstützung von Echtzeitaufgaben neben Best-Effort-Workloads auf demselben System, indem für zeitkritische Anwendungen Workload- oder Aufgabenpriorisierung implementiert wird.
Neben dem Echtzeitbetrieb muss der Netzwerkverkehr in der Fertigungsumgebung bestimmte Latenzanforderungen erfüllen. Unterstützung für Branchenstandards wie die IEEE 802 TSN-Spezifikation zur Unterstützung von zeitkritischen Anwendungen sorgt für eine ultrazuverlässige und latenzarme Kommunikation und bietet ein offenes Technologieumfeld für die Interoperabilität von Geräten.
Intel® Time Coordinated Computing (TCC) bietet Plattformoptimierungen zur besseren Unterstützung von Echtzeit-Workloads, die neben Best-Effort-Workloads ausgeführt werden. Intel TCC besteht aus Halbleiterchip- und Software-Optimierungen, die Unterstützung für IEEE TSN umfassen, sodass Latenzzeiten reduziert und die Taktsynchronisation verbessert werden, um Echtzeit-Workloads besser zu unterstützen.
Virtualisierung
Virtualisierungstechnologie ist ein wichtiger Faktor für die Konsolidierung von Workloads, was die Einrichtung von eigenständigen, isolierten Umgebungen mit jeweils eigenem Betriebssystem auf einer zentralen, robusten Plattform beinhaltet. Bei diesem Ansatz werden verschiedene speziell entwickelte Hardwaregeräte durch eine kleinere Zahl von Allzweck-Computing-Plattformen ersetzt, wodurch die gesamte Hardware-Infrastruktur verkleinert wird. Unternehmen können ihren Betrieb optimieren und Kosten reduzieren, indem sie die Auslastung vorhandener Ressourcen maximieren. In den Bereichen Fertigung und industrielle Automatisierung müssen Virtualisierungslösungen die Konsolidierung von Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Workloads unterstützen.
Funktionssicherheit
Da Mensch-Maschine-Interaktionen bei der Fertigung immer wichtiger werden, hat auch die Bedeutung der Funktionssicherheit zugenommen. Funktionssicherheit erfordert die Implementierung automatisierter Schutzsysteme, die Fehlfunktionen in Maschinensystemen wie Robotern erkennen und beseitigen können, um die Sicherheit von Menschen zu gewährleisten. Die Einhaltung internationaler Standards wie IEC 61508 (für industrielle Anwendungen) und ISO 13849 (für Robotercontroller) beschleunigt die Entwicklung sicherheitskritischer Anwendungen.
Was ist Industrie 4.0 und wie wird sie durch die intelligente Edge gefördert?
Die vierte industrielle Revolution – oder Industrie 4.0 – bringt die digitale und physische Welt durch Daten zusammen. Durch die Verbesserung der Datenerfassung und -analyse an der Schnittstelle und die Erschließung neuer analytischer Erkenntnisse durch HPC-Anwendungen ebnet Industrie 4.0 den Pfad für neue Fortschritte im Fertigungssektor.
So bedeutet zum Beispiel die autonome intelligente Fertigung (wie die vorausschauende Wartung zur Verringerung von Ausfallzeiten und die intelligente Nachverfolgung von Anlagen für eine effizientere Lieferkette) zusammen mit leistungsfähigeren, detaillierteren und genaueren Analysen für Anwendungen (wie Computational Fluid Dynamics), dass die Industrie 4.0 bereit ist, neue Möglichkeiten und Geschäftsvorteile für Hersteller zu erschließen.
Mit mehr Rechenleistung am Netzwerkrand können Unternehmen die unvernetzten Workloads verbinden, konvergieren und virtualisieren und das Fundament dafür legen, das neueste IoT in die Anwendungsfälle in der Fertigung zu integrieren.
Um mehr Maschinen und Geräten Intelligenz zu bringen, wird Industrie 4.0 durch offene Architekturen, standardbasierte Lösungen sowie Edge-, Netzwerk- und Cloud-Technik und andere Fortschritte unterstützt. Diese Technologien ermöglichen es Unternehmen, die Vorteile von IT zur Betriebstechnik zu bringen.
Jetzt ist es einfacher als je zuvor, flexible, benutzerdefinierte Software-definierte Infrastrukturen zu erstellen, die leicht aktualisierbar sind, um die Maschinensteuerung in der separaten Fertigung und Prozessfertigung zu verwalten und zu optimieren. Mit der Entwicklung von 5G und geringeren Barrieren zur Implementierung von KI können Fabriken aller Größen und aller Stufen der Digitalisierung das nutzen, was Industrie 4.0 bieten kann.
Smart Manufacturing Erfolgsgeschichten
Industrie 4.0 entwickelt sich durch Intel® Technik. Unsere Partner finden neue Wege, um Geschäftsergebnisse mit IoT-, Analyse- und Modellierungstechnologien zu verbessern.
BMW macht es einfacher, KI in die Fabrik zu bringen
BMW arbeitete mit Intel und Robotron zusammen, um Hindernisse für die Implementierung von KI in der Fabrik zu überwinden. BMW hat ein System mit Intel Technik eingeführt, das es Mitarbeitern ermöglicht, KI-Anwendungen ohne Programmierung zu erstellen und gleichzeitig zu helfen, strenge Arbeitsanforderungen zu erfüllen.
Royal Enfield treibt Betrieb und Produktentwicklung voran
Durch die Verwendung von HPC-Systemen mit skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren erzielte dieser langjährige Motorradhersteller 15-mal schnellere Laufzeiten für CAE-Simulationen und eine effizientere Produktentwicklung.
Industrie 4.0 und intelligente Fertigungskomponenten
Intel hilft Herstellern bei der Anpassung und Innovation, indem sie datengesteuerte Verfahren und Prozesse einführen.
Industrielle PCs
Führen Sie industrielle Workloads wie Maschinensteuerungen und HMI von einer Vielzahl von Geräten auf einem einzigen leistungsstarken Gerät zusammen - mit den robusten IPCs mit Intel-Technologie. Unsere Partner verfügen über einen Bereich von Intel-basierten IPCs, die die fortschrittlichsten industriellen Workloads unterstützen und mit Erweiterungen für Echtzeitfunktionen ausgestattet sind.
Intel® Vision-Produkte
Ermöglichen Sie die neuesten Anwendungsfälle für intelligente Fabriken – wie die automatische Produktqualität-Inspektion – mit skalierbaren Computer-Vision-Lösungen aus dem Intel® Portfolio von Vision-Produkten. Wir bieten eine robuste Auswahl an Allzweck-Rechnern und speziell konstruierten Beschleunigern für das maschinelle Sehen.
Intel® Beschleuniger
Optimieren Sie Ihre industriellen Systeme und erfüllen Sie die einzigartigen und anspruchsvollen Anforderungen von Industrie 4.0 Anwendungsfällen mit dem Intel® Portfolio von Beschleunigern, die flexible Leistung und Workload-spezifische Hardware-Beschleunigung bieten.
Intel® Prozessoren für das Industrielle Internet der Dinge
Nutzen Sie Ihre Daten besser durch die Bereitstellung von Intelligenz am Netzwerkrand. Intel bietet ein breites Portfolio an skalierbaren Rechenlösungen für intelligente Fabrik- und digitale Fertigungstechnologien wie Robotik, Prozessautomatisierung und Edge-Analysen.
Skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren für HPC-Einsätze in der Fertigung
Finden Sie heraus, was diese Compute-Lösungen ideal für die Versorgung Ihrer verteilten Modellierungs-, Simulations- und CAE-Workloads macht.
Software Tools in der Fertigung
Intel® Edge Insights for Industrial
Beschleunigen Sie die Entwicklung und Implementierung von KI-Lösungen wie maschinelles Sehen am industriellen Netzwerkrand mit Intel® Edge Insights for Industrial. Diese Referenzsoftware-Plattform bietet ein geprüftes Software-Referenzdesign für maschinelles Sehen und die Aufnahme von Zeitreihendaten.
Intel® Edge Controls for Industrial
Erstellen Sie intelligente Fabriklösungen, indem Sie industrielle Steuerungssysteme transformieren. Diese Software-Referenzplattform verfügt über kompatible Hardware, die Echtzeit-Computing, Konnektivität und IT-ähnliche Virtualisierung und Verwaltung integriert.
Intel® oneAPI HPC Toolkit
Optimieren Sie die Entwicklung mit einer kostenlosen Ressource, die Sie bei der Erstellung, Analyse, Optimierung und Skalierung von HPC-Anwendungen unterstützt. In diesem Toolkit finden Sie die neuesten Techniken zur Vektorisierung, zum Multithreading, zur Multinode-Parallelisierung und zur Speicheroptimierung, so dass Sie leichter Fertigungssoftware erstellen können, die für HPC geeignet ist.
Intel® oneAPI AI Analytics Toolkit
Optimieren Sie KI- und Analysesoftware für HPC mit unserem Intel® oneAPI KI Analytics Toolkit. Diese Ressource bietet Datenwissenschaftlern, KI-Entwicklern und Forschern vertraute Python-Tools und KI-Frameworks, um End-to-End-Pipelines für Data Science und Analysen auf Intel® Architekturen zu beschleunigen.
Intel® oneAPI Base Toolkit
Schalten Sie die branchenübergreifende, offene, standardbasierte Programmierung frei. Das Intel® oneAPI Base Toolkit verfügt über Intel-optimierte Tools und Bibliotheken, die Entwicklern helfen, die Leistung zu beschleunigen und Anwendungen über verschiedene Architekturen und Verarbeitungsmodelle hinweg einzusetzen.
Intel® Distribution des OpenVINO™ Toolkits
Optimieren Sie Modelle für industrielle Anwendungen wie maschinelles Sehen. Mit diesem umfassenden Toolkit können Sie hochleistungsfähige Inferenzen erstellen, optimieren und ausführen, die einmal geschrieben und überall eingesetzt werden können.
Für die Industrie entwickelt und sofort einsatzbereit
Der Intel® Partner Marketplace umfasst eine Vielzahl von Produkten und Dienstleistern, die Lösungen für die intelligente Fertigung, CAE, Modellierung/Simulation und andere Industrie 4.0-Anwendungen entwickeln. Diese Lösungen sind weit verbreitet und vollständig kompatibel mit der Intel® Architektur, auf die sich die meisten Unternehmen verlassen, und können Ihnen helfen, schneller von der ersten Idee zum langfristigen Wert zu gelangen.
FAQs
Häufig gestellte Fragen
Industrie 4.0 bringt digitale und physische Technologien zusammen, um einen reaktionsschnellen und vernetzten Betrieb zu ermöglichen. Durch die Zusammenführung von Betriebs- und IT-Systemen auf gemeinsam genutzten, hochindustriellen, optimierten Rechenplattformen können Unternehmen Daten über die gesamte Lieferkette hinweg analysieren und betriebliche Systeme nahezu in Echtzeit anpassen, um Kosten zu senken, Abfall zu reduzieren, Probleme vorherzusehen und innovative Angebote zu entwickeln.
Intelligente Fertigung integriert Daten und Informationen aus mehreren Anwendungen, Prozessen und Produkten, die dann neue Lösungen entwickeln können. Sie ermöglicht vorausschauende und adaptive Fertigungs- und Lieferkettenprozesse mit denen Unternehmen die Anforderungen an angepasste Produkte effizienter erfüllen und durch Nachfrageprognosen schneller auf Schwankungen in Märkten reagieren können.
Die Prozessfertigung umfasst die Kombination von Komponenten und Rohstoffen unter Verwendung eines Rezepts oder einer Formel. Dieser Ansatz wird häufig in Branchen eingesetzt, die Produkte in größeren Mengen produzieren, wie Lebensmittel und Getränke, Ölraffinierung, Pharmazeutika und Kunststoffe. Die separaten Fertigung ist auf die Endmontage von marktfähigen Einheiten wie Autos und Geräten ausgerichtet.
Durch intelligente Fabriktechnologien wie die vorausschauende Wartung können sowohl die Prozessfertigung als auch die diskrete Fertigung durch geringere Ausfallzeiten und verbesserte Produktion effizienter werden.
Nachhaltige Fertigung ist ein ganzheitlicher Ansatz für die Produktion, der die Anwendung von Industrie 4.0 und digitalen Fertigungstechnologien umfasst, um die Umweltverschmutzung zu minimieren, Energie und natürliche Ressourcen zu schonen, die Sicherheit der Arbeitnehmer zu schützen und alle an der Produktion Beteiligten gerecht zu entlohnen. Sie erfordert die Erfassung und Analyse von Daten im gesamten Lieferketten- und Fertigungsprozess sowie eine Energie- und Abfallverwaltung.
Der intelligente Netzwerkrand ist die Fusion von intelligenter und skalierbarer Rechenleistung und KI für industrielle betriebliche Workloads. Es ermöglicht Lösungen wie digitale Zwillinge in der Fabrik und Manufacturing Execution Systems (MES). Diese Fusion wird durch die Workload-Konvergenz und die Optimierung von Software-Infrastrukturen für Edge-Computing-Plattformen ermöglicht.
Intelligente Edge-Plattformen bieten eine Vielzahl von Vorteilen, einschließlich Kostenreduzierung, verbesserte Sicherheit, erhöhte Produktivität und verbesserte Echtzeitleistung. Der intelligente Netzwerkrand ermöglicht es Herstellern, mehrere Workloads auf Standardgeräten auszuführen, was es überflüssig macht, große Datenmengen von On-Premises-Systemen in die Cloud zu verschieben. Das ermöglicht auch ein umfassendes Qualitätsmanagement durch Produktdefekterkennung nahezu in Echtzeit, Prozess- und Lieferkettenoptimierung und eine gesteigerte Asset-Nutzung. Ganz neue Geschäftsmodelle können auch einfach durch das Hinzufügen neuer Workloads aktiviert werden.
Hersteller verwenden verteilte HPC-Systeme, um hochkomplexe Workloads wie Crash-Simulationen oder fluiddynamische Modellierung auszuführen. Da HPC-Systeme immens leistungsfähig sind, können sie die erforderlichen Berechnungen schnell und innerhalb akzeptabler Zeitparameter durchführen. Durch die Verwendung einer High Performance Computing-Architektur für diese Art von HPC-Analytik, HPC-KI und HPC-Simulationen können Hersteller ihre Ergebnisse optimieren, Designs und Systeme anpassen und die Effizienz steigern.
HPC-Systeme bieten die Rechenleistung, die für fortgeschrittene CAE-Workloads und -Aufgaben erforderlich ist. Ihre Sachverständigen und Ingenieure können die Leistung und Flexibilität von HPC-Systemen nutzen, um den Bereich und die Tiefe ihrer Arbeit zu erweitern, genauere Analysen durchzuführen und die Zeit bis zur Wertschöpfung für ihre Projekte zu verkürzen.