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英飞凌之于工业4.0

2015-07-19

  1. 在英飞凌看来,德国为什么要提出工业4.0战略?这一战略的提出有什么样的背景?工业4.0将要达成什么样的战略目标?

  回答: 工业4.0一词最早是在2011年的汉诺威工业博览会提出,此后,德国联邦政府成立了“工业4.0” 研究项目,由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、西门子公司等为代表的德国学术界和产业界的建议和推动下形成。德国联邦政府投入达2亿欧元,包括英飞凌在内的知名企业成为该项目的创始成员。作为传统的制造业强国,德国在人力成本上缺乏竞争力,工业4.0是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,并已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,使德国保持全球市场领导者的地位。

  2. 目前,工业4.0从大的框架,例如标准、认证、全球推行的情况是怎样的?

  回答:工业4.0包括智能制造和智能产品,智能化表现在几个层面:产品在制造和物流过程中所体现的智能化,产品在消费过程中所体现的智能化,制造过程本身所体现的自动化和智能化。德国最初提出工业4.0时是以制造为基础定位,但工业4.0与其它的智能化也紧密联系,例如智能城市、交通、智能电网、智能物流等,并将不断向这些领域扩展。工业4.0以物联网和信息物理系统为基础,这是大的框架,并得益于这两个领域的发展。

  从工厂的垂直集成和工厂间水平集成的角度看,解决信息交换的标准问题是关键,目前已有一些物联网互联标准及垂直架构公布出来,比如用于在不同应用间数据安全互联交换的工业自动化开放式标准OPC UA,但实际为大家普遍应用还需要一些时间。

  3. 英飞凌如何理解工业4.0战略?其核心内涵是什么?它是一个抽象的概念,还是一个已经可以实施的渐近过程?在它的实施过程中可能需要解决哪些方面的问题?英飞凌关注哪些领域的进展?

  回答:对于“工业4.0”,我们可以将其理解为通过互联网将相关要素连接起来,使得不仅生产线和生产设备更加智能化,同时被生产和加工的产品本身也将变得智能,并参与到被生产和制造的流程中来。

  在我们看来,工业4.0既是一个愿景,也是正在实施的渐进过程。但工业4.0涉及多个行业,因此无法定义出清晰的实施计划。这个渐进过程包含了几大要素:更多地实现工厂自动化、各行业间横向和纵向更深入地互相融合、中央控制向分散智能控制的转变、以及大数据的分析。

  要实现智能的生产和制造,海量的设备将互联,这其中面临着两大考验:数据和信息的安全如何保障,以及怎样最大程度提升能效,这也正是英飞凌关注并致力于解决的挑战。

  4. 作为一家芯片公司,英飞凌在工业4.0体系中起到怎样的作用?哪些工业4.0的部分必须是由芯片或者芯片配合其他组件来实现的?

  回答:英飞凌在工业4.0计划中扮演着多重角色,第一,我们是德国工业4.0的理事会成员,参与讨论制定相关规则和标准;第二,我们是工业4.0的践行者,我们的自有工厂是世界上最尖端的晶圆制造自动化工厂;第三,面向工业4.0,我们也能够提供领先的半导体产品和解决方案。

  就半导体产品而言,芯片处于整个工业4.0架构的基础,解决联、感、知的基础问题和执行问题,以英飞凌为代表的芯片企业在工业4.0中起着重要的作用。作为一家芯片厂商,我们有高精度的工业传感器、执行器、微控制器、电子标签和高效的功率器件,同时,我们的安全解决方案是基于硬件的全球领先技术。具体来说,首先,我们高精度的工业传感器是捕捉工业4.0环境下有效数据的关键;收集到有意义的数据后,英飞凌高性能的微控制器产品进行数据的分析和计算,从而发出指令对生产进行智能控制;微控制器再将指令传达给我们的功率半导体,保障高能效地生产;在整个生产流程中,数据的安全,设备的防伪是贯穿始终的关键,基于近30年的安全产品经验和全球领导地位,英飞凌的安全芯片能为智能生产的数据和信息安全提供最高等级的安全保障。

  从“产品到系统”是我们的经营理念。我们时刻关心最终的用户系统和需求,通过在网关、软件上与合作伙伴配合,为用户提供整体的系统解决方案。

  5. 在德国,英飞凌参与了什么有代表性的工业4.0项目实践?为工厂实现了什么价值?请举例说明。

  回答:在德国,首先英飞凌作为创始成员之一,积极与合作伙伴一起推动工业4.0。

  去年10月的德国IT峰会上,我们与德国电信共同推出了一款用于保护网络化生产的安全解决方案。当时,德国总理默克尔到访我们展台,英飞凌首席执行官Reinhard Ploss博士向她演示了工业4.0的智能生产。通过平板电脑进行下单,到智能地生产、运输和最终交货。英飞凌的安全产品对其中的各个环节进行身份认证,包括下单的人和用于下单的平板电脑,以保障整个生产过程的数据和信息安全。

  另外,作为半导体制造厂商,英飞凌本身也在实践工业4.0的理念。半导体生产制造行业被公认为最具代表性也是走在工业自动化最前列的行业。英飞凌是德国最大的半导体企业,我们的自有芯片工厂正在实施工业4.0计划。比如我们在德国德累斯顿的300毫米和200毫米晶圆工厂是世界上最为先进的自动化晶圆厂,先进的流程控制保障了领先的质量和无纸自动化工厂运营,实现了所有零部件全程可追溯以及高效的工厂间物流。其中的200毫米德累斯顿工厂已100%实现自动化,完全依靠机器人操作。同时我们也在奥地利菲拉赫工厂进行工业4.0的改造,增加物料自动识别系统等。英飞凌充分认识到工业4.0所带来的零缺陷、高效率的价值,目前正在把获得的先进经验带给其他国家包括中国无锡的工厂,并把水平价值链的安全集成和单个制造下高效率作为方向。

  6. 从英飞凌的产品及研发这一角度来看,工业4.0战略能给普通消费者带来什么样的体验?能否提供一些案例?

  回答:智能工厂和智能产品是工业4.0的两大要素,英飞凌作为工业4.0的创始成员之一,除了我们之前分享的英飞凌智能工厂之外,在智能产品方面我们也有涉足,而智能产品将为普通消费者带来更多直观感受。

  “智能产品”可以得益多个领域,包括公司的生产物流管理、人机交互,未来工业生产过程等。产品变得更加智能,可以在任何时候被定位、识别和沟通。在智能产品的生产流程中,我们可以在每个产品通过植入电子标签或外部传感的方式,在信息物理系统架构下,产品则能告诉制造流程自己应该被怎样制造,自己知道它已经做到什么步骤、下一步应该做什么,并控制下一步骤应该去哪个工厂。

  “智能产品”也可以为我们每个人的生活带来便利,对于普通消费者而言,用户可以自定义产品,控制产品的生产流程,实现个性化需求。比如消费者想要购买汽车,他在下单的时候就能通过流程设定,要求汽车前门喷漆成白色,后门为黑色;或者在汽车的特定部位安装雷达,以便更好地防止碰撞。在食品或药品生产方面,我们也可以在外包装上安装智能芯片和小型元件,就能使食品自动提醒是否过期,或药品提醒患者吃药时间,或者某些产品不能在空气中暴露太久,产品也会主动提醒盖上盖子。

  另外,英飞凌近期新推出的全球领先的大气压力传感器也是智能产品的绝佳体现,可在很大的温度范围内实现精确而又稳定的性能,特别适用于室内导航和辅助定位应用,如购物广场和停车场的楼层检测,以及户外导航——在这类应用中,它有助于提高导航精度,或者在无法获得GPS信号时,支持“航位推算法”。同时,它能够为计算海拔升高和垂直速度提供准确数据,适用于移动和可穿戴健康和运动设备的活动追踪特性。

  总结来说,智能工厂和智能产品,不仅使生产商实现在任何时间、任何地点的流程监控和操作,同时能快速灵活处理客户的各种定制化设计要求,使最终消费者得益。这也会带来业务模式的变化。

  7. 如何看待工业4.0战略给企业发展带来的机遇?英飞凌在企业发展战略上是否做了一些调整来顺应这一战略?

  回答:在工业4.0中,联接到网络的设备无所不在。一方面,巨大的网络和大量的联网设备必然产生巨大的能耗,另一方面,高度智能化环境下的数据和信息安全是物联网发展的基本底线,物联网环境下敏感数据量越大,风险就越大,比如数据、ID、IP被盗用,数据被伪造或篡改,设备、服务器和网络被恶意操纵。因此,能效和安全是决定工业4.0实施能否成功的关键因素。英飞凌作为能效和安全的半导体解决方案全球领导者,能够帮助智能化生产最大程度地减少能源的消耗,同时,30年来,英飞凌一直致力于为用户提供数据安全解决方案,引领着物联网环境下的创新、可持续的沟通和生活方式,为智能化生产中的信息安全提供最高等级的安全防护。

  8. 有人将“中国制造2025”规划称之为中国版的“德国工业4.0”。英飞凌是否已关注到“中国制造2025”规划?如何看待这一规划?在中国制造业的转型升级中,英飞凌关注哪些领域的合作机会?

  回答:致力于成为中国本地公民的英飞凌,一直都积极关注中国政府的政策和规划。我们了解到,“中国制造2025”将以信息化与工业化深度融合为主线,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、农业机械装备等领域。同时,“坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展”是中国制造2025规划的主要方向,其中智能制造是主攻方向。

  半导体在上述领域起着不可或缺的作用,一则通过功率半导体高效率地生产,二则通过高性能微控制器进行智能地控制,三则通过安全芯片保障智能生产中的数据和信息安全。这些正是英飞凌在中国制造业转型升级中重点关注的合作机会。

  英飞凌作为全球最大的功率半导体供应商,我们的功率器件广泛地应用于工业生产、电机控制、轨道机车、新能源汽车等领域以实现最大程度的能效;我们高性能的伺服微控制器通过快速计算,对机器发出指令,从而智能地生产和运作。英飞凌也是全球领先的安全芯片提供商,我们的安全产品在智能制造中能有效地对发出指令和接受指令的对象进行身份认证,防止信息被滥用或篡改。

  9. 请谈谈英飞凌在中国践行工业4.0的一个故事。

  回答:在中国,我们有销售团队、研发团队和工厂,我们整合团队优势,以我们在制造领域的亲身体验和合作伙伴一起推动中国版工业4.0“中国制造2025”的应用。例如我们的无锡工厂作为英飞凌全球后道的试点,2014年开始实施的后道自动化线路图“ BEAR”项目已经在智能制造和零缺陷制造上初见成效。BEAR旨在对我们的后道工厂进行智能化改造,实现卓越智能制造和自动化。通过大数据制造数据分析和先进流程控制分析不断改进工艺流程,提高了设备的综合利用率、可用性及可维护性;同时,我们减少了非增值活动,大大降低了生产周期,并实现了生产流程全程可追溯,以达到零缺陷的目标。

  我们的团队已经开始把先进的经验带给德国的雷根斯堡,帮助他们实施BEAR,而这些经验对我们客户也将产生积极的影响。

  10. 英飞凌今年在中国重点推广的工业4.0技术排在前三的是什么?

  回答:我们看到了工业4.0将会带来的业务模式的改变,和由此带来的能效和安全问题,因此,如何保障数据安全、提升智能生产的能效是我们的大力推广的技术重点。

  从产品层面,我们的安全芯片、功率器件、工业传感器、伺服微控制器、以及相应的电源管理器件,都是贯穿工业4.0流程不可或缺的环节。

  11. 在中国,英飞凌关注怎样的行业?希望通过工业4.0帮助这些行业带来什么价值?

  回答:致力于成为中国本地公民的英飞凌,一直都积极关注中国政府的政策和规划。

  近期,作为中国版工业4.0的“中国制造2025”预热,工信部发布了《关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知》,提出2015年启动超过30个智能制造试点示范项目。这其中重点推进的机械、汽车、轻工、机器人、家用电器及电子信息等都是我们特别关注的行业。产品智能化中所重点提到的高端芯片和传感器也正是我们自身的业务领域。

  英飞凌作为全球最大的功率半导体供应商,我们的功率器件广泛地应用于工业生产、电机控制、轨道机车、新能源汽车等领域以实现最大程度的能效;我们高性能的伺服微控制器通过快速计算,对机器发出指令,从而智能地生产和运作。英飞凌也是全球领先的安全芯片提供商,我们的安全产品在智能制造中能有效地对发出指令和接受指令的对象进行身份认证,防止信息被滥用或篡改。

  我们希望通过工业4.0帮助提升中国的整体制造水平,通过智能制造使生产的数据透明度、分析度、制造的灵活度,给他们带来切切实实地看得见的价值。例如:提高生产效率和客户满意度,产品个性化、零缺陷并降低成本,最终得益消费者。

  12. 如何更容易地帮助中国企业部署4.0?你们有怎样的路径或者方法论?

  回答:首先我们需要认识到,中国的企业自动化程度不一,同时,目前很多标准尚未统一,不能一概而论。

  但总的说来,我们首先需要树立的是工业4.0的理念,并在此驱动下,逐步实现产品跟踪、自动化和互联,采用国际先进的制造数据采集、分析理念和技术来提到效率和质量,最终和智能产品结合达到4.0。

  13. 英飞凌正在开展哪些前瞻性的工业4.0研发?

  回答:英飞凌作为芯片厂商,一方面是在我们的自有工厂践行工业4.0,例如前文中所提到的BEAR项目;另一方面,我们与合作伙伴一起进行前瞻的研发,例如机器和机器的交谈,使设备和设备之间能够进行信息交换和通讯,及时地发现问题,使机器能够自主管理,并进一步以保证生产的流畅,提高生产效率。


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