Une histoire de l'évolution des définitions de la fabrication intelligente : industrie 4.0, IIoT, méta-univers, IA......

Le terme « fabrication intelligente » est probablement né plus tard que la plupart des gens ne le pensent. Selon les archives, la fabrication intelligente est apparue pour la première fois dans un discours de la National Science Foundation (Fondation nationale des sciences) sur l'infrastructure informatique en 2006.

Fabrication intelligente et Industrie 4.0

Le concept d'« usine intelligente », qui a émergé au même moment, est devenu populaire en Europe, notamment en Allemagne. Les documents existants et les experts estiment généralement que le concept de fabrication/usine intelligente, similaire à celui des États-Unis, s'est développé en Europe presque simultanément et de manière relativement indépendante.

En 2013, l'Allemagne a proposé le concept d'« Industrie 4.0 ». Il s'agissait d'un nouveau mot issu du gouvernement allemand alors qu'une équipe de scientifiques élaborait une stratégie de haute technologie. L'industrie 4.0 a été impulsée par le magazine américain Foreign Affairs, qui a publié un article de Klaus Schwab (La quatrième révolution industrielle), président exécutif du Forum économique mondial (WEF).

En janvier 2016, le thème de la réunion annuelle du WEF a été immédiatement intitulé « Maîtriser la quatrième révolution industrielle ». En octobre de la même année, le WEF a annoncé l'ouverture du Centre de la quatrième révolution industrielle à San Francisco. Wikipédia a donc associé « la quatrième révolution industrielle » à « l'Industrie 4.0 ». La plupart des lecteurs connaissant l'histoire savent que les trois premières révolutions industrielles étaient la révolution de la vapeur, la révolution de l'énergie et la révolution des technologies de l'information. Dans ce contexte, l'Industrie 4.0 semble plus large que le champ de l'automatisation industrielle que nous définissons aujourd'hui.

À cette époque, Schwab s'attendait à ce que le développement de l'ère de l'Industrie 4.0 soit marqué par l'explosion des technologies dans différents domaines, notamment les CPS (systèmes physiques du conducteur, systèmes de physique de l'information), la robotique, l'IA, la nanotechnologie, l'informatique quantique, la biotechnologie, l'IoT, l'IIoT, la technologie sans fil, l'impression 3D, les véhicules entièrement autonomes, etc....

Certains articles d'organismes d'analyse et de données d'entreprise estiment que l'industrie 4.0 ou la quatrième révolution industrielle fait référence à une portée plus large que la fabrication intelligente. Ou bien, la fabrication intelligente fait référence à l'utilisation de la technologie de l'industrie 4.0 dans le domaine de la fabrication. En fait, la première industrie 4.0 fait référence à la tendance à l'automatisation des technologies et des processus de fabrication. L'entrée « fabrication intelligente » de Wikipédia inclut même directement « Industrie 4.0 ».

Cependant, si l’on examine de plus près les premières étapes de planification et la feuille de route de la fabrication intelligente et de l’Industrie 4.0, on constate que les deux entreprises ont des priorités de développement différentes. La première fabrication intelligente était axée sur la fabrication basée sur une connectivité élevée des informations et des données, tandis que l’Industrie 4.0 était principalement axée sur les systèmes CPS.

Avec la généralisation et la généralisation des mots de fabrication intelligente et d'industrie 4.0, lorsque l'on discute de ces deux concepts maintenant, on peut considérer qu'ils peuvent être assimilés au même niveau. ——. En particulier, l'avancement de la technologie fait converger ces deux concepts. Tous les mots à la mode et autres concepts liés à l'industrie et à la fabrication émergent tous autour de la fabrication intelligente et de l'industrie 4.0.

Un attribut clé pérenne : le numérique

Contrairement à ce que pensent la plupart des gens, la grande majorité d’entre eux existaient ou ont été proposés avant l’avènement de la fabrication intelligente et ont existé pendant une période bien plus longue. Par exemple, le concept d’edge computing est apparu pour la première fois dans les années 1990, lorsque le CDN (réseau de distribution de contenu) était presque le prototype de l’edge computing ; le CDN s’est étendu à d’autres applications au début du siècle, donnant naissance au premier service d’edge computing.

Le jumeau numérique (digital twin) et le méta-univers (metaverse) sont apparus pour la première fois dans le roman de science-fiction Avalanche (Snow Crash), et les mots utilisés pour représenter la résurgence ultérieure de l'espace de réalité virtuelle sont difficiles à retracer. Il n'est donc pas difficile de comprendre pourquoi l'IIoT, le big data et les jumeaux numériques ont fait leur apparition alors que la fabrication intelligente et l'industrie 4.0 venaient tout juste de naître. Il est donc difficile de dire que le domaine de la fabrication intelligente a constamment fait la promotion de nouveaux concepts au cours de ces années.

Selon nous, le but ultime de tous ces concepts est l'intelligence et l'automatisation de la production. C'est-à-dire l'usine chimique sans personnel, telle qu'elle est présentée dans les films de science-fiction, même si sa forme finale n'est peut-être pas celle-ci. Dans le processus de réalisation de l'intelligence et de l'automatisation, qui s'effectue à l'aide de la technologie électronique, la première chose à faire est de passer au numérique. Bien entendu, cela concerne également les tendances liées au numérique, comme la mise en réseau.

Dans des technologies spécifiques, l'observation des tendances des termes de recherche Google montre que l'IIoT est relativement moyen au cours des cinq dernières années (Figure 3) —— Nous pouvons le considérer comme une technologie terre-à-terre dans le sens de la fabrication intelligente. En fait, l'IIoT couvre les quatre secteurs de la détection des semi-conducteurs, de la connexion, du contrôle/traitement et de l'alimentation électrique. En plus de l'alimentation, plusieurs autres éléments sont conçus pour faire du numérique dans le domaine de la fabrication.

Ces éléments sont également les principaux acteurs du marché dans le domaine de la fabrication intelligente, tels que Renesas et Anson Beauty, qui tentent de construire le lien complet.

La fabrication intelligente contemporaine du mot le plus en vogue : l'IA, le jumeau numérique

J'essaie d'utiliser le moteur de recherche Google pour la technologie spécifique liée à la fabrication intelligente, pour voir la tendance des termes de recherche, en plus du mot chaud distinct « IA », en près d'un an de recherche bien au-delà des autres mots-clés, avec les coordonnées de référence du mot IIoT, le domaine de la fabrication intelligente est actuellement le mot chaud de recherche le plus important est le jumeau numérique et l'IA de pointe.

Que ce soit une coïncidence ou une fatalité : si vous prêtez une attention particulière à la définition et à la feuille de route de la fabrication intelligente et de l'Industrie 4.0, vous constaterez que l'IA de pointe et le jumeau numérique correspondent exactement à la fabrication intelligente et à l'Industrie 4.0. Comme mentionné ci-dessus, la fabrication intelligente a mis l'accent sur la forte connectivité des informations et des données — l'IA de pointe est l'application complète du calcul et de la connectivité des données ; et l'Industrie 4.0 a parlé de CPS, à savoir la virtualisation du monde réel, tout comme la voie du jumeau numérique.

Mais en fin de compte, l’intelligence artificielle de pointe et le jumeau numérique sont les étapes numériques intermédiaires et avancées du progrès technologique continu. Tout comme les premières étapes de la numérisation, on parle encore de technologie de détection, à savoir comment transformer les informations naturelles et analogiques en informations numériques, à savoir le contrôle et le traitement des informations numériques. Ce n’est que lorsque la numérisation atteindra un stade avancé que nous pourrons parler d’intelligence artificielle basée sur des données massives.

Le jumeau numérique est la prochaine étape avancée de la numérisation, qui nécessite non seulement un degré plus élevé, voire une numérisation complète des données de l'usine et de la fabrication, mais nécessite également la coopération de la technologie de l'IA. On peut voir que le développement des mots clés de la fabrication intelligente repose sur : lorsque le développement numérique atteindra un nouveau sommet, la fabrication intelligente disposera de nouvelles technologies spécifiques et de mots clés.

En tant qu'entreprise de logiciels industriels, cette société a son mot à dire sur la numérisation de la fabrication. En fait, l'apparition de nouveaux produits ou fonctionnalités MathWorks peut également révéler une tendance.

La prochaine étape : IA générative, univers industriel, robot

Lors du sommet SIGGRAPH de l'année dernière, le PDG de Nvidia, John Huang, a déclaré que la numérisation industrielle représentait un gros gâteau pouvant générer un rendement potentiel de 50 4.0 milliards de dollars. Peut-être qu'à l'ère de la fabrication intelligente et même de l'industrie XNUMX, personne n'aurait pensé que Nvidia serait associé à la fabrication industrielle, car Nvidia fabriquait autrefois une carte graphique de jeu.

À cette époque, Huang a fait une démonstration lors de la réunion, où il a envoyé un document PDF —— plan CAO 2D —— de l'usine au modèle génératif d'IA, lui demandant de générer le jumeau numérique 3D de l'usine sur la base du document PDF. Le modèle 3D final n'est pas seulement basé sur le plan du plan, mais ajoute également de la lumière, de la texture et d'autres effets. Idéalement, de tels jumeaux numériques d'usine peuvent même être utilisés pour la formation et la simulation de robots s'ils atteignent une précision de niveau physique.

Bien sûr, il y aura de nombreux défis à relever pour y parvenir et le mettre en production. Cependant, cela ne montre pas seulement le travail de rendu de la carte graphique en usine 3D, mais reflète également le rôle de l'IA générative dans le processus, et même l'assistance du jumeau numérique et de l'IA pour la technologie robotique. À mon avis, après l'expansion de l'échelle du jumeau numérique industriel, il s'agit sans aucun doute du méta-univers numérique industriel.

Il convient de noter que BMW utilise Nvidia Isaac pour la formation de l'IA sur les robots, ce qui équivaut à la formation de ces robots dans un environnement virtuel, ——. Il s'agit également d'une certaine application du méta-univers industriel. Qu'il s'agisse de la navigation et de la livraison d'un chariot élévateur AGV dans l'usine, ou du fonctionnement du bras mécanique sur la ligne de production, de la formation de l'IA du robot dans le monde virtuel au déploiement de l'intelligence du robot, Nvidia a mis l'accent à plusieurs reprises sur ses propres solutions de bout en bout au cours des deux dernières années. Cela est presque déjà considéré par l'industrie comme l'avenir de la fabrication industrielle.

Pour l'avenir de la fabrication intelligente, Hector a également mentionné que « le cœur est un processus de production hautement automatisé, grâce à l'introduction d'une technologie robotique / AGV avancée, peut réaliser le fonctionnement de l'automatisation de la ligne de production ». On peut voir que le jumeau numérique industriel, l'IA et la robotique dans un contexte hautement numérique doivent être l'avenir de la fabrication intelligente.

Enfin, il convient de mentionner que lors de la conférence des développeurs GTC de cette année, Nvidia a dévoilé le projet de robot humanoïde Project GROOT ——, qui est bien sûr principalement le modèle de base des robots humanoïdes. Selon Nvidia, il s'agit d'une IA générative pour « générer la prochaine action du robot ». Dans une interview avec des analystes, Huang a déclaré que si tout peut être numérisé, alors tout peut être tokenisé (tokenisé) ——. En d'autres termes, tout peut être généré.

Si des informations telles que des textes, des images et des vidéos peuvent être générées par numérisation, des données sur les gènes, les ondes cérébrales, les robots et d’autres types de données peuvent également être générées par numérisation. Bien que l’IA ait pénétré le domaine de la fabrication industrielle, l’attaque de l’IA générative est presque inévitable.

Hector Dans le but d'affirmer l'IA générative, Anson fournit des produits d'alimentation et d'alimentation pour le traitement de données à grande échelle et les centres de données haute puissance de l'IA générative et du jumeau numérique industriel, dans le but de « promouvoir le développement de l'IA générative ». Shen Qing a déclaré : « Théoriquement parlant, l'IA générative peut jouer un rôle important dans de multiples aspects de la fabrication intelligente, notamment la R&D et la planification de la conception, le contrôle des processus de production, l'optimisation des opérations et de la gestion, et l'optimisation des produits et services. » Mais « pour l'instant, l'IA générative est encore au stade exploratoire. »

Le développement de la fabrication intelligente par IA est peut-être plus élémentaire que celui du jumeau numérique. Mais l’avènement de l’IA générative, d’une valeur potentielle de 50 XNUMX milliards de dollars pour la numérisation industrielle, deviendra sans aucun doute l’épine dorsale de l’avenir.