工業 4.0 推動智能製造
從智慧邊緣到支援 HPC 的建模和模擬工作負載，技術正在推動整個製造業採用新方法並增強業務成果。
工業 4.0 與智能製造
通過將資訊技術 （IT） 和運營技術 （OT） 系統融合到共用、智慧、工業優化的計算平臺上，製造業和工業業務運營正在轉型。這種整合創造了一個反應靈敏的互聯系統，該系統消除了數據孤島，並提供對更深入見解（由邊緣計算提供支援）以及更高的靈活性和控制力的途徑。
透過邊緣運算、人工智慧與工作負載融合提升邊緣智慧，製造商可以從邊緣裝置擷取、處理及儲存更多數據。可以在更接近收集和使用位置的地方分析這些數據，製造商也可以近乎即時地調整作系統。
智慧邊緣系統是工業 4.0 和智慧製造的支柱。它們能夠在更接近源頭的位置分析來自多個感測器、應用程式和過程的數據和資訊，這有助於減少停機時間、優化作、自動化流程併為新的解決方案提供資訊。軟體定義的基礎架構可在整個供應鏈中實現近乎即時的分析，以進一步提高效率、生產力和數據可見性。
隨著 IT 與 OT 的融合，製造業的 HPC 允許製造商在分散式 HPC 系統上無論是在雲端還是在內部）部署建模和模擬工作負載，以協助增強產品設計、識別生產挑戰並改善業務成果。
總之，這些範式轉變正在使製造運營變得更智慧、更安全、更高效。
作為您的工業 4.0 合作夥伴，Intel 可協助您加速實現數據驅動、可互通的工業物聯網 （IIoT） 解決方案的價值。透過我們的創新者生態系統和靈活的解決方案組合，我們可以説明您開發和整合智慧工業邊緣和 HPC 解決方案，從而降低成本、增加利潤並使您在競爭中領先。
我們的硬體產品群組涵蓋工廠所需的各種解決方案，我們的物聯網技術涵蓋邊緣、網路、數據中心和雲端，可提供敏捷、智慧的物聯網基礎架構。從可將人工智慧 （AI） 帶到新地方的低功耗運算，到能夠執行需求預測等分析任務的邊緣伺服器，Intel 都可以説明您部署智慧工廠解決方案，這些解決方案既能實現生產力達到新的境界，還能揭露最大化收益的新機會。
智慧製造使用案例
智慧製造和數位製造在機器之間採用實時數據和連接來實現自動化和分析。
建模、模擬與計算機輔助工程
製造商利用 HPC 系統在成百上千個節點並行執行複雜的工作負載，可大幅加速產品開發、流程優化和工程突破。瞭解您可以使用適用於 HPC Intel® Xeon® 可擴充處理器實現的目標。
實現工業 4.0
智能邊緣
將 IT/OT 系統整合為統一的智慧邊緣，打造出反應迅速的互聯系統，消除數據孤島，提供更深入的見解以及更高的靈活性和控制力。
透過邊緣運算、人工智慧 （AI） 和其他技術（如即時運算、虛擬化、功能安全等）在邊緣獲得更多智慧。- 製造商可以從邊緣設備捕獲、處理和存儲更多數據。可以在更接近收集和使用位置的地方分析這些數據，製造商可以近乎即時地調整作系統，以減少停機時間、優化運營、自動化流程並提供新的解決方案。軟體定義的製造可在整個供應鏈中實現近乎即時的分析，以進一步提高效率、生產力和數據可見性。
製造業的 AI
IIoT 裝置和互聯工廠會產生大量數據。人工智慧和高效能運算 （HPC） 使得快速有效地處理和分析一切成為可能，從而提高了效率和生產力。舉例來說，互聯工廠數據可以產生近乎即時的生產洞察，有助於加強組織的決策。在結構和產品設計中，AI 方法可以幫助工程師定義問題並估算解決問題所需的資源。基於物理的人工智慧使工程師能夠從解決方案知識庫預測解決方案設計。
由於製造業市場包含廣泛的業務，因此針對該領域人工智慧工作負載設計的解決方案必須適應不同的效能、功率、尺寸、外型規格和成本要求。
即時運算
在工業自動化中，某些即時任務必須在嚴格的期限內完成，以防止關鍵系統故障。這就要求執行這些任務的系統必須在可預測的特定時限內運行，確保它們能夠及時執行作業和回應事件。持續的工業轉型包括通過對時間敏感的應用程式實施工作負載或任務優先順序，在同一系統上支援即時任務和盡力而為的工作負載。
除了即時作外，製造環境中的網路流量也需要滿足延遲要求。支援 IEEE 802 TSN 規範等業界標準以支援時效性應用，實現超可靠和低延遲的通訊，並為裝置互作性提供開放的生態系統。
Intel® Time Coordinated Computing （TCC） 提供平台優化，以更好地支援與盡力而為工作負載同時運行的即時工作負載。Intel TCC由晶片和軟體優化組成，其中包括對IEEE TSN的支援，可減少延遲並改善時鐘同步，從而更好地支持即時工作負載。
虛擬化
虛擬化技術是工作負載整合的關鍵推動因素，工作負載整合涉及在單一強健的平臺上創建獨特的隔離環境，每個環境都有自己的作系統。這種方法以較少的通用運算平臺取代了多台專用硬體機器，從而減少了整體硬體基礎結構。組織可以通過最大化現有資源的利用率來優化其運營並降低成本。在製造業和工業自動化領域，虛擬化解決方案必須同時支持即時和非即時工作負載的整合。
功能安全
隨著人機互動在製造業中日益不可或缺，功能安全的重要性也與日俱增。功能安全需要實施能夠檢測和減輕機器系統（如機器人）故障的自動化保護系統，以確保人類安全。遵守 IEC 61508（適用於工業應用）和 ISO 13849（適用於機器人控制器）等國際標準，可加速安全關鍵應用的開發。
什麼是工業 4.0，智慧邊緣如何推動？
第四次工業革命（或稱工業 4.0）透過數據將數位與實體結合。工業 4.0 提升邊緣數據採集與分析，以及透過 HPC 應用程序釋放全新層次的分析洞察，為製造業的新發展鋪平道路。
例如，自主智能製造功能（例如減少停機時間的預測性維護和智慧資產跟蹤，以實現更高效的供應鏈）以及更強大、更深入和更準確的應用程式分析（例如計算流體動力學），意味著工業 4.0 已準備好為製造商釋放新的可能性和商業優勢。
智能製造成功案例
Intel 技術正在推進® 工業 4.0。我們的合作夥伴正在尋找新的方法，利用物聯網、分析和建模技術來轉變業務成果。
BMW 讓將人工智慧引進工廠變得更加容易
BMW 與 Intel 和 Robotron 合作，克服在工廠實施 AI 的障礙。BMW 推出了搭載 Intel 技術的系統，使工人能夠創建無代碼的人工智慧應用程式，同時還有助於滿足嚴格的勞工要求。
工業 4.0 和智慧製造元件
Intel 正在協助製造商適應並創新，因為他們採用了數據驅動的實踐和流程。
Intel® Vision Products
利用 Intel® 視覺產品群組中可擴充的電腦視覺解決方案，支援最新的智慧工廠使用案例，例如自動化產品質量檢查。我們為機器視覺提供強大的通用運算和專用加速器選擇。
Intel® 加速器
利用 Intel® 加速器產品群組提供靈活的效能與工作負載專屬的硬體加速，優化您的工業系統，滿足工業 4.0 使用案例獨特而具有挑戰性的需求。
適用於工業物聯網的 Intel® 處理器
將智慧引入邊緣，以數據成就更多。Intel 為智慧工廠和數位製造技術（如機器人技術、流程自動化和邊緣分析）提供了廣泛的可擴充運算解決方案組合。
製造業的軟體工具
Intel® Edge Insights for Industrial
利用 Intel® Edge Insights for Industrial 加速 AI 解決方案的開發與實作，例如工業邊緣的機器視覺。此參考軟體平台為機器視覺和時間序列數據攝取提供預先驗證的軟體參考設計。
Intel® Edge Controls for Industrial
透過改造工業控制系統，打造智慧工廠解決方案。此軟體參考平臺具有相容的硬體，集成了實時計算、連接和類似IT的虛擬化和管理。
Intel® oneAPI HPC 工具組
利用免費資源簡化開發工作，説明您建立、分析、優化及擴充 HPC 應用程式。此工具組為您提供了矢量化、多程線程、多節點並行化和記憶體優化方面的最新技術，使您可以更輕鬆地構建適用於 HPC 的製造軟體。
Intel® oneAPI AI 分析工具組
使用我們的 Intel® oneAPI AI Analytics Toolkit 優化適用於 HPC 的 AI 和分析軟體。此資源為數據科學家、AI 開發人員和研究人員提供熟悉的 Python 工具和 AI 框架，以加速 Intel® 架構上的端到端數據科學和分析管道。
Intel® oneAPI 基礎工具組
解鎖跨行業、開放、基於標準的程式設計。該Intel® oneAPI Base Toolkit提供 Intel 優化的工具和連結庫，可幫助開發人員加速效能，並跨架構和處理模型部署應用程式。
Intel® Distribution of OpenVINO™ Toolkit
優化為機器視覺等工業應用訓練的模型。這個全面的工具組允許您以一次寫入、隨處部署的效率構建、優化和運行高性能推斷。
專為工業製造，隨時可運行
該Intel® Partner Marketplace包括各種各樣的產品和服務提供者，為智慧製造、CAE、建模/模擬和其他工業 4.0 應用打造解決方案。這些解決方案經過預先驗證，可與大多數企業所依賴的Intel® 架構完全互通，可以説明您更快地從最初的想法轉變為長期價值。
常見問題集 (FAQ)
常見問題集
工業 4.0 將數位和實體技術結合在一起，以創建回應迅速、相互關聯的運營。在高度工業化的共用運算平臺上整合營運與IT系統，企業可以分析整個供應鏈的數據，並且近乎即時地調整作業系統，以降低成本、減少浪費、預測問題，並創新產品。
智慧製造整合了來自多個應用程式、流程和產品的數據和資訊，可以組合在一起形成新的解決方案。它支持預測性和適應性製造和供應鏈流程，使企業能夠更有效地滿足對定製產品的要求，並通過需求預測更快地響應市場波動。
流程製造涉及使用配方或配方將成分和原材料組合在一起。這種方法經常用於批量生產商品的行業，例如食品和飲料、煉油、製藥和塑膠。離散製造專注於汽車和電器等市場就緒單元的最終組裝。
借助預測性維護等智慧工廠技術，流程製造和離散製造都可以通過減少停機時間和改善生產來提高效率。
可持續製造是一種全面的生產方法，涉及應用工業4.0和數位製造技術，以最大限度地減少污染，節約能源和自然資源，保護工人的安全，並公平地獎勵所有參與生產的人。它需要捕獲和分析整個供應鏈和製造過程以及能源和廢物管理中的數據。
智慧邊緣融合了智慧且可擴充的運算效能與適用於工業作業工作負載的人工智慧。它支援工廠數位孿生和製造執行系統 （MES） 等解決方案。這種融合是通過工作負載聚合和邊緣計算平臺軟體基礎架構優化來實現的。
智慧邊緣平臺帶來許多好處，包括降低成本、提高安全性、提高生產力和改善即時性能。智慧邊緣讓製造商可以在標準設備中執行多個工作負載，無需將大量數據從內部移動到雲端。它還通過近乎實時的產品缺陷檢測、流程和供應鏈優化以及提高資產利用率來實現全面的品質管理。全新的業務模式也可以透過增加新的工作負載來實現。
製造商使用分散式 HPC 系統來執行高度複雜的工作負載，例如碰撞類比或流體動力學建模。由於 HPC 系統功能強大，因此能夠在可接受的時間參數內快速執行所需的計算。製造商針對這類 HPC 分析、HPC AI 和 HPC 模擬需求，採用高效能運算架構，能夠優化結果、調整設計和系統，並提高效率。
HPC 系統提供高級 CAE 工作負載和任務所需的計算能力。您的專家和工程師可以利用 HPC 系統的效能和靈活性來擴大工作的範圍和深度、進行更準確的分析，並加快專案的價值實現時間。
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