【編者按】前三次工業(yè)革命的到來(lái)造就了機(jī)械隆檀、電氣和信息技術(shù).如今,物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)正宣告著第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來(lái).在未來(lái),廠商們將以"信息物理系統(tǒng)"為框架建立包含其設(shè)備讶瘩、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和工業(yè)產(chǎn)品的全球性網(wǎng)絡(luò)少烙。

前三次工業(yè)革命的到來(lái)造就了機(jī)械蕴黎、電氣和信息技術(shù)。如今很防，物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)正宣告著第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來(lái)阱剂。在未來(lái)，廠商們將以“信息物理系統(tǒng)”為框架建立包含其設(shè)備志凿、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和工業(yè)產(chǎn)品的全球性網(wǎng)絡(luò)乘害。在制造業(yè)領(lǐng)域，CPS包含能夠獨(dú)立交換信息的小型智能機(jī)械疏形、存儲(chǔ)系統(tǒng)和高效的產(chǎn)品設(shè)備汹即，他們能夠獨(dú)立地完成運(yùn)作和互相控制。

隨著CPS的設(shè)備基礎(chǔ)改進(jìn)到涉及制造衩凤、工程唤邻、材料使用和供應(yīng)鏈以及生命周期管理的工業(yè)工序，智慧工廠似乎已經(jīng)開(kāi)始使用一種全新的途徑來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品了掸绞。智能產(chǎn)品的特征十分明顯泵三，它們總是被投以關(guān)注的目光，我們都知曉它的發(fā)展歷程衔掸，也了解它的當(dāng)前狀況烫幕，同時(shí)我們也了解它實(shí)現(xiàn)的方式。當(dāng)指令經(jīng)過(guò)CPS系統(tǒng)時(shí)，縱向需要經(jīng)過(guò)工廠和公司的商業(yè)流程较曼，橫向則連接了可以實(shí)時(shí)管理的衍生價(jià)值體系磷斧，這兩方面共同構(gòu)建了嵌入式制造的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。此外捷犹，每一條指令都需要流經(jīng)過(guò)程鏈條中的每一個(gè)環(huán)節(jié)弛饭。

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表伏恐、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)孩哑，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制翠桦、優(yōu)化横蜒、調(diào)度、管理和決策争萎，達(dá)到增加產(chǎn)量候铸、提高質(zhì)量、降低消耗谍售、確保安全等目的的綜合性技術(shù)眨额，主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分学掉。工控自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一笋再，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問(wèn)題。雖然自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益姐阎，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程有明顯的提升作用缤贯。

未來(lái)，“工業(yè)4.0”將首先從兩個(gè)方向展開(kāi)浦匾，一是“智能工廠”瑰柄，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);二是“智能生產(chǎn)”涝填，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理蚣碰、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。

工業(yè)4.0將為制造業(yè)帶來(lái)巨大的變化

工業(yè)4.0擁有巨大的潛力誓沸。智慧工廠讓用戶的個(gè)性定制化需求得以滿足梅桩，這就意味著，即使是一次性的產(chǎn)品也可以通過(guò)頗具收益的方式制造出來(lái)拜隧。在工業(yè)4.0 中摘投，對(duì)供應(yīng)商而言，動(dòng)態(tài)商業(yè)模式和工程流程使生產(chǎn)和交付變得更加靈活虹蓄，而且對(duì)于生產(chǎn)中斷和故障可以靈活反應(yīng)∠簦現(xiàn)在工業(yè)制造在制造流程中已經(jīng)能夠提供端到端的透明化幸撕，以促進(jìn)選擇決策的制定。工業(yè)4.0將會(huì)發(fā)掘出創(chuàng)造價(jià)值的新方法外臂，開(kāi)發(fā)出商業(yè)新模型坐儿。特別需要說(shuō)明是，工業(yè)4.0還將給新興公司和小型投資者的發(fā)展帶來(lái)契機(jī)宋光，下游的服務(wù)也將從中受益貌矿。

未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)、管理罪佳、經(jīng)營(yíng)過(guò)程中逛漫，將通過(guò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，在集成平臺(tái)上锉择，實(shí)現(xiàn)信息的采集土霞、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等沟脓。在“十五”期間每访，國(guó)家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的工作重點(diǎn)有三個(gè)方面：一是以電子信息技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化稠臣、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)康蚯，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè);三是改造提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)爵倚、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平侦纳、工藝和裝備水平。國(guó)家實(shí)施高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要目標(biāo)有兩個(gè)：一是發(fā)展高技術(shù)也您，形成新興產(chǎn)業(yè)勤焕，培育新的增長(zhǎng)點(diǎn);二是利用先進(jìn)技術(shù)改造和優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量赁栈。

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)岗屏，許多沿用多年辆琅，占據(jù)主導(dǎo)地位的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)漱办，正面臨的淘汰，面臨的更新?lián)Q代的命運(yùn)婉烟，而一批以前認(rèn)為是高端的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)娩井，也隨著新時(shí)代的到來(lái)，快速的走入到了實(shí)際的應(yīng)用中去似袁，成為新時(shí)代的寵兒洞辣。

1.以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工控自動(dòng)化將成為主流

2.PLC進(jìn)入第六代——微型化、網(wǎng)絡(luò)化昙衅、PC化和開(kāi)放性

3.DCS系統(tǒng)走向測(cè)控管一體化設(shè)計(jì)

4.控制系統(tǒng)向現(xiàn)場(chǎng)總線(FCS)方向發(fā)展

5.儀器儀表向數(shù)字化扬霜、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化發(fā)展

6.數(shù)控技術(shù)向智能化著瓶、開(kāi)放性联予、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展

7.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向有線和無(wú)線相結(jié)合的方向

8.工業(yè)控制軟件向標(biāo)準(zhǔn)化材原、網(wǎng)絡(luò)化偏团、智能化和開(kāi)放性方向發(fā)展

工業(yè)4.0是工業(yè)生產(chǎn)的一種全新思路，以前人們必須在生產(chǎn)前制定好生產(chǎn)程序猎递，改變一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)十分耗時(shí)費(fèi)力库忽。在新的系統(tǒng)中，產(chǎn)品的組件直接與生產(chǎn)系統(tǒng)溝通乡试，發(fā)出接下來(lái)所需生產(chǎn)過(guò)程的指令拌九。4.0時(shí)代的工業(yè)將改變整個(gè)生產(chǎn)技術(shù)的使用，整個(gè)系統(tǒng)將更加智能沐喘，聯(lián)網(wǎng)更加緊密旧毯，不同組件之間可以相互溝通，工作更快抢却、作出反應(yīng)更加迅速战钾。

以往大工廠為了保證生產(chǎn)，即使在閑置時(shí)大型設(shè)備也要一直保持運(yùn)轉(zhuǎn)在贸，現(xiàn)在通過(guò)信息技術(shù)與硬件軟件的結(jié)合辖嫁，可以實(shí)現(xiàn)讓閑置的設(shè)備休息，并在下一個(gè)任務(wù)來(lái)臨前及時(shí)重新啟動(dòng)绑莺。通過(guò)這一技術(shù)暖眼，可以使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程節(jié)能15%。

現(xiàn)在工廠中員工的任務(wù)大多是操作機(jī)器纺裁，生產(chǎn)過(guò)程都是預(yù)先設(shè)計(jì)好的诫肠。未來(lái)的工人要將自己的經(jīng)驗(yàn)存儲(chǔ)到機(jī)械中，更加智能地與機(jī)器溝通互動(dòng)欺缘。專業(yè)人才也可以在機(jī)器的幫助下在工作中學(xué)習(xí)栋豫。

德國(guó)聯(lián)盟搶先推進(jìn)“工業(yè)4.0”項(xiàng)目

德國(guó)制造工業(yè)是世界上最具競(jìng)爭(zhēng)力的制造工業(yè)之一，在全球制造裝備領(lǐng)域擁有領(lǐng)頭羊的地位谚殊。這在很大程度上源于德國(guó)專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開(kāi)發(fā)丧鸯，以及對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的管理。德國(guó)擁有強(qiáng)大的設(shè)備和車(chē)間制造工業(yè)嫩絮，在世界信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平丛肢，在嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面也有很專業(yè)的技術(shù)，這些因素共同奠定了德國(guó)在制造工程工業(yè)上的領(lǐng)軍地位剿干。

制造業(yè)工程領(lǐng)域的全球化競(jìng)爭(zhēng)變得愈加激烈蜂怎，德國(guó)并不是唯一一個(gè)在制造業(yè)部署物聯(lián)網(wǎng)和行業(yè)服務(wù)的國(guó)家穆刻。而且，并不是只有亞洲的很多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手對(duì)德國(guó)造成了威脅登彪，遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國(guó)也在通過(guò)程序提升“先進(jìn)制造業(yè)”來(lái)采取措施反對(duì)“限制工業(yè)化”徘涤。

為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造到工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)變，德國(guó)需要實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)雙重策略眷赂。不僅應(yīng)該一如既往地把“信息和通訊科技”和“自身的傳統(tǒng)高科技策略”進(jìn)行整合想受，以努力成為智能制造科技的主要供應(yīng)商，尋求穩(wěn)固自身在全球市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位屑墓。同時(shí)谱累，還應(yīng)創(chuàng)造并服務(wù)于CPS科技和產(chǎn)品。

德國(guó)聯(lián)邦政府制定的《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》旨在奠定德國(guó)在重要關(guān)鍵技術(shù)上的國(guó)際頂尖地位奏炸，繼續(xù)加強(qiáng)德國(guó)作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力谒电。其中信息通信技術(shù)顯得尤為重要，它幾乎是所有行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新驅(qū)動(dòng)器芹菱。在《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的計(jì)劃行動(dòng)中冗呀，德國(guó)聯(lián)盟政府為未來(lái)項(xiàng)目“工業(yè)4.0”設(shè)立了雄心勃勃的目標(biāo)：德國(guó)要成為現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)(即網(wǎng)絡(luò)物理融合式生產(chǎn)系統(tǒng))的供應(yīng)國(guó)和主導(dǎo)市場(chǎng)。

“工業(yè)4.0”項(xiàng)目的概念描述了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變桩垫，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式钠锉。

在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失西轩，并會(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式员舵。創(chuàng)造新價(jià)值的過(guò)程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組藕畔。

“工業(yè)4.0”項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助马僻，聯(lián)盟政府投入達(dá)2億歐元。該未來(lái)項(xiàng)目主要分為兩大主題注服，一是“智能工廠”韭邓，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);二是“智能生產(chǎn)”溶弟，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理女淑、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與可很，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者诗力，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者凰浮。

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