自動(dòng)化技術(shù)邁向高端 工業(yè)4.0時(shí)代將加速到來(lái)

前三次工業(yè)革命的到來(lái)造就了機(jī)械、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、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和工業(yè)產(chǎn)品的全球性網(wǎng)絡(luò)。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、存儲(chǔ)系統(tǒng)和高效的產(chǎn)品設(shè)備，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、工程、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。智能產(chǎn)品的特征十分明顯，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，也了解它的當(dāng)前狀況，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，橫向則連接了可以實(shí)時(shí)管理的衍生價(jià)值體系，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，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)。

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。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，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，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程有明顯的提升作用。

未來(lái)，“工業(yè)4.0”將首先從兩個(gè)方向展開(kāi)，一是“智能工廠”，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)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、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。智慧工廠讓用戶的個(gè)性定制化需求得以滿足，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)。在工業(yè)4.0中，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，而且對(duì)于生產(chǎn)中斷和故障可以靈活反應(yīng)。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，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，開(kāi)發(fā)出商業(yè)新模型。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)，下游的服務(wù)也將從中受益。

未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，將通過(guò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，在集成平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)信息的采集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。在“十五”期間，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、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)，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)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、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)，形成新興產(chǎn)業(yè)，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。

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，許多沿用多年，占據(jù)主導(dǎo)地位的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，正面臨的淘汰，面臨的更新?lián)Q代的命運(yùn)，而一批以前認(rèn)為是高端的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，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，成為新時(shí)代的寵兒。

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、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、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、開(kāi)放性、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、網(wǎng)絡(luò)化、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，改變一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)十分耗時(shí)費(fèi)力。在新的系統(tǒng)中，產(chǎn)品的組件直接與生產(chǎn)系統(tǒng)溝通，發(fā)出接下來(lái)所需生產(chǎn)過(guò)程的指令。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，聯(lián)網(wǎng)更加緊密，不同組件之間可以相互溝通，工作更快、作出反應(yīng)更加迅速。

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)，現(xiàn)在通過(guò)信息技術(shù)與硬件軟件的結(jié)合，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)。通過(guò)這一技術(shù)，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，生產(chǎn)過(guò)程都是預(yù)先設(shè)計(jì)好的。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)。專業(yè)人才也可以在機(jī)器的幫助下在工作中學(xué)習(xí)。

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。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)，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)，在世界信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平，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。

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