随着网络技术的大规模介入工业生产,随之而来的工业第四次革命将再次引起工业生产的大变革,从而推动人类生产生活更加美好。
工业4.0的特点
我国欲在第四次工业革命中占得先机,必须准确把握第四次工业革命的基本特点,分析在技术层面和产业发展层面即将面对的挑战,把握带来的机遇,严密策划,才能最大限度地发挥此次革命给工业发展带来的机遇,为实现《中国制造2025》宏伟蓝图铺平道路。
工业4.0的特点可以概括为五点:互联、数据、集成、创新、转型。
互联:工业4.0的核心是连接,要把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。因此工业4.0的首要特点是互联,而当今互联网十分发达,为工业4.0的来临打下了坚实的技术基础。
数据:工业4.0必然带来产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据等等。这些庞大的数据如何发挥重大作用,将会更进一步促进大数据技术的飞速进展。
集成:工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务与服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。这种程度的集成将会使工业与民生,工业与人更紧密结合,对技术和市场的推动作用十分巨大。
创新:工业4.0的实施过程是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不穷,从技术创新到产品创新,到模式创新,再到液态创新,最后到组织创新。中国正在实施大众创业万众创新战略,无疑更有利于工业4.0在中国的全面深入推广。
转型:对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。实际上整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化,这是工业4.0非常重要的特征。由于中国错失第一次、第二次工业革命给工业带来的巨大发展,第三次工业革命时中国处于建国初期,到目前为止,中国的工业仍然参差不齐,大批的工业需要转型升级,只有转型升级才能更好地迎接工业4.0带来的重大发展机遇。
工业4.0的核心与重点
工业4.0核心是生产系统必须和底层的设备融合成一个整体,所有的设备的运行状态都能采集上来,并通过上层信息系统的智能分析,来告诉企业底层的设备应该如何运行,最终实现无人控制。
因此可以概括为两大核心主题:智慧产品和 智慧工厂 。
智慧化是科学技术在发展进程中先进信息技术与工业不断完美结合的一个过程,在这个过程中,不断更新的信息技术起着决定作用。
智慧产品有唯一的特征被识别,在任何时候都能被定位,我们知道它的发展历程,了解它当前状况,以及实现其目标状态的方式。从通过出口物流下订单的那一刻起,纵向与工厂和公司业务流程联网,横向连接则可实时管理衍生价值体系,这二者共同构建了嵌入式制造系统。此外,这些指令都要求启用终端间工程(模式)流经整个价值链。
智慧产品不仅能够实时采集整个生产链必须的各种信息,还需要能够自主做出决策,根据生产需要提供仅需的信息。智慧产品必将给工业产品带来划时代的革命。
智慧工厂是一种高能效的工厂,它必须拥有基于高科技的、适应性强的、符合人体工程学的生产线。
智慧工厂的目标是整合客户和业务合作伙伴,同时也能够制造和组装定制产品,而且未来的智慧工厂将在生产效率和安全性方面具有更大的自主决策能力。
工业4.0更多的是依靠机器进行工作并解释数据,而不是依靠人类的智慧。
当然,人的因素仍然不可忽视,但人更多地是起到控制、编程和维护的作用,而不是在车间进行作业。工业4.0不仅使工厂生产实现自动化,更重要的是在生产过程中,能够自主决策,自主指挥生产,这使得工厂自动化进入到智慧化工厂的层次,给工业生产带来历史性变革。
工业4.0的最大特点是制造业中所有参与者及资源的高度社会技术互动。
互动主要围绕制造资源网络(制造机械、机器人、输送机和仓储系统及生产设施)进行,这些网络独立自主,在不同情况下能自我管理,自我配置,还装备了传感器,分散安装,并融入了相关规划及管理系统。作为这一愿景的关键组成部分,智慧工厂将被纳入公司内部价值网络,它的特点是包括制造过程和制造产品的端对端工程,实现数字和物理世界的无缝衔接。智慧工厂将使复杂的制造流程便于管理,并能同时确保生产过程的吸引力、生产效益以及工厂在市区环境的可持续性发展。
工业4.0的核心必然给产品生产提出了更高的要求,相应的必须在可靠性技术、安全性技术、网络通讯技术、大数据挖掘技术、物流管控技术五位一体展开全方位的研究和提升,赋予产品、生产过程、管理智慧化的内涵。这五大技术的研究成果决定了工业4.0能否顺利推广实现,因而成为工业4.0毋容置疑的重点内容。