工業(yè)4.0帶來(lái)的思考論文
摘 要：本文分析了工業(yè)4.0的概念和基本內涵，剖析了工業(yè)4.0的發(fā)展現狀，并提出工業(yè)4.0的本質(zhì)是基于“信息物理系統”實(shí)現“智能工廠(chǎng)”， 核心是動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式，首要目標是工廠(chǎng)標準化。
關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；內涵；現狀；本質(zhì)
一、工業(yè)4.0的概念
工業(yè)4.0是德國政府提出的一個(gè)高科技戰略計劃。該項目由德國聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預計達2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠(chǎng)，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶(hù)及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎是網(wǎng)絡(luò )實(shí)體系統及物聯(lián)網(wǎng)。德國所謂的工業(yè)四代（Industry4.0）是指利用物聯(lián)信息系統（Cyber―PhysicalSystem簡(jiǎn)稱(chēng)CPS）將生產(chǎn)中的供應，制造，銷(xiāo)售信息數據化、智慧化，最后達到快速，有效，個(gè)人化的產(chǎn)品供應。
二、工業(yè)4.0的內涵
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統的行業(yè)界限將消失，并會(huì )產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。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。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )空間虛擬系統―信息物理系統（Cyber-Physical System）相結合的手段，將制造業(yè)向智能化轉型�！肮I(yè)4.0”項目主要分為三大主題：一是“智能工廠(chǎng)”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò )化分布式生產(chǎn)設施的實(shí)現；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、人機互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，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，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng )造者和供應者；三是“智能物流”，主要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。
三、工業(yè)4.0的發(fā)展現狀
工業(yè)自動(dòng)化是德國得以啟動(dòng)工業(yè)4.0的重要前提之一，主要是在機械制造和電氣工程領(lǐng)域。目前在德國和國際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統”，正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內部，是一種特定應用設計的專(zhuān)用計算機系統。數據顯示，這種“嵌入式系統”每年獲得的市場(chǎng)效益高達200億歐元，而這個(gè)數字到2020年將提升至400億歐元。有專(zhuān)家預計，不斷推廣的工業(yè)4.0將為德國的西門(mén)子、ABB、通快（Trumpf）等機械和電氣設備生產(chǎn)商，以及菲尼克斯電氣（Phoenix Contact）、浩亭（Harting）以及魏德米勒（Weidmuller）等中小企業(yè)帶來(lái)大量訂單。德國聯(lián)邦貿易與投資署專(zhuān)家Jerome Hull在接受時(shí)代周報記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示，工業(yè)4.0是運用智能去創(chuàng )建更靈活的生產(chǎn)程序、支持制造業(yè)的革新以及更好地服務(wù)消費者，它代表著(zhù)集中生產(chǎn)模式的轉變。Jerome Hull介紹：所謂的系統應用、智能生產(chǎn)工藝和工業(yè)制造，并不是簡(jiǎn)單的一種生產(chǎn)過(guò)程，而是產(chǎn)品和機器的溝通交流，產(chǎn)品來(lái)告訴機器該怎么做。生產(chǎn)智能化在未來(lái)是可行的， 將工廠(chǎng)、產(chǎn)品和智能服務(wù)通聯(lián)起來(lái)，將是全球在新的`制造業(yè)時(shí)代一件非常正常的事情。工業(yè)4.0是涉及諸多不同企業(yè)、部門(mén)和領(lǐng)域，以不同速度發(fā)展的漸進(jìn)性過(guò)程，跨行業(yè)、跨部門(mén)的協(xié)作成為必然。同樣是在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，由德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會(huì )（VDMA）、德國電氣和電子工業(yè)聯(lián)合會(huì )（ZVEI）以及德國信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(huì )（BITKOM）三個(gè)專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì )共同建立的工業(yè)4.0平臺正式成立
四、工業(yè)4.0的本質(zhì)分析
1.本質(zhì)是基于“信息物理系統”實(shí)現“智能工廠(chǎng)“
2.核心是動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式
工業(yè)4.0報告中描述的動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式主要是指從事作業(yè)的機器人（工作站）能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)所有有關(guān)信息，并根據信息內容，自主切換生產(chǎn)方式以及更換生產(chǎn)材料，從而調整成為最匹配模式的生產(chǎn)作業(yè)。動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式能夠實(shí)現為每個(gè)客戶(hù)、每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行不同的設計、零部件構成、產(chǎn)品訂單、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)制造、物流配送，杜絕整個(gè)鏈條中的浪費環(huán)節。與傳統生產(chǎn)方式不同，動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式在生產(chǎn)之前或者生產(chǎn)過(guò)程中，都能夠隨時(shí)變更最初的設計方案。
3.首要目標是工廠(chǎng)標準化
德國工業(yè)影響力的一個(gè)側面就是“標準化”。PLC編程語(yǔ)言的國際標準IEC61131-3（PLCopen）主要是來(lái)自德國企業(yè)；通信領(lǐng)域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生于德國。工業(yè)4.0工作組認為，推行工業(yè)4.0需要在8個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域采取行動(dòng)。其中第一個(gè)領(lǐng)域就是“標準化和參考架構”。標準化工作主要圍繞智能工廠(chǎng)生態(tài)鏈上各個(gè)環(huán)節制定合作機制，確定哪些信息可被用來(lái)交換。為此，工業(yè)4.0將制定一攬子共同標準，使合作機制成為可能，并通過(guò)一系列標準（如成本、可用性和資源消耗）對生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化。以往，我們聽(tīng)到的大多是“產(chǎn)品的標準化”，而德國工業(yè)4.0將推廣“工廠(chǎng)的標準化”，借助智能工廠(chǎng)的標準化將制造業(yè)生產(chǎn)模式推廣到國際市場(chǎng)，以標準化提高技術(shù)創(chuàng )新和模式創(chuàng )新的市場(chǎng)化效率，繼續保持德國工業(yè)的世界領(lǐng)先地位。
總的來(lái)看，工業(yè)4.0戰略的核心就是通過(guò)CPS網(wǎng)絡(luò )實(shí)現人、設備與產(chǎn)品的實(shí)時(shí)連通、相互識別和有效交流，從而構建一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數字化的智能制造模式。在這種模式下，生產(chǎn)由集中向分散轉變，規模效應不再是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素；產(chǎn)品由趨同向個(gè)性轉變，未來(lái)產(chǎn)品都將完全按照個(gè)人意愿進(jìn)行生產(chǎn)，極端情況下將成為自動(dòng)化、個(gè)性化的單件制造；用戶(hù)由部分參與向全程參與轉變，用戶(hù)不僅出現在生產(chǎn)流程的兩端，而且廣泛、實(shí)時(shí)參與生產(chǎn)和價(jià)值創(chuàng )造的全過(guò)程。
【工業(yè)4.0帶來(lái)的思考論文】相關(guān)文章：
PC也要工業(yè)4.0論文05-23
探討工業(yè)4.0概念下的工業(yè)設計變化的論文04-21
工業(yè)4.0對我國產(chǎn)業(yè)升級的作用分析論文04-09
淺析MES在工業(yè)4.0中的作用和發(fā)展論文02-12
爭吵帶來(lái)的思考07-14
工業(yè)設計與環(huán)境之間融合思考的論文04-19
落葉給我帶來(lái)的思考作文10-13