1、智能制造和工業(yè)4.0摘要：“工業(yè)4.0”的概念最初出現(xiàn)在德國政府2011年11月發(fā)表的高技術(shù)戰(zhàn)略2020、2011年德國漢諾威工業(yè)博覽會上，工業(yè)4.0再次登場，迅速上升到德國國家戰(zhàn)略。 “工業(yè)4.0”是利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時代，也就是智能時代，企業(yè)的信息化從工廠擴(kuò)展到整個工廠乃至整個供應(yīng)鏈，要求將物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)全面引進(jìn)制造業(yè)，實現(xiàn)智能制造、智能經(jīng)營。關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0智能制造； 工業(yè)革命1、工業(yè)4.0“工業(yè)4.0”是德國率先實施的全球市場運(yùn)動，對世界未來工業(yè)的方向產(chǎn)生了很大的影響。 “工業(yè)4.0”的概念向全世界產(chǎn)業(yè)界展示了新的工業(yè)藍(lán)圖：在智能、網(wǎng)絡(luò)化世界中，信息物理系統(tǒng)(Cyber-Ph

2、ysical System，CPS )滲透到所有重要領(lǐng)域，自動化、生產(chǎn)技術(shù)、汽車、機(jī)械工程、能源、運(yùn)輸、 復(fù)蓋了遠(yuǎn)程醫(yī)療等多個工業(yè)部門和應(yīng)用領(lǐng)域，在CPS的推進(jìn)下工業(yè)創(chuàng)造新價值的過程逐漸變化，產(chǎn)業(yè)鏈的分工重組，傳統(tǒng)行業(yè)邊界消失，產(chǎn)生新的活動領(lǐng)域和合作形式，最終實現(xiàn)全面靈活的智能制造。工業(yè)生產(chǎn)的過程更加靈活堅固。 “工業(yè)4.0”實現(xiàn)動態(tài)、及時優(yōu)化、自組織價值鏈的現(xiàn)實，來提供成本、可用性、資源消耗等不同標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化選擇。 在制造領(lǐng)域的所有要素和資源之間形成全新的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，包括智能產(chǎn)品獨特的識別性、定制產(chǎn)品的定制、靈活的工作環(huán)境。新的商業(yè)模式和合作模式。 這些模型的目標(biāo)是確保潛在的商業(yè)利益在整個價值鏈

3、、所有利益相關(guān)者之間公平共享。 同時，“工業(yè)4.0”、“網(wǎng)絡(luò)制造”、“自組織適應(yīng)性物流”和“集成客戶制造工程”等特點將追求新的業(yè)務(wù)模式，帶頭滿足動態(tài)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，引起一系列融資、發(fā)展、可靠性、風(fēng)險、責(zé)任和知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)安全問題。工作方式和環(huán)境發(fā)生了新的變化。 新的合作方式可以使工作脫離工廠，以虛擬、移動的方式展開。 員工具有高度的管理自主權(quán)，可以更積極地投入和調(diào)節(jié)自己的工作。 同時，隨著工作環(huán)境和工作方式的大幅度變化，可以大幅度提高老年人和女性的就業(yè)比例，確保人口結(jié)構(gòu)的變化不影響現(xiàn)在的生活水平。 促進(jìn)新的信息物理系統(tǒng)平臺的形成。 新的信息物理系統(tǒng)平臺可以與所有參與者、物體、系統(tǒng)聯(lián)系，提供全面、快速

4、、安全、可靠的服務(wù)和應(yīng)用程序業(yè)務(wù)流程，并支持移動移動終端設(shè)備和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合制造、服務(wù)、分析和預(yù)測流程等。2 .智能制造廠工業(yè)4.0是產(chǎn)業(yè)的技術(shù)變革，是產(chǎn)業(yè)的變革。 工業(yè)4.0提出的智能制造面向產(chǎn)品的全生命周期，實現(xiàn)普遍感知條件下的信息化制造。 智能制造技術(shù)基于現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)和人工智能，通過知覺、人機(jī)交互、決策、執(zhí)行和反饋實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計流程、制造流程和企業(yè)管理和服務(wù)的智能化，是信息技術(shù)和制造技術(shù)的深入融合和集成。智能化和自動化的最大區(qū)別是知識含量。 智能制造不僅是基于經(jīng)驗，而且是基于科學(xué)的制造，科學(xué)知識是智能化的基礎(chǔ)。 因此，要智能地制造含物質(zhì)的非物質(zhì)處理過程，不僅要有完

5、美快速響應(yīng)的材料供應(yīng)鏈，還需要穩(wěn)定有力的知識供應(yīng)鏈和產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟，不斷提供高質(zhì)量的人才和工業(yè)所需要的創(chuàng)新成果，發(fā)展高附加值的新產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的變革和進(jìn)化智能制造是一種可持續(xù)的制造模式，利用計算機(jī)建模模擬和信息通信技術(shù)的巨大潛力，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程，大幅度減少物質(zhì)資源和能源消耗和各種廢棄物的產(chǎn)生，同時實現(xiàn)回收，減少排放，保護(hù)環(huán)境。 基于工業(yè)4. 0構(gòu)想的智能工廠由物理系統(tǒng)和虛擬信息系統(tǒng)組成，被稱為信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)(Cyber Physics Production System，CPPS )，是明天制造業(yè)的藍(lán)圖，有與進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的系統(tǒng)相對應(yīng)的虛擬信息系統(tǒng)物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)通過物理網(wǎng)絡(luò)與移動互聯(lián)

6、網(wǎng)合作。 所以，這種工廠不一定是圍墻里的實體工廠。 你可以利用互聯(lián)網(wǎng)，利用分散在各地的社會偶像設(shè)備。 無需“在意”設(shè)備的正確位置，只要擔(dān)心設(shè)備是否可用，就是“全球本地化”的工廠。 簡直就像在淘寶網(wǎng)購物一樣，不需要知道實體店在哪里，點了菜，寶貝就通過快遞到家了。這種新的生產(chǎn)模式會導(dǎo)致新的商業(yè)模式、管理模式、企業(yè)組織模式和人才需求的巨大變化。 首先是產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的分離。 今天，像飛機(jī)和手機(jī)一樣大、小的東西已經(jīng)在場外設(shè)計和生產(chǎn)。 重要的是如何利用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)更有效、節(jié)約資源。 工業(yè)4.0提出了基于通信和服務(wù)建立網(wǎng)絡(luò)化智能工廠的構(gòu)想。 智能工廠的生產(chǎn)環(huán)境由智能產(chǎn)品、智能設(shè)備、舒適的工作環(huán)境、高素質(zhì)

7、工人和智能能源供給組成，他們互相進(jìn)行企業(yè)內(nèi)通信，包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集、案例分析、制造決策等。 一些智能工廠通過中間件、云計算和服務(wù)連接到巨大的制造網(wǎng)絡(luò)，通過基于物流網(wǎng)絡(luò)的智能物流建立了完整的制造系統(tǒng)。 因此。生產(chǎn)優(yōu)勢不僅在特定的生產(chǎn)條件下一次出現(xiàn)，還以實現(xiàn)在多個工廠、多個生產(chǎn)單元形成的全球網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生產(chǎn)集合體的最優(yōu)化為目標(biāo)。智能工廠和物流之間的一切活動都需要實時通信、對話和確認(rèn)，即共同遵守規(guī)則環(huán)境，共同完成高層任務(wù)。 這樣建立分散、網(wǎng)絡(luò)化的智能工廠系統(tǒng)需要一定的基礎(chǔ)，擁有以下五個要素條件：(1)智能生產(chǎn)和產(chǎn)品，用先進(jìn)的信息物理融合設(shè)備生產(chǎn)高附加值硬軟結(jié)合的智能產(chǎn)品。 (2)現(xiàn)實的企業(yè)環(huán)境、當(dāng)前企

8、業(yè)轉(zhuǎn)型升級的途徑和規(guī)劃。 (3)宏觀和微觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境主要是產(chǎn)業(yè)政策和市場需求。 (4)人的要素以下一代管理者、營銷者、技術(shù)人員和工人的形式出現(xiàn)。 (5)技術(shù)要素主要是網(wǎng)絡(luò)和通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全性和可靠性、智能生產(chǎn)技術(shù)等。只要：(1)不同應(yīng)用的信息在意義上不兼容，可以在不同的信息物理融合系統(tǒng)之間進(jìn)行協(xié)作的決定性因素就可以彼此通信。 (2)具有實時傳感器和驅(qū)動器嵌入系統(tǒng)的物理環(huán)境。 (3)通過網(wǎng)絡(luò)嵌入不同的“系統(tǒng)中的系統(tǒng)”。 (4)所有系統(tǒng)都具有適應(yīng)性、局部自主權(quán)、合作和分散控制系統(tǒng)。 (5)廣泛的人機(jī)合作與合作。三、智能制造的應(yīng)用工業(yè)4. 0項目建立了智能工廠的示范項目。 以清洗液等液體產(chǎn)品的生產(chǎn)為

9、例，包括液體制造和液體填充兩部分，不同的液體產(chǎn)品將不同的成分混合調(diào)制，填充后用不同顏色的蓋子和標(biāo)簽，需要表示誰訂購送到了哪里整個生產(chǎn)系統(tǒng)有無線網(wǎng)絡(luò)的壟斷，廣泛采用射頻識別。 智能設(shè)備的控制模式和人機(jī)接口發(fā)生了很大變化，提高了Wi Fi寬帶、藍(lán)牙近距離通信等網(wǎng)絡(luò)性能，平板電腦、手機(jī)、可佩戴設(shè)備等基于網(wǎng)絡(luò)的移動控制方式正在普及。 同時進(jìn)化的觸摸面板和多觸摸的圖形人界面將取代按鈕、開關(guān)、鼠標(biāo)、鍵盤。 人們，特別是年輕人已經(jīng)習(xí)慣了智能電子消費產(chǎn)品的操作方式，可以迅速做出反應(yīng)，切換畫面，上傳和下載數(shù)據(jù)，在交互內(nèi)容大幅度豐富的同時，誤操作率也顯著降低。在智能工廠的運(yùn)行中，用比特表現(xiàn)的信息比由原子構(gòu)成的物質(zhì)

10、更重要。 機(jī)器不僅是生產(chǎn)工具和設(shè)備，也是工廠信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點。 機(jī)器不僅能增強(qiáng)人的體力，還能增強(qiáng)人的頭腦，識別工件，與人對話，按照人制定的控制程序工作。 機(jī)械與機(jī)械(物與物)之間也可以相互通信，感知相關(guān)設(shè)備和環(huán)境的變化，共同完成加工任務(wù)，構(gòu)成基于物網(wǎng)絡(luò)的智能工廠。智能工廠在天邊，離眼前很近。 大家爭先恐后地稱霸了高處。 一切不是千夜譚，今天已經(jīng)開始了。智能工廠改變制造業(yè)的工作環(huán)境，使作業(yè)人員遠(yuǎn)離危險。 智能管理和智能服務(wù)是智能制造的重要組成部分。 工廠不僅用圍墻和大樓，還用“空中在線”。無論你在哪里，像在辦公室或工作單位一樣，與同事或顧客密切聯(lián)系，調(diào)查各種文件或文件，處理各種生產(chǎn)問題。 智能服務(wù)不僅引起了遠(yuǎn)程故障排除、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)和支持，還引起了新的業(yè)務(wù)模式。 例如，德國大眾汽車公司在總公司附近有山的風(fēng)景優(yōu)美的地方建設(shè)了汽車綜合城市(Autostadt )。 這是一種新車展示和交付、汽車博物館和生產(chǎn)線參觀、五星級酒店、培訓(xùn)等4S服務(wù)、休閑