1、工業4.0概念
2011年,德國漢諾威工業博覽會上,工業 4.0
概念首次被提出,旨在于通過廣泛應用服務網絡、物聯網等媒介來,掀起一場以智能工廠和智能生產為主導的第四次工業革命。
回顧世界工業革命的發展史,工業4.0是在機械化的工業1.0、自動化的工業2.0、信息化的工業3.0的基礎上,通過工業物聯網、云計算、工業大數據等技術手段,推動工業向智能化方向發展。具體而言,工業4.0是一種新的工業發展模式,是將信息技術和制造業相結合發展到一定階的產物。工業4.0并沒有引進新的技術,只不過是更好的利用了網絡資源和計算機資源,并且通過與物理設備融合,從而建立一種高度協同的互聯互通關系,是以智能制造為主導的革命性生產方法。從本質上來說,工業4.0是將制造業向智能化轉型,基于信息物理系統(CPS)實現新的生產方式。
2、工業4.0特征
1)通過價值網絡實現制造業的橫向集成。即把機器、產品與人緊密聯系起來,企業生產、運輸、銷售各環節實現數據共享,實現產品的全生命周期和全制造流程的數字化??偨Y起來,核心就是實現協同與共享。
2)工程端到數字端集成橫跨整個價值鏈。即這種整合不同于一般的產品生產整合,是在所有終端實現數字化的前提下,達到基于價值鏈與不同公司之間的一種創新整合,在整合期間,客戶可以根據消費者反饋及時進行更改,自由配置各個功能的組件,實現個性化生產。
3)垂直集成和網絡化的制造系統。即在智能工廠中,制造結構將不是固定的,信息技術組合規則在不同情況下自動形成特定結構。這樣可以確保調節器和傳感器通訊順暢,有一點需要注意,就是領導者和操作者需要接受一系列培訓,才能熟練操作此系統。
3、工業4.0的主要內容
工業4.0主要內容概括而言包括“一大系統”、“兩大主題”、“三大集成”和“八大行動計劃”。
“一大系統”:即信息物理系統,是實現工業4.0的技術基礎,能夠實現實體的物理系統與虛擬的網絡世界之間的有效融合。
“兩大主題”:為智能生產和智能工廠,智能生產是指在企業的生產制造過程中,應用人機互動、3D打印技術、智能生產物流管理等新一代智能制造技術等;而智能工廠則側重于研究智能化生產系統、智能化生產設施的分布。
“三大集成”:即實現價值鏈網絡的橫向集成、網絡化制造系統的垂直集成以及橫跨整個價值鏈的端對端數字集成。
“八大計劃”
1)標準化和參考架構
工業4.0涉及系統集成和價值網絡集成,因此需要構建一系列共同標準和參考結構作為基礎實現條件。
2)復雜系統的管理
工業4.0將構建復雜的生產制造系統,且要實現系統集成,因此需要構建解釋性模型和計劃等進行管理。
3)建立工業寬帶基礎設施
互聯網是實現工業4.0的技術基礎,因此需要大規模品質高、可靠性高的綜合通訊網絡。
4)安全和安保
工業4.0的實現需要一定的保障,因此安全和安保問題至關重要,需要防治網絡信息和數據被濫用和非法訪問,且還需要確保生產涉及和產品不會對社會和環境構成威脅。
5)工作的組織和設計
隨著工作環境、流程和內容的改變,部署合作的工作設計、終身學習的措施將變得尤為重要。
6)培訓和持續的職業發展
工業4.0將帶動技術的更新,對員工的專業能力和工作技巧提出新的要求,因此需要組織適當的培訓并以培養學習的方式實現員工的個人發展和終身學習。
7)監管框架
工業4.0的實現面臨著數據保護、責任分配等挑戰,因此需要采用一定的監管措施進行監管。
8)資源利用效率
制造業的進一步發展將會帶來相應的資源和環境問題,因此需要權衡“投資在智能工廠中的額外資源”與“帶來的潛在節約”之間的利弊。
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