什么是工业4.0
德国的制造业是世界上最具竞争力的产业部门之一。这归功于德国制造业能够管理复杂的工业生产过程,不同任务由位于不同地点的合作伙伴完成。近二三十年来,德国制造业已成功地利用信息通信技术(ICT)实现对工业生产过程的管理。如今,大约90%的工业生产过程已应用ICT技术,在过去三十年甚至更早以前,IT革命使我们生活和工作的世界发生了彻底改变,其影响力可媲美分别成就前两次工业革命的机械和电力。
随着个人电脑向智能设备演变,一种新的趋势开始显现: 越来越多的基础设施和服务通过智能网络(云计算)来提供。伴随微型化和互联网的持续发展,这一趋势宣告了人们期盼的普适计算已成为现实。
通过无线,越来越多功能强大的、自主的微型电脑(嵌入式系统)实现了与其他微型电脑和互联网的互联,这意味着物理世界和虚拟世界(网络空间)以信具-物理系统(CPS)的形式实现了融合。
新的互联网协议IP6于2012年出后,目前已经有足够多的IP地址可供能设备通过互联网实现直接联网。于是,网络源 信息、物体和人之间能实现物联网及服务互联网。这也将扩展至工业领域:在制造业中,这种技术演化可以描述为“第四阶段的工业化”或“工业4.0”
工业4.0-词最早是在2013年的汉诺威工业博览会提出,在2012年10月罗伯持博世有限公司的SiegredDais及德国科学院的Hemningkaemamn组成的工业4.0工作小组,向德国政府提出了工业4.0的实施建议。
这一概念在德国学术界和产业界推动下形成,现在,它已经成为了德国的国家战略。而工业4.0也有了先期模板,德国的企业正在开展一系列生产实验。
工业4.0的核心特征
前三次工业革命的发生,分别源于机械化、电力和信息技术。如今,将物联网及服务引入制造业下迎来第四次工业革命。不久的将来,企业以CPSCbe-PhuscaSustems、信身物理系结的形式建立全球网络,整合其机器、仓储系统和生产设施。
在制造业频域,这些包括能自主交换信息的存储系统和生产设施,它们能独立和相互控制,这有利于从根本上改善工业过程,包括制造、工程、材料使用、供应链和生命周期管理。
智能工厂现在似乎已开始采用一种全新的方式来生产产品。智能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生价值体系,这二者共同构建了嵌制系统,此外,这些指令都要求信用终端工程流经整条价值链。
工业4.0拥有巨大的潜力。智能工厂让客产个性化的定制需求得以满足。
(1)通过价值网络实现横向集成
(2)工程端到端数字集成横跨整个价值链
(3)垂直集成和网络化的制造系统
工业4.0愿景
工业4.0最大特点是制造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、机器人、输送机和系统及生产设施,进行,这些网络独立自主,在不同情况下需自我管理,自我配置,还装备了传感露,分散安装,并加入了相关现划及管理系统,作为这一愿景的关键组成部分,智能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,实现数字和物理世界的无缝衔接,智能工厂将使不断复杂的制造流程便于管理,并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。