工業4.0智能工廠,工業4.0最初概念是在2011年德國舉辦的工業設備展覽會“漢諾威工業博覽會2011”上被提出的。兩年后的“漢諾威工業博覽會2013”中發布了最終報告。
工業4.0在德國被認為是“第4次工業革命”。第1次發生在18世紀至19世紀,以蒸汽機的使用為標志,實現生產過程機械化;第2次發生于19世紀后半期的電力應用;第3次發生于20世紀后半期,以“可編程邏輯控制器(PLC)”為代表,實現生產工程的自動化。“工業4.0”被認為是機械化(第1次),電力應用(第2次),自動化(第3次)之后的第4次工業革命。
工業4.0的關鍵技術是信息技術。具體而言,包括生產設備聯網實現自律協調作業的M2M,通過網絡獲取大數據的應用,開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業務管理系統與實際生產過程之間的協同。
第3次工業革命的自動化,僅是將生產工程作為對象,對其進行信息技術的應用。工業4.0將信息技術的應用對象大幅擴大。由此,工廠將不斷進化升級,工作組的最終報告中稱之為由物聯網與服務互聯網構成的“智能工廠”。
工業4.0智能工廠,以往,通過信息技術實現的“智能化”可在智能手機、智能電表、智慧城市、智能電網等物品和服務中見到。工業4.0則是要實現工廠本身的智能化。除了工業4.0之外,美國通用電氣公司(GE)也提出過類似的概念“工業互聯網”。
工業4.0的愿景是解決能源消費等社會問題
工業4.0智能工廠,隨著工廠的智能化,不僅能夠大幅提升生產效率,還能夠解決現代社會的各種問題。例如,能源消費問題。通常,工廠在生產間歇期間,為了確保生產設備處于隨時可以運轉狀態,消費著大量能源。未來,如果能夠根據工廠的實際作業情況,實時對能源供給進行調整,就能夠總體上減少大量的能源消費。
工業4.0智能工廠,此外,最終報告中還列舉了工作與生活平衡的問題。目前,工人通常是到工廠上班,在車間操作機械設備,到點下班回家。未來,通過信息技術的應用,能夠遠程操作機械設備,就無需每天都上下班,減少交通擁堵和汽車尾氣排放,員工也能夠在安全場所舒適地工作。也就是,智能工廠還將能夠提高工人的生活質量。
實現工業4.0的4大難題
德國工業4.0工作組的最終報告中認為,實現工業4.0尚存在標準化、復雜的系統管理、通信基礎設施建設、網絡安全保障等4大難題。
(1)標準化:工廠要對內外的各種物品與服務進行聯網,那么,通信方式、數據格式等許多內容都需要標準化。
(2)復雜的系統管理:實際生產過程與各種業務管理系統協同之后,系統整體更加復雜化,對其進行管理將更困難。
(3)通信基礎設施建設:主要是指適用于工業的、具有高可靠性的通信基礎設施建設。
(4)網絡安全保障:工廠與外界實現聯網之后,惡意軟件的入侵、受到網絡攻擊的危險性將進一步提升,需要制定保障網絡安全的對策與解決方案。
(審核編輯: Doris)
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