在中國制造企業看來，德國工業4.0其實是一個目標。無論企業把產品設計得如何精準，在生產過程中也難免會出現各類問題，而這些問題卻能由這個目標有效避免。不過，完成這個目標的第一要素就是實現智能制造。為了滿足客戶的多樣性需求，以及跟隨信息時代的前進步伐，很多制造型企業開始逐漸引進高科技的數控技術、柔性技術，為實現全自動化夯實基礎。如北京航星機器制造有限公司已引進兩臺放于生產線上作業的機器人;菲尼克斯亞太電氣(南京)有限公司在組建電子產品生產線時，將柔性和自動化作為取得綜合成本優勢和小批量生產和快速交付的重要手段。

　　隨著科技的不斷發展進步，以德國工業4.0為代表的新一代制造體系，對數控技術、柔性制造提出了新的挑戰，尤其在航天、電子等領域中，提升技術的需求更加迫切。

　　進階數控技術應用

　　隨著現代航天制造業的高速發展，數控加工技術已經成為航天產品制造的關鍵技術之一。

　　在北京航星機器制造有限公司總經理助理兼技術創新中心主任姚為看來，數控技術突飛猛進的最根本原因在于客戶需求的不斷變化，從加工對象的單一品種大批量變為多品種變批量，從生產交付的長周期充分準備變成短周期快速響應，為了滿足客戶的需求、適應市場的發展，很多制造型企業開始大量引進或研發新的數控技術。

　　德國工業4.0吹響了向智能制造前進的號角，作為基礎支撐的數控技術更需要不斷創新，跨越發展。姚為認為，德國工業4.0并不是完全陌生的東西，從十七大正式提出兩化融合到十八大提到的兩化深度融合，其實就是工業3.0向工業4.0轉變的國家政策層面的要求。在這個轉變過程中，制造企業針對自身特點，逐步在用不同的融合方法把數字化技術、柔性化技術植入到每個制造環節，讓它實現快速響應和及時生產。

　　不同專業數控化程度不一

　　在德國“工業4.0” 的實施方案里，所涉及的兩個領域是：智能工廠與智能制造。姚為認為，搭建智能工廠的核心是硬件需實現智能化，智能化的前提是數控化，而目前不同專業數控化程度差別較大。

　　北京航星機器制造有限公司一直在推進數字化制造工作。據記者了解，該公司早在10年前就開始用數控機床逐步替代傳統機械式機床，目前在機械加工環節已全部實現數控化，各式車床、銑床、刨床、磨床等設備都能實現離線編程以及分布式數字化控制，技術人員可在辦公室用產品3D模型直接生成加工程序，經過軟件后處理變成機器代碼，再通過車間數據網絡把加工程序與機器代碼一起傳送到加工設備上。這樣一來，技術人員不用去現場就能指導操作者把產品加工到位。姚為告訴記者，數控機床在所有數控設備中是發展最迅速的，也是應用效果最顯著的。

　　不過，產品在制造環節里，不止機械加工這一道工序，以航天產品為例，需要經過鑄造、鍛造、熱處理、熱成形、焊接、機械加工、表面處理、裝配調試等一系列復雜工藝流程，才能產出最終交付用戶的實物產品，如果只在機械加工一個專業點上實現數控化，即便做得再好，也只是提高了整個生產鏈的一塊長板，并沒有解決短板問題。

　　除了機械加工，在其他專業制造領域里，數控化程度相當不均衡，尤其是在熱加工領域。姚為向記者介紹，大部分產品的鑄造專業仍然完全依靠人工去做造型、制砂、澆鑄等工作，勞動強度大，質量一致性差。在國外，先進的鑄造企業也在進行數控化改造，但數控化程度相對機械加工專業仍然很低，且多數只能在局部工序實現，替代簡單規范的人工操作，對于復雜環節，因為需要知識經驗與判斷，所以目前的數控技術尚未發展到如此智能的程度。另外，在焊接、熱處理、熱成形、裝配調試等專業中，也需要進一步提升數控化程度，才能滿足柔性化生產的需求。

　　數字化制造才起步

　　在“工業4.0”升級過程中，需要大量的數字化制造技術作支撐。機械加工領域中的數字化制造，后續將集中在提升數控設備自適應能力、完善車間制造執行系統、加強物流與信息流的及時準確配套等環節，最終體現為提高產品交付速度、降低產品制造成本、保障產品質量穩定、提升企業盈利能力等方面。在這方面，國內企業仍處在起步階段，正在經歷從量變到質變的積累期。

　　在鑄造、熱處理等專業領域中，因為工藝過程涉及到產品本體性能的變化，影響因素很多，數字化控制過程更加復雜。比如，在鑄造過程，天氣因素就是一個重要影響，晴天、陰天和雨天、環境溫度與濕度的差異等都會顯著影響鑄件本體性能。這些環境因素還無法用一個標準化的數學模型進行定義與描述，現有的鑄造模擬仿真軟件，也僅能將其簡化為一個環境變量進行處理，由此得到的優化結果給出的只是定性描述的趨勢化建議，無法精確指導鑄造過程以達到穩定一致的鑄件質量。除了天氣因素外，原材料的純度、砂型的緊實程度、合金元素的分散度等，需要考慮的影響因素紛繁復雜，所以想通過數字化控制達到十全十美非常不易。據姚為介紹，目前對涉及到產品本體性能的各專業，其工藝過程的仿真模型還無法定量描述全部內外在影響因素，它只會說大概有影響，影響到大約什么程度，但這種影響是以何種函數關系作用到產品性能中去，這個規律尚未掌握，沒有這個規律就無法用數字化控制的方法進行精確控制，就不能像機械加工那樣精確控制到毫米、微米，甚至納米級，它只能作宏觀評判。因此這些專業領域的數字化控制更是處于一種起步階段。

　　最后， 姚為建議， 在鑄造、熱處理、焊接等專業領域中，企業需要聯合高校和科研院所，共同建立冶金標準化模型，這樣才能加快搭建數字工廠的步伐。不管是數字化制造也好、智能制造也罷，與國外一樣，整體行業都處在起步階段。隨著專業認識逐漸的深入，數字化水平逐漸提升，企業才能針對自身特點與需求，制訂出自己的數字化工廠乃至智能工廠解決方案，這也是未來制造企業追求效益的必經之路。

　　柔性制造流于生產線

　　從電子制造領域來談，隨著科技的進步和生活水平的提高，客戶對產品需求日趨多樣化與個性化、低制造成本及短制造周期等，傳統的制造技術已不能滿足市場對小批量多品種要求，也不符合顧客要求的樣式和產品功能的需求。據記者了解，上世紀90年代后，由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發展，制造業自動化進入一個嶄新的時代，技術日臻成熟。

　　進入21世紀之后，信息技術正在加速向電子制造領域滲透，制造系統也開始大規模地向大批量低成本向小批量多品種與快速換型方式轉變，并重點強調交付速度和生產系統的柔性，實現以客戶為導向和總成本最低化。

　　目前，柔性制造技術已成為各工業化國家機械制造自動化的研制發展重點。據菲尼克斯亞太電氣(南京)有限公司工業電子生產部經理葉慶介紹，在小批量、多品種的生產模式中，柔性制造生產系統基本占據了整條電子制造生產鏈。

　　在菲尼克斯整個電子制造生產線上一眼望去，看到更多的是設備，而不是人。在這些先進設備里，都有柔性技術的因素。

　　柔性技術之所以能在電子制造領域大顯身手，是因為電子制造引進信息化技術最具優勢。

　　從微笑曲線分析，研發和營銷的利潤率較大，而制造業恰巧處在中間，是微笑曲線最低的一段，其利潤往往很低，如果不控制原材料和生產制造成本的話，就意味著制造企業的總成本將變得更高，利潤就更小，長期下去，成本代價更加無法計較。同時，隨著中國人口紅利的消失，人力成本在中國每年都呈現出上漲的趨勢，這就意味著制造企業用的工人越多，成本就越高，如若持續下去，這個成本將無法進行估算。而電子制造領域涉及的大部分都是簡單重復性的工作，因此引進信息化技術能直接降低成本、提高質量、加快交付速度。

　　柔性“價值”

　　葉慶向記者介紹，柔性制造系統最大的優勢體現在：有適應外部環境變化的能力、能衡量滿足新產品要求的程度;有適應內部變化的能力，可用在有干擾(如機器出現故障)情況下，且系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值均衡。同時他告訴記者，柔性是相對于剛性而言的，傳統的剛性自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產。其優點是生產率很高，由于設備是固定的，所以設備利用率也很高，單件產品的成本低。但價格相當昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件，難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代逐漸被動態的市場變化所替換，剛性自動化生產漸漸被柔性自動化生產所取代。在葉慶看來，一個制造自動化系統的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發周期內，生產出較低成本、較高質量的不同品種的產品。

　　隨著柔性技術的不斷深入，傳統的生產模式正逐漸被精益生產的模式代替。葉慶告訴記者，傳統的生產方式是按工藝流程布局，比如工人把產品放在車床上做，做完后再全拿到銑床上銑，銑完后再拿到鉆床上鉆，當有了加工中心后，車鉗洗刨均可在一臺機器里做出來。同一臺設備，可替代此前多種加工設備，只需調用不同的程序就可以生產出各種產品。這雖是柔性生產的理想狀態，但不意味著企業為了使生產線達到柔性化而不計成本地投入巨資。這需要企業以成本核算為基礎，結合自身的生產制造基礎和產品特點來規劃和逐步向柔性生產方式轉變。若制造系統與產品、客戶需求相匹配，使柔性的投入能被其產生的優勢所消化，這就是成本最優化的方案。

　　弱基礎的轉變

　　制造企業使用柔性技術來提高自動化水平，最終的目的就是實現中國版的工業4.0。在葉慶看來，自動化只是工業4.0的基礎，就如人的四肢，它以硬件和技術為基礎;信息化就如神經，使各單元協同合作。在&工業4.0的模式中，自動化只是系統的基礎零件，配合信息化軟件系統才可構建工業4.0的生態環境。企業發展自動化的推進將為提高生產質量、縮短交付速度、便捷管理管理，以及優化工作效率提供重要的手段，并打下堅實的基礎。

　　不過，我國制造行業目前自動化的基礎還不夠強大，與工業4.0的高度自動化還有很大差距，特別是在生產制造的各環節還不能有效連接起來、信息交換依舊不夠靈活和高效。但實現全自動化、構建數字工廠是中國制造企業未來的方向。如今，中國制造正在這條道路上行走著。它的未來發展，我們充滿信心!