http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 04:00:21 來源:中國電子報
2013年4月,德國機械及製造商協會,德國信息技術、通信與新媒體協會,德國電子電氣製造商協會合作設立了“工業4.0平台”,並向德國政府提交了平台工作組的最終報告《保障德國製造業的未來——關於實施工業4.0戰略的建議》。報告提出,德國向工業4.0轉變需要采取雙重策略,即德國要成為智能製造技術的主要供應商和CPS(信息物理係統)技術及產品的領先市場。報告還展望了德國工業4.0戰略的發展前景。
工業4.0本質是實現“智能工廠”
在工業4.0描繪的智能工廠中,固定的生產線概念消失了,采取了動態的、有機的模塊化生產方式。
工業4.0,其實就是實現“智能工廠”。第一次工業革命始於18世紀後半期,由蒸汽機實現工廠的機械化;第二次工業革命始於19世紀後半期,用電力來實現大規模批量化生產;第三次工業革命始於20世紀後半期,通過電氣和信息技術實現製造業的自動化。
工業4.0將在前三次工業革命的基礎上進一步進化,基於信息物理係統(Cyber Physical System)shixianxindezhizaofangshi。xinxiwulixitongshizhitongguochuanganwangjinmilianjiexianshishijie,jiangwangluokongjiandegaojijisuannengliyouxiaoyunyongyuxianshishijiezhong,congerzaishengchanzhizaoguochengzhong,yusheji、開發、生產有關的所有數據將通過傳感器采集並進行分析,形成可自律操作的智能生產係統。
工業4.0報告中描述的動態配置的生產方式主要是指從事作業的機器人(工作站)能neng夠gou通tong過guo網wang絡luo實shi時shi訪fang問wen有you關guan信xin息xi,並bing根gen據ju信xin息xi內nei容rong,自zi主zhu切qie換huan生sheng產chan方fang式shi以yi及ji更geng換huan生sheng產chan材cai料liao,從cong而er調tiao整zheng成cheng為wei最zui匹pi配pei模mo式shi的de生sheng產chan作zuo業ye。動dong態tai配pei置zhi的de生sheng產chan方fang式shi能neng夠gou實shi現xian為wei每mei個ge客ke戶hu、每個產品采取不同的設計、零部件構成、產品訂單、生產計劃、生產製造、物wu流liu配pei送song,杜du絕jue整zheng個ge鏈lian條tiao中zhong的de浪lang費fei環huan節jie。與yu傳chuan統tong生sheng產chan方fang式shi不bu同tong,動dong態tai配pei置zhi的de生sheng產chan方fang式shi在zai生sheng產chan之zhi前qian或huo者zhe生sheng產chan過guo程cheng中zhong,都dou能neng夠gou隨sui時shi變bian更geng最zui初chu的de設she計ji方fang案an。
例li如ru,目mu前qian的de汽qi車che生sheng產chan主zhu要yao是shi按an照zhao事shi先xian設she計ji好hao的de工gong藝yi流liu程cheng進jin行xing的de生sheng產chan線xian生sheng產chan方fang式shi。盡jin管guan也ye存cun在zai一yi些xie混hun流liu生sheng產chan方fang式shi,但dan是shi在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong,一yi定ding要yao在zai由you眾zhong多duo機ji械xie組zu成cheng的de生sheng產chan線xian上shang進jin行xing,所suo以yi不bu會hui實shi現xian產chan品pin設she計ji的de多duo樣yang化hua。管guan理li這zhe些xie生sheng產chan線xian的deMES(製造執行管理係統)原yuan本ben應ying該gai帶dai給gei生sheng產chan線xian更geng多duo的de靈ling活huo性xing,但dan是shi受shou到dao構gou成cheng生sheng產chan線xian的de眾zhong多duo機ji械xie的de硬ying件jian製zhi約yue,無wu法fa發fa揮hui出chu更geng多duo的de功gong能neng,作zuo用yong極ji為wei有you限xian。同tong時shi,在zai不bu同tong生sheng產chan線xian上shang操cao作zuo的de工gong人ren分fen布bu於yu各ge個ge車che間jian,他ta們men不bu掌zhang握wo整zheng個ge生sheng產chan流liu程cheng,所suo以yi也ye隻zhi能neng發fa揮hui出chu在zai某mou項xiang固gu定ding工gong作zuo上shang的de作zuo用yong。這zhe樣yang一yi來lai,很hen難nan實shi時shi滿man足zu客ke戶hu的de需xu求qiu。
在工業4.0描繪的智能工廠中,固定的生產線概念消失了,采取了可以動態、有機地重新構成的模塊化生產方式。
例如,生產模塊可以視為一個“信息物理係統”,正zheng在zai進jin行xing裝zhuang配pei的de汽qi車che能neng夠gou自zi律lv地di在zai生sheng產chan模mo塊kuai間jian穿chuan梭suo,接jie受shou所suo需xu的de裝zhuang配pei作zuo業ye。其qi中zhong,如ru果guo某mou車che型xing的de零ling部bu件jian供gong給gei環huan節jie出chu現xian瓶ping頸jing,係xi統tong能neng夠gou及ji時shi調tiao度du其qi他ta車che型xing的de生sheng產chan資zi源yuan或huo者zhe零ling部bu件jian,繼ji續xu進jin行xing生sheng產chan。也ye就jiu是shi為wei每mei個ge車che型xing自zi律lv性xing地di選xuan擇ze適shi合he的de生sheng產chan模mo塊kuai,進jin行xing動dong態tai地di裝zhuang配pei作zuo業ye。在zai這zhe種zhong動dong態tai配pei置zhi的de生sheng產chan方fang式shi下xia,可ke以yi發fa揮hui出chuMES原本的綜合管理功能,能夠動態管理設計、裝配、測試等整個生產流程,既保證了生產設備的運轉效率,又可以使生產種類實現多樣化。
工業4.0首要目標是工廠標準化
以往,我們聽到的大多是“產品的標準化”,而德國工業4.0將推廣“工廠的標準化”。
德國工業影響力的一個側麵就是“標準化”。PLC編程語言的國際標準IEC61131-3(PLCopen)主要是來自德國企業;通信領域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生於德國。
工業4.0工作組認為,推行工業4.0需要在8個關鍵領域采取行動。其中第一個領域就是“標準化和參考架構”。標準化工作主要圍繞智能工廠生態鏈上各個環節製定合作機製,確定哪些信息可被用來交換。為此,工業4.0將製定一攬子共同標準,使合作機製成為可能,並通過一係列標準(如關於成本、可用性和資源消耗的標準)對生產流程進行優化。
以往,我們聽到的大多是“產品的標準化”,而德國工業4.0將推廣“工廠的標準化”,借jie助zhu智zhi能neng工gong廠chang的de標biao準zhun化hua,將jiang製zhi造zao業ye生sheng產chan模mo式shi推tui廣guang到dao國guo際ji市shi場chang,以yi標biao準zhun化hua提ti高gao技ji術shu創chuang新xin和he模mo式shi創chuang新xin的de市shi場chang化hua效xiao率lv,繼ji續xu保bao持chi德de國guo工gong業ye的de世shi界jie領ling先xian地di位wei。
德國工業4.0受到了空前的重視,但是如何借鑒工業4.0,尤其是工業4.0中的標準化問題,值得我們深入思考。