工业4.0的基本特征、主题和支柱

工业4.0的最主要特征就是智能化制造,所谓智能化制造是指工业品生产过程中,基于CPS系统,基于物联网和服务网,应用了现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术等,使生产过程高度自动化,价值链实现了横向和纵向的无缝连接,整合各种资源,实现高度协同的智能化制造。

工业4.0的主题:

智能化制造不是等来的,而需要社会、政府和企业共同作出努力,有明确的思路,朝智能化方向不断前进。要实现工业4.0的目标,不可眉毛胡子一把抓,把着力点放在下面三个方面:

第一,建设智能化的工厂。建设智能化工厂许多先进国家都在尝试中,我过夜在青岛和东莞等地在试验,想海尔这样的大企业都在建设智能化工厂。建设只能化工厂的重点应该放在这样一些方面:一是智能化的系统,二是智能化的生产过程,三是生产设施的网络化改造。

第二,实现智能化的生产。智能化生产需着力于如下三个方面:一是企业的生产过程智能化,二是物流智能化,三是人机之间实现智能化互动,四是3D等先进技术的应用。

第三,建设智能化的物流。工业4.0情境下,对企业物流的要求很高,而智能化的物流主要要依靠互联网,利用物联网和服务网络收集信息、整合资源、即时调配,极大提升效率,快速实现服务匹配。

工业4.0的支柱:

第一,MES将会起更加重要的作用。MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统,为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心、设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。工业4.0要实现自动化与MES的对接,使之无缝化——信息实时可用,实现跨企业的生产衔接。

第二,虚拟与现实的结合。所谓虚拟,指产品的开发设计,指产品生产过程中的数字化世界。虚实结合就是企业的数字化与真实的运营相融合,使得产品的生命周期越来越短,生产效率得到极大提高,产品变形会随着定制化消费时代的到来而变得越来越频繁。

第三,CPS信息物理融合系统。CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过人机交互接口实现和物理进程的交互,使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。CPS在对网络内部设备的远程协调能力、自治能力、控制对象的种类和数量,特别是网络规模上远远超过现有的工控网络。