http://kadhoai.com.cn 2026-04-28 05:25:15 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會
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)nenggoutongguowangluoshishifangwenyouguanxinxi,binggenjuxinxineirong,zizhuqiehuanshengchanfangshiyijigenghuanshengchancailiao,congertiaozhengchengweizuipipeimoshideshengchanzuoye。dongtaipeizhideshengchanfangshinenggoushixianweimeigekehu、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)。
liru,muqiandeqicheshengchanzhuyaoshianzhaoshixianshejihaodegongyiliuchengjinxingdeshengchanxianshengchanfangshi。jinguanyecunzaiyixiehunliushengchanfangshi,danshizaishengchanguochengzhong,yidingyaozaiyouzhongduojixiezuchengdeshengchanxianshangjinxing,suoyibuhuishixianchanpinshejideduoyanghua。guanlizhexieshengchanxiandeMES(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”,jiezhuzhinenggongchangdebiaozhunhua,jiangzhizaoyeshengchanmoshituiguangdaoguojishichang,yibiaozhunhuatigaojishuchuangxinhemoshichuangxindeshichanghuaxiaolv,jixubaochideguogongyedeshijielingxiandiwei。
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。