工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：淺析工業(yè)4.0與智能制造的關(guān)系

 

　　工業(yè)4.0即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段，將制造也向智能化轉(zhuǎn)型。

 

　　兩大主題：

 

　　1.智能工廠：重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)。

 

　　2.智能生產(chǎn)：主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

 

　　【發(fā)展優(yōu)勢】

 

　　在生產(chǎn)能力上，工業(yè)4.0將確保僅一次性生產(chǎn)，且產(chǎn)量很低時的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。另一方面，工業(yè)4.0將使人的工作生涯更長，工作與生活更加平衡，高工資時產(chǎn)業(yè)仍有強大競爭力。

 

　　主要是通過CPS（信息物理系統(tǒng)），總體掌控從消費需求到生產(chǎn)制造的所有過程，由此實現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。

 

 

　　1.生產(chǎn)智能化

　　2.設(shè)備智能化

 

　　3.能源管理智能化

　　4.供應(yīng)鏈管理智能化

 

　　工業(yè)4.0是一個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型，是產(chǎn)業(yè)的變革。工業(yè)4.0提出的智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術(shù)現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)以及人工智能的基礎(chǔ)上，通過感知、人機交互、決策、執(zhí)行和反饋，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計過程、制造過程和企業(yè)管理及服務(wù)的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合與集成。

 

　　本質(zhì)：是基于“CPS”實現(xiàn)“智能共廠”

 

　　核心：是動態(tài)配置的生產(chǎn)方式實現(xiàn)“柔性生產(chǎn)”

 

　　關(guān)鍵：是信息技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)生產(chǎn)力飛速發(fā)展

 

 

　　智能制造是可持續(xù)發(fā)展的制造模式，他借助計算機建模仿真和信息通信技術(shù)的巨大潛力，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程，大幅度減少物質(zhì)資源和能源的消耗以及各種廢棄物的產(chǎn)生，同時實現(xiàn)循環(huán)再用，減少排放，保護環(huán)境。

 

　　基于工業(yè)4.0構(gòu)思的智能工廠將由物理系統(tǒng)和虛擬的信息系統(tǒng)組成，稱之為物理信息生產(chǎn)系統(tǒng)（CPPS），是為未來制造業(yè)勾畫的藍圖，其框架結(jié)構(gòu)如圖所示。

　　這種新的生產(chǎn)模式必將導(dǎo)致新的商業(yè)模式、管理模式、企業(yè)組織模式以及人才需求的巨大變化。

 

　　首先是產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的分離。工業(yè)4.0提出以通信和服務(wù)為基礎(chǔ)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化智能共產(chǎn)的設(shè)想，如圖所示。

　　從圖中可見，智能工廠的生產(chǎn)環(huán)境由智能產(chǎn)品、智能設(shè)備、宜人的工作環(huán)境、高素質(zhì)的勞動者和智能能源供應(yīng)組成，他們相互之間進行企業(yè)內(nèi)的通信，包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、工況分析、制造決策等等。若干智能工廠通過中間件、云計算和服務(wù)連接成龐大的制造網(wǎng)絡(luò)，借助基于物流網(wǎng)的智能物流構(gòu)建完整的制造體系。

 

　　智能工廠和物流之間的所有活動需要實時通信、交互和確認，即共同遵守規(guī)則環(huán)境，共同完成由底層下達的任務(wù)。建立這樣分散的、網(wǎng)絡(luò)化的智能共產(chǎn)體系需要一定的基礎(chǔ)，應(yīng)具有以下5個要素條件：

 

　　1.智能生產(chǎn)和產(chǎn)品，以的信息物理融合的設(shè)備生產(chǎn)高附加值的軟硬件結(jié)合的智能產(chǎn)品2.真實的企業(yè)環(huán)境，當前企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的途徑和規(guī)劃3.宏觀和微觀經(jīng)濟環(huán)境，主要是產(chǎn)業(yè)政策和市場需求4.人的因素，體現(xiàn)為新一代的管理人員、市場營銷人員、技術(shù)人員和工人5.技術(shù)因素，主要體現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)和通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全性和可靠性，智能生產(chǎn)技術(shù)等。

 

　　制造業(yè)已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代，智能制造需要高性能的計算機和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，傳統(tǒng)的設(shè)備控制和信息處理方式已經(jīng)不能滿足需要，基于計算機的云智造已經(jīng)指日可待。