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第四次工業(yè)革命將要來臨。至少，這是德國許多企業(yè)與政府領(lǐng)導(dǎo)人的觀點，他們用工業(yè)4.0的概念開辟制造業(yè)的新道路。在第三次工業(yè)革命中，信息技術(shù)是關(guān)鍵推動力。未來的趨勢是互聯(lián)網(wǎng)將與制造業(yè)緊密聯(lián)合，21世紀無處不在的互聯(lián)網(wǎng)平臺與其他先進計算機科技都將推動制造業(yè)的發(fā)展，帶來我們常說的“智能工廠”。 一個智能工廠具有什么樣的特征才稱得上“智能”？至少有四點： 人機一體化，虛擬現(xiàn)實，具有自組織和超融性的能力，具有自學(xué)習(xí)和自我維護能力，有自律的能力。那么如何實現(xiàn)設(shè)計制造一體化、管控一體化呢？ 1、首先設(shè)備或者儀表等傳感器要能夠自組織、自學(xué)習(xí)、自維護的感知能力，理解環(huán)境信息和自身信息，并進行分析和判斷來規(guī)劃自身的行為和能力。能夠跟隨環(huán)境的變化自己做出決策來調(diào)整行動，有較強有力的支持度和記憶支持的模型為基礎(chǔ)。 2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通、實時控制，進而實現(xiàn)安全、節(jié)能將是智能工廠的核心技術(shù)。具體而言通過網(wǎng)絡(luò)獲取大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開發(fā)、銷售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與實際生產(chǎn)過程之間的協(xié)同等。通過設(shè)備間的互聯(lián)，提高設(shè)備間的相互協(xié)同能力，從而使生產(chǎn)模塊間的搭配方式更靈活、更自由； 3、利用機器視覺，人工智能等技術(shù)，使機器人與設(shè)備具備更加智能化的功能；通過信息化技術(shù)與自動化技術(shù)的結(jié)合，構(gòu)建深度整合的數(shù)字化工廠； 智能工廠中不僅僅是智能系統(tǒng)、智能模型這么簡單，而是把傳統(tǒng)的工廠附加上形象思維，讓他獨立承擔起分析、判斷、決策的任務(wù)，在智能機器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關(guān)系。因此，在智能制造系統(tǒng)當中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用。
人工智能則承擔起了能夠幫助廠區(qū)分析、判斷、決策的任務(wù)，機器智能和人的智能能真正的集成在一起，相互配合、相得益彰。 4、實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)也是實現(xiàn)高水平的人機一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機為基礎(chǔ)，融合信號處理、動畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測、仿真多媒體技術(shù)為一體，借助多種音像和傳感器，虛擬展示現(xiàn)實生活當中各種過程、部件，因而能夠模擬制造過程和未來的產(chǎn)品。從感官和視覺上給人獲得完全如真實的感受，它的特點是可以按照人的意志、意念來變化，這種人機結(jié)合的新一代的智能界面是智能制造的顯著特征。 總結(jié)現(xiàn)代智能工廠有四大關(guān)鍵點： 一是要連接所有網(wǎng)絡(luò)以拿到數(shù)據(jù)。 二是要有智能傳感器。 三是大數(shù)據(jù)，將所有設(shè)備、所有人連接后，所有數(shù)據(jù)都大批量傳送到智能終端上。 四是分析，得到數(shù)據(jù)后從中抓取出應(yīng)用趨勢來，提高設(shè)備狀態(tài)的檢測和預(yù)測水平。要形成高速傳輸、大數(shù)據(jù)，保證實時性、安全性和節(jié)能就變得十分關(guān)鍵。 因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是承載人工智能的技術(shù)平臺、大數(shù)據(jù)則成為人工智能的生產(chǎn)要素。 IT科技與制造業(yè)的匯合就是工業(yè)4.0的目標，德國政府推動了許多項目來發(fā)展這項計算化生產(chǎn)概念。德國統(tǒng)一后，蘇醒成為一股強大的工業(yè)力量。工程學(xué)博士Thomas Bauernhansl教授即將在德國法蘭克福召開的ISC高性能會議上，講闡述工業(yè)4.0的話題。Bauernhansl教授在德國Fraunhofer應(yīng)用研究促進協(xié)會以及斯圖加特大學(xué)工業(yè)制造與管理中心擔任總監(jiān)，他在德國汽車與機械工程行業(yè)有八年工作經(jīng)驗，并參與了一系列頂尖制造技術(shù)的研發(fā)。以下是他自己對于第四次工業(yè)革命的個人觀點。 智能工廠之所以新，不只是因為數(shù)字化，還有將智能生產(chǎn)系統(tǒng)實時互聯(lián)的可能性。只有通過大數(shù)據(jù)分析，這才有可能實現(xiàn)。 同時，智能工廠也是實現(xiàn)去中心化的重要一步。實體的物理數(shù)據(jù)將通過傳感器的方式獲得。智能工廠也將使用全球都可以獲得的數(shù)據(jù)，這必須經(jīng)過分析和儲存。聯(lián)網(wǎng)將通過數(shù)字化通信技術(shù)實現(xiàn)，而實體世界中的運營將由人類或者機器人來實現(xiàn)。 智能工廠的目標是根據(jù)終端客戶，以特定方式來提供定制化服務(wù)。只有通過階層性較弱的網(wǎng)絡(luò)來互相配合，才能讓這種服務(wù)在經(jīng)濟上取得成功。 在不久的將來，利用數(shù)據(jù)和專業(yè)技術(shù)來創(chuàng)造價值，將成為所有商業(yè)模型的核心。我們的挑戰(zhàn)是如何從收集到的大量數(shù)據(jù)中，自動生成出可用的信息和知識，并且非常經(jīng)濟地管理大量數(shù)據(jù)。 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺是許多新商業(yè)模型的支柱，提供了幾乎實時的溝通，以及交易的高透明度。 所謂的“網(wǎng)絡(luò)-物理生產(chǎn)系統(tǒng)”(CPPS)將是智能工廠的關(guān)鍵。相應(yīng)的層面有三種：在應(yīng)用層面，信息從生產(chǎn)控制和運營中獲取。平臺層面是負責各種IT服務(wù)的整合。最后，元器件層面提供了傳感器、促動器、機器、訂單、員工和產(chǎn)品。將這些所有層面結(jié)合在一起，就有了數(shù)字化制造，用高級科技能力整合社會經(jīng)濟需求。 制造商們必須更加靈活和多元。他們必須放棄控制。類似這樣的復(fù)雜系統(tǒng)沒法完全控制，因為智能機器、訂單和工具基于動態(tài)數(shù)據(jù)來進行決策。有時候，人們沒法理解其內(nèi)在的決策原因。人們必須得認識到這一點，知道如何控制結(jié)果。 企業(yè)與競爭者之間必須互相配合——這也是新的。之所以必須，是因為個體化、個人化的生產(chǎn)會通過多方使用的生產(chǎn)平臺進行組織：客戶、供應(yīng)商、服務(wù)商等等。這種新的商業(yè)生態(tài)將整個生產(chǎn)過程相互關(guān)聯(lián)起來。 企業(yè)的產(chǎn)品會成為一種傳遞信息與專業(yè)技術(shù)的媒介。產(chǎn)品和用戶之間的關(guān)系會變得透明，這帶來了新的機遇。為了利用這樣的機遇，企業(yè)必須理解這種新的商業(yè)邏輯，建立合作式的商業(yè)模型，即便是競爭依舊存在。這能帶來巨大的潛在經(jīng)濟節(jié)省。 此外，客戶、供應(yīng)商和合作伙伴之間的高度配合非常重要，遠遠超越了純粹的買賣關(guān)系。在理想的情景下，消費者也包括在了生產(chǎn)過程中，會帶來額外的價值。作為結(jié)果，消費者也負責承擔復(fù)雜度所帶來的部分成本。在過程中，消費者會帶來重要的數(shù)據(jù)，企業(yè)可以以此為基礎(chǔ)打造附加服務(wù)，從而直接或間接地開展業(yè)務(wù)。 19世紀的工業(yè)效率先鋒弗里德里克·泰勒(編者注：弗里德里克·泰勒(1856-1915)是美國“科學(xué)管理之父”，擔任美國機械工程師協(xié)會主席和哈佛大學(xué)教授，提倡科學(xué)化、標準化管理，其思想在美國和歐洲影響深遠。)所設(shè)立的一些原則，如今必然會走到盡頭了。固定周期的生產(chǎn)和組裝線將會被模塊化的移動工作臺取代。舉個例子，對于汽車制造來說，這意味著車身將通過一個自動化指導(dǎo)設(shè)備移動到一臺智能機器，機器可以通過WIFI或者互聯(lián)網(wǎng)進行實時溝通。機器“告訴”車身部件，自己準備好進行生產(chǎn)了。這樣，汽車工業(yè)將再一次被改變。 許多人將工業(yè)4.0描述為第四次工業(yè)革命。這也與汽車行業(yè)的新要求有關(guān)。對于許多新類型的設(shè)備來說，需求都在上升，尤其是個人化的需求。雖然在前面的三次工業(yè)革命中，更高的生產(chǎn)力永遠都是目標，不過現(xiàn)在，靈活生產(chǎn)、滿足定制要求的優(yōu)先級更高。 人依舊會是生產(chǎn)制造的中心。在某些領(lǐng)域的員工可能會更少，例如營銷、訂單處理和管理。但是工廠永遠都會需要工人。工人會從沉悶的任務(wù)中解放出來，如果說制造過程是一曲交響樂，那么工人就會是指揮家。有了智能IT工具的幫助，他們會專注于決策和控制生產(chǎn)。工人必須在IT和其他領(lǐng)域獲取新的技能。 我們必須花更多功夫來整合目前已有的IT技術(shù)，靈活、無縫地連接進入智能工廠基礎(chǔ)設(shè)施，工廠基礎(chǔ)設(shè)施是以工人為中心、以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的。另外，我們還會越來越多地應(yīng)用多模式人機交互界面。 在智能工廠中，新的工具會為車間中的工人帶來力量。通過利用靈活的工廠基礎(chǔ)設(shè)施來整合多個建設(shè)模塊，人們可以專注在工人的需要、期望和要求上，獲得組織層面策略與變革管理的支持，從而實現(xiàn)進步。 在第四次工業(yè)革命中，強大的機器人會給工人提供支持。這些機器人只要幾分鐘就可以執(zhí)行新的日常流程，并告訴員工需要實施哪些步驟。機器人可以持續(xù)不停地工作，對于工廠來說，無論是哪天工作、什么時間段工作，耗費的成本都是一樣的。 最重要的挑戰(zhàn)是無處不在的快速互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，以及網(wǎng)絡(luò)-物理系統(tǒng)的標準界面。對于制造平臺的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，我們需要安全與保護，這樣，行業(yè)內(nèi)的人們才會信任這種與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接的新型聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——工業(yè)4.0。 可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的潛能已經(jīng)在我們的面前。這已經(jīng)能夠說服行業(yè)去開拓新領(lǐng)地，利用恰當?shù)耐顿Y和靈活性，隨著第四次工業(yè)革命前進。這是國家可以保持國際競爭力和持續(xù)發(fā)展的唯一辦法。 （轉(zhuǎn)自：信息化破問團 公眾號） 本文部分圖片取材于互聯(lián)網(wǎng)，請版權(quán)方與我們聯(lián)系。
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