導讀；德國安貝格市的西門子電子裝置工廠，代表了未來工廠變革的方向——工業(yè)4.0。工業(yè)4.0并非空中閣樓，不同于過去風行一時的類似概念，它是隨著現(xiàn)有技術(shù)的融合和優(yōu)化而發(fā)展的。
中國儀表網(wǎng)訊 來到德國安貝格市的西門子電子裝置工廠，就能尋找到各種智能工廠要素的蹤跡。它的規(guī)劃團隊借助西門子PLM軟件，來確保高效地生產(chǎn)大概1,000件產(chǎn)品的標準程序。只要輕擊鼠標，規(guī)劃師就能為新產(chǎn)品設(shè)計出多種不同的制造流程，并按諸如吞吐量和成本等參數(shù)進行計算和比較，然后從中選出效率最高的過程。
在這座工廠，數(shù)字規(guī)劃仍需以“人工”方式轉(zhuǎn)換到實際生產(chǎn)中，因為目前這兩個過程是順次執(zhí)行的。然而未來，這兩個過程將日益重疊，最終實現(xiàn)同時進行——在安貝格工廠以及所有其他高度自動化的工廠。到那個時候，工程師在設(shè)計新產(chǎn)品如新型開關(guān)的時候，將使用專門的軟件來同步規(guī)劃其制造流程，包括所有有關(guān)機械、電氣和自動化系統(tǒng)。
安貝格工廠，代表了未來工廠變革的方向。通過使用微型化處理器、存儲裝置、傳感器和發(fā)送器來實現(xiàn)智能化，這些裝置將被嵌入幾乎所有機器、半成品和材料，以及用于組織數(shù)據(jù)流的智能工具和新型軟件中。所有這些創(chuàng)新，將使產(chǎn)品和機器之間能夠相互通信并交換命令。換言之，未來的工廠將在很大程度上自行優(yōu)化和控制其制造工序。
這一趨勢備受關(guān)注，不少國家將制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型提上戰(zhàn)略高度。德國聯(lián)邦政府已撥出近2億歐元資金用于幫助行業(yè)協(xié)會、研究機構(gòu)和企業(yè)制定實施戰(zhàn)略。美國政府也極為重視創(chuàng)新制造戰(zhàn)略的制定，并計劃拿出高達10億美元資金建立一個覆蓋全國研究機構(gòu)和企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)。政府部門負責提供無處不在的寬帶網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)界需要及時地將數(shù)據(jù)標準化和傳輸協(xié)議系統(tǒng)部署到位。
德國的工商界高管組織研究聯(lián)盟提出了“Industry4.0”的一套概念體系，其關(guān)鍵是將軟件、傳感器和通信系統(tǒng)集成于所謂的物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。工業(yè)軟件和IT技術(shù)的應用，將覆蓋包括產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、以及生產(chǎn)執(zhí)行和運營維護的全產(chǎn)品生命周期。而虛擬生產(chǎn)與現(xiàn)實的生產(chǎn)方式完美結(jié)合，人們越來越多地構(gòu)思、優(yōu)化、測試和設(shè)計產(chǎn)品。一個典型案例便是美國航空航天局發(fā)射的“好奇號”火星探測車，包括著陸在內(nèi)“好奇號”的一切，都是采用西門子設(shè)計和模擬軟件完成研制和試驗。
在過去幾年中，西門子每一次收購軟件公司都是出于對實現(xiàn)實現(xiàn)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略考量，以此整合和進一步開發(fā)工業(yè)4.0所需技術(shù)專長。西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂博士（Dr.MarcWucherer）表示：“當前，西門子正通過以產(chǎn)品生命周期管理軟件（PLM）和TIA全集成自動化為代表的創(chuàng)新系列工業(yè)解決方案，為數(shù)字化制造的未來發(fā)展——集成化產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)流程奠定堅實的基礎(chǔ)?！?br />
包括西門子在內(nèi)的20個工業(yè)研究合作伙伴，與德國人工智能研究中心（DFKI）在德國Kaiserslautern聯(lián)合創(chuàng)辦的一座智能工廠，呈現(xiàn)了信息物理系統(tǒng)在實際應用中的運轉(zhuǎn)方式。
這座試點工廠利用皂液瓶來演示產(chǎn)品與制造機器之間的通信方式：每個空皂液瓶底部都貼有射頻識別（RFID）標簽，以告知機器應為其套上黑色還是白色瓶蓋。換句話說，這一制造流程中的產(chǎn)品從一開始就攜帶有數(shù)字產(chǎn)品記憶，可以通過無線信號與周圍環(huán)境進行溝通。這樣一來，產(chǎn)品就成為了一個信息物理系統(tǒng)，將現(xiàn)實世界和虛擬世界合二為一。
從手工業(yè)、工業(yè)化、大規(guī)模生產(chǎn)到信息技術(shù)革命，一路走來，制造業(yè)的演進步伐從未停止。德國國家科學與工程院（acatech）認為，新型數(shù)字制造工序?qū)⑹构I(yè)生產(chǎn)率提高30%，它不僅將徹底改變生產(chǎn)方式，還將在交通和醫(yī)療領(lǐng)域引發(fā)一場變革。
工業(yè)4.0并非空中閣樓，不同于過去風行一時的類似概念，它是隨著現(xiàn)有技術(shù)的融合和優(yōu)化而發(fā)展的。實現(xiàn)工業(yè)4.0所需的許多技術(shù)已經(jīng)問世，包括互聯(lián)網(wǎng)、面向工業(yè)設(shè)施的標準化數(shù)據(jù)連接技術(shù)、模擬軟件等。
在邁向工業(yè)4.0的進程中，無疑將會有許多問題需要處理。持懷疑態(tài)度的人士聲稱，無人化生產(chǎn)將令廠房空無一人，并由此給社會帶來負面影響。但是，實際情況恰恰相反：在工業(yè)4.0中，人的作用將更為重要。在制造業(yè)的創(chuàng)新領(lǐng)域，例如產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)規(guī)劃階段，人的聰明才智仍是不可或缺的。同樣，在操作層面，人類還將繼續(xù)發(fā)揮核心作用，他們將不再從事體力勞動，而主要從事創(chuàng)新設(shè)計、控制和監(jiān)測等工作。
