工業(yè)4.0時(shí)代自動(dòng)化四大發(fā)展趨勢(shì)

繼蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代、信息時(shí)代三大工業(yè)革命之后，全球化分工使生產(chǎn)要素加速流動(dòng)和配置，市場(chǎng)風(fēng)向變化和產(chǎn)品個(gè)性化的需求對(duì)企業(yè)反應(yīng)時(shí)間和柔性化能力提出前所未有的要求，全球進(jìn)入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)變革時(shí)代?；诖耍晕锫?lián)網(wǎng)和智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命悄然來(lái)襲。早在2011年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，德國(guó)率先提出“工業(yè)4.0”的概念，之后美國(guó)也推出工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)企業(yè)等類似概念。無(wú)論工業(yè)4.0還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其主要特征都是智能和物聯(lián)，而主旨都在于將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，從而提高資源利用率和生產(chǎn)靈活性、增強(qiáng)客戶與商業(yè)伙伴緊密度并提升工業(yè)生產(chǎn)的商業(yè)價(jià)值。

“工業(yè)4.0”是一個(gè)宏大的愿景，但又是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念：把大量的有關(guān)人、IT系統(tǒng)、自動(dòng)化原件和機(jī)器的信息融入到虛擬網(wǎng)絡(luò)——實(shí)體物理系統(tǒng)（CPS）中，并利用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為企業(yè)服務(wù)，其本質(zhì)即為“融合”。在制造系統(tǒng)中，工廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合，并傳到云端進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，形成決策并反過(guò)來(lái)指導(dǎo)、協(xié)同企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。

通過(guò)工業(yè)4.0可以建立一種人——技術(shù)互動(dòng)的嶄新模式，即機(jī)器適應(yīng)人的需求。具有多通道用戶界面的智能工業(yè)輔助系統(tǒng)，能將數(shù)字和模擬環(huán)境直接搬到生產(chǎn)車間。而未來(lái)工廠也將從局部的機(jī)器智能（如機(jī)器人）發(fā)展到全廠智能。屆時(shí)，嵌入式制造系統(tǒng)在工廠和企業(yè)之間的業(yè)務(wù)流程上實(shí)現(xiàn)縱向網(wǎng)絡(luò)連接，在分散的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)橫向連接，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)管理——從下訂單開(kāi)始，直到外運(yùn)物流。這一理念將零散的信息、通訊、虛擬等技術(shù)整合，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化和共享互聯(lián)，打通企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)與客戶管理、供應(yīng)鏈和能耗管理等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從底層控制級(jí)、中層產(chǎn)線級(jí)，到上層企業(yè)級(jí)的整體優(yōu)化，最終幫助制造業(yè)實(shí)現(xiàn)更短的上市時(shí)間、更高的生產(chǎn)靈活性和資產(chǎn)利用率、更低的擁有成本和更可控的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化。與此相應(yīng)的是，工業(yè)4.0時(shí)代的工業(yè)自動(dòng)化，將在原有自動(dòng)化技術(shù)和架構(gòu)下，實(shí)現(xiàn)集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，讓設(shè)備從傳感器到因特網(wǎng)的通訊能夠無(wú)縫對(duì)接，從而建立一個(gè)高度靈活的、個(gè)性化和數(shù)字化、融合了產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式下，生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)可通過(guò)自我診斷、自我修正和各種功能軟件讓設(shè)備更加智能，以更好地輔助工人完成生產(chǎn)。因此要求自動(dòng)化設(shè)備的通訊功能和集成能力更強(qiáng)，而自動(dòng)化軟件則需具備更強(qiáng)大的分析處理及與企業(yè)其他軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享能力。在自動(dòng)化層面，統(tǒng)一的控制平臺(tái)，順暢的通訊網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)。而要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，自動(dòng)化在四個(gè)層面上將進(jìn)一步拓展：?自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的橫向連接。通過(guò)全集成自動(dòng)化、集成架構(gòu)等統(tǒng)一平臺(tái)將控制、驅(qū)動(dòng)、低壓配電等系統(tǒng)深度集成，在單一的編程環(huán)境中為可擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)和機(jī)器控制提供集成的平臺(tái)。這種集成可減少需要儲(chǔ)存的備件數(shù)量，而控制平臺(tái)的開(kāi)放性則可確保與第三方組件輕松集成。此外，在每臺(tái)機(jī)器上使用的可視化及信息軟件需實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化處理方式。?與下層現(xiàn)場(chǎng)傳感和數(shù)據(jù)采集層及上層企業(yè)管理系統(tǒng)的縱向連接。從機(jī)器運(yùn)行和能源使用到變量處理和材料使用，在生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)中，控制器、傳感器及