[導(dǎo)讀] 整潔、光亮的未來工廠在靜悄悄地高效運轉(zhuǎn)，智能機器彼此協(xié)作，并與一支技術(shù)嫻熟的全球工作團隊相配合，他們不僅可以與工業(yè)生產(chǎn)鏈上下游的每一個環(huán)節(jié)智能互聯(lián)，還能與客戶直接溝通，滿足各種多元化、個性化的產(chǎn)品需求.
“工業(yè)正在前進，這絕不是什么遙遠的未來” —
工業(yè)4.0：智能工廠的黎明 實體物理和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合是未來的大趨勢
本報記者 劉曉瑩
整潔、光亮的未來工廠在靜悄悄地高效運轉(zhuǎn)，智能機器彼此協(xié)作，并與一支技術(shù)嫻熟的全球工作團隊相配合，他們不僅可以與工業(yè)生產(chǎn)鏈上下游的每一個環(huán)節(jié)智能互聯(lián)，還能與客戶直接溝通，滿足各種多元化、個性化的產(chǎn)品需求；如果需要，所有生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)都將被搜集，情報分析系統(tǒng)和各種動態(tài)系統(tǒng)也將完美結(jié)合，信息與生產(chǎn)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在這里實現(xiàn)真正的價值。
“這個夢想盡管令人驚奇，但與現(xiàn)實的距離卻比我們想象得要近得多?！标P(guān)注國外科技戰(zhàn)略的中國科學(xué)信息技術(shù)研究所戰(zhàn)略研究中心副研究員劉潤生說。據(jù)他介紹，位于德國安貝格的西門子電子制造廠恰似這個夢境，深刻地展現(xiàn)數(shù)字化的魔力：這座完美的高技術(shù)工廠占地1萬多平方米，以數(shù)字方式高效奇妙地運轉(zhuǎn)。其照單生產(chǎn)的定制生產(chǎn)過程涉及16億個零部件，每年生產(chǎn)5萬多種型號的產(chǎn)品。西門子公司向250家供應(yīng)商采購大約1萬種材料，在這家工廠生產(chǎn)出950種不同產(chǎn)品。
“事實上早在2011年，以西門子為代表的德國先進制造廠商便聯(lián)合德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會等學(xué)界倡導(dǎo)了‘工業(yè)4.0’（Industry 4.0）概念。”劉潤生告訴科技日報記者，“他們認為，18世紀引入機械制造設(shè)備的工業(yè)是1.0時代，20世紀初的電氣化大規(guī)模生產(chǎn)是2.0時代，20世紀70年代開始的信息化是3.0時代，現(xiàn)在正在進入工業(yè)4.0時代，即以信息物理融合系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的工業(yè)時代?！?/p>
“這個概念描述了由集中式控制向分布式增強型控制的基本范式轉(zhuǎn)變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式?！眲櫳f。
接下來的一段時間里，來自產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界的聲音愈加強烈，直至2012年，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部聯(lián)合將“工業(yè)4.0”列入《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的十大未來項目之一，以支持工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域新一代關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。他們堅信，創(chuàng)造新價值的過程會由此發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。
為推動“工業(yè)4.0”的實現(xiàn)，德國機械及制造商協(xié)會、德國信息技術(shù)、通訊與新媒體協(xié)會、德國電子電氣制造商協(xié)會合作設(shè)立了“工業(yè)4.0平臺”。2013年4月，德國工程院向德國政府提交了工業(yè)4.0工作組的最終報告——《保障德國制造業(yè)的未來——關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》。“這份報告明確提出了德國向工業(yè)4.0轉(zhuǎn)變需要采取雙重策略，即德國要成為智能制造技術(shù)的主要供應(yīng)商和CPS技術(shù)及產(chǎn)品的領(lǐng)先市場?！眲櫳f。
“所謂CPS，是Cyber-Physical Systems的縮寫，意為信息物理融合系統(tǒng)，也是實現(xiàn)工業(yè)4.0最核心的技術(shù)，它是把計算與通信深深地嵌入實物過程、與實物過程密切互動，從而給實物系統(tǒng)添加新的能力?！眲櫳f，“基于這項技術(shù)，生產(chǎn)和服務(wù)方式將得到進一步‘進化’，通過傳感網(wǎng)，虛擬空間的高級計算能力將與現(xiàn)實世界緊密相連，從而在生產(chǎn)制造過程中，采集并分析與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)——這就是工業(yè)4.0時代下的智能工廠?！?/p>
不過，CPS技術(shù)并非只受到德國人的青睞，據(jù)劉潤生介紹，美國早在2006年2月發(fā)布的《美國競爭力計劃》就將CPS列為重要的研究項目，而近年來CPS一直是美國政府先進制造領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)重點?！捌髽I(yè)方面，美國工業(yè)巨頭通用電氣公司力推其所謂的‘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’，其實質(zhì)也是注重數(shù)字網(wǎng)絡(luò)世界與機器世界的深度融合。該公司于2012年還發(fā)布報告《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：突破智慧和機器的界限》，大舉開展概念和品牌營銷攻勢?！眲櫳f，“而今年3月，AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾五家業(yè)界巨頭還創(chuàng)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，目前其成員已經(jīng)發(fā)展到了90個?！?/p>
“生產(chǎn)率增長的時代遠未過去?！蓖ㄓ秒姎夤臼紫瘓?zhí)行官杰夫·伊梅爾特（Jeff Immelt）如是評價日益升溫的智能生產(chǎn)時代，“所有工業(yè)公司都不再等同于‘大鐵箱’，嶄新的制造方式將緊緊圍繞著我們的產(chǎn)品，數(shù)據(jù)和軟件相連，實時做出分析與判斷。工業(yè)正在前進，這絕不是什么遙遠的未來，這已經(jīng)是今日的現(xiàn)實?！?/p>
數(shù)字世界與現(xiàn)實世界的融合真的可以使經(jīng)濟發(fā)展進入新的階段？這聽上去足以讓工業(yè)4.0值得期待。劉潤生說：“它不僅為制造業(yè)提供了巨大機遇，還為工業(yè)流程和工業(yè)服務(wù)創(chuàng)造了新機遇；而工業(yè)4.0的概念從傳統(tǒng)的制造強國——德國起步，某種意義上來說也進一步強化了‘德國制造’這個品牌?！?/p>
“不過，工業(yè)4.0最深層的內(nèi)涵依然在于對未來制造領(lǐng)域的深遠影響，我們必須深刻地理解和抓牢信息技術(shù)對工業(yè)轉(zhuǎn)型的巨大變革力量，實體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的廣泛深度融合無疑是未來不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢?！眲櫳f。
（科技日報北京12月9日電）
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