什么是真正的工業(yè)4.0

工業(yè)4.0原來是這么玩的 ?王 蕾

你相信嗎？在不久的將來，我們吃的藥是根據(jù)每個人的基因來配方的;我們的早餐可以根據(jù)個人的口味及營養(yǎng)需求來調(diào)配生產(chǎn);工廠生產(chǎn)線可以按照工人希望的時間開工;生產(chǎn)車間里是機器告訴機器下一步做什么……

德國工業(yè)4.0

德國人工智能研究所首席執(zhí)行官兼科學(xué)總監(jiān)沃夫?qū)ね郀査固卣f：“德國工業(yè)4.0是德國政府推行的‘新一代智能工廠計劃，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)。這意味著網(wǎng)絡(luò)進入工廠大生產(chǎn)，是一個嶄新的工業(yè)制造邏輯和方式。過去是以中心控制指揮系統(tǒng)，每一分鐘對機器發(fā)出指令。現(xiàn)在我們有了完全不同的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，按照商品所附帶的信息，由這些信息告訴機器需要什么樣的生產(chǎn)過程，以制造出符合客戶要求的產(chǎn)品?！?/p>

目前德國和國際制造業(yè)主要和普遍采用的是“嵌入式系統(tǒng)”，這是一種將機械或電氣部件完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)。而工業(yè)4.0正是在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的革新，并逐步過渡到智能生產(chǎn)。

德國工業(yè)4.0，事實上是德國政府2012年發(fā)布的10項未來高科技戰(zhàn)略計劃中的內(nèi)容，即通過物聯(lián)網(wǎng)完成大生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)全自動化、個性化、彈性化、自我優(yōu)化和提高生產(chǎn)資源效率、降低生產(chǎn)成本的全新生產(chǎn)方式，以實現(xiàn)革命性、大幅度提高生產(chǎn)力的最終目標。

德國工業(yè)4.0計劃，目前正由德國人工智能研究所的智能工廠與眾多和信息技術(shù)、機器人技術(shù)、激光感應(yīng)技術(shù)相關(guān)的企業(yè)合作，進行技術(shù)試驗。其中部分研究成果已開始在德國的大企業(yè)，如博世、西門子的個別產(chǎn)品生產(chǎn)流水線上進行嘗試性實施。

智能工廠究竟有多智能

德國人工智能研究所研究部副總監(jiān)多米尼克·高瑞奇博士解釋，智能生產(chǎn)除了由機器對機器發(fā)指令外，還有一個非常重要的部分就是靈活性和模塊化。在智能流水線上，安裝著不同性能的組件模塊，每一個組件都符合具體客戶在電子和機械兩個方面的需求標準，并可根據(jù)實際需要添加或拆卸，以便隨時按照客戶的具體要求來對產(chǎn)品進行調(diào)整。

在生產(chǎn)過程中，除了人工將零配件裝入流水線之外，所有程序都是通過設(shè)備與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)閱讀，由機器人自動完成。整個生產(chǎn)過程，涉及的技術(shù)包括二維碼、射頻碼、機器人軟件程序及數(shù)據(jù)分析等。

物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)上的運用催生了智能工廠，而智能工廠的信息傳遞途徑是通過建立于云計算基礎(chǔ)上的具有安全保障的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行的。

專門負責(zé)工業(yè)4.0推進工作的阿德·寇萊克博士說，博世工廠實施工業(yè)4.0計劃包括5個內(nèi)容：智能化原材料輸送、國際生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、流水線操作狀況監(jiān)控和支持系統(tǒng)、遠程技術(shù)支持和高效設(shè)備管理系統(tǒng)。

“原材料輸送系統(tǒng)，包括登記注冊、下訂單、確認和追蹤等程序都通過無線電射頻技術(shù)（RFID）達到高度自動化?！笨苋R克介紹說。

每一個裝有原材料的盒子上都貼有射頻碼。在之后的生產(chǎn)中，這些含有生產(chǎn)信息的射頻碼，通過射頻識別，在整個生產(chǎn)流程中提供生產(chǎn)步驟信息。這種高自動化原材料輸送系統(tǒng)，可以增加可視化，從而減少庫存，降低消耗，提高效率。

整個車間中有3條生產(chǎn)線在緊張工作，寇萊克說，這是通過同一網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進行管理的生產(chǎn)線，目前在全球8個國家設(shè)立了20條生產(chǎn)線。通過對大量數(shù)據(jù)的收集和分析，實時保證所有生產(chǎn)線持續(xù)不斷地進行標準化生產(chǎn)。如果出現(xiàn)故障或問題，流水線操作員便會接到系統(tǒng)信息，使用連接系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，在系統(tǒng)上進行標準化的糾錯，還可以運用現(xiàn)代傳播和通信手段，由更高級的專業(yè)技術(shù)人士進行遠程指導(dǎo)。

每一臺設(shè)備都安裝了射頻碼，利用生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，將每一個相關(guān)機械設(shè)備的數(shù)據(jù)信息進行儲存和顯示。這些信息包括了該設(shè)備的運作情況、壽命、維護保養(yǎng)時間表等，這樣就可以根據(jù)需要，一邊保養(yǎng)，一邊更換，一邊生產(chǎn)，最大限度地提高效益、降低成本。