工業4.0的主要技術

摘 要：工業4.0是德國聯邦教研部和聯邦經濟技術部提出的概念，與此同時我國也提出了《中國制造2025》白皮書，兩國分別從各自的角度對制造業的未來進行了描述，工業4.0概念在全世界工業領域都引起了極大的討論和研究，本文針對工業4.0的主要關鍵技術進行概述和總結。

關鍵詞：工業4.0；工業革命；創新技術

1 概述

工業4.0首先是由德國提出來的概念[1]。眾所周知，德國是世界上走在工業發展最前沿的國家，工業也是其在全世界最具競爭力的領域，為保證德國工業繼續走在世界的前沿，為保證其工業在全世界的持續競爭力，德國人提出了繼蒸汽機應用、大規模生產和信息技術三次工業革命后，以生產自動化、網絡化、機器自組織為代表的第四次工業革命，如西門子等公司積極實踐和推動工業4.0概念，已初步實現智能工廠等成果。

在《中國制造2025》當中，我國政府提出來用30年的時間，從制造業大國轉變為制造業強國，并用10年時間，進入全球制造業第二方陣。與德國不同，我國制造業在許多方面仍然較為落后，特別是針對工業4.0的信息技術，對我們未來的努力提出了更高的要求。

2 工業4.0主要技術

以往的三次工業革命皆是由技術的創新來驅動，動力單元的創新、流水線和信息技術的應用，就是技術驅動革命的直接印證。與前面的工業革命不同，即將到來的第四次工業革命不僅包含了企業的生產環節，還包含了整個產品的生命周期，如開發、生產、售后和回收，信息技術和機械裝置共同結合成為有機的整體。

整個生命周期的所有有關人員都參與其中，消費者可以實現更多的私人定制；供應鏈更加的透明和有效；售后服務更加的及時；產品開發的更加符合消費者要求。但與此同時，這些組成了一個極其復雜的系統，各個子系統之間互相影響，技術的創新使得人們掌控如此復雜的系統成為了可能。一般來說，移動計算、社會化媒體、物聯網、大數據，共同構成工業4.0的基礎。

3 移動計算

移動計算是任何計算機在移動狀態之下進行的人機交互[2]。這種技術現今在社會化媒體范圍內廣泛傳播，不僅如此，移動計算技術也將在商業和企業信息技術產生極大的影響。移動技術使得人與計算機的機動性獲得了極大延伸，信息的獲取、傳播和增值的可能性都大大增強。到處都能使用，處處都可連接，成為了移動計算最主要的標志。通過移動計算，人與計算機的交互變為隨時隨地，由此彼此之間的交互數量和頻率大大增加，并且產生了更多的數據。高級別的數據安全技術和數據隱私技術成為了移動計算技術的前提。

4 社會化媒體

社會化媒體的發展，已經滲透到生活和社會的方方面面。如國外代表性的Facebook、Twitter、YouTube等，就國內而言微博、微信等的廣泛應用已經不知不覺地改變了我們的生活模式。在這些平臺上，人們可以自由和透明地發布自己的信息，人們獲取信息的途徑也變得更加的直接和透明。在社會化媒體上，人民收集和評論信息的基礎有了創造性的顛覆，這種顛覆不僅發生在社會商業生活中，也發生在工業領域。在社會化媒體中，信息的爆炸性增長是人類從來沒有遇見過的，海量的原始數據成為了人類的寶藏，如何從中尋找到有用的信息就是最核心的議題。

5 物聯網

物聯網描述了一種物理對象之間的連接，通過這種連接和信息的交換，實現了功能的拓展，價值的增長。在物聯網技術下，物體不僅能夠有目的地通過感知周圍環境和部署區域的方式來獲取信息，而且能夠實現自主的信息的傳遞，即將信息從一個物體傳遞至另一個物體的過程；在物聯網技術當中，很重要的一點就是物體對信息的處理，換句話說，在物聯網技術當中，物體可以根據自己的需要和目的對信息進行處理或者轉化，在這些基礎之上，物聯網實現的物體之間的聯合可以實現許多附加功能。物聯網技術再次極大地擴充了數據流和信息流的范圍和強度，也極大地增加了智能物體生命階段的復雜性，人們對此還有待于深化和研究[3]。

6 大數據

如前面所述的技術的飛速發展，信息的數量飛速增長，大數據就是收集巨大的數據集合，這些數據集合產生于各種模擬和數字資源——物聯網、人與計算機的交互等，這些信息根據不同的協議、速度和方式在傳輸[4，5]。傳統模式下的信息處理技術和架構已經完全不可能滿足人們的需求，這種需求催生了大數據技術。一般來講，大數據是指無法在可容忍的時間內用傳統意義上的IT技術和軟硬件技術對其進行感知、獲取、處理和服務的數據集合。如今大數據引起了社會各個行業的廣泛關注和興趣，但是必須要指出的是，大數據技術的研究還是剛剛起步，大數據與其他領域的結合才剛剛開始，相關理論和實踐都需要繼續深化，現在市場對于大數據的熱炒和夸大并沒有根據。

原始大數據經過分析、優化和預測等處理可以使數據變為真正意義上的有價值、可以銷售的產品，國內的最頂尖的IT公司如騰訊、阿里巴巴等越來越重視大數據技術，因為其掌握的原始大數據經過不同的面向數據的提純，其結果的價值越來越重要。

7 結論

如前所述的四種技術相互融合，互相影響，共同構成了企業及社會各個行業變革的基礎，對工業領域而言，構成了工業4.0變革的基礎。技術的發展為工業未來的發展提供了可能和答案，技術的創新使得更可靠的決策、更經濟的開發和更有效率的生產過程成為可能。最近幾十年IT技術獲得了驚人的發展，也極大地改變了制造業領域，以移動計算、社會化媒體、物聯網、大數據為代表的技術也開始給予人們極大的想象空間。隨著工業4.0的推進，人們會看到這些想象變為現實。

參考文獻：

[1]王喜文.工業4.0：智能工業[J].物聯網技術，2013（12）：3-4.

[2]魏峻，馮玉琳.移動計算形式理論分析與研究[J].計算機研究與發展，2000，37（2）：129-139.

[3]朱洪波，楊龍祥，于全.物聯網的技術思想與應用策略研究[J].通信學報，2010，31（11）：2-9.

[4]孟小峰，慈祥.大數據管理：概念、技術與挑戰[J].計算機研究與發展，2013，50（1）：146-169.

[5]涂子沛.《大數據》正在到來的數據革命[J].求賢，2012 （12）：60-61.

作者簡介：陸軼，男，1989年，研究生，成都理工大學，研究方向：可靠性、智能診斷。