Industry 4.0新工業(yè)革命與工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級思路構(gòu)架

韋焜程

摘 要：文章主要論述的是Industry 4.0新工業(yè)革命與工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級思路構(gòu)架，在具體展開論述的過程中首先從Industry 4.0新工業(yè)革命的概述入手去論述，其次論述了Industry 4.0新工業(yè)革命的進(jìn)程及其特點(diǎn)，最后重點(diǎn)論述了Industry 4.0新工業(yè)革命與工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級的思路構(gòu)架。

關(guān)鍵詞：Industry 4.0新工業(yè)革命；工業(yè)自動化；轉(zhuǎn)型升級；思路構(gòu)架

近年來，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)為工業(yè)革命的發(fā)展提供了一個技術(shù)支持[1]，同時隨著全球市場日益競爭激烈，為了尋求新的突破，不同的國家都在積極地開發(fā)新的技術(shù)并在嘗試工業(yè)自動化的轉(zhuǎn)型升級，而在這其中Industry 4.0新工業(yè)革命起著關(guān)鍵的作用，文章主要論述的就是關(guān)于Industry 4.0新工業(yè)革命與工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級思路構(gòu)架的相關(guān)問題。

1 Industry 4.0新工業(yè)革命的概述：Industry 4.0新工業(yè)革命這一名稱是在德國提出的，最初提出這一概念是為了應(yīng)用當(dāng)前較先進(jìn)的一些科學(xué)技術(shù)提高國家的制造業(yè)，后來這一概念被一些學(xué)術(shù)研究專家深入研究并進(jìn)一步推廣，最終將這一新項(xiàng)目加入到了《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中，并作為未來的重點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目的思想是將工業(yè)產(chǎn)品集成有動態(tài)數(shù)字存儲技術(shù)以及具有良好通信能力的一種新技術(shù)，其中主要使用的新技術(shù)主要包括社交媒體軟件，比如說微博和微信等；移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；云計(jì)算，這是一種低投入高收益的新技術(shù)；大數(shù)據(jù)以及前沿的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。正是這些世界前沿的信息技術(shù)為Industry 4.0工業(yè)革命做好了準(zhǔn)備工作，而我國的工業(yè)也需要進(jìn)一步的更新和完善，這種Industry 4.0新工業(yè)革命對于我國工業(yè)革命的改進(jìn)和完善具有參考意義。

2 Industry 4.0新工業(yè)革命的進(jìn)程

Industry 4.0新工業(yè)革命的進(jìn)程可以分為四個不同的階段[2]，每個階段都有其對應(yīng)的特點(diǎn)和使用范圍。具體的進(jìn)程如下。

2.1 第一次工業(yè)革命

第一次工業(yè)革命開始的時間是從18世紀(jì)60年代一直到19世紀(jì)50年代，在這個階段的工業(yè)革命由傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)升級為機(jī)械化的生產(chǎn)，機(jī)械化的生產(chǎn)主要是依靠水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)的，這種進(jìn)步引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類脫離了傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)，迎來了“蒸汽時代”。

2.2 第二次工業(yè)革命

第二次工業(yè)革命主要從19世紀(jì)后期持續(xù)到20世紀(jì)初期，在這個階段的工業(yè)革命主要是依靠電力驅(qū)動實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中每個人都有各自的分工，在機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的全新模式，將工業(yè)帶入了一個全新的“電氣化時代”。

2.3 第三次工業(yè)革命

第三次工業(yè)革命的時間是從20世紀(jì)70年代開始的，到目前為止還沒有結(jié)束，第三次工業(yè)革命的進(jìn)步是建立在信息化技術(shù)高速發(fā)展的基礎(chǔ)上，在原有工業(yè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和信息化，這種新型模式的工業(yè)革命減少了工業(yè)生產(chǎn)過程中人的作用，此外，在生產(chǎn)過程中降低了人的勞動強(qiáng)度，體現(xiàn)出了較好的人性化發(fā)展，這個階段的工業(yè)革命步入了“信息化時代”。

2.4 第四次工業(yè)革命

第四次工業(yè)革命是在2011年提出的，這將是未來一段時間內(nèi)發(fā)展的重點(diǎn)，本次工業(yè)革命主要是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的智能化，本次工業(yè)革命需要先進(jìn)的一些技術(shù)支持，通過這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的實(shí)時管理，這一新的模式將會帶領(lǐng)人類步入“智能化時代”。

3 Industry 4.0新工業(yè)革命的特點(diǎn)

Industry 4.0新工業(yè)革命在實(shí)現(xiàn)過程中為了確保快速發(fā)展的同時不會在市場上失去重要地位，第四次工業(yè)革命有著它本身的一些特點(diǎn)。

3.1 高度水平集成

水平集成指的是制造業(yè)在發(fā)展的過程中將不同的流通階段進(jìn)行系統(tǒng)的合成，這種水平集成可以是同一個公司內(nèi)部的集成，也可以是幾個不同的公司經(jīng)過協(xié)商后做出的水平集成，這種水平集成可以保證同一公司或者是不同公司之間的網(wǎng)絡(luò)和價值鏈。

3.2 垂直集成

垂直集成指的就是將不同層次的系統(tǒng)進(jìn)行集成，這種集成可以高效的解決端到端之間解決問題方案方案的共享，從而進(jìn)一步的滿足第四代工業(yè)革命的需要。

3.3 端到端的系統(tǒng)工程

端到端的系統(tǒng)工程指的是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)、規(guī)劃生產(chǎn)、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實(shí)施以及服務(wù)，這種系統(tǒng)的工程由于涉及的比較多，所以在具體實(shí)現(xiàn)的過程中就需要將不同的科學(xué)技術(shù)以及一些較好的理念融入其中，在設(shè)計(jì)時既要考慮到這項(xiàng)系統(tǒng)工程有那些可使用價值，可以為企業(yè)和工業(yè)化生產(chǎn)帶來哪些更新和變化，同時也要考慮到這項(xiàng)系統(tǒng)工程會給用戶帶來哪些便利，同時在設(shè)計(jì)過程中融入了更多的用戶選擇權(quán)，在這一系統(tǒng)下開發(fā)出來的制造系統(tǒng)使得制造單個的產(chǎn)品已經(jīng)成為了一種可能。

4 Industry 4.0新工業(yè)革命與工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級思路構(gòu)架

近年來，在物流的技術(shù)集成以及制造技術(shù)過程中信息物理系統(tǒng)逐漸的得到了應(yīng)用，此外在工業(yè)化生產(chǎn)流程中也開始使用物聯(lián)網(wǎng)，這兩種新技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了一種全新的工業(yè)系統(tǒng)，具體指的就是智能工廠，這一全新的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)有著較大的區(qū)別，這一智能化主要是通過云計(jì)算以及服務(wù)網(wǎng)并結(jié)合職能平臺從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級[3]，具體的思路構(gòu)建包括以下幾點(diǎn)：（1）基于機(jī)器對機(jī)器的通信網(wǎng)絡(luò)以及嵌入式Internet技術(shù)，機(jī)器對機(jī)器通信需要建立特定的終端行業(yè)，在通信過程中的網(wǎng)絡(luò)主要是依靠安全加密的無線網(wǎng)作為接入手段，并通過機(jī)器對機(jī)器的通信服務(wù)幫助客戶提供所需要的解決方案。在這個機(jī)器對機(jī)器的通信過程中客戶可以根據(jù)自己的需要實(shí)時地對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控、指揮，并在此基礎(chǔ)上收集需要的信息，整個過程可以遠(yuǎn)程的控制，不需要用戶近距離的操作。在這里所說的機(jī)器與機(jī)器的信息傳輸，不是一種簡單的信息傳輸，這是因?yàn)樵撔畔鬏斁哂凶詣踊椭悄芑攸c(diǎn)，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動的做出信息傳輸并且在此過程中進(jìn)行操作，這就已經(jīng)完全的脫離了人的操作，這種智能化的操作不僅安全可靠而且及時準(zhǔn)確，同時信息傳輸速度較快。（2）CPPS，第四代工業(yè)革命在設(shè)計(jì)的過程中使用的都是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，而且對于工業(yè)控制的可靠提出了更高的要求，這就需要在生產(chǎn)流程中使用CPPS，CPS（信息物理融合系統(tǒng)）指的是物理過程和計(jì)算過程集成的系統(tǒng)，對其進(jìn)行監(jiān)測和控制主要通過嵌入式計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。（3）安全可靠的云計(jì)算服務(wù)，該思路在構(gòu)建過程中智能化的實(shí)現(xiàn)主要是通過云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，而云計(jì)算的本質(zhì)是一種服務(wù)模式，該模式建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，既然是與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的，那么在使用的過程中就需要做好安全工作，不安全的云計(jì)算會引起操作的不當(dāng)或者是其他市場事故，也就是說該系統(tǒng)中的云服務(wù)必須是安全可靠的；（4）以CPS為基礎(chǔ)的輔助系統(tǒng)，該技術(shù)在運(yùn)用過程中可以將其他的技術(shù)聯(lián)合起來進(jìn)行輔助使用，特別是現(xiàn)在職能手機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)、GPS定位技術(shù)等都可以作為一種輔助系統(tǒng)在工業(yè)革命智能化過程中發(fā)揮一定的作用。這種輔助系統(tǒng)可以將信息顯示在不同的界面上。

5 結(jié)束語

第四代工業(yè)革命的提出為我國的工業(yè)發(fā)展提出了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，我國現(xiàn)階段的工業(yè)進(jìn)程還是比較緩慢，為了快速的步入第四次工業(yè)革命，我們需要先做好一些基礎(chǔ)的準(zhǔn)備工作，比如說網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、技術(shù)支持等，只有準(zhǔn)備工作充分了，才能更好的去依靠第四代工業(yè)革命促進(jìn)我國的工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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