德國提出的工業(yè)4.0 (Industrie4.0)戰略,旨在通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據等技術(shù),對傳統的工業(yè)生產(chǎn)模式進(jìn)行改造,將物理世界與虛擬世界相結合,以實(shí)現工業(yè)經(jīng)濟數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化。 工業(yè)4.0是一場(chǎng)旨在利用信息通信技術(shù)(ICT)改造生產(chǎn)流程的革命性運動(dòng),這場(chǎng)運動(dòng)將徹底改變工廠(chǎng)和企業(yè)的運營(yíng)方式。在這場(chǎng)運動(dòng)中,智能生產(chǎn)成為了關(guān)鍵目標。智能生產(chǎn)是通過(guò)互聯(lián)產(chǎn)品、智能工廠(chǎng)、智能供應鏈和智能物流等方式實(shí)現的。因此,“工業(yè)4.0”又被稱(chēng)為“智能制造”。 工業(yè)4.0的核心在于以互聯(lián)產(chǎn)品為基礎的智能化生產(chǎn),其目標是使消費者能夠參與到制造過(guò)程中來(lái),并以與消費者互動(dòng)的方式來(lái)制造產(chǎn)品。具體來(lái)說(shuō),就是通過(guò)移動(dòng)設備(如智能手機、平板電腦、筆記本電腦等)和傳感器收集數據并與產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行互聯(lián),從而實(shí)現產(chǎn)品從設計、生產(chǎn)到使用和維護的全生命周期管理。工業(yè)4.0技術(shù)將帶來(lái)更快、更準確、更靈活的生產(chǎn)模式,為企業(yè)帶來(lái)更高效率。 目前,全球已有數百家企業(yè)采用了工業(yè)4.0技術(shù)。德國政府將其視為一個(gè)長(cháng)期的戰略,并將其定位為“歐洲制造2025”計劃的一個(gè)重要組成部分。全球有近1000家企業(yè)參與了工業(yè)4.0標準制定計劃。1.智能工廠(chǎng)
智能工廠(chǎng)是指通過(guò)在工廠(chǎng)中部署傳感器,能夠有效地收集產(chǎn)品信息、設備狀態(tài)、生產(chǎn)過(guò)程等數據,并將數據進(jìn)行處理,然后將處理后的結果傳輸給其他工廠(chǎng),最終形成一個(gè)能夠預測和分析產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程以及各種資源(包括人、物料、工具等)的生產(chǎn)和供應信息的完整系統。通過(guò)這種方式,智能工廠(chǎng)能夠更加高效地對市場(chǎng)變化做出響應,從而提高企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。智能工廠(chǎng)通過(guò)多種傳感器(包括:機器視覺(jué)、運動(dòng)傳感器、溫度傳感器等)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù),對產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。同時(shí),智能工廠(chǎng)還能夠對生產(chǎn)過(guò)程中的各種資源(包括人、物料、工具等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,并將監測結果傳輸給其他工廠(chǎng)。此外,智能工廠(chǎng)還能夠對生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種數據進(jìn)行分析和預測,并將這些數據傳輸到其他工廠(chǎng)或系統中進(jìn)行處理,從而實(shí)現工廠(chǎng)生產(chǎn)效率的提升。
2.智能生產(chǎn)
智能生產(chǎn)的主要內容是:智能工廠(chǎng)和智能生產(chǎn)系統。通過(guò)智能工廠(chǎng),企業(yè)可以將數據進(jìn)行全面采集,并與制造系統進(jìn)行連接,從而實(shí)現數據分析、自動(dòng)控制和優(yōu)化;通過(guò)智能生產(chǎn)系統,企業(yè)可以將其生產(chǎn)系統與其他系統進(jìn)行連接,從而實(shí)現智能管理。這兩個(gè)部分都可以在各種生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)現。智能工廠(chǎng)主要由兩部分組成:一是制造環(huán)境的智能化,二是運營(yíng)環(huán)境的智能化。其中,制造環(huán)境的智能化是指通過(guò)先進(jìn)的傳感器、計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)對生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,并將監測結果反饋到制造系統中,從而提高制造過(guò)程的可控性和靈活性。運營(yíng)環(huán)境的智能化則指企業(yè)利用人工智能和大數據分析技術(shù)實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化控制。
3.智能物流
智能物流是指利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等信息技術(shù),對物流信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和管理,從而實(shí)現高效、準確、低成本的物流服務(wù)。智能物流在制造業(yè)的應用主要體現在以下幾個(gè)方面:一是通過(guò)傳感器自動(dòng)收集和處理產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數據,實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監控;二是利用 RFID、射頻識別、二維碼等自動(dòng)識別技術(shù),實(shí)現物料從采購到入庫、出庫以及庫存管理等環(huán)節的自動(dòng)化處理;三是利用傳感器對產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤和監測,提高設備維護效率;四是采用虛擬現實(shí)技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行可視化管理,使消費者能夠參與到產(chǎn)品的設計和制造過(guò)程中來(lái);五是利用云計算技術(shù)將各環(huán)節數據匯集起來(lái),建立統一的數據分析平臺,實(shí)現資源優(yōu)化配置。