“工业4.0”，制造业未来之路

   2013年4月，德国政府于“2013汉诺威工业博览会”上正式推出“工业4.0”项目，该项目是德国政府2010年7月《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，被认为是继机械、电气和信息技术之后的第四次工业革命，是引领德国工业未来发展的核心战略。此项目一经推出，不但成为本届汉诺威工业博览会的一大亮点，更成为本年度全球工业界的热议话题。而作为德国工业企业的优秀代表，菲尼克斯电气一直以来积极致力于电气与自动化技术的创新和发展，日前，菲尼克斯电气集团高级执行副总裁、菲尼克斯电气中国研发公司董事长Roland Bent教授接受本刊记者专访，发表了其对于“工业4.0”战略的独到见解。
  
                     
             菲尼克斯电气集团高级执行副总裁、菲尼克斯电气中国研发公司董事长 Roland Bent
 
   制造业的未来需求

   众所周知，德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，包括汽车和汽车配件工业、电子电气工业、机械设备制造工业、化学工业等产业在内的制造业已经成为德国的经济支柱，其装备制造行业更是全球领先。

   Bent教授认为 “工业4.0”战略的推出从根本上来说正是德国制造业发展的需要：“德国制造业的领导地位源于德国在制造技术方面的研究和创新，当前德国制造业面临着种种挑战，包括降低成本、提高效率及增加生产的灵活性的需求，而要实现这些，需要大量的新的技术和新的产品，因此‘工业4.0’应运而生。 ”

  事实上，不仅仅是在德国，全球制造业都在面临着前所未有的挑战，规模庞大的中国制造业急需转型升级，美国制造业的复苏也必然需要探索新的发展模式。各种客户需求，如改变批次产量、产品多样性及可持续生产等已成为新的创新动力，而大数据、云技术、物联网、新能源等新技术的发展为这次变革奠定了基础。结合了市场和技术发展的需求，在全球一场新的工业革命都正在发展之中。正是顺应这一趋势，德国以其独特的优势打造其制造业的未来之路——“工业4.0”。

  智能化是核心

  “工业4.0”的重要方向之一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。德国专家们提出的“工业4.0”的全新理念，主要就对联网工厂以及相关方面的演变进行研究。“工业4.0”关注整个产品生命周期，对产品开发、物流以及生产的集成将通过材料流、产品流以及信息流得以实现，从而构建高度复杂又极为高效的全球化生产运营。这样一来，一条生产线就能够跟供应商以及消费信息进行连接，从而根据消费者需求对生产环节进行动态调整，并对所交付的原材料进行相应调整。

  作为指引未来工业生产的一种全新概念，德国工业4.0的思路是：在工厂生产新的系统中，产品的组件直接与生产系统沟通，发出接下来所需生产过程的指令，这样将改变整个生产技术的使用，整个系统将更加智能，联网更加紧密，不同组件之间可以相互沟通，工作更快、作出反应更加迅速。

  Bent教授表示：“新的生产模式使生产和交付变得更加灵活，而且对于生产中断和故障可以灵活反应，区别于以往的‘柔性生产’，这些反应是完全智能化的，无需人为地提前设定。”

  毫无疑问， 智能化将成为“ 工业4.0”的核心，而新型的生产制造模式实现的关键技术是智能化的网络。在“工业4.0”的规划中，制造商将以“信息物理系统”（Cyber-PhysicalSystems：CPS）为框架建立包含其设备、仓储系统和工业产品的全球性网络。CPS的意义在于将物理设备联网，连接到互联网上， 让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。CPS本质上是一个具有控制属性的网络，但它又有别于现有的控制系统。CPS则把通信放在与计算和控制同等地位上，因为CPS强调的分布式应用系统中物理设备之间的协调是离不开通信的。CPS对网络内部设备的远程协调能力、自治能力、控制对象的种类和数量，特别是网络规模上远远超过现有的工控网络。美国国家科学基金会（NSF）认为，CPS将让整个世界互联起来。如同互联网改变了人与人的互动一样，CPS将会改变我们与物理世界的互动。

  在制造业领域，CPS包含能够独立交换信息的小型智能机械、存储系统和高效的产品设备，他们能够独立地完成运作和互相控制，从而极大地提升机器与机器之间的连通，并产生大量的数据。而生产系统能够对所有数据进行管理，并进行智能分析，在无人为操作或较少人为操作的情况下通过这些数据来提升工厂效率。

  新的生产模式无疑将推动自动化领域的创新，对此Bent教授认为：“未来的工业控制与自动化产品更需要灵活性、操作的方便性及智能化，支持标准网络和具有自诊断功能也是大势所趋。”

  菲尼克斯，“工业4.0”的重要参与者
  
  “工业4.0”并没有涉及到根本性的技术革新，而是强调通过“信息物理系统”来改变当前的工业生产模式。正如Bent博士所言：“这不是一个革新，而是一个演变。”信息、通信、软件技术在制造业中将发挥越来越重要的作用，成为“工业4.0”时代的新宠儿。

  Bent教授表示：“‘工业4.0’项目对德国企业来讲是一个历史性的机遇，德国制造商有着很大的潜在机会成为世界领先的智能化系统供应商，而菲尼克斯电气对此早已开始准备。”

  工业4.0的实施过程对网络和控制系统提出了更智能化、更开放、更灵活、更快速的高要求，这是传统的以现场总线为核心的第三代控制系统所无法达到的。2004年菲尼克斯电气便全面投入Profinet工业以太网的开发，目前形成了全面的基于Profinet工业以太网的竞争力。

  菲尼克斯电气全球领先的连接技术和IT-Powered工业自动化技术能够帮助客户把很多现实的系统有机集成起来，构成一个智能化的网路，即以信息技术驱动自动化，打造智能工厂。

  Bent教授当前作为菲尼克斯电气的代表也正在积极参与“工业4.0”相关组织的技术研发、标准制定工作，他表示：“‘工业4.0’是德国工业界达成的一个共识，也是一个共同的远景，需要大家共同努力来推动其不断发展，菲尼克斯正是其中不可或缺的一员。” 

相关文章