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工业4.0概念解读 工业大数据概念以及应用分析

  工业4.0概念解读:什么是工业4.0

  工业4.0(Industry 4.0)是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,并已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。中国首套工业4.0流水线也已经亮相第十六届中国工业博览会。

  “工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。

  德国政府提出“工业4.0”战略,并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,其目的是为了提高德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机。 该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同,弗劳恩霍夫协会将在其下属6-7个生产领域的研究所引入工业4.0概念,西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统。

  “工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。

  德国学术界和产业界认为,“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智能化转型。[2]

  “工业4.0”项目主要分为两大主题,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;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。

  德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一,在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发,以及对复杂工业过程的管理。德国拥有强大的设备和车间制造工业,在世界信息技术领域拥有很高的能力水平,在嵌入式系统和自动化工程方面也有很专业的技术,这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。通过工业4.0战略的实施,将使德国成为新一代工业生产技术(即信息物理系统)的供应国和主导市场,会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。

  产业集成

  在工厂4.0里,机器、装置、工件及其它元件将能实时交换数据及信息。这代表了从呆板的集中式工厂控制系统到分散式智能工厂控制系统的转变。仍由中央主控电脑执行的任务将会由组件来替代执行。这些元件将智能地彼此联网,可以自行配置,且过程简单,并且独立满足生产订单的各种需求。

  自动化平台

  工业4.0HM 0113 CPX 费斯托的集成自动化是产业集成的基础:自动化平台CPX已能集成诸如诊断、状态监测、安全及电气与气动自动化技术的功能。

  它已具备诊断设施并能提供状态监控功能。它的各种模块已使其能够将气缸控制与电缸控制整合在一起:通过模组化阀岛MPA和VTSA来控制气缸,通过运动控制器来控制电缸。且其已集成了安全功能。

  这些功能集成的例子包括:诸如网络服务器的IT服务、用于分散式本地控制的前端控制器、终端控制器、用于检测阀岛内部压力或外部信号的比例阀或压力传感器。

  物联网

  专家们预测,工业4.0时代将终结如今无数不同现场总线的混乱局面。未来将会只有一个全球标准化的协议——基于具有实时能力的WLAN或以太网的一种互联网协议。