【壓縮機網(wǎng)】繼蒸汽時代、電氣時代、信息時代三大工業(yè)革命之后，q*化分工使生產(chǎn)要素加速流動和配置，市場風向變化和產(chǎn)品個性化的需求對企業(yè)反應時間和柔性化能力提出前所未有的要求，q*進入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)變革時代?；诖?，以物聯(lián)網(wǎng)和智能制造為主導的第四次工業(yè)革命悄然來襲。
　　
　　工業(yè)自身的轉(zhuǎn)型需求之外，技術(shù)的成熟也極大推動了這一革新進程?；跀?shù)據(jù)互聯(lián)的云計算、大數(shù)據(jù)、社交媒體和虛擬化等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)極大的改變了人類的生活行為和商業(yè)運營方式。而今這一趨勢已從消費領域逐漸向工業(yè)領域蔓延。數(shù)據(jù)顯示，到2020年“萬物互聯(lián)”將實現(xiàn)19萬億美金價值，其中制造業(yè)占27%。以中國占q*25%的制造體量折算，這一市場價值逾1萬億美金。

　　
　　基于此，q*主要工業(yè)國家都紛紛將本國的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級作為面向未來的一項高科技戰(zhàn)略工程。早在2011年漢諾威工業(yè)博覽會上，德國率先提出“工業(yè)4.0”的概念，之后美國也推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)企業(yè)等類似概念。無論工業(yè)4.0還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其主要特征都是智能和物聯(lián)，而主旨都在于將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，從而提高資源利用率和生產(chǎn)靈活性、增強客戶與商業(yè)伙伴緊密度并提升工業(yè)生產(chǎn)的商業(yè)價值。
　　
　　4.0架構(gòu)下的工業(yè)融合與智能
　　
　　“工業(yè)4.0”是一個宏大的愿景，但又是一個簡單的概念：把大量的有關人、IT系統(tǒng)、自動化原件和機器的信息融入到虛擬網(wǎng)絡——實體物理系統(tǒng)(CPS)中，并利用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為企業(yè)服務，其本質(zhì)即為“融合”。在制造系統(tǒng)中，工廠現(xiàn)場設備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合，并傳到云端進行存儲、分析，形成決策并反過來指導、協(xié)同企業(yè)的生產(chǎn)和運營。
　　
　　通過工業(yè)4.0可以建立一種人——技術(shù)互動的嶄新模式，即機器適應人的需求。具有多通道用戶界面的智能工業(yè)輔助系統(tǒng)，能將數(shù)字和模擬環(huán)境直接搬到生產(chǎn)車間。而未來工廠也將從局部的機器智能(如機器人)發(fā)展到全廠智能。屆時，嵌入式制造系統(tǒng)在工廠和企業(yè)之間的業(yè)務流程上實現(xiàn)縱向網(wǎng)絡連接，在分散的價值網(wǎng)絡上實現(xiàn)橫向連接，并可進行實時管理——從下訂單開始，直到外運物流。這一理念將零散的信息、通訊、虛擬等技術(shù)整合，通過數(shù)據(jù)可視化和共享互聯(lián)，打通企業(yè)的產(chǎn)品設計、研發(fā)、生產(chǎn)與客戶管理、供應鏈和能耗管理等系統(tǒng)，實現(xiàn)從底層控制級、中層產(chǎn)線級，到上層企業(yè)級的整體優(yōu)化，z*終幫助制造業(yè)實現(xiàn)更短的上市時間、更高的生產(chǎn)靈活性和資產(chǎn)利用率、更低的擁有成本和更可控的企業(yè)風險。
　　
　　以4.0時代的能源行業(yè)為例，為了克服新能源的分散和不穩(wěn)定等缺點，以智能電網(wǎng)為代表分布式的能源供應和消費技術(shù)或?qū)⒊蔀槲磥砟茉串a(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。虛擬發(fā)電廠、組合發(fā)電廠正在成為新的發(fā)電模式。這種新的“發(fā)電廠”將太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、生物能發(fā)電以及天然氣發(fā)電幾種發(fā)電來源組合起來，形成一個虛擬發(fā)電站。未來的能源不僅是綠色能源，也是智能能源。今后，傳輸能量的智能電網(wǎng)和消耗能量的終端裝置將相互協(xié)調(diào)，z*大限度地節(jié)約能量。同時，全國成百上千家電廠的數(shù)據(jù)匯總到云端進行統(tǒng)一管理和調(diào)度。由于發(fā)電和傳輸?shù)木_可控，電力生產(chǎn)將可實現(xiàn)量入為出，z*終實現(xiàn)電力在個人、公司、電廠之間的靈活雙向流通，這無疑將達到能源的z*有效利用。
　　
　　工業(yè)4.0的基礎是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和集成化。與此相應的是，工業(yè)4.0時代的工業(yè)自動化，將在原有自動化技術(shù)和架構(gòu)下，實現(xiàn)集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，讓設備從傳感器到因特網(wǎng)的通訊能夠無縫對接，從而建立一個高度靈活的、個性化和數(shù)字化、融合了產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式。在這種模式下，生產(chǎn)自動化技術(shù)可通過自我診斷、自我修正和各種功能軟件讓設備更加智能，以更好地輔助工人完成生產(chǎn)。因此要求自動化設備的通訊功能和集成能力更強，而自動化軟件則需具備更強大的分析處理及與企業(yè)其他軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享能力。
　　
　　在自動化層面，統(tǒng)一的控制平臺，順暢的通訊網(wǎng)絡是基礎。而要實現(xiàn)工業(yè)4.0，自動化在四個層面上將進一步拓展：
　　
　　• 自動化系統(tǒng)內(nèi)部的橫向連接。通過全集成自動化、集成架構(gòu)等統(tǒng)一平臺將控制、驅(qū)動、低壓配電等系統(tǒng)深度集成，在單一的編程環(huán)境中為可擴展運動和機器控制提供集成的平臺。這種集成可減少需要儲存的備件數(shù)量，而控制平臺的開放性則可確保與第三方組件輕松集成。此外，在每臺機器上使用的可視化及信息軟件需實現(xiàn)標準化處理方式。
　　
　　• 與下層現(xiàn)場傳感和數(shù)據(jù)采集層及上層企業(yè)管理系統(tǒng)的縱向連接。從機器運行和能源使用到變量處理和材料使用，在生產(chǎn)過程的每個環(huán)節(jié)中，控制器、傳感器及其它設備均會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。來自生產(chǎn)車間的數(shù)據(jù)在幾年之內(nèi)就會在數(shù)量上超過公司產(chǎn)生的業(yè)務數(shù)據(jù)。即便是現(xiàn)在，也有大量的此類數(shù)據(jù)正在通過現(xiàn)場的PLC進行分析。當務之急乃是將所有來自各工廠運行系統(tǒng)不斷劇增的數(shù)據(jù)與來自業(yè)務應用的信息相結(jié)合，從而打造運營智能，尤其是遠程維護解決方案和基于云技術(shù)的服務，以應對持續(xù)增加的圍繞數(shù)據(jù)分析的服務需求。如遠程狀態(tài)監(jiān)測可以對個別部件的運動進行分析或?qū)φ麄€驅(qū)動鏈實施在線連續(xù)監(jiān)測。
　　
　　• 基于開放標準和統(tǒng)一協(xié)議的通訊網(wǎng)絡。若要充分利用智能化網(wǎng)絡技術(shù)的優(yōu)勢，需要借助統(tǒng)一網(wǎng)絡基礎設施，來實現(xiàn)工廠內(nèi)所有設備(包括企業(yè)級設備)彼此之間的相互通信。未來，網(wǎng)絡交換設備將得到更廣泛的利用。獨立IP的應用可以使產(chǎn)品和設備具備可識別的獨立身份、便于追蹤、定位和監(jiān)測。此外，標準通訊可使更多的數(shù)字設備融入生產(chǎn)線網(wǎng)絡，如攝像機、RFID讀卡器、數(shù)字平板、安全磁卡等，以提高生產(chǎn)管理的精細化。
　　
　　• 移動技術(shù)和虛擬化。目前在平板電腦或智能手機上訪問生產(chǎn)數(shù)據(jù)，信息和工廠員工已能夠?qū)崿F(xiàn)“移動”并隨時隨地訪問應用程序。未來，很多情況下需要使用云技術(shù)處理和存儲來自各地的數(shù)據(jù)，又要在各地實時地使用這些數(shù)據(jù)。移動技術(shù)讓人變得機動靈活。人們可以隨時隨地與任何相關人事聯(lián)系，可以與q*同事交流分享經(jīng)驗知識、解決業(yè)務問題。不管技術(shù)專家身在何處，呼叫中心代表都可以實時向其咨詢問題，而專家本人也可以隨地訪問世界上任意地點的設備服務歷史以及其它裝置的歷史，還能夠核對工廠更新和其它咨詢。例如，很多油井地處分散的偏遠地區(qū)，過去，技術(shù)人員需要奔波于各個油井之間將數(shù)據(jù)下載到閃存卡中，而現(xiàn)在則可以直接從云端下載數(shù)據(jù)，通過遠程監(jiān)視設備和過程。他們可以實時生成報告，而不是按天或者按周。
　　
　　虛擬化可以降低對物理服務器和其它硬件的依賴性，同時節(jié)約工廠的能源成本。虛擬化技術(shù)還可以改善機器的可靠性，打造低成本高可用性的備份解決方案，同時允許操作系統(tǒng)的多個實例在單一硬件上運行。z*新的DCS系統(tǒng)已經(jīng)應用虛擬化服務器實現(xiàn)更快的處理速度及降低生命周期成本。
　　
　　現(xiàn)階段，每一項自動化技術(shù)都已投入使用，但大部分公司至今仍在單一地使用其中某一項技術(shù)。一旦公司理念趨于成熟，開始接受這些新技術(shù)，就能夠出現(xiàn)同時應用所有這些技術(shù)的局面。目前，控制層面，z*新的PLC、變頻等產(chǎn)品都有標準的網(wǎng)絡通訊接口，現(xiàn)場設備通過傳感器數(shù)據(jù)采集和聯(lián)網(wǎng)傳輸即可實現(xiàn)診斷等智能功能;信息層面，各種數(shù)據(jù)庫軟件、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、制造運行管理系統(tǒng)(MOM)、產(chǎn)品生命周期管理軟件(PLM)等，同企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)解決方案連接起來，則實現(xiàn)數(shù)據(jù)到信息的轉(zhuǎn)換、輔助商業(yè)決策;分析運營層面：現(xiàn)有的云平臺也具備了遠程分析優(yōu)化的基礎和經(jīng)驗;安全層面：業(yè)界主流廠商都已與信息安全企業(yè)合作推出了實際方案。而未來的挑戰(zhàn)主要在于需要在生產(chǎn)工程、機械工程、工藝工程、自動化工程、IT和互聯(lián)網(wǎng)領域建立起一個共同認可的問題處理方式和標準。
　　
　　中國智造如何彎道超車
　　
　　中國的制造業(yè)近30年來發(fā)展迅速，但要從“制造大國”轉(zhuǎn)型為“制造強國”，在保持工業(yè)增長的同時完成轉(zhuǎn)型升級，將是一個很大的挑戰(zhàn)。當q*制造業(yè)在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代智能時代大潮下各自前行，中國制造業(yè)實際上正面臨著彎道超車的有利條件。雖然中國在傳統(tǒng)工業(yè)上與世界先進制造業(yè)還存在差距，但在信息通信技術(shù)方面卻有著更好的基礎。與此同時，中國工業(yè)的獨特優(yōu)勢在于自動化部署相對較晚，z*先進的技術(shù)和系統(tǒng)應用使其具備后發(fā)優(yōu)勢;而國外企業(yè)在制造業(yè)回流潮之前的十年里基本在現(xiàn)在有資產(chǎn)的基礎上進行優(yōu)化和提升。而且以德國為s*的歐洲制造強國雖然在制造業(yè)方面有很強的優(yōu)勢，但信息和互聯(lián)技術(shù)的應用推動相對較慢。
　　
　　具體到各個行業(yè)，我們會發(fā)現(xiàn)中國工業(yè)4.0的需求雛形已經(jīng)廣泛存在，如醫(yī)藥行業(yè)的嚴苛監(jiān)管要求和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的跟蹤追溯，食品飲料汽車等消費品行業(yè)客戶的需求多變、柔性生產(chǎn)要求的提高，能源領域數(shù)字礦山、數(shù)字油田對更多信息的獲取，重工業(yè)高價值資產(chǎn)的保護及事件防御等，都對工業(yè)4.0提出了需求。
　　
　　當然，工業(yè)4.0并非一朝一夕可以實現(xiàn)，除了大環(huán)境的日臻成熟，更需要IT、通信、自動化、機械制造等產(chǎn)業(yè)參與者通力合作、打造生態(tài)鏈。在這種模式下，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，工業(yè)將變得更加人性化和個性化，這將是對存在百年的“標準化生產(chǎn)”、“流水線作業(yè)”、“格式化操作”的挑戰(zhàn)，屆時“工人”、“工廠”的定義都將被顛覆。