在對(duì)制造業(yè)未來(lái)的展望中，人、物和機(jī)器的廣泛聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造全新的生產(chǎn)環(huán)境。制造商、研究人員和政府正在共同努力，共同探索和實(shí)現(xiàn)這一未來(lái)網(wǎng)絡(luò)化工廠的愿景，這一愿景體現(xiàn)在德國(guó)的“工業(yè)4.0”概念中。但推動(dòng)這一發(fā)展的是什么力量呢?

為什么叫“Industrie 4.0”?較強(qiáng)次工業(yè)革命是由18世紀(jì)蒸汽機(jī)的引進(jìn)和手工作業(yè)的機(jī)械化所引發(fā)的。第四20世紀(jì)初電氣化大規(guī)模生產(chǎn)推動(dòng)了第二次工業(yè)革命第四世紀(jì)。第三次是近幾十年來(lái)由于使用電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行制造和生產(chǎn)自動(dòng)化而進(jìn)行的。現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界正在開(kāi)始融入生產(chǎn)，這就是為什么我們要談?wù)摰氖恰癐ndustrie 4.0”-西門子對(duì)第四次工業(yè)革命的稱呼。

昨天的生產(chǎn)環(huán)境，如西門子和哈爾斯克的這種設(shè)備，噪音很大，充滿了潤(rùn)滑油的味道。

從大數(shù)據(jù)到智能數(shù)據(jù)

日益數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化正在改變著整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)鏈，各地?cái)?shù)據(jù)量正在爆炸。2005年全世界的數(shù)據(jù)總量為130艾字節(jié)，到2012年已增至462艾字節(jié)。專家預(yù)計(jì)，到2020年，數(shù)據(jù)量將增長(zhǎng)到14，996艾字節(jié)(約相當(dāng)于15萬(wàn)億兆字節(jié))。為了正確地分析和使用如此龐大的數(shù)據(jù)量，我們必須首先開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使我們能夠理解它們的內(nèi)容。一個(gè)先決條件是知道設(shè)備和系統(tǒng)是如何工作的，以及可以使用哪種傳感器和測(cè)量技術(shù)來(lái)訪問(wèn)較有用的數(shù)據(jù)。

今天較現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)施，如德國(guó)安伯格的西門子工廠自動(dòng)化程度很高，不僅干凈安靜，而且生產(chǎn)效率極高。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造市場(chǎng)研究人員預(yù)計(jì)，由于工業(yè)自動(dòng)化，這一領(lǐng)域的各地銷售額將從2013年的1，600億€增長(zhǎng)到2018年的約1，950億€。到2020年，僅德國(guó)工業(yè)就將在Industrie4.0應(yīng)用上每年投資約400億€。在德國(guó)，工業(yè)占總經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的比例已經(jīng)是英國(guó)、法國(guó)或美國(guó)的兩倍多。數(shù)字化將從根本上決定德國(guó)工業(yè)的成敗。

更快、更靈活和更有效率的生產(chǎn)

由于Industrie4.0，未來(lái)各地?cái)?shù)十億臺(tái)機(jī)器、系統(tǒng)和傳感器將相互通信并共享信息。這不僅會(huì)使公司的生產(chǎn)效率大大提高，而且在滿足市場(chǎng)需求的情況下，也將使它們具有更大的靈活性。

合并世界

使用Industrie4.0，物理世界正在與虛擬世界融合。西門子的PLM軟件就是一個(gè)例子。該軟件被用于虛擬開(kāi)發(fā)和廣泛測(cè)試產(chǎn)品，甚至在現(xiàn)實(shí)生活中，一個(gè)單一的螺絲釘被轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，產(chǎn)品達(dá)到市場(chǎng)的速度快了50%，至少在沒(méi)有PLM的情況下達(dá)到了同樣的質(zhì)量水平。這是可能的，因?yàn)槟M與數(shù)字雙胞胎-一個(gè)虛擬映像的產(chǎn)品，可以插入和測(cè)試其各個(gè)組成部分的不同設(shè)計(jì)沿著整個(gè)開(kāi)發(fā)鏈。這種方法被用來(lái)模擬火星好奇號(hào)R 2012年。這次登陸測(cè)試了8000次，使用西門子PLM軟件。

自組織工廠

隨著生產(chǎn)資料日益自主，信息技術(shù)、電信和制造業(yè)正在融合。然而，我們不可能確切地說(shuō)，未來(lái)的智能工廠會(huì)是什么樣子。一種可能的情況是：在未來(lái)的工廠中，機(jī)器將在很大程度上自行組織起來(lái)，交貨鏈將自動(dòng)組裝，訂單將直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)信息，并流入生產(chǎn)過(guò)程。然而，在工業(yè)4.0的世界里，人們?nèi)匀皇潜夭豢缮俚?他們是創(chuàng)造性的帶頭者和思想家，他們將利用自己的智慧預(yù)先設(shè)想所有的過(guò)程和程序，并編寫軟件將這些信息傳達(dá)給機(jī)器。

已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)

無(wú)論涉及數(shù)字規(guī)劃方法(虛擬現(xiàn)實(shí))、3D打印或輕量高等機(jī)器人，Industrie 4.0的新技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)了。西門子在巴伐利亞城市安伯格的工業(yè)控制工廠已經(jīng)被認(rèn)為是該公司在世界范圍內(nèi)較先進(jìn)的工廠。在那里，產(chǎn)品和機(jī)器相互交流，使產(chǎn)品本身能夠控制它們的生產(chǎn)。結(jié)果之一是，在同樣數(shù)量的生產(chǎn)空間和勞動(dòng)力數(shù)量?jī)H略有變化的情況下，該廠在過(guò)去20年里的生產(chǎn)量增加了8倍。今天，人類和機(jī)器的生產(chǎn)力是20年前的8倍。