工業(yè)4.0的特點(diǎn)可以概括為五點(diǎn)：互聯(lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型。中國(guó)從政府層面正在積極推動(dòng)工業(yè)4.0，但是大家要認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)從工業(yè)2.0、3.0時(shí)代跨越到工業(yè)4.0時(shí)代，會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期的艱巨的過(guò)程，技術(shù)支撐面臨的挑戰(zhàn)巨大。黑科技，工業(yè)4.0圖片來(lái)自“視覺(jué)中國(guó)”隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大規(guī)模介入工業(yè)生產(chǎn)，隨之而來(lái)的工業(yè)第四次革命將再次引起工業(yè)生產(chǎn)的大變革，從而推動(dòng)人類生產(chǎn)生活更加美好。
工業(yè)4.0的特點(diǎn)
我國(guó)欲在第四次工業(yè)革命中占得先機(jī)，必須準(zhǔn)確把握第四次工業(yè)革命的基本特點(diǎn)，分析在技術(shù)層面和產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面即將面對(duì)的挑戰(zhàn)，把握帶來(lái)的機(jī)遇，嚴(yán)密策劃，才能最大限度地發(fā)揮此次革命給工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的機(jī)遇，為實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》宏偉藍(lán)圖鋪平道路。
工業(yè)4.0的特點(diǎn)可以概括為五點(diǎn)：互聯(lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型。
互聯(lián)：工業(yè)4.0的核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。因此工業(yè)4.0的首要特點(diǎn)是互聯(lián)，而當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)十分發(fā)達(dá)，為工業(yè)4.0的來(lái)臨打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)：工業(yè)4.0必然帶來(lái)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)等等。這些龐大的數(shù)據(jù)如何發(fā)揮重大作用，將會(huì)更進(jìn)一步促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速進(jìn)展。
集成：工業(yè)4.0將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式中端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)這個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、以及服務(wù)與服務(wù)之間，能夠形成一個(gè)互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。這種程度的集成將會(huì)使工業(yè)與民生，工業(yè)與人更緊密結(jié)合，對(duì)技術(shù)和市場(chǎng)的推動(dòng)作用十分巨大。
創(chuàng)新：工業(yè)4.0的實(shí)施過(guò)程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新，將會(huì)層出不窮，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新，到模式創(chuàng)新，再到液態(tài)創(chuàng)新，最后到組織創(chuàng)新。中國(guó)正在實(shí)施大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新戰(zhàn)略，無(wú)疑更有利于工業(yè)4.0在中國(guó)的全面深入推廣。
轉(zhuǎn)型：對(duì)于中國(guó)的傳統(tǒng)制造業(yè)而言，轉(zhuǎn)型實(shí)際上是從傳統(tǒng)的工廠，從2.0、3.0的工廠轉(zhuǎn)型到4.0的工廠，整個(gè)生產(chǎn)形態(tài)上，從大規(guī)模生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向個(gè)性化定制。實(shí)際上整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程更加柔性化、個(gè)性化、定制化，這是工業(yè)4.0非常重要的特征。由于中國(guó)錯(cuò)失第一次、第二次工業(yè)革命給工業(yè)帶來(lái)的巨大發(fā)展，第三次工業(yè)革命時(shí)中國(guó)處于建國(guó)初期，到目前為止，中國(guó)的工業(yè)仍然參差不齊，大批的工業(yè)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)，只有轉(zhuǎn)型升級(jí)才能更好地迎接工業(yè)4.0帶來(lái)的重大發(fā)展機(jī)遇。
工業(yè)4.0的核心與重點(diǎn)
工業(yè)4.0核心是生產(chǎn)系統(tǒng)必須和底層的設(shè)備融合成一個(gè)整體，所有的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都能采集上來(lái)，并通過(guò)上層信息系統(tǒng)的智能分析，來(lái)告訴企業(yè)底層的設(shè)備應(yīng)該如何運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制。
因此可以概括為兩大核心主題：智慧產(chǎn)品和智慧工廠。
智慧化是科學(xué)技術(shù)在發(fā)展進(jìn)程中先進(jìn)信息技術(shù)與工業(yè)不斷完美結(jié)合的一個(gè)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，不斷更新的信息技術(shù)起著決定作用。
智慧產(chǎn)品有唯一的特征被識(shí)別，在任何時(shí)候都能被定位，我們知道它的發(fā)展歷程，了解它當(dāng)前狀況，以及實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)狀態(tài)的方式。從通過(guò)出口物流下訂單的那一刻起，縱向與工廠和公司業(yè)務(wù)流程聯(lián)網(wǎng)，橫向連接則可實(shí)時(shí)管理衍生價(jià)值體系，這二者共同構(gòu)建了嵌入式制造系統(tǒng)。此外，這些指令都要求啟用終端間工程(模式)流經(jīng)整個(gè)價(jià)值鏈。
智慧產(chǎn)品不僅能夠?qū)崟r(shí)采集整個(gè)生產(chǎn)鏈必須的各種信息，還需要能夠自主做出決策，根據(jù)生產(chǎn)需要提供僅需的信息。智慧產(chǎn)品必將給工業(yè)產(chǎn)品帶來(lái)劃時(shí)代的革命。
智慧工廠是一種高能效的工廠，它必須擁有基于高科技的、適應(yīng)性強(qiáng)的、符合人體工程學(xué)的生產(chǎn)線。
智慧工廠的目標(biāo)是整合客戶和業(yè)務(wù)合作伙伴，同時(shí)也能夠制造和組裝定制產(chǎn)品，而且未來(lái)的智慧工廠將在生產(chǎn)效率和安全性方面具有更大的自主決策能力。
工業(yè)4.0更多的是依靠機(jī)器進(jìn)行工作并解釋數(shù)據(jù)，而不是依靠人類的智慧。
當(dāng)然，人的因素仍然不可忽視，但人更多地是起到控制、編程和維護(hù)的作用，而不是在車(chē)間進(jìn)行作業(yè)。工業(yè)4.0不僅使工廠生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，更重要的是在生產(chǎn)過(guò)程中，能夠自主決策，自主指揮生產(chǎn)，這使得工廠自動(dòng)化進(jìn)入到智慧化工廠的層次，給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)歷史性變革。
工業(yè)4.0的最大特點(diǎn)是制造業(yè)中所有參與者及資源的高度社會(huì)技術(shù)互動(dòng)。
互動(dòng)主要圍繞制造資源網(wǎng)絡(luò)(制造機(jī)械、機(jī)器人、輸送機(jī)和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)及生產(chǎn)設(shè)施)進(jìn)行，這些網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立自主，在不同情況下能自我管理，自我配置，還裝備了傳感器，分散安裝，并融入了相關(guān)規(guī)劃及管理系統(tǒng)。作為這一愿景的關(guān)鍵組成部分，智慧工廠將被納入公司內(nèi)部?jī)r(jià)值網(wǎng)絡(luò)，它的特點(diǎn)是包括制造過(guò)程和制造產(chǎn)品的端對(duì)端工程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字和物理世界的無(wú)縫銜接。智慧工廠將使復(fù)雜的制造流程便于管理，并能同時(shí)確保生產(chǎn)過(guò)程的吸引力、生產(chǎn)效益以及工廠在市區(qū)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。
工業(yè)4.0的核心必然給產(chǎn)品生產(chǎn)提出了更高的要求，相應(yīng)的必須在可靠性技術(shù)、安全性技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、物流管控技術(shù)五位一體展開(kāi)全方位的研究和提升，賦予產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程、管理智慧化的內(nèi)涵。這五大技術(shù)的研究成果決定了工業(yè)4.0能否順利推廣實(shí)現(xiàn)，因而成為工業(yè)4.0毋容置疑的重點(diǎn)內(nèi)容。
工業(yè)4.0給自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
中國(guó)從政府層面正在積極推動(dòng)工業(yè)4.0，但是大家要認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)從工業(yè)2.0、3.0時(shí)代跨越到工業(yè)4.0時(shí)代，會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期的艱巨的過(guò)程，技術(shù)支撐面臨的挑戰(zhàn)巨大，還需要加倍努力，但同時(shí)也是一個(gè)傳統(tǒng)企業(yè)向智能企業(yè)轉(zhuǎn)型的紅利十年，企業(yè)轉(zhuǎn)型需要大量的技術(shù)、人力以及相關(guān)部門(mén)的參與。所以，為企業(yè)轉(zhuǎn)型提供咨詢、管理、技術(shù)、設(shè)備、商業(yè)模式設(shè)計(jì)以及培訓(xùn)等，技術(shù)市場(chǎng)機(jī)遇巨大。
對(duì)于自動(dòng)化行業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)4.0在技術(shù)層面提出了更高的要求，但也帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇，簡(jiǎn)要分析如下:
工業(yè)4.0使自動(dòng)化行業(yè)的內(nèi)涵和外延得以延伸
首先工業(yè)4.0使得自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的橫向連接更加廣闊。通過(guò)全集成自動(dòng)化、集成架構(gòu)等統(tǒng)一平臺(tái)將控制、驅(qū)動(dòng)、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(kuò)展運(yùn)動(dòng)和機(jī)器控制提供集成的平臺(tái)。這種集成可減少需要儲(chǔ)存的備件數(shù)量，而控制平臺(tái)的開(kāi)放性則可確保與第三方組件輕松集成。此外，在每臺(tái)機(jī)器上使用的可視化及信息軟件需實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化處理方式。
其次工業(yè)4.0拓展了與下層現(xiàn)場(chǎng)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(jī)器運(yùn)行和能源使用到變量處理和材料使用，在生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)中，控制器、傳感器及其它設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。來(lái)自生產(chǎn)車(chē)間的數(shù)據(jù)在幾年之內(nèi)就會(huì)在數(shù)量上超過(guò)公司產(chǎn)生的業(yè)務(wù)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)的PLC進(jìn)行分析。當(dāng)務(wù)之急乃是將所有來(lái)自各工廠運(yùn)行系統(tǒng)不斷劇增的數(shù)據(jù)與來(lái)自業(yè)務(wù)應(yīng)用的信息相結(jié)合，從而打造運(yùn)營(yíng)智能，尤其是遠(yuǎn)程維護(hù)解決方案和基于云技術(shù)的服務(wù)，以應(yīng)對(duì)持續(xù)增加的圍繞數(shù)據(jù)分析的服務(wù)需求。如遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以對(duì)個(gè)別部件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析或?qū)φ麄€(gè)驅(qū)動(dòng)鏈實(shí)施在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。
內(nèi)涵和外延的延伸，給自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)拓展帶來(lái)了更大的空間。但同時(shí)要求產(chǎn)品具有更高的可靠性、安全性，要求產(chǎn)品具有智慧化的能力，因?yàn)樵诩夹g(shù)層面提出了更大的挑戰(zhàn)。
工業(yè)4.0在通訊領(lǐng)域給自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
工業(yè)4.0將使在平板電腦或智能手機(jī)上訪問(wèn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)成為現(xiàn)實(shí)，信息和工廠員工通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通訊實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)”并隨時(shí)隨地訪問(wèn)應(yīng)用程序，很多情況下需要使用云技術(shù)處理和存儲(chǔ)來(lái)自各地的數(shù)據(jù)，又要在各地實(shí)時(shí)地使用這些數(shù)據(jù)。移動(dòng)技術(shù)讓人變得機(jī)動(dòng)靈活，人們可以隨時(shí)隨地與任何相關(guān)人事聯(lián)系，可以與全球同事交流分享經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、解決業(yè)務(wù)問(wèn)題。不管技術(shù)專家身在何處，呼叫中心代表都可以實(shí)時(shí)向其咨詢問(wèn)題，而專家本人也可以隨地訪問(wèn)世界上任意地點(diǎn)的設(shè)備服務(wù)歷史以及其它裝置的歷史，還能夠核對(duì)工廠更新和其它咨詢。
實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，必須充分利用智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，借助統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，來(lái)實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)所有設(shè)備彼此之間的相互通信。顯然，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備將得到更廣泛的應(yīng)用。獨(dú)立IP的應(yīng)用可以使產(chǎn)品和設(shè)備具備可識(shí)別的獨(dú)立身份、便于追蹤、定位和監(jiān)測(cè)。此外，標(biāo)準(zhǔn)通訊可使更多的數(shù)字設(shè)備融入生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)，如攝像機(jī)、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(xì)化。
工業(yè)4.0的實(shí)施帶來(lái)了十分龐大的通訊數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)如此龐大的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊，通信過(guò)程相互干擾如何解決，在通訊容量有限的情況下如何進(jìn)一步拓展等等，在通訊技術(shù)和通訊產(chǎn)品領(lǐng)域不僅帶來(lái)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)拓展機(jī)遇，更多的是帶來(lái)了技術(shù)突破的挑戰(zhàn)。
工業(yè)4.0在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域給自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
過(guò)去自動(dòng)化行業(yè)實(shí)施的自動(dòng)化控制是單一的對(duì)某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施自動(dòng)化控制，數(shù)據(jù)量有限，但工業(yè)4.0要求的是對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的控制，因此涉及采購(gòu)、制造過(guò)程、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，涉及的數(shù)據(jù)不僅僅局限于生產(chǎn)過(guò)程采集的信息，還包括元器件、零部件的遠(yuǎn)程信息、銷售信息、售后服務(wù)信息等。數(shù)據(jù)量十分龐大。這些數(shù)據(jù)信息如何才能更好地發(fā)揮其作用，更多地為其它領(lǐng)域提供服務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品、數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)品、數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品帶來(lái)了更大的市場(chǎng)機(jī)遇，但如何確保如此龐大的數(shù)據(jù)信息通訊的安全性和實(shí)時(shí)性，如何拓展數(shù)據(jù)服務(wù)范圍，也給技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。
工業(yè)4.0給物流自動(dòng)化帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
工業(yè)4.0將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)融于產(chǎn)品全生命周期，給采購(gòu)和物流帶來(lái)革命性變革，采購(gòu)人員實(shí)施采購(gòu)只需要登錄工業(yè)4.0整合的信息平臺(tái)，手指點(diǎn)動(dòng)即可完成。但采購(gòu)的物資必須由物流公司完成傳送。物流公司必須在信息平臺(tái)上接單并完成相應(yīng)的工作，為了高效實(shí)現(xiàn)上述要求，物流自動(dòng)化成為必然的解決途徑，自動(dòng)化行業(yè)引來(lái)物流自動(dòng)化這一新的自動(dòng)化領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)物流自動(dòng)化，在物品識(shí)別技術(shù)、物品存儲(chǔ)期間保質(zhì)技術(shù)、運(yùn)送過(guò)程安全性和實(shí)時(shí)性技術(shù)等方面面臨巨大的挑戰(zhàn)。
在中國(guó)實(shí)施工業(yè)4.0，對(duì)自動(dòng)化行業(yè)來(lái)說(shuō)，不僅在技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)拓展方面帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，但在解決技術(shù)方面也同時(shí)面臨巨大的挑戰(zhàn)?？煽啃约夹g(shù)、安全性技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通訊技術(shù)、物流技術(shù)等領(lǐng)域必將迎來(lái)新一輪技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用熱潮。
實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》，使中國(guó)由制造大國(guó)成長(zhǎng)為制造強(qiáng)國(guó)，自動(dòng)化行業(yè)同仁任重而道遠(yuǎn)。筆者水平所限，所掌握的資料也不充分，所述觀點(diǎn)未見(jiàn)全豹，供同行參考。
