在未来工厂里,工件和机械设备要直接进行信息交换,且需自行决定下一个生产步骤。其可行性看起来多种多样,对此4年多来使用着一个新概念:即工业4.0。
在发明蒸汽机,并实现了流水作业线生产和使用计算机和芯片后,人们更愿意谈论第四次工业革命。即工业4.0是德国高科技战略中的未来项目,应推进生产技术向前发展,目标便是智能化工厂。未来项目及目标这两个概念应进行一次表述。必须看到技术、人口和气候方面的变化,应从经济向看德国作为工业产地在未来所面临的竞争。从根本上意味着:德国的电子技术企业、机械和设备制造企业是如何创新和革新的?首要一点是:如何灵活高效,以适应工业4.0?

由于有TIA 门架(全集成自动化),借助于该新的研发环境,设计和实现自动化将更简单和更高效
工业4.0概念于2011年在德国汉诺威工业博览会上向公众宣布。2年后,即2013年4月,关于工业4.0的报告形成。为了协调未来层面的工作,由Bitkom、VDMA和ZVEI这3个行业协会设立的平台开始工作。
在2014年4月的德国汉诺威工业博览会上,工业4.0几乎成为了每个人都要谈及的话题。现在不仅协会和一些企业在这方面成了先行者,中等规模的企业也在尽力打造自己的第四次工业革命。在这样的大趋势下,自动化行业应何时开启自己的行程,自动化行业在未来的发展趋势又会如何?
根据McKinsey和VDMA的一项共同研究表明,其对德国未来的机遇评价很高。德国拥有众多IT企业,并在机械制造和自动化技术领域处于领先,在此工业结构基础上,德国有着最佳的工业4.0前提条件。2012年,德国的机械设备出口位居世界第一,占比为16%。人们预计,仅通过物联网,德国的年营业额便能达到2000亿欧元。早在2010年,世界范围内知名的企业管理咨询师Roland Berger便已经谈到未来20年全球人口的变化。这位咨询师将全球人口变化分成3个趋势:世界人口继续增长、社会老龄化和城市化的继续发展。同时德国企业又面临着技术力量短缺的问题,该如何协调这些问题呢?人们在未来将面对技术和人口的变化。一些自动化行业的企业已经为此做出准备,并开始展望未来工厂,以下几个实例可以进行充分证明。
为了设想中的未来工厂,人们现在具体需要什么?电子技术及软件使联网的程度不断提高。ZVEI称,德国电子工业及其创新产品在不断提高互联网程度方面占据了主要位置(如图)。但是,在工厂未完全达到智能化之前,需创建统一的标准和高安全性IT。
SEW Eurodrive公司经理Johann Soder说:“展望工业4.0的未来,应改变具有专利权的界面和封闭的数据规格的现状。”联网是未来的中心议题。有IT能力的机械设备要自行综合控制生产流程。
Soder认为,除了已经提及的数字方面的改变外,还要有安全方面和知识方面的变化。在涉及到安全方面,Soder补充:“IT系统的公共性对数据和程序的安全提出了新要求。”对信息控制方面的疑虑应很大,需要有一个完整性的思考。一些经济和技术方面的困难也必须在通往“集成工业”这条道路上加以克服。未来工业制造的标志是在灵活且可大批量生产的条件下实现产品的个性化。只有通过科研人员、自动化行业人员和信息工程人员的合作才能够实现集成化工业的智能化系统。而这又能促使在产品制造和创造价值链的管理方面产生示范性变化。必须脱离僵硬的生产结构,并积极研发能够自行组织生产的生产单元,这同样又涉及到整个逻辑系统的改变。关系到知识改变,Soder补充说:“为此,ZVEI在2013年4月与Rittal、Pepperl+Fuchs 及SEW-Eurodrive公司成立了新的自动化协会。”
这个设立于德国法兰克福的协会非常明确其面临的挑战,需要企业协助支持企业Y代工作人员(1980~1995年出生的工作人员)。现在行业正面临着技术工人中缺乏专业、电子和信息技术人员的压力。ZVEI主席Michael Ziesemer认为:“我们需要越来越多的跨机械、传感器技术、硬件和软件的技术,职业培训人员若为能精通各项技术则更为有利 。”
ABB公司的经验也证实了这一观点。高效技术程序的实施首先要求工作人员必须同时具备较强的机械、电子和软件技术方面的知识。而对于工业4.0,商家还有其他要求:在技术的各个阶段均必须提供虚拟的产品样品,且要能够用该虚拟的样品来试验所要求的产品功能。在控制功能的特点不断加强趋势的基础上,必须可以在没有真实控制器硬件的条件下实施分散的控制逻辑器件。
网络是关键话题之一,这关系到自动化行业未来的趋势。对于ABB公司而言,要实现产品、装置和设备的强有力联网,就必须实现工业4.0在未来的灵活性形式。大趋势中的一个重要技术观点是,生产装置的每个物理意义上的客体、一个网中的模型、一个虚拟的表述也要列入。互联网技术将在开始进入工业4.0观念下的制造工厂中,具体到每个部件相互连接成网络。这样真实的生产资料才能在生产制造中直接相互作用。在未来,生产是灵活、分散和高效的。网络物理系统能够实现这一目标。
获取更多评论