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在未來(lái)制造業(yè)中，人、物與機器的聯(lián)網(wǎng)將無(wú)處不在，全新的生產(chǎn)環(huán)境也將應運而生?，F在，制造企業(yè)、研究人員與政府部門(mén)正攜手合作，共同探索并努力實(shí)現未來(lái)互聯(lián)工廠(chǎng)的愿景。而“互聯(lián)”正是德國提出的“工業(yè)4.0”概念的核心所在。那么，在通向“工業(yè)4.0”的道路上，技術(shù)發(fā)展背后的秘密究竟是什么呢？

“工業(yè)4.0”從何而來(lái)？
18世紀，蒸汽機的發(fā)明和人工作業(yè)的機械化催生了*次工業(yè)革命。20世紀初，電力驅動(dòng)的大批量生產(chǎn)則帶來(lái)了第二次工業(yè)革命。數十年后，通過(guò)將電子產(chǎn)品和計算機技術(shù)應用到制造與生產(chǎn)自動(dòng)化中，人類(lèi)開(kāi)啟了第三次工業(yè)革命。如今，在生產(chǎn)領(lǐng)域，現實(shí)與虛擬世界已經(jīng)開(kāi)始融合，這就是為什么我們開(kāi)始談?wù)?ldquo;工業(yè)4.0”，即第四次工業(yè)革命。

在過(guò)去的西門(mén)子&哈爾斯克工廠(chǎng)，生產(chǎn)環(huán)境中充滿(mǎn)噪音和油污。

從大數據到智能數據
日趨顯著(zhù)的數字化和無(wú)處不在的聯(lián)網(wǎng)正在改變整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)鏈。同時(shí)，范圍內的數據量也呈現爆炸性增長(cháng)。為了恰當地分析和使用海量數據，我們首先需要開(kāi)發(fā)出能幫助我們理解數據內容的系統。而開(kāi)發(fā)這一系統的前提條件之一就是要了解設備和系統是如何工作的，以及哪種傳感器和測量技術(shù)能被用來(lái)讀取較有用的數據。

數據驅動(dòng)制造
市場(chǎng)調研人員預測，由于工業(yè)自動(dòng)化的出現，該領(lǐng)域的銷(xiāo)售額將從2013年的約1600億歐元增長(cháng)到2018年的近1950億歐元。到2020年，僅德國工業(yè)界就將在“工業(yè)4.0”應用領(lǐng)域投入近400億歐元。目前在德國，工業(yè)產(chǎn)出占整體經(jīng)濟產(chǎn)出的比例已是英國、法國和美國的兩倍以上。數字化將是決定德國工業(yè)成敗的關(guān)鍵性因素。

今天，西門(mén)子安貝格工廠(chǎng)中高度自動(dòng)化的生產(chǎn)設施不僅清潔、安靜，而且擁有非常高的生產(chǎn)效率。

讓生產(chǎn)更快速、靈活、高效
在未來(lái)，“工業(yè)4.0”將讓數十億機器、系統和傳感器互通有無(wú)、分享信息。這不僅能大幅提高生產(chǎn)效率，而且可以令公司在定制化生產(chǎn)方面具備更大的靈活性，從而充分滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

不斷融合的世界
在“工業(yè)4.0”的愿景中，現實(shí)世界將與虛擬世界融合在一起。來(lái)自西門(mén)子的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）軟件就是這種融合的*。PLM可在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前，對產(chǎn)品進(jìn)行虛擬開(kāi)發(fā)和深入測試。憑借這項技術(shù)，產(chǎn)品上市速度可提升50%，并且至少能達到與不使用PLM時(shí)同樣的產(chǎn)品質(zhì)量。這一切得益于使用了數字化雙胞胎的仿真。數字化雙胞胎是指產(chǎn)品的虛擬圖像。對產(chǎn)品組件的不同設計都可以被整合到其中，并能在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行全面測試。2012年，這項技術(shù)被用來(lái)模擬好奇號火星探測器的登陸。實(shí)際登陸前，美國國家航空和宇宙航行局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室（NASA JPL）已經(jīng)使用西門(mén)子PLM軟件對登陸過(guò)程進(jìn)行了8000次測試。

自組織工廠(chǎng)
信息技術(shù)、通訊和制造正日趨融合。同時(shí)，生產(chǎn)方式的自主程度也在不斷提高。雖然現在還無(wú)法準確勾勒出未來(lái)智能工廠(chǎng)的模樣，但可以預期的是，在未來(lái)工廠(chǎng)中，機器將實(shí)現自我組織，交付環(huán)節也將實(shí)現自動(dòng)組裝，訂單將直接轉化成生產(chǎn)信息并流入生產(chǎn)環(huán)節中。另外，在“工業(yè)4.0”的世界中，人依然*。富有創(chuàng )新精神的 和思想者將發(fā)揮他們的智慧來(lái)構想所有制造工藝和流程，并編寫(xiě)出將這些信息傳遞給機器的軟件。

NASA JPL在好奇號火星探測器的整個(gè)開(kāi)發(fā)和測試過(guò)程中都使用了西門(mén)子PLM軟件。（圖片來(lái)源：NASA / JPL-Caltech）

當夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)
不管是數字化規劃（虛擬現實(shí)）、3D打印還是輕型機器人，面向“工業(yè)4.0”的新技術(shù)已經(jīng)從構想變成了現實(shí)。西門(mén)子生產(chǎn)工業(yè)控制器的安貝格工廠(chǎng)被視為西門(mén)子在“工業(yè)4.0”領(lǐng)域*的工廠(chǎng)。在那里，產(chǎn)品和機器相互通訊，這使得產(chǎn)品自身能控制其生產(chǎn)。在同樣大小的生產(chǎn)空間內，在人數小幅變動(dòng)的情況下，工廠(chǎng)在過(guò)去20年間將生產(chǎn)量增長(cháng)到此前的8倍，也就是說(shuō)工人和機器如今的生產(chǎn)效率是20年前的8倍。