Industry 4.0新工業革命與工業自動化轉型升級思路構架

韋焜程

摘 要：文章主要論述的是Industry 4.0新工業革命與工業自動化轉型升級思路構架，在具體展開論述的過程中首先從Industry 4.0新工業革命的概述入手去論述，其次論述了Industry 4.0新工業革命的進程及其特點，最后重點論述了Industry 4.0新工業革命與工業自動化轉型升級的思路構架。

關鍵詞：Industry 4.0新工業革命；工業自動化；轉型升級；思路構架

近年來，科學技術的突飛猛進為工業革命的發展提供了一個技術支持[1]，同時隨著全球市場日益競爭激烈，為了尋求新的突破，不同的國家都在積極地開發新的技術并在嘗試工業自動化的轉型升級，而在這其中Industry 4.0新工業革命起著關鍵的作用，文章主要論述的就是關于Industry 4.0新工業革命與工業自動化轉型升級思路構架的相關問題。

1 Industry 4.0新工業革命的概述：Industry 4.0新工業革命這一名稱是在德國提出的，最初提出這一概念是為了應用當前較先進的一些科學技術提高國家的制造業，后來這一概念被一些學術研究專家深入研究并進一步推廣，最終將這一新項目加入到了《高技術戰略2020》中，并作為未來的重點項目，該項目的思想是將工業產品集成有動態數字存儲技術以及具有良好通信能力的一種新技術，其中主要使用的新技術主要包括社交媒體軟件，比如說微博和微信等；移動互聯網技術；云計算，這是一種低投入高收益的新技術；大數據以及前沿的數據分析技術。正是這些世界前沿的信息技術為Industry 4.0工業革命做好了準備工作，而我國的工業也需要進一步的更新和完善，這種Industry 4.0新工業革命對于我國工業革命的改進和完善具有參考意義。

2 Industry 4.0新工業革命的進程

Industry 4.0新工業革命的進程可以分為四個不同的階段[2]，每個階段都有其對應的特點和使用范圍。具體的進程如下。

2.1 第一次工業革命

第一次工業革命開始的時間是從18世紀60年代一直到19世紀50年代，在這個階段的工業革命由傳統的手工生產升級為機械化的生產，機械化的生產主要是依靠水力和蒸汽機實現的，這種進步引發了第一次工業革命，使人類脫離了傳統的手工生產，迎來了“蒸汽時代”。

2.2 第二次工業革命

第二次工業革命主要從19世紀后期持續到20世紀初期，在這個階段的工業革命主要是依靠電力驅動實現產品的批量生產，在生產過程中每個人都有各自的分工，在機械化的基礎上實現了產品生產的全新模式，將工業帶入了一個全新的“電氣化時代”。

2.3 第三次工業革命

第三次工業革命的時間是從20世紀70年代開始的，到目前為止還沒有結束，第三次工業革命的進步是建立在信息化技術高速發展的基礎上，在原有工業的基礎上，實現了工業生產的自動化和信息化，這種新型模式的工業革命減少了工業生產過程中人的作用，此外，在生產過程中降低了人的勞動強度，體現出了較好的人性化發展，這個階段的工業革命步入了“信息化時代”。

2.4 第四次工業革命

第四次工業革命是在2011年提出的，這將是未來一段時間內發展的重點，本次工業革命主要是實現工業生產過程中的智能化，本次工業革命需要先進的一些技術支持，通過這些技術實現工業生產過程中的實時管理，這一新的模式將會帶領人類步入“智能化時代”。

3 Industry 4.0新工業革命的特點

Industry 4.0新工業革命在實現過程中為了確保快速發展的同時不會在市場上失去重要地位，第四次工業革命有著它本身的一些特點。

3.1 高度水平集成

水平集成指的是制造業在發展的過程中將不同的流通階段進行系統的合成，這種水平集成可以是同一個公司內部的集成，也可以是幾個不同的公司經過協商后做出的水平集成，這種水平集成可以保證同一公司或者是不同公司之間的網絡和價值鏈。

3.2 垂直集成

垂直集成指的就是將不同層次的系統進行集成，這種集成可以高效的解決端到端之間解決問題方案方案的共享，從而進一步的滿足第四代工業革命的需要。

3.3 端到端的系統工程

端到端的系統工程指的是產品的設計和開發、規劃生產、生產工程、生產實施以及服務，這種系統的工程由于涉及的比較多，所以在具體實現的過程中就需要將不同的科學技術以及一些較好的理念融入其中，在設計時既要考慮到這項系統工程有那些可使用價值，可以為企業和工業化生產帶來哪些更新和變化，同時也要考慮到這項系統工程會給用戶帶來哪些便利，同時在設計過程中融入了更多的用戶選擇權，在這一系統下開發出來的制造系統使得制造單個的產品已經成為了一種可能。

4 Industry 4.0新工業革命與工業自動化轉型升級思路構架

近年來，在物流的技術集成以及制造技術過程中信息物理系統逐漸的得到了應用，此外在工業化生產流程中也開始使用物聯網，這兩種新技術的結合實現了一種全新的工業系統，具體指的就是智能工廠，這一全新的工業生產系統與傳統的自動化控制系統有著較大的區別，這一智能化主要是通過云計算以及服務網并結合職能平臺從而實現工業自動化轉型升級[3]，具體的思路構建包括以下幾點：（1）基于機器對機器的通信網絡以及嵌入式Internet技術，機器對機器通信需要建立特定的終端行業，在通信過程中的網絡主要是依靠安全加密的無線網作為接入手段，并通過機器對機器的通信服務幫助客戶提供所需要的解決方案。在這個機器對機器的通信過程中客戶可以根據自己的需要實時地對工業生產進行監控、指揮，并在此基礎上收集需要的信息，整個過程可以遠程的控制，不需要用戶近距離的操作。在這里所說的機器與機器的信息傳輸，不是一種簡單的信息傳輸，這是因為該信息傳輸具有自動化和智能化特點，系統會根據設定的參數自動的做出信息傳輸并且在此過程中進行操作，這就已經完全的脫離了人的操作，這種智能化的操作不僅安全可靠而且及時準確，同時信息傳輸速度較快。（2）CPPS，第四代工業革命在設計的過程中使用的都是先進的科學技術，而且對于工業控制的可靠提出了更高的要求，這就需要在生產流程中使用CPPS，CPS（信息物理融合系統）指的是物理過程和計算過程集成的系統，對其進行監測和控制主要通過嵌入式計算機和網絡實現的。（3）安全可靠的云計算服務，該思路在構建過程中智能化的實現主要是通過云計算實現的，而云計算的本質是一種服務模式，該模式建立在互聯網基礎上，既然是與互聯網有關的，那么在使用的過程中就需要做好安全工作，不安全的云計算會引起操作的不當或者是其他市場事故，也就是說該系統中的云服務必須是安全可靠的；（4）以CPS為基礎的輔助系統，該技術在運用過程中可以將其他的技術聯合起來進行輔助使用，特別是現在職能手機、無線網絡、GPS定位技術等都可以作為一種輔助系統在工業革命智能化過程中發揮一定的作用。這種輔助系統可以將信息顯示在不同的界面上。

5 結束語

第四代工業革命的提出為我國的工業發展提出了機遇和挑戰，我國現階段的工業進程還是比較緩慢，為了快速的步入第四次工業革命，我們需要先做好一些基礎的準備工作，比如說網絡建設、技術支持等，只有準備工作充分了，才能更好的去依靠第四代工業革命促進我國的工業化進程發展。

參考文獻

[1]繆學勤.Industry4.0新工業革命與工業自動化轉型升級[J].石油化工自動化，2014（1）.

[2]韓民青.新工業革命與中國21世紀發展戰略[J].山東社會科學，2013（4）.

[3]黃英藝.德國“工業4.0”戰略對泉州制造轉型升級的啟示[J].泉州師范學院學報，2015（1）.