什么是真正的工業4.0

王蕾

你相信嗎？在不久的將來，我們吃的藥是根據每個人的基因來配方的;我們的早餐可以根據個人的口味及營養需求來調配生產;工廠生產線可以按照工人希望的時間開工;生產車間里是機器告訴機器下一步做什么……

德國工業4.0

德國人工智能研究所首席執行官兼科學總監沃夫岡·瓦爾斯特說：“德國工業4.0是德國政府推行的‘新一代智能工廠計劃，以物聯網為基礎。這意味著網絡進入工廠大生產，是一個嶄新的工業制造邏輯和方式。過去是以中心控制指揮系統，每一分鐘對機器發出指令。現在我們有了完全不同的生產結構，按照商品所附帶的信息，由這些信息告訴機器需要什么樣的生產過程，以制造出符合客戶要求的產品。”

目前德國和國際制造業主要和普遍采用的是“嵌入式系統”，這是一種將機械或電氣部件完全嵌入受控器件內部，為特定應用設計的專用計算機系統。而工業4.0正是在嵌入式系統技術基礎上的革新，并逐步過渡到智能生產。

德國工業4.0，事實上是德國政府2012年發布的10項未來高科技戰略計劃中的內容，即通過物聯網完成大生產，實現生產全自動化、個性化、彈性化、自我優化和提高生產資源效率、降低生產成本的全新生產方式，以實現革命性、大幅度提高生產力的最終目標。

德國工業4.0計劃，目前正由德國人工智能研究所的智能工廠與眾多和信息技術、機器人技術、激光感應技術相關的企業合作，進行技術試驗。其中部分研究成果已開始在德國的大企業，如博世、西門子的個別產品生產流水線上進行嘗試性實施。

智能工廠究竟有多智能

德國人工智能研究所研究部副總監多米尼克·高瑞奇博士解釋，智能生產除了由機器對機器發指令外，還有一個非常重要的部分就是靈活性和模塊化。在智能流水線上，安裝著不同性能的組件模塊，每一個組件都符合具體客戶在電子和機械兩個方面的需求標準，并可根據實際需要添加或拆卸，以便隨時按照客戶的具體要求來對產品進行調整。

在生產過程中，除了人工將零配件裝入流水線之外，所有程序都是通過設備與設備之間的數據閱讀，由機器人自動完成。整個生產過程，涉及的技術包括二維碼、射頻碼、機器人軟件程序及數據分析等。

物聯網在工業生產上的運用催生了智能工廠，而智能工廠的信息傳遞途徑是通過建立于云計算基礎上的具有安全保障的網絡系統進行的。

專門負責工業4.0推進工作的阿德·寇萊克博士說，博世工廠實施工業4.0計劃包括5個內容：智能化原材料輸送、國際生產網絡系統、流水線操作狀況監控和支持系統、遠程技術支持和高效設備管理系統。

“原材料輸送系統，包括登記注冊、下訂單、確認和追蹤等程序都通過無線電射頻技術（RFID）達到高度自動化。”寇萊克介紹說。

每一個裝有原材料的盒子上都貼有射頻碼。在之后的生產中，這些含有生產信息的射頻碼，通過射頻識別，在整個生產流程中提供生產步驟信息。這種高自動化原材料輸送系統，可以增加可視化，從而減少庫存，降低消耗，提高效率。

整個車間中有3條生產線在緊張工作，寇萊克說，這是通過同一網絡管理系統進行管理的生產線，目前在全球8個國家設立了20條生產線。通過對大量數據的收集和分析，實時保證所有生產線持續不斷地進行標準化生產。如果出現故障或問題，流水線操作員便會接到系統信息，使用連接系統網絡的設備，在系統上進行標準化的糾錯，還可以運用現代傳播和通信手段，由更高級的專業技術人士進行遠程指導。

每一臺設備都安裝了射頻碼，利用生產執行系統，將每一個相關機械設備的數據信息進行儲存和顯示。這些信息包括了該設備的運作情況、壽命、維護保養時間表等，這樣就可以根據需要，一邊保養，一邊更換，一邊生產，最大限度地提高效益、降低成本。