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我们一直在谈工业4.0,究竟什么是工业4.0呢?
根据封兴良先生的观察,工业4.0涉及两大主题(智慧工厂与智能生产),三个设想(产品、设施、管理)。智慧工厂重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。而智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等。其次是三个设想:产品、设施及管理。产品集成有动态数字存储器、感知和通信能力,承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息。设施由整个生产价值链所集成,可实现自组织。管理能够根据当前的状况灵活决定生产过程。
如何构建智慧工厂---信息物理系统(CPS)
工业4.0是基于物联网和服务互联网,通过信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧/数字工厂。
信息物理系统(CyberPhysicalSystem,CPS)强调物理过程与信息间的反馈。2008年美国加利福利亚大学的Lee.E在其技术报告《信息物理系统:设计挑战》中指出:信息物理系统是计算和物理过程的整合集成。嵌入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制。从自动化技术的观点看,CPS是一种工程系统,由一个嵌入在物体中的计算和通信的内核,在物理环境中进行监测和控制。(KarlHenrikJohansson,2011)以信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧工厂,或者数字化工厂。
实现工业4.0,意味着什么?
1).未来整个行业的研发时间,从设计到投产缩短了整整三分之一。
2).自动化程度的提高,劳动力成本在产品生产中的总价值方面所占比例越来越少。
3).软件用于数字化仿真及虚拟装配,从而实现各个组件及接口的成功测试。
4).实现个性化生产,通过输入有关数据,形成模型再通过数控设备的加工和制作。
5).生产更有效率、更环保、更有人性化、产品从预订到交货的横向一体化。
6).系统允许一分钟内更改产品和工序,虚拟世界与现实世界的交互。
封兴良先生还表示,实现多品种小批量智能产品的高精度卓越品质生产是未来像德国一样成功经济的发展趋势。而目前我们国家传统制造产业,产品的开发、实验、生产规划、制造和服务整个过程是相分离的,如何才能改变目前这种局面?首先,大规模分隔状态的部门必须做到数据的流通,而且是双向流通,依靠共有数据来实现逐步改变。其次,把嵌入式软件和各类不同的产品结合好,把软件和电子机械结合起来。
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