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工业4.0 生态系统:人、机、软件
     工业4.0是为整个社会提出的一个未来理念

       第四次工业革命 — 工业4.0 — 是德国和欧洲生产模式变革的产物。它的首要目标是确保德国和欧洲工业在全球供应链竞争中保持领先,不再指单独的企业或集团在全球竞争中赢得客户,企业生产流程中的实力将决定其全球市场竞争的成败。
越来越个性化的客户需求带来生产的多样性,一个批次只生产一种产品的情况也非常频繁。这对企业生产流程产生了深刻的影响,要求企业不仅横向集成生产流程,还要纵向集成到自动化控制层,这样才能更好的管理生产流程的新变化。为了能经济地管控这种生产的多样性,企业生产需要特别的灵活才能应对。只有通过设置更小的生产单元,或者与不同企业开展合资、合作的方式才能实现。

        社会大趋势

        需求的全球化与生产全球化在同步进行,当占领国外市场时“本土化”就起着越来越重要的作用。为了应对由此带来的生产控制和企业管理的挑战,需要对所有的生产基地以及创造价值的合作伙伴进行高效的互联互通。对不同企业间的互联以及不同软件系统之间的通信仅仅是当今面临的巨大挑战之一。除了技术本身外,参与生产流程当中的人员之间的内部文化协同也是一个挑战。

        在设计生产工艺架构时要把人口迁徙的新思路也考虑进来, 对于模式陈旧同时人员潜能退化的公司,除了需要提高生产自动化程度,还要改变生产流程之间的联动方式。这种联动性以用户为本,必须考虑与现有工作的关联。这也意味着根据生产要求需从大量信息中筛选并展示出相关的重要信息。新的生产联动除了有效的工具外,还要有受过培训的相应人员参与其中。

        价值观的转变让人们在规划生活时开始关注全新的或其它不一样的影响因素,与过去相比,社会和经济的可持续发展变得更加重要。

        智能工厂
 
        生产系统是由信息物理系统 (CPS) 构成的。

        CPS的一个基本特征便是在使用互联网标准的情况下以先进的方式对生产系统联网。不仅是设备与设备之间的通信,工件与生产技术之间的通信也不断增加。物料和工件在物联网中有识别号来实现通信。分散式组织型生产单元具有无可比拟的灵活性,工件和生产技术在智能工厂中的互联互通能够灵活的且基于实际应用来重新配置生产系统。在物联网中可以看见并获取这些生产系统的资源和能力(把生产作为一种能力)。

        智能工厂理念中关键的成功因素是产品和生产系统的集成开发。这意味着,在企业内部把从产品开发流程到相应生产技术开发的跨学科结合必须提升至一个新的高度。
     
        灵活的生产系统要求同样灵活的软件系统,从而计划、模拟和控制生产流程(网络服务)。如今的集中式系统方案将被不断发展的CPS的智能化和高度透明的分散式系统所替代。

        大数据

        高度透明的生产管理系统利用传感器采集的大量数据对实际生产状况进行评估,在考虑现有生产的情况时必须整理好获取的数据和信息,并针对性的控制当前的生产参数。这里并不仅仅指建立一个报表系统和类似“事后分析”生产状况评估。采集的数据(大数据)控制着生产流程并实现实时故障排除。

        社会 4.0

        “工业 4.0”必须理解为以社会为一个整体的未来方案,即“社会4.0”,人们也许比以往任何时候都更加处于中心位置。一些特定职位描述会有一定程度的改变,或完全被变革掉。产品生产的多样化在不断增加,同时又要缩短供货周期,减少专职人员,这对许多企业而言是一项大的挑战。还有重要的一点,未来的城市化生产将更接近人们的居住地。这对生产的供应和处理就会要求不同的物流方案。

        不忽视人的需求,事实上现在企业是完全相反的—而未来在进行企业计划时必须更多考虑人的需求。“工业4.0”生态系统不仅包括“智能工厂”还有带有控制生产内存的智能产品,要求人们完成高质量的,有创造性的工作并平衡好工作和生活将是一个难题,因此人们可以尽可能灵活的控制好未来的生产系统。
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