工业4.0的背景:
提高生产力、缩短产品上市时间、采取更灵活的生产模式以及提高资源和能源利用效率,是全环工业面临的挑战,也是“工业4.0”提出的未来制造业的目标。 为了实现这种先进的生产模式,需要融合现实生产和虚拟生产的技术,基于大数据、互联网、人,通过数字化工程、数字化制造等各种信息技术实现柔性制造,经济高效地满足客户个性化的定制需求。未来工厂的智能化程将很高,这种智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现,这些装置将被嵌入几乎所有的设备、半成品和材料以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。所有这些创新将使产品和设备能够相互通信并交换命令。未来的工厂将在很大程度上自行控制和优化其制造工序,实现智能制造。
工业4.0的特征:
一、横向集成:通过价值链和价值网络实现企业间的横向集成。在工业4.0环境下,企业通过CPS系统(信息物理系统),可以保障新商业策略、价值网络和商业模式得到持续的支持和实施。横向集成是指将各种企业间的商业运营IT系统集成在一起,实现全供应链的集成。
二、数字化集成:贯穿整个价值链的端到端的设计工程数字化集成。CPS系统使得产品的开发、制造及服务可以实时地在虚拟世界进行仿真研究,并控制现实的制造过程,实现全数字化的价值链。
三、纵向集成:企业内部可灵活重组网络化制造系统的纵向集成。在智能工厂中,柔性的制造模式将不同层面的自动化IT系统(执行器、传感器、控制器、制造执行系统、企业计划系统等层面)集成在一起,灵活地按照生产任务进行组织,实现全集成自动化。