每一次科技革命都會給工業(yè)制造帶來巨大的顛覆，從蒸汽機的出現(xiàn)到電力化時代，無數(shù)的協(xié)助提高生產(chǎn)力的機器不斷涌現(xiàn)，從單一的生產(chǎn)設(shè)備到半自動化制造再而發(fā)展到全自動化無人作業(yè)，越來越先進的自動化機器逐步解放了人力勞動。

過去的制造業(yè)逼于成本而不得不大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品，稍有不慎就會陷入產(chǎn)能過剩的危機，甚至落下倒閉跑路的結(jié)果，而全自動化生產(chǎn)帶來了高效率低成本的制造，未來工廠聯(lián)網(wǎng)后將進入定制化生產(chǎn)時代，這也就是時下唱得正熱的“工業(yè)4.0”--互聯(lián)網(wǎng)制造。

“工業(yè)4.0”最早由德國政府提出，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)，涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。目前多國政府已經(jīng)意識到互聯(lián)制造的重要性并紛紛出臺政策大力扶持相關(guān)產(chǎn)業(yè)，中德雙方針對“工業(yè)4.0”簽署了《中德合作行動綱要》，我國將研究出臺互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新指導(dǎo)意見，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到工業(yè)領(lǐng)域更大的機器設(shè)備中，制造業(yè)很快就會進入工業(yè)4.0時代！

為了幫助業(yè)內(nèi)人士更好地了解認識“工業(yè)4.0”概念及其對自動化行業(yè)帶來的機遇挑戰(zhàn)，本站收集多方資料編制了《工業(yè)4.0時代：自動化的機遇》專題。自動化技術(shù)為生產(chǎn)制造業(yè)服務(wù)而生，多年來幫助工廠提升生產(chǎn)力，減輕制造成本做出巨大的貢獻，現(xiàn)在“工業(yè)4.0”的出現(xiàn)又將會帶來哪些機遇？

工業(yè)4.0時代又可以叫做智能制造時代、工業(yè)互聯(lián)時代、大數(shù)據(jù)時代，它通過通訊技術(shù)、虛擬實現(xiàn)技術(shù)、和現(xiàn)實工廠、機器設(shè)備相結(jié)合，實現(xiàn)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)變。

智能機床柔性生產(chǎn)

新一代智能機床可以與互聯(lián)網(wǎng)連接，能夠監(jiān)控，診斷和修正在生產(chǎn)過程中的錯誤，智能機床還能計算出所使用的切削刀具，主軸，軸承和導(dǎo)軌的剩余壽命，讓使用者清楚其剩余使用時間和替換時間。2014年沈陽機床集團發(fā)布了i5系列智能機床，這臺機床的神奇之處在于，無論管理人員在辦公室還是外地出差，手持平板電腦，指尖輕輕滑動，就可以將一條條指令通過無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，傳達給正在車間里忙碌的i5智能機床。

i5數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)，不僅攻克了數(shù)字伺服驅(qū)動技術(shù)、實時數(shù)字總線技術(shù)等運動控制領(lǐng)域的核心底層技術(shù)，同時融合了移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)中心等時尚技術(shù)，使得特征編程、加工仿真、實時監(jiān)控、智能診斷、遠程控制等網(wǎng)絡(luò)智能制造以及工廠分布式、分級式布局得以實現(xiàn)。據(jù)初步測算，目前僅憑i5系列等智能機床每年的銷量將達到4000至5000臺/套，從而為沈陽機床帶來10億元至15億元的營業(yè)收入。

隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，越來越多的機床商把機器人引入到機床產(chǎn)業(yè)中，結(jié)合機床形成新一代先進的高效制造設(shè)備。目前機器人與機床的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為機器人安裝于機床外部和與機床構(gòu)成一體兩種形式，與機床共同完成加工工藝過程，組成柔性生產(chǎn)線。

1月17號，國內(nèi)首個ARSMA機器人智能感知加工系統(tǒng)正式發(fā)布，該系統(tǒng)還具備離線編程系統(tǒng)和高頻振動輔助加工系統(tǒng)，同時擁有了視覺、力覺，能為機器人加工參數(shù)在線調(diào)整提供感知信息。這項世界尖端技術(shù)填補了我國機器人在大型復(fù)雜曲面加工以及對難加工材料進行加工等領(lǐng)域的空白。智能機床正在成來機床業(yè)發(fā)展的新方向，隨著技術(shù)的突破，互聯(lián)網(wǎng)定制造化時代也將越來越接近。

數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)虛擬制造

數(shù)字化制造是通過計算機輔助設(shè)計，計算機輔助制造，計算機集成制造系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等系統(tǒng)，對產(chǎn)品的設(shè)計到生產(chǎn)制造全過程進行監(jiān)控管理，制造商可利用數(shù)字化制造系統(tǒng)對整個生產(chǎn)線進行三維仿真、分析，從而有效降低制造成本。隨著智能制造的出現(xiàn)，未來工業(yè)制造中將會通過先進的數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)供貨合同、設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、儲運等問題，都可以一并解決。

數(shù)字化制造的實現(xiàn)過程可以分為四大步驟，首先，要建立企業(yè)網(wǎng)和工程數(shù)據(jù)庫初步實現(xiàn)CAD、CAPP、CAM功能；第二，進行信息集成，推行PDM技術(shù)，特征建模技術(shù)，形成CAD、CAPP、CAM的集成系統(tǒng)；第三，在設(shè)計、工藝、制造部門建立統(tǒng)一的產(chǎn)品模型。初步實現(xiàn)并行工程，進一步將MIS、MRPII與CAD/CAM系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)整個企業(yè)內(nèi)部的信息集成，全面實現(xiàn)并行工程；第四，在上述工作的基礎(chǔ)上，對企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)、經(jīng)營等多方面的活動進行建模、仿真，實現(xiàn)虛擬制造。

目前這項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到汽車制造業(yè)中，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立的3維汽車模型，可顯示汽車的懸掛、底盤、內(nèi)飾直至每一個焊接點，設(shè)計者可確定每個部件的質(zhì)量，了解各個部件的運行性能。這種三維模型準確性很高，汽車制造商可按得到的計算機數(shù)據(jù)直接進行大規(guī)模生產(chǎn)。

像美國通用、福特汽車公司都已經(jīng)在應(yīng)用這項技術(shù)，在福特汽車公司中產(chǎn)品設(shè)計師運用虛擬現(xiàn)實軟件可以看到虛擬汽車車門及發(fā)動機罩的鉸接，可以設(shè)想在駕駛室的座位上來解決人機工程和視野問題。也可以觀察到汽車在鄉(xiāng)村公路上奔跑的情景。同時，動力系統(tǒng)的工程師借助更換一個虛擬機油濾清器來模擬發(fā)動機的維護。

機器人邁向智能制造

隨著人力成本的不斷上漲，越來越多的制造商開始考慮采用機器人等自動化設(shè)備來解決用工難的問題。近日，全球最大汽車電動工廠與杜爾公司簽訂了史上最大的機器人采購訂單--100臺噴漆機器人、48臺開門/蓋機器人和26臺密封機器人。

過去廉價的勞動力成就了“世界工廠”的地位，而今天這種優(yōu)勢中國已經(jīng)不復(fù)存在，“機器換人”一觸即發(fā)，巨大的需求讓中國成為了全球最大的機器人市場。機器人是智能工廠形成過程的必要產(chǎn)物，中國要從“制造大國”向“制造強國”轉(zhuǎn)型，就必需引入先進自動化，邁向智能制造。

近年來，中國政府對“機器換人”大力扶持，各地紛紛建設(shè)機器人產(chǎn)業(yè)園，數(shù)十家上市公司通過并購形式進入機器人行業(yè)，目前大大少少的機器人企業(yè)已經(jīng)有四千多家，在中國市場機器人將開始進入激烈的競爭階段。近日《深圳市機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（征求意見稿）》發(fā)布，據(jù)統(tǒng)計2014年深圳機器人企業(yè)已達237家，產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值480億元，其中85%以上的產(chǎn)值來自工業(yè)機器人企業(yè)。

雖然目前中國的機器人大部份市場由國外幾家世頭占據(jù)，但以新松、埃夫特、廣州數(shù)控為代表的國內(nèi)機器人企業(yè)，在汽車制造、焊接等高端領(lǐng)域也開始嶄露頭角。工信部近日印發(fā)了《原材料工業(yè)兩化深度融合推進計劃（2015-2018年）》提出，培育打造15-20家標桿智能工廠，關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率超過80%，先進過程控制投用率超過60%。計劃表示，鼓勵機器人研發(fā)單位和原材料企業(yè)共同合作，開發(fā)應(yīng)用一批專用工業(yè)機器人，到2018年累計新增機器人應(yīng)用5000臺。

大數(shù)據(jù)技術(shù)成為新?lián)c

大數(shù)據(jù)分析廣泛應(yīng)用在電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)信息領(lǐng)域，并產(chǎn)生了巨大的商業(yè)效益，目前也已經(jīng)引起了世界各國的高度重視。大數(shù)據(jù)將是創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個領(lǐng)域。

所謂工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領(lǐng)域信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，隨著兩化融合的推進，工業(yè)中的條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、自動化軟件等形成巨大的數(shù)據(jù)。在工業(yè)生產(chǎn)中通過采集和處理工廠設(shè)備所產(chǎn)生的巨大數(shù)據(jù)，進行分析，管理優(yōu)化，將會大大提升制造業(yè)的效能。

工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)將會給全球工業(yè)帶來深刻的變革，工業(yè)企業(yè)帶來了更快的速度、更高的效率和更高的洞察力。工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用包括產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預(yù)測、工業(yè)生產(chǎn)線物聯(lián)網(wǎng)分析、工業(yè)企業(yè)供應(yīng)鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準營銷等各個方面。

大數(shù)據(jù)是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是我國兩化融合的結(jié)果，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)可以大幅提升生產(chǎn)效率，降低制造過程的成本，為未來高效先進制造打開堅實的基礎(chǔ)。

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