時間：2024-04-03 11:52:13
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能制造概念，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
中國重汽集團(tuán)動力公司信息中心主任姜琦認(rèn)為，裝備的智能化是關(guān)鍵點；
香江國際（HKI）制造產(chǎn)業(yè)集群IT經(jīng)理劉新榮說智能制造不能“單兵作戰(zhàn)”，要全面布局……
《中國信息化周報》記者獨家采訪多位制造企業(yè)CIO，
研究和探討他們眼中的“智造”機(jī)會。
伴隨著能源價格上漲、賦稅增加、勞動力和土地成本提高等問題的出現(xiàn)，我國制造業(yè)低成本競爭優(yōu)勢持續(xù)削弱，工業(yè)制造業(yè)急切需要轉(zhuǎn)型升級。
在新一輪的產(chǎn)業(yè)變革浪潮中，制造業(yè)走向智能制造是歷史發(fā)展進(jìn)程的必然，是科技變革的導(dǎo)向，企業(yè)如何積極、穩(wěn)妥、實效地推進(jìn)智能制造，作為信息化的“掌權(quán)”者、排頭兵，CIO該如何把握“智造”機(jī)會，值得深思和探討。
2015年，我國《中國制造2025》，全面推進(jìn)實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略；同年，工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)了46個智能制造試點示范項目和94個智能制造專項，還了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015版）》。
2016年是我國“十三五”開局之年，也是業(yè)界普遍認(rèn)為的我國系統(tǒng)推進(jìn)智能制造的發(fā)展元年。為了貫徹落實《中國制造2025》并將智能制造的頂層設(shè)計進(jìn)一步完善，近日國務(wù)院四部委印發(fā)了制造業(yè)5大工程實施指南之一《智能制造工程實施指南（2016-2020）》（以下簡稱《指南》）。《指南》為制造業(yè)企業(yè)發(fā)展智能制造指明了基本原則、總體目標(biāo)、重點任務(wù)、組織實施、保障措施等。它是國家對發(fā)展智能制造的總體布局和藍(lán)圖設(shè)計，是企業(yè)發(fā)展智能制造的綱領(lǐng)性指導(dǎo)意見。
智能制造不僅僅在我國得到了國家層面的政策支持，已經(jīng)成為全球新一輪制造變革的核心內(nèi)容，世界各國紛紛加快謀劃和布局，力圖搶占先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的制高點。美國“三位一體”推進(jìn)智能制造發(fā)展，政府、行業(yè)組織、企業(yè)聯(lián)盟分別針對關(guān)鍵共性技術(shù)、智能制造系統(tǒng)平臺和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加以布局；歐盟的“數(shù)字化議程”將智能制造作為重點研發(fā)與推進(jìn)的方向；德國實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。
然而，智能制造究竟是什么？包含哪些范疇？目前業(yè)界并沒有達(dá)成共識。概念、詮釋，不同背景的專家學(xué)者眾說紛紜，容易讓制造企業(yè)無所適從。在工業(yè)和信息化部原副部長楊學(xué)山看來，新工業(yè)革命、工業(yè)4.0、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這些概念大爆炸的背后都是一樣的，只是用了不同的包裝而已。“但是，這確實說明，制造業(yè)正在發(fā)生重大變革。”楊學(xué)山肯定地說道。
在近日召開的第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會上，鴻海集團(tuán)董事長郭臺銘發(fā)表的觀點值得參考。他認(rèn)為，下個時代智能制造的產(chǎn)業(yè)革命是分享與共享跨界大數(shù)據(jù)，包括用戶大數(shù)據(jù)、制造流程大數(shù)據(jù)以及供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)，只有將這三大流程所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)彼此互通互聯(lián)，才會產(chǎn)生真正的智能制造。
關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；智能制造；模具制造業(yè)；3D打印技術(shù)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.018
1 工業(yè)4.0與智能制造
工業(yè)4.0的核心理念是信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的深度融合，從而產(chǎn)生具有“人-機(jī)”、“機(jī)-機(jī)”相互通信能力的信息物理融合系統(tǒng)（CPS）。CPS將是一個包含計算、網(wǎng)絡(luò)和物理世界的復(fù)雜系統(tǒng)，通過計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，來實現(xiàn)信息世界與物理世界的緊密融合。結(jié)合制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)4.0提出了智能制造的概念，它是基于現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)以及人工智能技術(shù)，通過感知、人機(jī)交互、決策、執(zhí)行和反饋的方式，來實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計過程、制造過程和企業(yè)管理及服務(wù)過程的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合與集成。智能制造是一種可持續(xù)的制造模式，它有助于優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程，大幅度減少生產(chǎn)資料和能源的消耗以及各種廢棄物的產(chǎn)生，能夠同時實現(xiàn)循環(huán)再生和減少污染。實現(xiàn)智能制造的智能工廠將由物理系統(tǒng)和虛擬信息系統(tǒng)組成，被稱為信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)（CPPS），它是未來制造業(yè)的重要組成單位。
2 工業(yè)4.0對模具制造業(yè)的影響
2.1 3D打印技術(shù)的使用
3D打印制造技術(shù)作為工業(yè)4.0生產(chǎn)模式的突破口，具有分布式制造的重要特征。3D打印制造技術(shù)是根據(jù)計算機(jī)的三維設(shè)計和計算，通過軟件程序和數(shù)控系統(tǒng)將特定功能材料逐層堆積固化的快速成型制造技術(shù)。
傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)存在其自身局限，比如生產(chǎn)成本高，一般適用于與之對應(yīng)的注塑件或沖壓件的大規(guī)模生產(chǎn)。而且模具的開發(fā)技術(shù)難度大，特別是對于外觀復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品或零件而言，其外觀越復(fù)雜，模具的研發(fā)費用越高，開模周期越長，加工成本越高。
3D打印技術(shù)可用來加工外觀復(fù)雜的產(chǎn)品，同時縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。對于那些生產(chǎn)成本較高的新模具，可以先通過3D打印的方式得到少量產(chǎn)品，待其投放市場后觀察動態(tài)，再制造更多的模具來進(jìn)行大批量生產(chǎn)，這樣可以避免模具開發(fā)前期的投入過高對企業(yè)造成的潛在風(fēng)險；3D打印技術(shù)可以精確地制造出零件中的任意結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，這些組成整套模具的零件被3D打印技術(shù)制造出來后，可以有效地知道模具的裝配工藝，避免模具在機(jī)構(gòu)和工藝上的設(shè)計失誤；在高端精密模具中，隨形冷卻水道的設(shè)計和應(yīng)用是很廣泛的，然而這里無法使用傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)來完成，但3D打印技術(shù)能夠被用來制造此類復(fù)雜的模具，其效果可使模具在需要的部分快速降溫，縮短注塑件的成型周期，從而提高生產(chǎn)效率。
2.2 模具的智能制造
根據(jù)工業(yè)4.0的特點，模具制造業(yè)可以通過運用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等手段改造生產(chǎn)流程、管理系統(tǒng)和商業(yè)模式，從而緩解該行業(yè)的生產(chǎn)成本高、開發(fā)周期短的壓力。營造智能制造的生產(chǎn)環(huán)境，可以改變模具制造業(yè)的生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。例如日本最大的模具標(biāo)準(zhǔn)零件供應(yīng)商――米思米（MISUMI）公司，通過使用附著在零件上的RFID電子標(biāo)簽來自動識別相應(yīng)的作業(yè)和制造流程，并通過這些信息，自動重組、配置最適合的生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線及工廠，從而不斷完善多品種、小批量的生產(chǎn)模式，使得更加靈活機(jī)動的多品種、多需求生產(chǎn)和訂單管理成為可能。該公司的獨特業(yè)務(wù)模式，構(gòu)筑了其全球迅速交貨體制，實現(xiàn)了商業(yè)創(chuàng)新和流程、生產(chǎn)方式的再造；例如某模具制造公司通過對大規(guī)模生產(chǎn)的注塑件或沖壓件的產(chǎn)品的三維形態(tài)掃描和具體尺寸的大數(shù)據(jù)分析，將產(chǎn)品的尺寸缺陷反饋給模具制造設(shè)備，從而發(fā)現(xiàn)了用于規(guī)模生產(chǎn)的模具的局部缺陷。然后，該公司便可通過模具的三維CAD數(shù)字模型的改進(jìn)，指導(dǎo)3D打印設(shè)備，對已使用的模具進(jìn)行缺陷修復(fù)（局部三維再加工和局部修正）或者設(shè)計、制造新的模具來替代。整個測量、分析系統(tǒng)的數(shù)字化以及產(chǎn)品測量設(shè)備與模具制造設(shè)備的互聯(lián)，使得模具開發(fā)和改進(jìn)變得更加智能化；例如通過分析注塑件或沖壓件的產(chǎn)品訂單、庫存情況和半成品信息，智能化的模具制造工廠能夠合理地分析出目前生產(chǎn)線的產(chǎn)能狀況，并對是否需要制造更多的模具來支持生產(chǎn)線的問題作出判斷。
2.3 模具的云制造
隨著制造業(yè)逐漸進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，智能制造需要高性能的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來實現(xiàn)互聯(lián)，這樣通過上游的計算機(jī)安裝SCADA數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送給云端進(jìn)行處理、存儲和分配，并在需要的時候從云端接受指令。如圖1所示的是一群機(jī)器人的云端控制模型。同樣的，通過上游計算機(jī)將模具制造的任務(wù)信息發(fā)送到云端，并將模具各個部分零件的三維制造信息合理地分配給相互連接的多臺3D打印設(shè)備，從而分布式地完成整個模具的3D打印制造任務(wù)。這樣就更加有效地實現(xiàn)了模具的快速開發(fā)，提高了模具的生產(chǎn)效率。
3 結(jié)束語
工業(yè)4.0所倡導(dǎo)的信息系統(tǒng)與物流系統(tǒng)正在深度融合中，而智能制造和智能工廠的概念也必將導(dǎo)致整個工業(yè)機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會結(jié)構(gòu)從垂直向扁平的分布式方向轉(zhuǎn)變。模具制造業(yè)作為制造業(yè)的重要組成部分，在加入智能制造的概念后，必然能夠?qū)崿F(xiàn)信息和物質(zhì)的智能互聯(lián)，更大程度地降低產(chǎn)品成本，提高勞動生產(chǎn)率，這需要我們每一個人的智慧和努力。
參考文獻(xiàn)：
[1].工業(yè)4.0和智能制造[J].機(jī)械設(shè)計與制造工程，2014（08）：1-5.
但是，如何解決從大到強(qiáng)的問題，這個使命非常艱巨，并且花的時間也會比較多，心態(tài)也更需要平和一點才行。
現(xiàn)在提得最多的是工業(yè)4.0。實際上，工業(yè)是從蒸汽機(jī)，解決大批量的生產(chǎn)；隨著數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的出現(xiàn)，進(jìn)行了數(shù)控化，叫做數(shù)字化時代。所謂的智能化，更加跟傳感技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)技術(shù)密切相關(guān)。所以，智能化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)更多一點。
這里面牽涉到局部突破的問題，每個企業(yè)特點不一樣，不是一定要實現(xiàn)智能化。其實，實現(xiàn)什么化不重要，最重要把產(chǎn)品質(zhì)量提上去，效率提上去，然后怎么去贏得市場，在市場上站穩(wěn)腳跟，才是更重要的。但是，有些企業(yè)和行業(yè)的變化周期非常快，必須要進(jìn)行驅(qū)動。例如做導(dǎo)軌的企業(yè)，它的變化不快，因為導(dǎo)軌強(qiáng)調(diào)要花時間做好。一個導(dǎo)軌的價格將近好幾百萬元，但是它不需要搞那么多的智能化、數(shù)字化。可能需要的工匠精神反而更多一點。這里面確實有一些行業(yè)變化非常大，如果沒有一個很好的數(shù)字化和信息化手段，就響應(yīng)不了市場，而反映速度很慢就很容易失去市場。
有人說，智能制造的概念很大。我倒覺得這個概念不大，但是內(nèi)涵很重要。這個過程無非是如何把人的知識積累起來，同時在這個過程中進(jìn)行武裝，通過進(jìn)化自己的能力，最后實現(xiàn)高品質(zhì)的制造。
所以，制造行業(yè)永恒的主題還是高品質(zhì)，高效的制造是永恒的核心，不管叫什么名字，這個是永恒的。大家通過現(xiàn)在的信息化手段，能夠使得這個裝備的性能，有一個適應(yīng)能力，同時使其工藝知識不斷地積累。
制造業(yè)有一個很重要特點就是要長期積累，其中工藝知識的積累很重要，而不是說買了幾個機(jī)器人就是智能化了。最近我們在做機(jī)器人的一個實驗，最難做的是工藝的膜剖，這里需要一個長期積累。但是智能制造里面可能有幾個核心的部分，一個就是數(shù)字制造，一個就是載體―機(jī)器人。但這里面貫穿整個過程的，還是一些人工智能的技術(shù)。
我認(rèn)為智能制造很重要的特點就是產(chǎn)品的智能化。因為人們對產(chǎn)品的要求不斷在提高，當(dāng)你的產(chǎn)品增加一些智能以后，你的競爭力就大大提升，所以產(chǎn)品的創(chuàng)新非常重要。離開了產(chǎn)品創(chuàng)新，單獨談智能制造，這純粹是炒概念。必須要為了這個產(chǎn)品進(jìn)行全面創(chuàng)新，通過智能制造的創(chuàng)新過程，使它縮短，使創(chuàng)新更加方便才行。
然，產(chǎn)品創(chuàng)新的方面有很多，可以根據(jù)企業(yè)不同的情況，進(jìn)行不同的產(chǎn)品創(chuàng)新。例如我給這個設(shè)備加幾個傳感器，可以把整個過程實現(xiàn)個性化定制等。你有這個功能，人家沒有，你的產(chǎn)品可能就比較好賣。
機(jī)器人是智能制造的未來
從1959年第一臺機(jī)器人誕生以來，機(jī)器人就在國民服務(wù)、制造業(yè)方面發(fā)揮了極其重要的作用。工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)的最大受益者是汽車行業(yè)，現(xiàn)在慢慢擴(kuò)大到老人護(hù)理、安全、太空勘探等領(lǐng)域。機(jī)器人在各行各業(yè)發(fā)揮重要的作用，甚至不可替代。
但是，目前的機(jī)器人在各方面的感知能力還很差，只能在結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中工作。人機(jī)合作都是簡單的工作，特種機(jī)器人很多的交互遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們的要求。今天的機(jī)器人技術(shù)，其功能和實用性和人類的愿望還有很大的差距，所以需要我們幾代人拼命工作，并且要其他學(xué)科的進(jìn)步共同推動機(jī)器人的發(fā)展。
機(jī)器人應(yīng)該成為新的增長點，目前世界各國都在制訂機(jī)器人的計劃。機(jī)器人可以用在制造業(yè)領(lǐng)域，搬運、焊接等，慢慢會走向有智能型的領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；內(nèi)涵；現(xiàn)狀；本質(zhì)
一、工業(yè)4.0的概念
工業(yè)4.0是德國政府提出的一個高科技戰(zhàn)略計劃。該項目由德國聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。德國所謂的工業(yè)四代（Industry4.0）是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)（Cyber―PhysicalSystem簡稱CPS）將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速，有效，個人化的產(chǎn)品供應(yīng)。
二、工業(yè)4.0的內(nèi)涵
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)―信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System）相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，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)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者；三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。
三、工業(yè)4.0的發(fā)展現(xiàn)狀
工業(yè)自動化是德國得以啟動工業(yè)4.0的重要前提之一，主要是在機(jī)械制造和電氣工程領(lǐng)域。目前在德國和國際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”，正是將機(jī)械或電氣部件完全嵌入到受控器件內(nèi)部，是一種特定應(yīng)用設(shè)計的專用計算機(jī)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示，這種“嵌入式系統(tǒng)”每年獲得的市場效益高達(dá)200億歐元，而這個數(shù)字到2020年將提升至400億歐元。有專家預(yù)計，不斷推廣的工業(yè)4.0將為德國的西門子、ABB、通快（Trumpf）等機(jī)械和電氣設(shè)備生產(chǎn)商，以及菲尼克斯電氣（Phoenix Contact）、浩亭（Harting）以及魏德米勒（Weidmuller）等中小企業(yè)帶來大量訂單。德國聯(lián)邦貿(mào)易與投資署專家Jerome Hull在接受時代周報記者專訪時表示，工業(yè)4.0是運用智能去創(chuàng)建更靈活的生產(chǎn)程序、支持制造業(yè)的革新以及更好地服務(wù)消費者，它代表著集中生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。Jerome Hull介紹：所謂的系統(tǒng)應(yīng)用、智能生產(chǎn)工藝和工業(yè)制造，并不是簡單的一種生產(chǎn)過程，而是產(chǎn)品和機(jī)器的溝通交流，產(chǎn)品來告訴機(jī)器該怎么做。生產(chǎn)智能化在未來是可行的， 將工廠、產(chǎn)品和智能服務(wù)通聯(lián)起來，將是全球在新的制造業(yè)時代一件非常正常的事情。工業(yè)4.0是涉及諸多不同企業(yè)、部門和領(lǐng)域，以不同速度發(fā)展的漸進(jìn)性過程，跨行業(yè)、跨部門的協(xié)作成為必然。同樣是在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上，由德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會（VDMA）、德國電氣和電子工業(yè)聯(lián)合會（ZVEI）以及德國信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會（BITKOM）三個專業(yè)協(xié)會共同建立的工業(yè)4.0平臺正式成立
四、工業(yè)4.0的本質(zhì)分析
1.本質(zhì)是基于“信息物理系統(tǒng)”實現(xiàn)“智能工廠“
第一次工業(yè)革命始于18世紀(jì)后半期由蒸汽機(jī)實現(xiàn)工廠的機(jī)械化；第二次工業(yè)革命始于19世紀(jì)后半期用電力來實現(xiàn)大規(guī)模化批量生產(chǎn)；第三次工業(yè)革命始于20世紀(jì)后半期通過電氣和信息技術(shù)實現(xiàn)制造業(yè)的自動化。第四次工業(yè)革命――工業(yè)4.0，其實就是實現(xiàn)“智能工廠”。工業(yè)4.0將在前三次工業(yè)革命的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)化，基于信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System）實現(xiàn)新的制造方式。信息物理系統(tǒng)是指通過傳感網(wǎng)緊密連接現(xiàn)實世界，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效運用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。
2.核心是動態(tài)配置的生產(chǎn)方式
工業(yè)4.0報告中描述的動態(tài)配置的生產(chǎn)方式主要是指從事作業(yè)的機(jī)器人（工作站）能夠通過網(wǎng)絡(luò)實時訪問所有有關(guān)信息，并根據(jù)信息內(nèi)容，自主切換生產(chǎn)方式以及更換生產(chǎn)材料，從而調(diào)整成為最匹配模式的生產(chǎn)作業(yè)。動態(tài)配置的生產(chǎn)方式能夠?qū)崿F(xiàn)為每個客戶、每個產(chǎn)品進(jìn)行不同的設(shè)計、零部件構(gòu)成、產(chǎn)品訂單、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)制造、物流配送，杜絕整個鏈條中的浪費環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，動態(tài)配置的生產(chǎn)方式在生產(chǎn)之前或者生產(chǎn)過程中，都能夠隨時變更最初的設(shè)計方案。
3.首要目標(biāo)是工廠標(biāo)準(zhǔn)化
德國工業(yè)影響力的一個側(cè)面就是“標(biāo)準(zhǔn)化”。PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3（PLCopen）主要是來自德國企業(yè)；通信領(lǐng)域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生于德國。工業(yè)4.0工作組認(rèn)為，推行工業(yè)4.0需要在8個關(guān)鍵領(lǐng)域采取行動。其中第一個領(lǐng)域就是“標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)”。標(biāo)準(zhǔn)化工作主要圍繞智能工廠生態(tài)鏈上各個環(huán)節(jié)制定合作機(jī)制，確定哪些信息可被用來交換。為此，工業(yè)4.0將制定一攬子共同標(biāo)準(zhǔn)，使合作機(jī)制成為可能，并通過一系列標(biāo)準(zhǔn)（如成本、可用性和資源消耗）對生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化。以往，我們聽到的大多是“產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化”，而德國工業(yè)4.0將推廣“工廠的標(biāo)準(zhǔn)化”，借助智能工廠的標(biāo)準(zhǔn)化將制造業(yè)生產(chǎn)模式推廣到國際市場，以標(biāo)準(zhǔn)化提高技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新的市場化效率，繼續(xù)保持德國工業(yè)的世界領(lǐng)先地位。
總的來看，工業(yè)4.0戰(zhàn)略的核心就是通過CPS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)人、設(shè)備與產(chǎn)品的實時連通、相互識別和有效交流，從而構(gòu)建一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的智能制造模式。在這種模式下，生產(chǎn)由集中向分散轉(zhuǎn)變，規(guī)模效應(yīng)不再是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素；產(chǎn)品由趨同向個性轉(zhuǎn)變，未來產(chǎn)品都將完全按照個人意愿進(jìn)行生產(chǎn)，極端情況下將成為自動化、個性化的單件制造；用戶由部分參與向全程參與轉(zhuǎn)變，用戶不僅出現(xiàn)在生產(chǎn)流程的兩端，而且廣泛、實時參與生產(chǎn)和價值創(chuàng)造的全過程。
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(訊)工業(yè)4.0是德國政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一，并已上升為國家戰(zhàn)略。
德國政府提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，其目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，分為智能工廠、智能生產(chǎn)和智能物流三大主題。目標(biāo)是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。
德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段，實現(xiàn)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
制造云大數(shù)據(jù)
眾所周知，人類社會正面臨著一場新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)變革。那么我們認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)+人工智能的時代正在到來。怎么解讀人工智能？首先，網(wǎng)絡(luò)是一個泛在的互聯(lián)網(wǎng)，包括魍車幕チ網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+人工智能，其核心技術(shù)是七類技術(shù)深度融合，包括新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代信息技術(shù)、新人工智能技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、新生物技術(shù)以及新應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)時代特征總結(jié)為泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動，共享服務(wù)，跨界融合，自主智慧和萬眾創(chuàng)新。
當(dāng)然，制造業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)、國計民生和國家安全的重要基石，正面臨全球新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，特別是新一代信息通信技術(shù)，核心就是要發(fā)展智能制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用。對我國來說面臨的五大挑戰(zhàn)是：第一要從技術(shù)跟隨到創(chuàng)新以及到超越，第二要從傳統(tǒng)制造向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)變，第三從粗放型制造向質(zhì)量效益性轉(zhuǎn)變，第四從資源消耗到綠色制造轉(zhuǎn)型，最后要由生產(chǎn)型制造到生產(chǎn)+服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。
其核心問題就是要貫徹創(chuàng)新協(xié)調(diào)綠色開放共享發(fā)展理念，要走中國特色的工業(yè)化道路，以創(chuàng)新發(fā)展為主題，以制造業(yè)提高質(zhì)量增加效益為中心，特別強(qiáng)化兩化融合，而且要推進(jìn)智能制造主攻方向。
云制造的概念首先是基于泛在網(wǎng)絡(luò)，其次是借助新興大制造技術(shù)、信息通信技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域四類技術(shù)深度融合。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化作為技術(shù)手段，構(gòu)成一個以用戶為中心的統(tǒng)一經(jīng)營的智慧硬軟資源和能力的服務(wù)云。這實際上就是人、機(jī)、物互聯(lián)服務(wù)，或者是現(xiàn)在提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念。
用戶通過智慧終端和智慧云制造服務(wù)平臺能隨時隨地按照需要獲取智慧制造的資源和能力，要對整個全系統(tǒng)全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈里面的人機(jī)物信息技術(shù)自主的智慧的感知，互聯(lián)協(xié)同分析認(rèn)知和決策控制與執(zhí)行，促進(jìn)制造全系統(tǒng)及全生命周期活動中的人組織、經(jīng)營管理、技術(shù)設(shè)備三要素及信息流、物流、資金流、知識流、服務(wù)流集成優(yōu)化，形成一種基于法在網(wǎng)絡(luò)、用戶為中心、人機(jī)物信息融合。
智慧云模式是什么，手段是什么，業(yè)態(tài)是什么，特征是什么，實施內(nèi)容是什么，以及目標(biāo)是什么都值得探討。
我們把它叫智慧，因為強(qiáng)調(diào)三種深度融合：人物與環(huán)境信息深度融合，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化智能化的深度融合，工業(yè)化和信息化的深度融合。同時，很重要的基于大數(shù)據(jù)的并行、協(xié)同、實時、互聯(lián)、智能的進(jìn)行創(chuàng)新。根據(jù)這樣一個理念所構(gòu)成的系統(tǒng)，我們把它叫做智慧云制造系統(tǒng)或者簡單說智慧制造云。概念模型包含幾大部分內(nèi)容，一是制造資源的能力和資源，這里面包括軟的、硬的，包括能力和智能互聯(lián)產(chǎn)品；二是制造云池；三是制造全生命周期的智慧云。其核心支持就是智慧云制造的平臺。
綜上，智慧制造云是一種互聯(lián)網(wǎng)+人工智能時代的模式手段。制造模式是以用戶為中心的互聯(lián)服務(wù)協(xié)同個性柔性社會化智能制造產(chǎn)品以及服務(wù)用戶的模式，它的手段就是四類技術(shù)深度融合的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化作為技術(shù)手段，構(gòu)成一個智慧化的人機(jī)物環(huán)境信息互聯(lián)系統(tǒng)，體現(xiàn)數(shù)字化、物聯(lián)化、虛擬化、協(xié)同化、定制化、柔性化和社會化的產(chǎn)品。
那么智慧制造云、工業(yè)云里面的大數(shù)據(jù)實際上是全系統(tǒng)全生命周期里面的三要素、五個流里不斷產(chǎn)生的四個大數(shù)據(jù)，包含制造全生命周期里面的各種數(shù)據(jù)，有企業(yè)經(jīng)營管理的數(shù)據(jù)，有技術(shù)產(chǎn)品設(shè)備的數(shù)據(jù)。有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，有靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)。
智慧制造云大數(shù)據(jù)的特點，除了四個云以外，和大量、高速、多樣、價值以外，還加上了多元符合模態(tài)、數(shù)據(jù)類型異構(gòu)等。其作用簡單來說能精準(zhǔn)高效智能地用到全生命周期的活動，促進(jìn)云制造的智慧化，目標(biāo)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)研制、管理服務(wù)效率質(zhì)量成本能耗，實現(xiàn)產(chǎn)品加服務(wù)為主導(dǎo)的隨時隨地的按需個性化指導(dǎo)。
目前，大數(shù)據(jù)在感知基礎(chǔ)上，有六類大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)在制造云里有新的需求。首先大數(shù)據(jù)的集成與清洗，就是把不同來源、格式、特點性質(zhì)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)源在邏輯上或物理上有機(jī)地接入平臺并進(jìn)行新審查和教研，得到干凈、一致的數(shù)據(jù)。第二技術(shù)就是大數(shù)據(jù)存儲和管理，采用云存儲和分布式存儲技術(shù)及高吞吐量數(shù)據(jù)庫技術(shù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，實現(xiàn)運輸集中的數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)、高效、高可靠、容錯的管理與服務(wù)。第三大數(shù)據(jù)分析挖掘，從這些海量的隨機(jī)的數(shù)據(jù)中要找出有價值的東西，比如說現(xiàn)在分布式計算引擎，數(shù)據(jù)分析機(jī)器學(xué)習(xí)等，對我們制造云要以應(yīng)用目標(biāo)為導(dǎo)向，導(dǎo)出相應(yīng)算法軟件。同時需要建立云制造應(yīng)用系統(tǒng)定量分析的人工智能分析模型，數(shù)據(jù)不是直接用的，是通過模型來的。可視化，各種各樣數(shù)據(jù)可視化而且能應(yīng)用，比如多維數(shù)據(jù)分析，虛擬現(xiàn)實等，對目前綜合處理顯示多維數(shù)據(jù)以及交互需求是非常重要的。其次是大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量，對智慧云多類型標(biāo)準(zhǔn)需求不限，而且交易和交互要作為一個導(dǎo)向。最后就是安全，全生命周期里面要安全，像隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)水印以及區(qū)塊鏈技術(shù)等。
大數(shù)據(jù)的云化
第三個問題就是大數(shù)據(jù)云化。直接把大數(shù)據(jù)遷入模型軟件，第二是直接提供DAAS，第三個就是風(fēng)險，最后一個就是大數(shù)據(jù)的可視化，基于大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實現(xiàn)智慧制造云里面的風(fēng)險和顯示。
云里面大數(shù)據(jù)怎么用也值得探討。第一類是航天產(chǎn)品電纜數(shù)據(jù)化設(shè)計，也就是說把電纜有關(guān)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和綜合分析性能數(shù)據(jù)收集過來，放到電纜數(shù)據(jù)工程里面，實現(xiàn)了電纜數(shù)據(jù)化生產(chǎn)的一體化，產(chǎn)生效果后有60%以上研制時間開展產(chǎn)品質(zhì)量提升。第二類是醫(yī)藥，利用現(xiàn)在制造云里面官方電子病例、醫(yī)療等信息系統(tǒng)提取海量臨床數(shù)據(jù)，挖掘藥物效用及治療方法，從而為醫(yī)藥研發(fā)提供參考。第三類是航天制造和生產(chǎn)比如博世、力士樂等智能生產(chǎn)。第四類就是維修，比如C919健康管理，需要實時檢測大數(shù)據(jù)中心。根據(jù)上面的情況，智慧制造云在大數(shù)據(jù)當(dāng)中是很重要的。
最后提點建議。首先當(dāng)然是大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為智慧制造云建設(shè)和運行的重要資源，如果沒有大數(shù)據(jù)、沒有云、沒有人工智能，那最后肯定是做不到智慧化制造。而研究實踐需要從技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)三方面來協(xié)調(diào)，進(jìn)行各個層次的技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。
從技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)方面，概括性地提幾點想法：第一，從技術(shù)上要做到重視大數(shù)據(jù)、信息通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)與制造領(lǐng)域等多種技術(shù)的深度融合。要搞大數(shù)據(jù)，必須要做到這幾個技術(shù)的深度融合，這是我們的一個觀點。第二，離不開云，因此要對面向用戶大數(shù)據(jù)的云服務(wù)技術(shù)進(jìn)行研究。第三，要重視基于大數(shù)據(jù)制造全生命周期里面的新模式、流程、手段的研究。最后，要進(jìn)行符合共享經(jīng)濟(jì)商業(yè)模式的技術(shù)研究，當(dāng)然還有安全和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定與評估。
從應(yīng)用角度來看，要“四個突出”。第一要以突出制造特色和行業(yè)特點來開展；第二要突出問題導(dǎo)向，問題在哪，競爭力缺點就在哪；第三要突出大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧云制造管理運行模式、手段和業(yè)態(tài)的變革；第四要突出三要素與五流的綜合集成化、優(yōu)化和智慧化。
關(guān)鍵詞：智能制造；機(jī)電一體化；具體應(yīng)用
在科技技術(shù)逐漸發(fā)展下，機(jī)電一體化技術(shù)也具備了更多的優(yōu)勢，并且使其在更多的領(lǐng)域中被運用。機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，讓電子和機(jī)械有效的結(jié)合在一起，進(jìn)而達(dá)到了對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能化管控的目標(biāo)，這是智能制造的基礎(chǔ)構(gòu)成。在目前的生產(chǎn)制造中，主要是包含了智能系統(tǒng)以及智能制造技術(shù)。其是目前社會工業(yè)化發(fā)展的主流趨勢。
1智能制造相關(guān)概念以及機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀
在我們目前的社會發(fā)展現(xiàn)狀來看，智能制造具體是包括了2個方面內(nèi)容：其一是智能制造技術(shù)，具體是技術(shù)人員將計算機(jī)模擬系統(tǒng)作為輔助工具，進(jìn)而對特定系統(tǒng)進(jìn)行分析以及決策，從而節(jié)省了大量的人力與財力。相關(guān)人員只需要使用計算機(jī)系統(tǒng)就能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行分析，提升了研發(fā)的可行性，并且也確保了生產(chǎn)制造的高效性。其二是智能制造系統(tǒng)，這就能夠簡單的理解為人機(jī)一體化，是經(jīng)由智能機(jī)器人與人類專家構(gòu)成的，在運用的時候主要是將計算機(jī)作為工具，讓人類專家進(jìn)行分析以及構(gòu)思等等，以此替代了在制造工廠中人為的腦力活動。智能制造系統(tǒng)是對智能制造技術(shù)的延伸與發(fā)展，其是將網(wǎng)絡(luò)化、自動化技術(shù)整合為一體的制造系統(tǒng)，讓整個子系統(tǒng)能夠進(jìn)行智能化的運行。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展初期時，電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)并沒有有效結(jié)合，其主要是依靠電子技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的使用，以此提升機(jī)械生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。不過，在目前的計算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀下，機(jī)電一體化被注入了新的活力，其在生產(chǎn)中得到了普遍的應(yīng)用。將其運用在智能制造中，更加促進(jìn)了整個機(jī)械各行業(yè)的發(fā)展，讓生產(chǎn)管理工作實現(xiàn)了智能化、自動化，從而讓生產(chǎn)工作的實施更加的方便。在機(jī)電一體化中涵蓋了很多種技術(shù)，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也融合了更多新的技術(shù)，確保了這種技術(shù)的先進(jìn)性與實時性。機(jī)電一體化技術(shù)運用了電子技術(shù)，在人工智能的基礎(chǔ)上運用計算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到了對機(jī)械設(shè)備的自動化管理以及控制，從而讓整個生產(chǎn)過程更加的方便和高效，也讓生產(chǎn)活動更加的規(guī)范。
2機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的具體應(yīng)用
（1）傳感技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。在集體一體化技術(shù)中，傳感技術(shù)是最為基本與關(guān)鍵的構(gòu)成。因為其具備很高的準(zhǔn)確性以及敏感度，能夠盡可能的避免受到外界雜亂信號設(shè)備的干擾。如果把其運用在智能生產(chǎn)中，能夠發(fā)揮其巨大的作用，在這個基礎(chǔ)上建設(shè)相關(guān)的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)信息之間的相互傳輸，并且使用計算機(jī)把其收集到的相關(guān)信息進(jìn)行整理與分析，進(jìn)而讓整個生產(chǎn)過程能夠被有效管控。在目前的生產(chǎn)制造中運用的傳感器中，其是以光纖電纜傳感器為主要，運用標(biāo)準(zhǔn)化的接口，大幅度減少了設(shè)計難度以及成本。（2）數(shù)控生產(chǎn)中的相關(guān)應(yīng)用。我們將機(jī)電一體化最早是運用在數(shù)控加工技術(shù)方面，其在我國機(jī)械制造水平方面發(fā)揮了很大的作用。把機(jī)電一體化技術(shù)運用在數(shù)控制造中，能夠提高機(jī)械加工的精準(zhǔn)度和機(jī)械加工的效率，數(shù)控生產(chǎn)的主要是在其加工精準(zhǔn)度方面，因此數(shù)控在智能控制系統(tǒng)方面要求比較嚴(yán)格，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床中運用的智能控制系統(tǒng)大部分運用的是CPU預(yù)計總主線模式，這種模式主要是進(jìn)行在線判斷以及智能控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三維仿真，對整個數(shù)控技術(shù)加工的過程進(jìn)行模擬實驗，以此對實際操作提供參考依據(jù)。（3）在自動線和自動機(jī)械中的應(yīng)用。當(dāng)前很多比較大的企業(yè)中，均是運用了自動化生產(chǎn)線依據(jù)自動生產(chǎn)機(jī)械，這種技術(shù)是使用了電子技術(shù)中光電控制系統(tǒng)和人機(jī)界面控制系統(tǒng)，進(jìn)而對整個生產(chǎn)制造系統(tǒng)進(jìn)行全面控制。自動生產(chǎn)線和自動機(jī)械運用范圍比較廣泛，比如目前的電腦以及手機(jī)都是自動化生產(chǎn)線。其主要是運用計算機(jī)控制系統(tǒng)對在生產(chǎn)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效融合，即為數(shù)控設(shè)備、計算機(jī)設(shè)備等相關(guān)的方面進(jìn)行一體化管控，進(jìn)而進(jìn)行集約化以及網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式。（4）機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。將機(jī)電一體化技術(shù)運用在智能制造中，工業(yè)智能機(jī)器人是最為先進(jìn)的應(yīng)用，其融合了各種相對先進(jìn)的技術(shù)，是將人工智能、仿生技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等相關(guān)的科學(xué)技術(shù)融合的新技術(shù)。機(jī)器人是目前科學(xué)技術(shù)中研究的重點，是控制論以及傳感技術(shù)等相關(guān)的總體，其在生產(chǎn)制造行業(yè)中被廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)中智能機(jī)器人的出現(xiàn)與應(yīng)用，提升了產(chǎn)品質(zhì)量的同時也增加了產(chǎn)品產(chǎn)量，并且也減輕了工作人員的勞動量。工業(yè)智能機(jī)器人在運用時具備了能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行判斷、迅速完成復(fù)雜的工作流程以及生產(chǎn)準(zhǔn)確度高等相關(guān)的優(yōu)點，并且還能夠運用在軍事生產(chǎn)制造中，其得到了各行各業(yè)的高度認(rèn)可。
3結(jié)束語
綜上所述，在目前的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，智能制造是最為主要的發(fā)展趨勢，其能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)進(jìn)行自動化以及智能化的管理，從而提高了生產(chǎn)效率以及質(zhì)量。而機(jī)電一體化是智能制造的關(guān)鍵與基礎(chǔ)，其應(yīng)用水平對智能制造的實現(xiàn)有很大的影響。所以必須要重視機(jī)電一體化在智能制造中的相關(guān)應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上保障了智能制造能夠更好的發(fā)展，從而為生產(chǎn)企業(yè)帶去更多的經(jīng)濟(jì)效益。
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摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能家居的核心技術(shù)支撐，智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家庭中的應(yīng)用體現(xiàn)。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)高速發(fā)展融合的背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產(chǎn)業(yè)，無論是IT終端制造廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商、服務(wù)商和傳統(tǒng)家電制造商均把它視為新的增長爆發(fā)點。本文通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用來說明物聯(lián)網(wǎng)的運用對智能家居系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步、功能擴(kuò)展、服務(wù)、達(dá)到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求的作用。
關(guān)鍵詞 ：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能家居；應(yīng)用
一、物聯(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng)的英文描述為“The Internet ofthings”，即“物——物相連的互聯(lián)網(wǎng)”[1][2]。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，它在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)人與物互通的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)物與物互通，是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的應(yīng)用和業(yè)務(wù)層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息；可靠傳遞是指通過無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的融合將物體信息準(zhǔn)確傳遞；智能處理是指利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘及智能識別等人工智能技術(shù)對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，完成對物體的智能化控制。
物聯(lián)網(wǎng)的概念在1999 年被提出，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等構(gòu)造出的一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)。2005 年11 月17 日國際電信聯(lián)盟《ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，重新提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念[3]，并對其進(jìn)行了擴(kuò)展，不僅局限于RFID技術(shù)。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。隨后，美國將物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的一個重點。此外，歐洲、韓國、日本等國家也把物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為振興國家經(jīng)濟(jì)的一個核心產(chǎn)業(yè)[4]。2009年8月，溫總理提出了“感知中國”的概念，自此物聯(lián)網(wǎng)被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，在中國受到了極大的關(guān)注[5]。
物聯(lián)網(wǎng)是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)及通信技術(shù)日趨成熟的條件下出現(xiàn)的，它是一種體現(xiàn)物與物之間新型關(guān)系，將所有物品通過射頻識別、二維碼、無線數(shù)據(jù)通信等智能感知技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，的具有智能化識別、控制與管理功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中可能涉及多種信息傳感設(shè)備，比如射頻識別裝置、二維碼掃描裝置、紅外感應(yīng)裝置、各種傳感器等。
物聯(lián)網(wǎng)從產(chǎn)生之初到現(xiàn)在，已經(jīng)被應(yīng)用到眾多領(lǐng)域，如智能交通、智能消防、工業(yè)檢測、老人護(hù)理、食品溯源和情報搜集等。毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)也將對智能家居領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到家用電器中，可以使家電具有智能感知及信息網(wǎng)絡(luò)功能，能使家庭中的家電設(shè)備之間信息交互、家電設(shè)備與產(chǎn)品和用戶之間也可以進(jìn)行信息交互，方便人們的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒適、健康、環(huán)保。
關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的概念，目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是綜合來看，物聯(lián)網(wǎng)是一種實現(xiàn)物-物相連的智能網(wǎng)絡(luò)，它主要依賴于智能感知技術(shù)、無線通信技術(shù)、遙感技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)[5]等，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。物聯(lián)網(wǎng)從產(chǎn)生之初到現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域，如物流、交通、產(chǎn)品安全監(jiān)測、路燈管理、智能電力[6]、醫(yī)療[7]等。智能家電與智能家庭的發(fā)展，用戶新增的需求，使廣大廠商和研究人員發(fā)現(xiàn)，智能家居也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。[8]IT終端制造廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商、服務(wù)商和傳統(tǒng)家電制造商正在進(jìn)行此方面的研究，也逐漸推出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得家電在智能化控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了商品與設(shè)備的關(guān)聯(lián)及設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)，展現(xiàn)出了一種更加智能化的便捷、健康、環(huán)保的家居場景。
二、智能家居系統(tǒng)概述
目前，智能家居系統(tǒng)沒有一個統(tǒng)一的定義或者概念，百度百科的解釋是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將與家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。能提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。”
2012年4月5日中國室內(nèi)裝飾協(xié)會智能化委員會《智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品分類指導(dǎo)手冊》把智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品共分為二十個分類包含了：控制主機(jī)（集中控制器）、智能照明系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、家庭背景音樂、家庭影院系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、防盜報警、電鎖門禁、智能遮陽（電動窗簾）、暖通空調(diào)系統(tǒng)、太陽能與節(jié)能設(shè)備、自動抄表、智能家居軟件、家居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)、廚衛(wèi)電視系統(tǒng)、運動與健康監(jiān)測、花草自動澆灌、寵物照看與動物管制。
由此可知，智能家居是一個系統(tǒng)的概念，融合了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)（有線、無線）、智能家電技術(shù)、自動控制技術(shù)等技術(shù)，將家庭平臺上與信息相關(guān)的信息設(shè)備、智能家電和家庭安保裝置，通過綜合布線技術(shù)連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。這些功能都是通過智能家居系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)絡(luò)控制來實現(xiàn)的，通過家庭總線系統(tǒng)提供各種服務(wù)功能、并和住宅以外的外部世界相通連。智能家居系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)化的綜合管理家中設(shè)備，來創(chuàng)造一個優(yōu)質(zhì)、高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康、環(huán)保的居住生活環(huán)境空間。[9]
筆者認(rèn)為智能家居強(qiáng)調(diào)的是整體的環(huán)境，包括健康環(huán)境、人機(jī)互動的環(huán)境、安全的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的環(huán)境，以用戶體驗為核心的整體環(huán)境的創(chuàng)造。
健康的環(huán)境包含舒適的溫度、優(yōu)質(zhì)的空氣、適宜的水溫等；人機(jī)互動的環(huán)境主要指智能化的體驗、便捷的人機(jī)互動的界面和高集成度的人工智能應(yīng)用；安全的環(huán)境包括家庭安防監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自身的安全；經(jīng)濟(jì)的環(huán)境主要體現(xiàn)在系統(tǒng)本身的經(jīng)濟(jì)合理（如系統(tǒng)價格）及家庭應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)合理（如節(jié)水、節(jié)電、擴(kuò)展方便）。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包含三個層面，即感知層面、網(wǎng)絡(luò)層面和應(yīng)用層面。物聯(lián)網(wǎng)常見的感知技術(shù)包括RFID 技術(shù)、二維碼技術(shù)、傳感器技術(shù)、攝像頭、gps 等；進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)主要包括3G、Wi-Fi、藍(lán)牙、接入網(wǎng)等；計算技術(shù)主要是指進(jìn)行海量數(shù)據(jù)處理的技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)推送。網(wǎng)絡(luò)層面包含電信運營（移動、有線、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等）、物聯(lián)網(wǎng)運營（信息中心、管理中心等）、平臺、軟件、系統(tǒng)設(shè)備、系統(tǒng)集成及終端設(shè)備。應(yīng)用層面包含環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療、城市管理、公共安全、工業(yè)監(jiān)控、綠色農(nóng)業(yè)、資源管理等。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居的應(yīng)用包含了家居環(huán)境控制、家庭安防、智能家電等多個領(lǐng)域，一個完全的智能家居系統(tǒng)按照前文所述包含了20個子系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下，用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網(wǎng)絡(luò)，然后在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對家庭中的設(shè)備、產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控；在家電或者產(chǎn)品發(fā)生故障時能夠通過網(wǎng)絡(luò)自動進(jìn)行短信、電話等智能報警；家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習(xí)慣和生活方式，利用數(shù)據(jù)挖掘、情境感知等技術(shù)為用戶進(jìn)行合理的信息推送，實現(xiàn)人與家電、環(huán)境、產(chǎn)品的自然交互。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿智能家居從終端設(shè)備的研發(fā)、系統(tǒng)集成及運行到用戶使用的全過程。從技術(shù)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術(shù)的核心技術(shù)是通訊或控制協(xié)議，涉及硬件接口和軟件協(xié)議兩部分，可以簡單的劃分為無線與有線技術(shù)。
有線技術(shù)包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是專門針對智能家居行業(yè)制定的通訊技術(shù)。X-10電力線載波技術(shù)在上世紀(jì)70年代產(chǎn)生，在我國2000年前后引入并開始推廣，該技術(shù)可以在電力線上通訊，免于智能家居系統(tǒng)部署的時候另外布線。該技術(shù)對電網(wǎng)運行環(huán)境依賴性較高，由于設(shè)備成本、技術(shù)穩(wěn)定性及信息安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS 提高了一定的通訊穩(wěn)定性，但是難以保證持續(xù)穩(wěn)定的質(zhì)量，對電網(wǎng)環(huán)境的依賴性仍舊很強(qiáng)，使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術(shù)已經(jīng)有40多年的技術(shù)積淀，但是由于成本和技術(shù)瓶頸，智能家居產(chǎn)品在有線技術(shù)開發(fā)方面不斷地進(jìn)行新的嘗試，各種技術(shù)的優(yōu)缺點暫時不能滿足客戶的需求，也許這也是今天多種有線技術(shù)并存的原因。
無線技術(shù)包含了RFID 智能識別技術(shù)、藍(lán)牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆墙佑|式的自動識別計技術(shù)，它通過無線電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫并識別特定目標(biāo)，具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優(yōu)點。RFID 是20 世紀(jì)90 年代興起的，發(fā)展至今被認(rèn)為是自動識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術(shù)。[8] WiFi作為低成本、最易與互聯(lián)網(wǎng)連接的智能家居技術(shù)解決方案被廣為應(yīng)用。ZigBee ZigBee 技術(shù)的特點包括：低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設(shè)計可用于支持特定應(yīng)用軟件的開發(fā)和部署。應(yīng)用規(guī)范和ZigBee 的堆棧相連，讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應(yīng)用的無線產(chǎn)品。可用的應(yīng)用規(guī)范包括家庭自動化、智能能源、通信、醫(yī)療、遠(yuǎn)程控制（RF4CE,或稱消費電子射頻）、建筑自動化和零售服務(wù)。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監(jiān)控和控制，廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應(yīng)用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠(yuǎn)程控制。[10]
物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)從技術(shù)和應(yīng)用的角度來說穩(wěn)定性、可拓展性（靈活性）、安全性及經(jīng)濟(jì)性都是重要衡量指標(biāo)。目前為止，無論是有線技術(shù)還是無線技術(shù)都沒有一個得到廣泛認(rèn)可的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。有線技術(shù)基于專用通訊線纜，某種程度上來說其穩(wěn)定性較好，但是可拓展性較差（系統(tǒng)擴(kuò)展、改良需要重新布線）、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術(shù)的高速發(fā)展在可拓展性（靈活性）及經(jīng)濟(jì)性方面都具有優(yōu)勢。穩(wěn)定性和安全性方面兩者各有千秋，都在不斷發(fā)展完善。
四、國內(nèi)智能家居的現(xiàn)狀和問題
智能家居在中國經(jīng)歷了近6 年的起步階段，發(fā)展速度緩慢，主要是因為沒有投入大量的資金，開發(fā)技術(shù)短期內(nèi)也不成熟。[9]目前整個智能家居行業(yè)發(fā)展主要的成果還是反映在智能化的攝像頭、電視、電冰箱、傳感器、手機(jī)、空調(diào)、醫(yī)療設(shè)備、穿戴設(shè)備等一系列終端產(chǎn)品，及一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上，比如，三表抄送系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)等。以“智能家居”系統(tǒng)作為產(chǎn)品目前仍沒有在市場上大規(guī)模出現(xiàn)，基本停留在概念階段。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，不斷融入智能家居，其內(nèi)容發(fā)展越來越豐富，想象空間越來越大。但由于早期開發(fā)技術(shù)的不成熟，智能家居發(fā)展至今仍沒有普及，在技術(shù)、需求、經(jīng)濟(jì)適用性等方面仍有諸多的問題有待解決。
1．技術(shù)層面
如上文所述，由于穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可拓展性等原因，當(dāng)前無論有線技術(shù)還是無線技術(shù)都沒有一個得到廣泛認(rèn)可的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，處于百家爭鳴的階段。由于沒有開放的協(xié)議、統(tǒng)一的接口和數(shù)據(jù)庫，使得技術(shù)協(xié)調(diào)和系統(tǒng)整合比較困難。各設(shè)備之間、子系統(tǒng)之間難以實現(xiàn)互聯(lián)、互通和互操作，使得各個子系統(tǒng)之間形成“信息孤島”，且兼容性和可拓展性較差，難以實現(xiàn)真正智能化，也給系統(tǒng)集成商、服務(wù)運營商和客戶使用帶來困擾。
筆者認(rèn)為，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)高速發(fā)展融合背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產(chǎn)業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)無論IT終端制造廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商，還是服務(wù)商和傳統(tǒng)家電制造商均把它視為新的增長爆發(fā)點。在巨大的市場利益驅(qū)動下，各種技術(shù)創(chuàng)新、改良都向著好的方向發(fā)展。但相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立、接口的統(tǒng)一，需要一個適應(yīng)淘汰的過程。它無法由哪個組織或部門單獨完成，需要在市場競合過程中由相關(guān)企業(yè)、科研院所、相關(guān)協(xié)會等組織在用戶的認(rèn)可下共同努力實現(xiàn)。
2．需求和經(jīng)濟(jì)適用層面
目前，智能家居產(chǎn)品在滿足用戶需求和經(jīng)濟(jì)適用方面存在的主要問題是，產(chǎn)品較為單一（受技術(shù)等原因限制）且價格高昂。筆者認(rèn)為任何產(chǎn)品成功最核心的原因，是建立在滿足客戶需求的基礎(chǔ)之上。對于智能家居而言，客戶的需求具有多樣性、時效性、經(jīng)濟(jì)合理性等特點。如前文所述，智能家居強(qiáng)調(diào)的是整體的環(huán)境，包括健康環(huán)境、人機(jī)互動的環(huán)境、安全的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的環(huán)境，以用戶體驗為核心的整體環(huán)境的創(chuàng)造。要滿足上述需求，智能家居產(chǎn)品在技術(shù)滿足的前提下，要能夠做到解決方案多樣化、系統(tǒng)擴(kuò)展便利化、用戶體驗簡單化、產(chǎn)品成本最低化。解決方案多樣化與系統(tǒng)擴(kuò)展便利化是指，系統(tǒng)方案靈活多樣，既可以提供整體解決方案，也可以分部、分步提供。從客戶角度來說，最好能夠與不同品牌的系統(tǒng)解決方案兼容。客戶經(jīng)過初步體驗后能有更大的選擇空間，同時在增加新系統(tǒng)或改良現(xiàn)有系統(tǒng)時不會給客戶造成過多不便。用戶體驗簡單化是指產(chǎn)品的控制界面或人機(jī)交互界面應(yīng)想用戶所想，盡可能的“傻瓜”與智能，盡最大可能的從用戶角度出發(fā)。產(chǎn)品成本最低化是指在保證質(zhì)量和功能完整性的前提下，盡可能降低生產(chǎn)、開發(fā)成本，在合理的利潤空間下投放市場。否則完美但溢價過高的產(chǎn)品是很難得到用戶認(rèn)同的。
五、結(jié)論
本文通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域應(yīng)用的簡要分析認(rèn)為，智能家居強(qiáng)調(diào)的是整體的環(huán)境，包括健康環(huán)境、人機(jī)互動的環(huán)境、安全的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的環(huán)境，以用戶體驗為核心的整體環(huán)境的創(chuàng)造。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居需要從技術(shù)層面、滿足用戶需求和經(jīng)濟(jì)適用改善提高著手。技術(shù)層面的提高目前主要需要完成標(biāo)準(zhǔn)的建立和接口的統(tǒng)一，在市場競合的過程中由相關(guān)企業(yè)、科研院所、相關(guān)協(xié)會等組織在用戶的認(rèn)可下共同努力實現(xiàn)。需求和經(jīng)濟(jì)適用層面，需要企業(yè)在以用戶體驗為核心的基礎(chǔ)上不斷努力提高。使物聯(lián)網(wǎng)的運用在智能家居系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步、功能擴(kuò)展、服務(wù)方面，最終達(dá)到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求。
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3月4日，格力在北京舉辦智能裝備高峰論壇，首次了其研發(fā)的機(jī)器人產(chǎn)品。3月8日，美的在上海舉辦“智啟未來”戰(zhàn)略會，介紹其在智能家居、智能制造的布局策略。
這兩家中國最大的家電巨頭同時布局機(jī)器人、智能制造產(chǎn)業(yè)，是國內(nèi)制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型的一個縮影。兩家公司都既把智能裝備作為提升自身制造能力的工具，又把智能制造作為一個新的市場，要出售機(jī)器人和解決方案。但在實現(xiàn)路徑上，兩家的思路和做法大不相同。
對內(nèi)，兩家公司都把機(jī)器人作為提升制造能力的手段，通過機(jī)器換人，提高自動化率，降低成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量。不過，格力展示的重點是 “黑燈工廠”，而美的總裁方洪波則多次表示，智能制造的本質(zhì)不是無人工廠。
格力介紹其智能制造的進(jìn)展時，強(qiáng)調(diào)通過應(yīng)用機(jī)器人、機(jī)床、機(jī)械手等自動化設(shè)備，實現(xiàn)對工人的替代，側(cè)重的是生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化改造。
美的總裁方洪波的表述是，智能制造的本質(zhì)是基于數(shù)據(jù)的所有業(yè)務(wù)的鏈接。相比格力，數(shù)據(jù)、信息這樣的關(guān)鍵詞在美的闡述智能制造時出現(xiàn)的頻率要高得多，是比自動化設(shè)備更重要的概念。
3月8日的會上，美的空調(diào)事業(yè)部有關(guān)高管介紹了其智能工廠的內(nèi)容：1998年開始上線ERP、集團(tuán)層面整合上線“632”信息系統(tǒng)，終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集給中控中心提供決策依據(jù)，生產(chǎn)人員通過智能手機(jī)監(jiān)控調(diào)節(jié)生產(chǎn)，通過物聯(lián)網(wǎng)、信息化技術(shù)連接人、設(shè)備和終端，這些是美的在智能制造方面重點傳達(dá)的理念。
兩家企業(yè)的上述思路差異，使其對外的機(jī)器人產(chǎn)品也有所不同。
2012年前后，安川、ABB的機(jī)器人就開始進(jìn)入格力的制造工廠，在意識到市場對機(jī)器人的需求之后，格力決定自主研發(fā)，自己生產(chǎn)機(jī)器人。這一決策延續(xù)了其“掌握核心科技”的企業(yè)文化基因，格力希望將之前攻克空調(diào)核心部件壓縮機(jī)的經(jīng)驗復(fù)制到工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域。近兩年，除了機(jī)器人，格力還在研發(fā)數(shù)控機(jī)床、模具，布局非標(biāo)系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)。具體到機(jī)器人，格力表示三大核心零部件：電機(jī)伺服系統(tǒng)、減速器及控制系統(tǒng)，格力都在進(jìn)行自研。減速器是三大核心零部件中難度最大的領(lǐng)域，基本被日本企業(yè)壟斷。
美的則通過收購來迅速擴(kuò)充實力，出手庫卡，拿下以色列運動控制供應(yīng)商高創(chuàng)，結(jié)合已有的威靈電機(jī)，在機(jī)器人的核心零部件版圖上，美的掌握了電機(jī)、伺服驅(qū)動和控制系統(tǒng)，僅剩減速器還需外購。
收購庫卡、高創(chuàng)是為了進(jìn)入機(jī)器人市場，但美的意圖不止于產(chǎn)品本身。出席美的l布會的庫卡CEO介紹說，過去七年，庫卡軟件人員從之前的一半增長到三分之二，未來還將繼續(xù)增長。云計算、大數(shù)據(jù)、IT系統(tǒng)將對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來變革。高創(chuàng)創(chuàng)始人也在強(qiáng)調(diào)軟件數(shù)據(jù)如何提升產(chǎn)品的智能化水平，帶來更多利潤和價值，在顧炎民的表述中，大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能是美的新房子的黏合劑。
簡要總結(jié)，格力更“硬”，美的更“軟”。格力的關(guān)注焦點是自動化設(shè)備本身的應(yīng)用和制造，美的則更關(guān)注如何用數(shù)據(jù)、信息來打通產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造更多價值。
[關(guān)鍵詞]機(jī)械制造 數(shù)控技術(shù) 特點 應(yīng)用
中圖分類號：TH165 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）11-0023-01
1.引言
要探究機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的實際應(yīng)用，就必須要明確機(jī)械自動化的概念。機(jī)械自動化是指機(jī)械設(shè)備在脫離人為干預(yù)的情況下，按照預(yù)先設(shè)定的程序和指令自動完成設(shè)備的操作，實現(xiàn)生產(chǎn)的過程，機(jī)械自動化其實是自動化的一個分支領(lǐng)域。機(jī)械自動化的應(yīng)用具有革命性的意義，
改變了工業(yè)制造的傳統(tǒng)模式，進(jìn)一步提高了整個工業(yè)的生產(chǎn)能力更重要的是，電氣自動化在其影響下也應(yīng)運而生。結(jié)合我國作為發(fā)展中國家的實情來看，在機(jī)械制造中還不具備全局自動化的條件，也不能盲目的進(jìn)行機(jī)械自動化，如果只顧提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，勢必會造成供求不平衡，所以要在生產(chǎn)柔性的基礎(chǔ)上，建立完善的系統(tǒng)，適度人為干預(yù)，將我國的機(jī)械自動化發(fā)揮出最大效能。
2.機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的實際應(yīng)用
2.1 智能化應(yīng)用
所謂智能化應(yīng)用，就是指通過計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)、編程技術(shù)等現(xiàn)代科研的相互融合實現(xiàn)的具有人工智能的應(yīng)用。智能化應(yīng)用是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物和市場經(jīng)濟(jì)的必然要求。智能化應(yīng)用要求在市場經(jīng)濟(jì)體制中，機(jī)械制造技術(shù)的改進(jìn)不僅需要摒棄原有的，落后的制造加工理念與技術(shù)，還需要結(jié)合商品概念，通過對加工商品概念的理解來制定更加完善的制造加工方案，實現(xiàn)對商品的終極制造。在這里所提到的智能化在機(jī)械制造中主要是指，在機(jī)械制造中，為了全方位提高機(jī)械制造工藝性能，將機(jī)械制造技術(shù)、自動化技術(shù)、人工智慧能技術(shù)以及計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，使其相互滲透、融合后所形成的一種綜合制造技術(shù)。需要注意的是，智能化制造技術(shù)在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，其除了可實現(xiàn)人工智能以外，還可以在制造加工中模擬專家，或相關(guān)技術(shù)人員的思維活動，起到代替專家思考與工作的作用。
2.2 集成化應(yīng)用
集成化技術(shù)是機(jī)械制造中的一項新技術(shù)，主要指利用信息化技術(shù)來完成機(jī)械制造過程的優(yōu)化、精簡、集成等功能，實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的快速制造。在機(jī)械制造過程中，由于其所使用到的計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通訊技術(shù)等等都是相互關(guān)聯(lián)、緊密結(jié)合的，并且在這些高新技術(shù)相互融合的過程中，很有可能會滋生出新的高新技術(shù)，比如現(xiàn)代社會中常見的計算機(jī)輔助技術(shù)、柔性制造技術(shù)等等。所以為了促進(jìn)這些高新技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)生，就必須要將現(xiàn)有技術(shù)或現(xiàn)有的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行整合與集成，產(chǎn)生出新的管理應(yīng)用技術(shù)。機(jī)械制造工藝中，機(jī)械制造實現(xiàn)集成化制造以后，不僅可將生產(chǎn)制造企業(yè)內(nèi)部所有的生產(chǎn)工作、經(jīng)營管理活動進(jìn)行整合，使之形成一個完整、統(tǒng)一的整體，還可從原有的機(jī)械制造基礎(chǔ)上實現(xiàn)柔性生產(chǎn)模式的變革，以人為活動主體，保證企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，并實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量與服務(wù)質(zhì)量的和諧統(tǒng)一。這便是機(jī)械自動化技術(shù)中集成制造所帶來的好處。
2.3 虛擬化應(yīng)用
機(jī)械虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真計算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實機(jī)械制造活動過程進(jìn)行仿真，以發(fā)現(xiàn)和解決機(jī)械制造中可能出現(xiàn)的問題，以達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品制造成功，達(dá)到降低成本、縮短機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品競爭力的目的。
2.4 柔性自動化應(yīng)用
所謂柔性自動化，是指全新一代的自動化程序，由于其實現(xiàn)自動化的程序是靈活多變的，甚至可以實現(xiàn)編程自動化，因此近年來在復(fù)雜的生產(chǎn)領(lǐng)域大受歡迎，并一舉解決了大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)之間的矛盾，不僅保障了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，更關(guān)鍵的是能夠很好的根據(jù)市場來靈活的調(diào)整生產(chǎn)，保證供求平衡，實現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益合計社會效益。目前，柔性自動化在企業(yè)運用中逐漸開始成熟，其靈活的特性也開始顯現(xiàn)出應(yīng)有的價值。生產(chǎn)和運輸?shù)淖詣踊瘧?yīng)用首先是生產(chǎn)實現(xiàn)自動化，因為機(jī)械的自動運轉(zhuǎn)取代了人力的操作，所以在機(jī)械制造的各個環(huán)節(jié)中，直接參與生產(chǎn)的人就會明顯減少，對于一些中小企業(yè)來說，這樣能夠節(jié)約很大的勞動成本，為企業(yè)減少了很大壓力。而且自動化的生產(chǎn)無論從工作能力還是精確度來講，都要高于人力，這就使得生產(chǎn)效率提高的同時也保障了產(chǎn)品質(zhì)量。其次是運輸?shù)淖詣踊ㄟ^預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行物質(zhì)的輸送，能夠保障流程的暢通和銜接，提高傳送效率。
3.機(jī)械自動化在機(jī)械制造中應(yīng)用的趨勢
從宏觀上來看機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用前景
首先要認(rèn)識到的一點就是，我國的機(jī)械自動化和發(fā)達(dá)國家相比較，起步較晚，無論是理論支撐，科學(xué)技術(shù)水平，還是管理水平及規(guī)范制度都還有一定的差距，這也間接說明了我國的機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用還有十分大的上升空間。從宏觀來看，科技是核心，人才是關(guān)鍵，所以在未來的發(fā)展過程中，加大對科學(xué)技術(shù)的投資，培養(yǎng)先進(jìn)的專業(yè)人才，開拓創(chuàng)新，擁有更多的自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，提高核心競爭力，是我國機(jī)械自動化在機(jī)械制造中應(yīng)用的主要方向。
4.結(jié)論
綜上所述，機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的實際應(yīng)用，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，不僅提高了工作效率，減少了人員投入，還縮減了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用，正是工業(yè)現(xiàn)代化的要求，是科技創(chuàng)造生產(chǎn)力的表現(xiàn)，也是工業(yè)集約可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，機(jī)械制造只有抓住了自動化科技的浪潮，才能將挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為機(jī)遇，有快又好的發(fā)展。當(dāng)然，就我國目前的實際情況來看，機(jī)械自動化的發(fā)展還不是很成熟，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字和綠色環(huán)保方面，還需要各界的共同努力。
參考文獻(xiàn)
[1] 王愛玲《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床與結(jié)構(gòu)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.
本周上證指數(shù)在2400-2450點間拉鋸，但板塊個股依舊活躍，短線的賺錢效應(yīng)還是相對突出。軍工、家電、券商、電子板塊本周獲得資金關(guān)注延續(xù)上漲的勢頭。
兩會期間消息不斷，相關(guān)的主題概念股聞風(fēng)而動。增強(qiáng)國防意識、提高國防預(yù)算激發(fā)軍工概念股做多熱情。航母概念股中國船舶（600150）一枝獨秀，全周最大漲幅25.4%。生產(chǎn)武器控制系統(tǒng)的中兵光電（600435）、航空發(fā)動機(jī)的成發(fā)科技（600391）和軍用特種鋼材的撫順特鋼（600399）本周都有超過10%的漲幅。商務(wù)部明確今年將延續(xù)家電下鄉(xiāng)政策為家電板塊空中加油。周三，蘇寧電器（002024）強(qiáng)勢上攻，漲逾9%。隨后，美菱電器（000521）、小天鵝A（000418）、青島海爾（600690）接棒家電領(lǐng)漲的位置。
券商股則借多項利好因素齊聚集體井噴。國金證券（600109）周四漲停。已公布2月份經(jīng)營數(shù)據(jù)的16家上市券商，當(dāng)月凈利潤環(huán)比大幅增長。多家券商更成功打了一場漂亮的“翻身仗”，如去年虧損的廣發(fā)證券（000776）、東北證券（000686）。
本周蘋果公司在美國召開第三代iPad產(chǎn)品會，新產(chǎn)品有望在3月16日正式開售。受此消息影響，周二以宇順電子（002289）、歐菲光（002456）、超聲電子（000823）等為代表的“觸摸屏”概念再度雄起。宇順電子收于漲停板，歐菲光則一路攀升收漲4.46%。宇順電子、歐菲光、超聲電子從其低點反彈算起，最大漲幅分別超過140%、80%、70%。
事實上，宇順電子、歐菲光并沒參與蘋果產(chǎn)業(yè)鏈。真正助力觸摸屏概念股瘋狂大漲的背后推力，其實是中興和華為年初給這些觸摸屏生產(chǎn)企業(yè)的大額“訂單”，正是兩大通訊巨頭的“千元智能手機(jī)”項目導(dǎo)演了龍年一季度觸摸屏項目的“上漲”大戲。
國內(nèi)智能手機(jī)今年有望迎來爆發(fā)性增長時期，智能手機(jī)廠商發(fā)展前景一片大好。2012年全球智能手機(jī)出貨量預(yù)計達(dá)到6.56億，增速為39%。本土智能手機(jī)廠商出貨量將超過1.2億，增幅在100%以上。全球第4大手機(jī)制造商中興通訊2011年智能手機(jī)的出貨量超過1200萬部，取得了400%的驕人增幅。中興今年智能手機(jī)出貨計劃要突破3000萬部，2015年力爭手機(jī)收入進(jìn)入全球前三名。全球第6大手機(jī)制造商華為今年在大力發(fā)展中國市場的同時，將加快進(jìn)入歐美、日本等主流國際市場，并力爭今年實現(xiàn)智能手機(jī)的銷量從2011年的2000萬部提高至5000-6000萬部的目標(biāo)。聯(lián)想近日公布的第三財季財報顯示，聯(lián)想智能手機(jī)在中國市場銷量同比增長了20倍，2012年1月，市場份額提升至11.1%，成功躋身前三甲行列。
易觀智庫的數(shù)據(jù)顯示，截至2011年底，國產(chǎn)品牌整體市場份額為37.5%，而諾基亞、三星、LG和摩托羅拉四大國際品牌占比為41.5%，國產(chǎn)品牌正在趕超國際品牌市場份額。另外，在2011年我國手機(jī)市場銷量前十名的品牌中，國產(chǎn)品牌已經(jīng)占了六席。
以中興、華為為主導(dǎo)的千元智能機(jī)市場在2012年的增長確定性較強(qiáng)，出貨量和收入都將實現(xiàn)翻倍成長，必將推動供應(yīng)鏈訂單繁榮。從訂單收入貢獻(xiàn)度來看，由于顯示屏和電容式觸摸屏分別占平價智能機(jī)成本的18%和11%，進(jìn)入中興和華為供應(yīng)鏈的顯示領(lǐng)域廠商分享產(chǎn)值最高，其中宇順電子、歐菲光、超聲電子和長信科技（300088）以顯示、觸摸技術(shù)為主營業(yè)務(wù)，彈性較大，訂單上升帶來的業(yè)績增長幅度較大。這也可解析為何觸摸屏概念股漲幅較其他電子元器件股要高的原因。
供應(yīng)鏈上其他公司可分享產(chǎn)值稍低，可關(guān)注PCB板的國內(nèi)龍頭興森科技（002436），電聲器件廠商共達(dá)電聲（002655）、歌爾聲學(xué)（002241），結(jié)構(gòu)件廠商長盈精密（300115）、勁勝股份（300083），其他手機(jī)配件生產(chǎn)商卓翼科技（002369）。
【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 云計算 工業(yè)4.0 工業(yè)云 物聯(lián)網(wǎng) IOT 萬物互聯(lián) 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 人工智能 智能制造
1 概述
1.1 工業(yè)1.0
機(jī)械化，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志，用蒸汽動力驅(qū)動機(jī)器取代人力，從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來，正式進(jìn)化為工業(yè)。
1.2 工業(yè)2.0
電氣化，以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動機(jī)器取代蒸汽動力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實現(xiàn)分工，工業(yè)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時代。
1.3 工業(yè)3.0
自動化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應(yīng)用為標(biāo)志，從此機(jī)器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費能力，人類進(jìn)入了產(chǎn)能過剩時代。如圖1所示。
1.4 工業(yè)4.0將是整個中國時代性的革命
什么是工業(yè)4.0？
“互聯(lián)網(wǎng)+制造”就是工業(yè)4.0。“工業(yè)4.0”是德國推出的概念，美國叫“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國叫“中國制造2025”，這三者本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向一個核心，就是智能制造。
2015年中國有幾個概念非常火，第一是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，第二就是工業(yè)4.0，第三個就是“互聯(lián)網(wǎng)+”。“互聯(lián)網(wǎng)+”是巨大無比的概念，“互聯(lián)網(wǎng)+”里面有“互聯(lián)網(wǎng)+金融”叫做互聯(lián)網(wǎng)金融、“互聯(lián)網(wǎng)+零售”、“互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)”，而“互聯(lián)網(wǎng)+制造”就是工業(yè)4.0。它將推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)型，所以說，工業(yè)4.0是整個中國時代性的革命。如圖2所示。
2 工業(yè)4.0有哪些特點
互聯(lián)：互聯(lián)工業(yè)4.0的核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。
數(shù)據(jù)：工業(yè)4.0連接和產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費者數(shù)據(jù)。
集成：工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式中端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò)。通過這個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、以及服務(wù)與服務(wù)之間，能夠形成一個互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。
創(chuàng)新：工業(yè)4.0的實施過程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新，將會層出不窮，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新，到模式創(chuàng)新，再到液態(tài)創(chuàng)新，最后到組織創(chuàng)新。
轉(zhuǎn)型：對于中國的傳統(tǒng)制造業(yè)而言，轉(zhuǎn)型實際上是從傳統(tǒng)的工廠，從2.0、3.0的工廠轉(zhuǎn)型到4.0的工廠，整個生產(chǎn)形態(tài)上，從大規(guī)模生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向個性化定制。實際上整個生產(chǎn)的過程更加柔性化、個性化、定制化。這是工業(yè)4.0一個非常重要的特征。如圖3所示。
3 工業(yè)4.0有哪些技術(shù)支柱
工業(yè)4.0九大技術(shù)支柱包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機(jī)器人、3D打印、知識工作自動化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實和人工智能。這九大支柱中會產(chǎn)生無數(shù)的商機(jī)和上市公司。如圖4所示。
4 哪類公司最有前景
結(jié)合中國工業(yè)現(xiàn)狀來看，未來十年，中國工業(yè)4.0領(lǐng)域?qū)⒂谐渥惆l(fā)展的三類公司有：
第一類是智能工廠，分為兩種，第一種是傳統(tǒng)的工廠轉(zhuǎn)型成智能工廠，第二種是一出生就是智能工廠；
第二類是解決方案公司，為制造業(yè)公司提供智能工廠頂層設(shè)計、轉(zhuǎn)型路徑圖、軟硬件一體化實施的工業(yè)4.0解決方案公司。
第三類是技術(shù)供應(yīng)商，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算平臺、MES系統(tǒng)、
除這三類以外，虛擬現(xiàn)實、人工智能、知識工作自動化等技術(shù)供應(yīng)商也會面臨巨大的發(fā)展前景。如圖5所示。
5 【解決方案】包括軟件硬件
軟件有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算平臺、MES系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實、人工智能、知識工作自動化等；硬件是工業(yè)機(jī)器人（包括高端零部件）、傳感器、RFID、3D打印、機(jī)器視覺、智能物流（AGV）、 PLC、數(shù)據(jù)采集器、工業(yè)交換機(jī)等。如圖6所示。
這是一次巨大的產(chǎn)業(yè)革命，錯過了工業(yè)4.0也就錯過了這個時代！誰最終贏得第四次工業(yè)革命主導(dǎo)權(quán)？第四次工業(yè)革命以2013年德國漢諾威為標(biāo)志，宣布這一輪工作革命以智能制造為核心。如圖7所示。
德國政府所定義的德國工業(yè)4.0，由一個信息，一個網(wǎng)絡(luò)，四大主題、三項集成、八項計劃組成的框架機(jī)構(gòu)。德國政府提出工業(yè)4.0整體框架有很多地方和中國的實際國情不同，操作上面還有一定的距離。如圖8所示。
第四次工業(yè)革命延續(xù)時間大概為30到40年，所以說工業(yè)4.0、移動互聯(lián)網(wǎng)對中國工業(yè)的顛覆、再造和融合，才剛剛開始。第四次工業(yè)革命的本質(zhì)是主導(dǎo)這個世界未來的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之爭，是由德國和美國按照自己的邏輯路徑、表述方法來進(jìn)行推進(jìn)。
美國提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，希望關(guān)注設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)分析、以及數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對業(yè)務(wù)的洞察，他們對傳統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通，其關(guān)注點在大數(shù)據(jù)和云計算。
德國提出工業(yè)4.0，擁有強(qiáng)大的機(jī)械制造技術(shù)，嵌入式以及控制設(shè)備的先進(jìn)設(shè)備和能力，德國很關(guān)注生產(chǎn)過程智能化和虛擬化的深刻改變。
可以看到，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和德國工業(yè)4.0，實施路徑和邏輯相反，但是目標(biāo)一致。美國是以GE公司、IBM這些公司為支持，側(cè)重于從軟件出發(fā)打通硬件；德國是以西門子、庫卡、SAP這些公司為主導(dǎo)，希望可以從硬件打通到軟件。無論從軟到硬，還是從硬到軟，兩者的目標(biāo)是一致的，就是實現(xiàn)智能制造，實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)的融合。
中國為什么選擇德國標(biāo)準(zhǔn)？
（1）中國政府認(rèn)為，德國路徑比美國路徑更容易實現(xiàn)；
（2）美國的工業(yè)空心化嚴(yán)重。IT公司出現(xiàn)工業(yè)4.0挑戰(zhàn)大，缺少基礎(chǔ)設(shè)施的落地，德國工業(yè)技術(shù)雄厚，是生產(chǎn)制造基地，生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商加IT業(yè)務(wù)解決方案提供商。在第四次工業(yè)革命的戰(zhàn)略選擇上，中國政府的策略是，緊盯新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潮流，選擇工業(yè)4.0，推出中國版的中國制造2025，尋找機(jī)會彎道超車，后發(fā)先制。
工業(yè)4.0是一個全新的時代，一期剛剛開始，預(yù)計要30到50年的時間發(fā)展引進(jìn)，按照國家工信部部長所說：德國是從工業(yè)3.0串聯(lián)到工業(yè)4.0，中國是2.0、3.0一起并聯(lián)到4.0。
工信部和中國工程院把中國版的工業(yè)4.0的核心目標(biāo)定義為智能制造，這個詞表述非常準(zhǔn)確。由智能制造再延伸到具體的工廠而言，就是智能工廠。智能制造、智能工廠是工業(yè)4.0的兩大目標(biāo)。
在未來的工業(yè)4.0時代，軟件重要還是硬件重要，這個答案非常簡單：軟件決定一切，軟件定義機(jī)器。所有的工廠都是軟件企業(yè)，都是數(shù)據(jù)企業(yè)，所有工業(yè)軟件在工業(yè)4.0時代，是至關(guān)重要的，所以說軟件定義一切。
工業(yè)時代4.0這條路剛剛開始，但給了我們大概的方向，未來企業(yè)會變成數(shù)據(jù)的企業(yè)、創(chuàng)新的企業(yè)、集成的企業(yè)、不斷快速變化的企業(yè)。對于整個制造業(yè)來說，這是一個巨大的顛覆，稱之為工業(yè)革命，是毫不為過的。
6 國際國內(nèi)工業(yè)云的建立
GE公司建立的Predix云，一個專為收集與分析工業(yè)數(shù)據(jù)而開發(fā)設(shè)計的云解決方案。Predix云也是“平臺即服務(wù)”（PaaS），將在高度安全的工業(yè)級云環(huán)境中捕捉和分析海量高速運行、類型多樣的各種機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。Predix云將推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的下一階段增長，可以幫助開發(fā)者為行業(yè)快速開發(fā)、部署和管理應(yīng)用與服務(wù)。
全球化的數(shù)字制造的熱潮洶涌，工業(yè)大數(shù)據(jù)以前所未有的速度和巨量被釋放出來，如何將這些數(shù)據(jù)與人、機(jī)器相連接，成為一個嶄新的命題。而制造業(yè)巨擘GE在回歸工業(yè)根基的轉(zhuǎn)型之路上，推出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這一廣為傳播的概念，而Predix正是GE承載新工業(yè)帝國夢想的核心平臺。Predix是GE面向行業(yè)推出的一個工業(yè)云平臺。不同的組織，能在上面控制數(shù)據(jù)的連接，并使用第三方開發(fā)者的分析軟件。 一方面Predix為大量開發(fā)者提供便利，開發(fā)各種工業(yè)級APP。開發(fā)者只需關(guān)注如何解決問題，而無須關(guān)心如何獲取以及連接數(shù)據(jù)；另一方面用戶作為數(shù)據(jù)托管方，則可以使用這些APP，進(jìn)行設(shè)備管理、運營維護(hù)等。
Predix的起源傳統(tǒng)意義上OT技術(shù)是用于對機(jī)器設(shè)備的監(jiān)視和控制，但GE眼中的OT技術(shù)已經(jīng)超越這些概念，將機(jī)器設(shè)備與云服務(wù)連接，通過數(shù)據(jù)的分析可以幫助進(jìn)行設(shè)備故障預(yù)測和整體健康程度的評估。通過融合IT和OT技術(shù)，GE正在重新定義工業(yè)自動化。
GE通過內(nèi)置的傳感器對機(jī)器設(shè)備的數(shù)據(jù)采集已有多年，但這些物聯(lián)網(wǎng)前的傳感器主要用于對設(shè)備運行實時性能的監(jiān)測，比如顯示某一特定測點的壓力值，設(shè)備專家通過監(jiān)視各測點的數(shù)值從而推斷設(shè)備的性能，然后這些實時數(shù)據(jù)就被丟棄，不再進(jìn)行收集存儲。
機(jī)器設(shè)備產(chǎn)生的海量時間序列數(shù)據(jù)與社交數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)差別很大，針對工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲、分析必須針對性地進(jìn)行優(yōu)化，以幫助理解機(jī)器設(shè)備的行為表現(xiàn)。為了處理這些海量的數(shù)據(jù)集，GE需要一個新的平臺來安全連接設(shè)備并分析數(shù)據(jù)，就這樣在2013年，一個基于云計算的軟件平臺Predix被開發(fā)出來。不僅僅通過運營數(shù)據(jù)分析降低設(shè)備的服務(wù)成本，也通過這些運營數(shù)據(jù)有效指導(dǎo)產(chǎn)品研發(fā)的改進(jìn)。
如圖9所示，工業(yè)數(shù)據(jù)湖受到Amazon提供S3、EC2等云服務(wù)的啟發(fā)， GE的管理層逐漸意識到他們也可以將Predix以云服務(wù)的形式推向市場，從而開啟設(shè)備運營的聯(lián)接、分析服務(wù)市場。
Predix正式誕生。
Predix的構(gòu)成Predix是GE推出的全球第一個專為工業(yè)數(shù)據(jù)與分析開發(fā)的云服務(wù)平臺，負(fù)責(zé)將各種工業(yè)資產(chǎn)設(shè)備和供應(yīng)商相互連接并接入云端，并提供資產(chǎn)性能管理（APM）和運營優(yōu)化服務(wù)。Predix承擔(dān)的角色類似個人電腦中的Windows和智能手機(jī)中的IOS、Android操作系統(tǒng)。對于紛繁復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備和工業(yè)數(shù)據(jù)類型來講，Predix與其說是通過操作系統(tǒng)來運營工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，不如說是為海量的工業(yè)數(shù)據(jù)找到了一種相對標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的承載和呈現(xiàn)形式。
如圖10所示，Predix的架構(gòu)傳承于GE工業(yè)化基因，Predix提供標(biāo)準(zhǔn)的方式來運行工業(yè)級的分析能力，連接機(jī)器、數(shù)據(jù)和人，提供分布式計算、大數(shù)據(jù)分析、資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、機(jī)器和機(jī)器通信和應(yīng)用移動性，“端到端”的安全訪問機(jī)制確保數(shù)據(jù)、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的授權(quán)訪問。
GE為何要推行Predix其實是一個面向云應(yīng)用的軟件平臺，負(fù)責(zé)將各種工業(yè)資產(chǎn)設(shè)備和供應(yīng)商相互連接并接入云端，并提供資產(chǎn)性能管理（APM）和運營優(yōu)化服務(wù)。所以，Predix的功能是統(tǒng)籌各種APM系統(tǒng)、承載行業(yè)用戶的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，從這個意義上，GE把它稱為“操作系統(tǒng)”。
APM系統(tǒng)一般包括企業(yè)資產(chǎn)管理（EAM）、預(yù)防性維護(hù)（PM）、預(yù)見性維護(hù)（PdM）、工廠資產(chǎn)管理（PAM）、環(huán)境健康和安全（EH&S）等方面。GE的APM系統(tǒng)，是GE為了提升自身的資產(chǎn)管理績效而特別研發(fā)，并已在內(nèi)部應(yīng)用多年的，一整套綜合了云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案。
實際上沒有APM系統(tǒng)的Predix是沒有靈魂的。所以即使GE開放了Predix，用戶也需要使用GE的APM來實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷、智能運行設(shè)備。所不同的是用戶基于Predix二次開發(fā)出來的是以GE APM系統(tǒng)為核心的、適合自己的資產(chǎn)績效管理方案，因為不同行業(yè)的資產(chǎn)績效管理方案，必須要寫入該行業(yè)的特性和參數(shù)。
GE的終極目標(biāo)每一家工業(yè)企業(yè)都要成為一家數(shù)字公司，這是GE對未來的看法。而GE同時希望，Predix能成為這些數(shù)字公司的駐足之地。
因此，GE加大推廣APP開發(fā)的力度。2016年GE計劃開設(shè)4個創(chuàng)新坊，加大企業(yè)對于開發(fā)類似工業(yè)APP的扶持，從而孵化出完整的生態(tài)群。
市場的同類掘金者為了在數(shù)字化領(lǐng)域挖掘新的商業(yè)機(jī)會，西門子正在以“西門子數(shù)字服務(wù)”為平臺，努力發(fā)展相關(guān)服務(wù)。西門子2015年底宣布將增加研發(fā)投入3億歐元搭建跨業(yè)務(wù)新數(shù)字化服務(wù)平臺Sinalytics。這一平臺與Predix非常類似，整合了遠(yuǎn)程維護(hù)、數(shù)據(jù)分析及網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)。繼成功完成內(nèi)部測試之后，2016年西門子正式面向市場推出“MindSphere工業(yè)云平臺”。MindSphere被設(shè)計為一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，工業(yè)企業(yè)可將數(shù)據(jù)服務(wù)作為預(yù)防性維護(hù)、能源數(shù)據(jù)管理以及工廠資源優(yōu)化的基礎(chǔ)。
除此之外，前段時間與美的達(dá)成股權(quán)收購的機(jī)器人制造商KUKA和Infosys宣布聯(lián)手開發(fā)支持企業(yè)迎接工業(yè)4.0的解決方案，合作目標(biāo)是開發(fā)一個可讓客戶采集、評估和利用數(shù)據(jù)以提高自身生產(chǎn)過程的軟件平臺，KUKA將通過建立工業(yè)4.0云平臺擴(kuò)展設(shè)備與云系統(tǒng)之間的連接。
PTC2014年宣布收購物聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)建者ThingWorx，并致力于建立和運營物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。經(jīng)過一系列的收購和運作，2016年6月，PTC宣布新版物聯(lián)網(wǎng)平臺ThingWorx 7上市，包括進(jìn)階的聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品管理工具組、強(qiáng)大的新分析功能、公有云支持、簡化的平臺元件等。
當(dāng)然，對IBM、SAP、微軟這些虎視眈眈的市場巨鱷，同樣不能忽視他們對工業(yè)云的狂熱。
總結(jié)中國企業(yè)具有廣泛的工業(yè)云應(yīng)用需求，如風(fēng)電、飛機(jī)發(fā)動機(jī)、汽車、工程機(jī)械、家電等保有量居世界前列。因此，呼喚中國自己的工業(yè)云生態(tài)圈，是一種合情合理的想法，正如GPS之于中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。
然而，這樣的云平臺的搭建，在中國，已經(jīng)幾乎可以斷定無法由一個公司之力來建設(shè)的。這么龐大的一個生態(tài)圈，絕非當(dāng)下中國制造業(yè)任何一個企業(yè)的工業(yè)技術(shù)體系可以承擔(dān)，一個合適的制造業(yè)共同體，迫在眉睫。
然而以GE為代表的企業(yè)已經(jīng)開始布局工業(yè)云，在海爾、在華為這些優(yōu)秀的制造業(yè)都已經(jīng)結(jié)為聯(lián)盟。徐工集團(tuán)與阿里云公司共同打造的“工業(yè)云”平臺瞄準(zhǔn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的全球標(biāo)桿―美國GE公司打造的Predix工業(yè)云平臺，應(yīng)用顛覆式思維、借助新一代信息技術(shù)，將徐工數(shù)字化工業(yè)能力輸出打造成開放、共享的全球云平臺，力爭成為中國工業(yè)領(lǐng)域的“Predix”。
7 結(jié)論
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正在推動第四輪工業(yè)革命，它將大大改變制造、能源、交通運輸、城市、醫(yī)療以及其他工業(yè)行業(yè)，并幫助企業(yè)從傳感器聚集數(shù)據(jù)，從而最大限度地提高機(jī)器效率以及整個工作的吞吐量。具體應(yīng)用包括運動控制、機(jī)器與機(jī)器通信、預(yù)防性維護(hù)、大數(shù)據(jù)分析以及互聯(lián)醫(yī)療系統(tǒng)等。
工業(yè)云平臺由于能夠靈活實現(xiàn)跨區(qū)域工業(yè)信息服務(wù)的部署和交付，已經(jīng)成為國際巨頭們投入的重點。如果說傳統(tǒng)信息技術(shù)領(lǐng)域是美國企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢地位，那么工業(yè)領(lǐng)域的信息服務(wù)發(fā)展正迎來群雄逐鹿的時代。誰能率先確立在全球的工業(yè)云服務(wù)覆蓋，便能在智能制造時代掌握產(chǎn)業(yè)生態(tài)的制高點，并取得掌控工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的先機(jī)。
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