工业4.0先进制造技术及装备

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1、工业4.0先进制造技术及装备《装备制造技术》2015年第7期工业4.0先进制造技术及装备孙晓辉。聂小春。汪菊英(广州工程技术职业学院，广东广州510925)工业4.0是工业化和信息化的深度融合，是基于柔性智能制造系统和信息物理系统构建一个高度自动化、数字化、精益化、社会化的生产模式。首先介绍了中德发展工业4.o的战略内涵，探讨了柔性常1造系统和信息物理系统屮具有代表性的关键技术和装备，包括数控加工装备、工业机器人、3D打印和智能传感器、无线通信装置。关键词：工业4，0;先进制造；装备T一9A1672—545X(2015)07—0237—

2、031工业4.0:第四次工业革命1.1德国工业4.0计划德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出了“T业4.o(Industry4.0)”的概念。该概念提出，在继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后,随着信息技术、互联网和物联网技术的工业应用，实体物理世界与虚拟网络世界走向融合，人类将以信息物理融合系统(Cybe卜Physica1Systems,CPs)为基础，实现资源、信息、物品和人的互联，建立起高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式【”。这种以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志

3、的渐进性进步被描述为工业化的第四个阶段。德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统相结合的手段，推动制造业向智能化转型。1.2屮国“两化”深度融合战略2013年8月，工信部制定了《信息化和工业化深度融合专项行动计划（2013—2018年）》，涵盖管理体系与技术标准建设、示范建设、中小企业信息化能力提升、电商和物流业信息化集成创新、重点领域智能化水平提升、智能制造生产模式培育、互联网与工业融合创新、信息产业支撑服务能力建设等八大行动计划12】。在2015年的十二届全国人大三次会议上，李克强总理提出“互联网+’’行动计

4、划，将互联网作为当前信息化的核心，进一步推进服务互联、人数据、云计算等信息技术和工业生产融合的过程。继而。5月8日国务院正式发布了我国实施制造强国战略的第2015—04-10一个十年行动纲领一一《中国制造2025》，再次明确指岀进一步推进信息化和工业化深度融合，把智能制造作为两化融合的主攻方向；着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平f31。以智能制造为主导的第四次工业革命，实质是在互联M时代下构建个性化定制、数字化集成、社会化协同的智能生产模式。基于此，德国工业4

5、。0计划与中国“两化”深度融合战略异曲同工，殊途同归。不难预见，“互联网+”将推动“中国制造”走向“中国智造”，而《中国制造2025》无疑成为屮国版的“工业4.0”规划。2工业4.0先进制造技术1.1柔性制造和精益生产技术工业4.0首先是工业3.0的升级版，传统的“刚性”自动化生产线升级为柔性制造自动化系统。在工业4.0中，人工智能、专家系统及智能传感器技术将大规模地应用于柔性制造系统，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励(制造任务、生产品种或生产环境变化)时能白动

6、调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。此外，供应链系统能根据单个需求做出生产配送的响应，传统的“以产定销”转变成“以销定产”，适应多品种、中小批量生产需求。孙晓辉(1976—)，女，、讲师、数控加工中心高级技师，主要从事CAD,CAM技术应用教学、科研工作。237万方数据EquipmentMan血咖rillg’I—echnologNo.7,2015工业4.0还将引入精益生产（JIT）方式。企业基于精益制造系统，实时接受来自ERP系统的工单、BOM、制程、供货方、库存、制造指令等信息，同时把生产方法、人员指令、制造指令等下达给人

7、员、设备等控制层，通过布置在生产现场的专用设备（PDA智能手机、LED生产看板、条码采集器、PLC、传感器、I,0、DCS、RFID、PC等硬件）对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控，再把生产结果、人员反馈、设备操作状态与结果、库存状况、质量状况等动态地反馈给决策层。决策层通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方妞的变革，追求生产的合理性和高效性，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无的生产各方面的最好结果。随着互联网时代的进步，来自政府、企业、个人的各种信息汇成了数据的海洋，在充分

8、利用的情况下，这种极富广度和深度的大数据可以赋予人们近近客户的方式取得竞争优势。因此，人数据的应用将推动着商业智能的演进。然而，大数据的价值体现离的发展。云计算可提供每秒10万亿次运算能力，用在工业4.0时