導(dǎo)讀：繼蒸汽機的發(fā)明、大規(guī)模生產(chǎn)和自動化之后，“工業(yè)4.0”時代開始被人們提及。前三次工業(yè)革命的到來造就了機械、電氣和信息技術(shù)。如今，物聯(lián)網(wǎng)和智能制造正宣告著第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來。智能化制造、聯(lián)網(wǎng)化及集成化工廠正逐漸支撐起這一趨勢。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力，通向工業(yè)4.0的路將會是一段革命性的進展。現(xiàn)有的科技將不得不為了適應(yīng)制造工業(yè)中的新需要而進行改變和革新。 大力發(fā)展工業(yè)智能化 隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，工業(yè)控制系統(tǒng)智能化初露崢嶸。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS（計算機集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分散控制系統(tǒng)），發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）。現(xiàn)階段，對諸如圖像、語音信號等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊螅执呱水?dāng)前在工業(yè)控制領(lǐng)域以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。
現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)包括過程控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（sCaDa），分布式控制系統(tǒng)（DCB}，程序邏輯控制（PLC以及其他控制系統(tǒng)等。現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進程中，必然是朝著生產(chǎn)裝備智能化、生產(chǎn)過程自動化發(fā)展，只有實現(xiàn)智能工業(yè)才能保證生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品整個生命生產(chǎn)周期中多領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)合作完全智能化，幫助生產(chǎn)型企業(yè)“智能制造”的完美轉(zhuǎn)型。
大力發(fā)展工業(yè)智能化得到國家政策的大力支持，工業(yè)轉(zhuǎn)型的需要推動工業(yè)控制的車輪駛向“智能制造”的方向。在“十五”期間，國家用信息化帶動工業(yè)化的工作重點有三個方面：一是以電子信息技術(shù)應(yīng)用為重點，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程自動化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進制造技術(shù)應(yīng)用為重點，推進制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè);三是改造提升重點產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。
工控系統(tǒng)智能化催生智能工廠 智能化工廠是部分國家實現(xiàn)軟高度自動化生產(chǎn)之后，提出的新概念，它的理念優(yōu)勢在于推動工業(yè)生產(chǎn)智能化，從而實現(xiàn)科幻般的工業(yè)生產(chǎn)模式。工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)及過程、網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)、生產(chǎn)物流管理、人機互動、新技術(shù)的使用以及使用嵌入式傳感器來監(jiān)測有關(guān)的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)等都需要智能化設(shè)備的支持。
工業(yè)控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一就是“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)。德國專家們提出的“工業(yè)4.0”的全新理念，主要就對聯(lián)網(wǎng)工廠以及相關(guān)方面的演變進行研究。對產(chǎn)品開發(fā)、物流以及生產(chǎn)的集成將通過材料流、產(chǎn)品流、以及信息流得以實現(xiàn)，從而構(gòu)建高度復(fù)雜又極為高效的全球化生產(chǎn)運營。這樣一來，一條生產(chǎn)線就能夠跟供應(yīng)商以及消費信息進行連接，從而根據(jù)消費者需求對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行動態(tài)調(diào)整，并對所交付的原材料進行相應(yīng)調(diào)整。
隨著自動化、信息化的設(shè)備基礎(chǔ)改進到涉及制造、工程、材料使用和供應(yīng)鏈以及生命周期管理的工業(yè)工序，現(xiàn)代化的工廠工廠似乎已經(jīng)開始使用一種全新的智能的途徑來生產(chǎn)產(chǎn)品了。相信未來工廠將可以從很大程度自行優(yōu)化和控制其制造流程。盡管在這之前還有很長一段路要走，然而這絲毫不會影響到未來智能化的趨勢方向。
“走向智造”先要“走向設(shè)計” 數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)代工業(yè)制造中，70%的錯誤都產(chǎn)生于設(shè)計階段，而80%的錯誤往往在生產(chǎn)或是更后續(xù)的階段，才被發(fā)現(xiàn)并進行修正。“中國設(shè)計亟待變革升級！在目前中國處于工業(yè)化、信息化、全球化、城市化和市場化‘五化’結(jié)合的獨特形勢下，要推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，從‘中國制造’走向‘中國創(chuàng)造’，中國創(chuàng)新設(shè)計必須實現(xiàn)從科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、文化藝術(shù)創(chuàng)新到用戶服務(wù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新的集成創(chuàng)新變革。”中國工程院常務(wù)副院長潘云鶴說。
在他看來，有別于以往的工業(yè)設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計要充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用已有的科技成果進行創(chuàng)新構(gòu)思，融合信息技術(shù)、材料技術(shù)、色彩造型、制造工藝等多種學(xué)科，設(shè)計出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實用性的成果。這樣的創(chuàng)新設(shè)計將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的最有效抓手。
然而，當(dāng)前的中國制造業(yè)普遍存在對設(shè)計研發(fā)與創(chuàng)新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創(chuàng)新設(shè)計人才，大學(xué)教育方式和課程設(shè)置錯位等問題，嚴重制約了設(shè)計創(chuàng)新的發(fā)展。楊海成說：“當(dāng)前的中國企業(yè)發(fā)展很不平衡，差距主要是對技術(shù)和人才的認識不足和準(zhǔn)備不夠。認識不足主要表現(xiàn)在重研究開發(fā)、輕工業(yè)應(yīng)用；準(zhǔn)備不夠主要表現(xiàn)在新技術(shù)的應(yīng)用推廣不夠，新型應(yīng)用人才不足，人才培養(yǎng)的方式亟待變革。”
人才培養(yǎng)方式亟待變革 中國制造行業(yè)目前數(shù)字化3D設(shè)計技術(shù)應(yīng)用人才的缺口約為800萬人，未來的需求還在加速攀升。經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步呼喚一種比傳統(tǒng)模式更加自由、靈活和有效的教育變革。潘云鶴強調(diào)，要造就帥才，不但能與各種工程師、設(shè)計師、藝術(shù)家、市場經(jīng)理協(xié)作和交流，而且能組織他們一起為產(chǎn)品創(chuàng)新而協(xié)同工作。
從“雜志縫里找課題”還是走進企業(yè)實際需求中去，對大學(xué)教師而言，一直是很糾結(jié)的問題。從課程設(shè)置上來說，傳統(tǒng)的課程體系不能適應(yīng)新型實用人才的培養(yǎng)，但是不按照傳統(tǒng)大綱、另辟途徑到企業(yè)的實戰(zhàn)教學(xué)，又得不到學(xué)分。而在教與學(xué)的方式上，“填鴨式”的教學(xué)讓學(xué)生為了學(xué)歷無奈地被動學(xué)習(xí)。
對此，楊海成也疾呼，設(shè)計教育亟待變革，培養(yǎng)學(xué)生不但要讓他們掌握有關(guān)科技創(chuàng)新、藝術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新、市場模式創(chuàng)新的知識、方法和工具，還要有能將它們集成、服務(wù)市場的能力，以及與多領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同創(chuàng)新的素質(zhì)。
小編總結(jié)：未來，隨著智能制造機械技術(shù)地不斷進步，其逐漸呈現(xiàn)出精準(zhǔn)自律、人機一體、感應(yīng)識別、超柔性、強大的學(xué)習(xí)和自我維護能力等特點。目前，專業(yè)技術(shù)人員逐漸嘗試把智能制造機械應(yīng)用到現(xiàn)實的社會生產(chǎn)中去，并在焊接、碼垛、分揀、碼頭及高危工作環(huán)境中替代人力的作用日漸顯現(xiàn)，其精準(zhǔn)度高、速度快、工作時間長、解放勞動力及低成本運轉(zhuǎn)等特性越來越受到制造業(yè)的歡迎。
