控制智能化拉开工业4.0生产方式的序幕

本刊记者　于寅虎

控制智能化拉开工业4.0生产方式的序幕

本刊记者于寅虎

编者按：“工业4.0”一词源于德国,最早是在2011年的汉诺威工业博览会提出，此后，德国联邦政府成立了“工业4.0”研究项目，由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、西门子公司等为代表的德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。

工业自动化迎来历史性机遇

工业自动化已经横跨整个工业控制系统，而伴随着物联网的发展，工业的网络化（即工业物联网，亦即工业4.0）的步伐日益加快，这一趋势必将给工业生产制造商带来不断变化的新挑战，同时也是工业自动化行业一次历史性的发展机遇。

英飞凌科技（中国）有限公司总裁兼执行董事赖群鑫表示，工业4.0的技术基础是物联网和信息物理系统（CPS）。CPS可以将原料、设备、产品等所有生产资源与人员通过信息紧密联系在一起，从而构建成一个庞大的（工业）物联网以及相关服务体系和市场，将工厂转变为一个智能环境。

单从技术实现而言，海量的生产控制信息的采集、传输、计算、分析和使用势必需要部署大量的传感器、控制器，同时对人机界面（HMI）、工业计算机、电机驱动、工业电源控制等设备的性能和质量的要求也会不断攀升，互联网技术引入到工业环境所要面对的最为直接的挑战就是严峻苛刻的工业生产环境。

特别需要强调，关键生产数据传输于产品、设备、工厂、客户之间，信息的安全、知识产权的保护、生产设备与环境的安全等等都是在智能生产过程中必须维护的要素。

英飞凌科技（中国）有限公司总裁兼执行董事　赖群鑫

半导体技术是安全第一关

赖群鑫表示，半导体产业不断创新也加速推动工业4.0时代的到来，英飞凌不仅作为全球最大的功率半导体供应商在工业4.0节能方面发挥着重要作用，同时作为长达25年之久的安全智能卡芯片的世界领导者，英飞凌的安全解决方案为工业4.0中的设备沟通、生产数据、专利防伪等提供了最高等级的安全保障。

控制智能化是先决条件

德州仪器马达驱动产品线应用工程师左巍表示，控制智能化是工业4.0生产方式的先决条件，而智能化的过程已经开始。

对大多数企业而言，在工厂车间实现制造流程的灵活性仍然可望而不可及。同一条装配流水线上的机器设备主要用于实现某一项特定功能。在产品线上进行变更就意味着需要大费周章地调整设备，这是时间和资金方面的双重浪费。但是，产品线的定制化或差异化程度越高，其竞争优势往往也就越明显。借助智能设备，智能化工厂能够以自动化方式即时应对此类变更，使流水线生产的规模较小，避免成本显著增加。

然而，打造这种程度的灵活性并非易事。这意味着工厂的每一台设备都必须“实现智能化”，也称为“控制智能”。也就是说，我们必须努力提升控制系统的智能水平，使其能够对生产环境中感知的事件自动作出响应。举例来说，装配线上的小小一把螺丝刀，也必须能够根据所处理的材料类型（如钢、碳或塑料）自动调整扭矩。

依此类推至整个工业产业，可能有数百万个设备节点需要实现控制智能。

德州仪器马达驱动产品线应用工程师　左　巍

哪些领域率先尝试工业4.0的生产方式？

赖群鑫认为，半导体行业是率先开始尝试工业4.0生产方式的实践者之一。英飞凌自德国政府提出“工业4.0”计划伊始，便开始积极推动“工业 4.0”战略项目，在奥地利菲拉赫建立了半导体生产的4.0计划。在菲拉赫的运营中，生产将采用信息物理系统，包含高度现代化生产控制与自动化系统。在数据安全与数据完整性水准达到最高等级的前提下，人机互动在试点工厂中将提升至一新的层次。与此同时，英飞凌也一如既往地在生产中追求高能效的目标。

ADI公司亚太区电机与电源控制行业市场部专员　于常涛

另外，从应用领域而言，消费类产品也将走在采用工业4.0生产方式的前列。手机、平板电脑等移动终端包含大量人与设备之间的互动，是工业4.0人机界面交互运用场景的一大体现。

ADI公司亚太区电机与电源控制行业市场部专员于常涛表示，“十二五”计划中很重要的两个概念和工业市场有关，第一个就是智能化，智能能源和智能电网。“十二五”中重点建设的智能电网给了企业很多商机，特别是在电网的输电和配电环节，对ADI来说是重点的垂直市场。第二个就是工业物联网的概念，在工业自动化上会有比原来更多的投资，会看到更多的增长。

“工业 4.0”生产将会通过自动控制、网络及计算将人、机器设备和信息连接在一起。就生产制造的流程而言，就是将这一切整合到一个数字化的企业平台。通过数据采集、分析和优化得到最佳化的方式，从而实现更具效率的生产方式。

“工业 4.0”是一个趋势，但在中国不是短时间内会发生的事情。结合我所熟悉的业务，我认为一个比较典型的尝试，就是机器人在工业当中的应用，我们已经看到机器人行业在中国保持了30%的增长。