自动化技术在工业4.0时代的发展趋势分析

钟小雄

（佛山市欣荣新材料有限公司，广东佛山 528000）

0.引言

工业4.0的概念最早是由德国所提出，后来其他国家也纷纷进行了工业物联网的规划，我国结合现有的情况来提出了相关的方案，核心内容就在于对工业的改革升级，其中最为重要的就是对自动化技术的应用要求，实现传统自动化技术的智能化发展。在工业4.0时代，如何更好地促进自动化发展，除了要保持传统行业的稳定性之外，也要积极的应用智能化和互联网技术，从而促进工业领域的跨越式发展。

1.自动化技术的内涵特点

自动化这一学科领域中所包含的技术是较为多样的，一直以来我国都十分注重在这一领域的探索和发展，其中的重点在于实现工业的自动化控制，除了要保证产品的质量之外，也要提升整个系统的安全性和稳定性。自动化技术综合了多个学科，包括机械制造、软件工程、电子信息、传感和检测等方面的技术，通过这些技术的整合来进一步促进了自动化技术的发展。在实际的工程当中，通过自动化技术的运用来实现对多学科知识的优化，从而组成了具备较强综合性的系统，该系统所运用的是机电一体化和装备制造业概念，实现了项目和产品内容的有机结合，让产品和项目设计能够组成为一个有机的整体，从而实现对系统的设计和控制。

2.工业4.0的基本架构分析

工业4.0这一概念的出现，说明了一种新的技术架构的诞生，以人的需求为基础来进行工业智能的发展，需要将自动化和智能化进行结合发展。工业4.0的基础是通过互联网和数字化技术的集成来对工业自动化进行协助，从而在传统自动化技术的基础上来由过去的集中控制向着分散增强控制模式进行发展，通过网络的应用让设备以及传感装置之间实现无缝对接，进而建立一个更具个性化和灵活性的生产模式，在这样的模式中，自动化技术可通过自我修正和诊断等功能来提升设备的智能性，从而更好地完成生产工作[1]。工业4.0时代被人们称作为第四次工业革命，主要是以智能化为中心，从而促进产业的发展变革。随着经济全球化发展，世界各国的产品要素流动速度加快，促进了资源配置的优化，随着世界经济的发展，已经逐步进入产业变革和创新密集化阶段，人们的个性化需求推动了市场的转变，要求企业能够实现产品的柔性化和个性化处理。我国也需要紧跟世界发展潮流，向着工业4.0时代的自动化进行转变。工业4.0主要的特点在于智能化和物联化，目的在于通过信息技术的应用来进一步提升企业生产效率和个性化服务能力，并强化了各个生产环节之间的连接性，从而为企业创造更大的利益。我国是工业大国，但工业发展水平仍然有待于进一步的提升，在全球化发展中会面临国际工业发展所带来的冲击，作为国家经济基础，工业发展同时也是国家项目建设的基本保障[2]。我国遵循改革开放的要求，对工业发展未来进行积极探索，使得我国的工业产品能够朝着定制时代发展，并完成相应的自动化创新改革。传统工业因为成本和技术的影响而存在着局限性，无法获得良好发展，很多企业都因此而倒闭，而在工业4.0时代，工业发展因为自动化技术的应用，将会进入一个效率更高且成本更低的生产时代，在提升工业生产力的同时也降低了制造成本。目前来看，我国的天津、青岛等地已经开始进行了码头集装箱的自动化改革。从目前的情况来看，有关于工业4.0时代的研究仍然更多地处于理论层面，还没有对模式进行明确，工业4.0时代的目的是提升产品及服务模式的数字化和个性化，具体的层次架构主要分为了企业、管理、操作、控制和现场这样几个层面，且不同的层面所对应的设备也有所不同，相互之间的联系十分紧密，企业这一层面具体所负责的是设计和开发产品，同时也包括了产品的生命周期和资源计划等。在管理这一层面更多的是对企业部分功能进行承接，包括执行制造和工厂组态等。操作这一层面上所涉及的是数据采集、监控、分布式控制等系统，主要由MES系统来发布执行任务。控制这一层面上主要涉及的内容为人机界面和可编程逻辑控制器。现场层面主要是指设备的应用。控制、执行等多个不同层次分别对应的是工业4.0时代的不同阶段。从目前的情况来看，工业4.0目前主要被应用在电气工程和机械制造这两个领域当中，我国在这方面的发展有着巨大优势，因为我国是全球唯一具备全部工业产业门类的国家，我国的工业体系完整且庞大，为工业4.0时代的发展打下了坚实的基础。随着人口红利的逐步消失，我国需要推动自动化技术在制造业中的应用，产业转型需要依托于智能化生产，除了很多大型制造企业积极地在进行转型之外，一些中小企业也在紧跟工业4.0时代的潮流，通过自动化技术来对传统制造业进行转型和升级，大幅度提升生产效率，促进企业的进一步发展[3]。

3.工业4.0时代的自动化技术发展现状

3.1 品牌意识不足

随着经济全球化发展，全球范围内的资源加速流动，实现了进一步的优化配置，同时世界各国也在积极地进行工业技术交流发展，从而进一步弱化了工业核心产品所具备的优势，工业产品质量的差距逐渐缩小。同时，因为产品市场的逐步规范化，过去的关系式营销模式逐步失去了自身的优势，更多的企业开始重视品牌的建立，根据人们的心理、情感以及个性化需求来进行品牌的经营。相比于过去的关系式营销模式，工业4.0时代更加重视品牌式的营销，对客户产生更强的号召力。

3.2 发展状态不均衡

工业4.0时代我国的自动化技术发展与我国不同地区所具备的经济水平有着重要的关联，目前我国的工业发展状态并不均衡，东南沿海区域的发展速度较快，而东西部区域的发展较为缓慢，所以会将东部区域作为自动化技术发展的主要阵地，无论是发展水平上，还是品牌价值上都有着巨大的优势。想要从根本上改变过去的市场模式是较为困难的，很多工业企业所处的位置较为被动，思想受到禁锢，缺乏主动创新思维，例如某些企业生产的产品较为单一，且供给的客户也十分单一，并未积极的创新经营模式。与此同时，这些企业所应用的沟通策略也并不完善，仅为了达到业务目标来进行短暂的会议沟通，或者和政府及客户之间进行短暂的交流，并未重视品牌意识的建立，仅将品牌看作为信号的传达标志，对于企业文化的展现缺少足够的全面性[4]。另外，相比于传统的工业市场来说，工业4.0时代对于人力资源的利用效率有着较大的优势，有利于工作效率的显著提升，利用智能化技术来对传统市场进行改变，例如智能化软件的应用等。

4.自动化技术在工业4.0时代的发展趋势

4.1 物联网技术的应用

在互联网时代，随着各项技术的发展，为物联网的发展创造了更大的发展空间，以往在互联网环境中仅能实现人和人之间相互连接的情况发生了改变，物联网使得物与物之间实现了有效连接，从而对网络互联的规模进行了大幅度的扩增，随着物联网技术的发展，推动了经济全球化发展的进程，在对各个领域形成影响的同时，也改变了人们的工作和生活，可以说物联网技术和自动化技术的融合会为人们带来一个新的工业时代[5]。

4.2 工业智能化发展

近年来随着人工智能技术的高速发展，其逐渐被应用到了更多的领域当中，相信随着人工智能技术的逐步成熟，会推动工业智能化的发展，通过智能化技术和自动化技术的配合来为人们创造出更高的效益，达到智能化制造的目标。与此同时，人工智能技术的发展和应用也能够促进工业领域的创新，为工业4.0时代的自动化技术应用带来更大的空间。

4.3 新型的机电一体化

工业4.0时代推动了传感技术、电子技术以及软件技术的融合发展，在这样的背景下出现了新型的机电一体化技术，这是未来自动化技术的主要发展方向，该技术是在机械设计和制造当中综合运用了多种科学技术，可以说新型的机电一体化技术为自动化技术在工业4.0时代的发展奠定了重要基础。

5.工业4.0时代自动化技术的发展策略

5.1 重视品牌建设和投入

对于工业发展来说，品牌的建立并不是单纯的对外，同样也要加速品牌的内部发展，作为工业制造企业应该将品牌建设作为中心，加强品牌和企业内部之间的联系，使得企业员工能够具备更强的品牌荣誉感。与此同时，品牌建设也有利于提升企业员工的工作热情和工作效率，让企业各个部门之间形成更好地协作，从而使得企业的运行效率得到提升，获得更强的凝聚力[6]。工业4.0时代充分运用智能化技术和物联网技术来对自己的品牌进行建立和完善，提升客户满意度的同时也获得更多的销售额。

5.2 智能化技术的应用

工业4.0时代对于自动化技术的运用，使得工业生产模式以及交付方式变得更加灵活，同时也获得了更高的生产效率，逐渐朝着定制化生产的方向发展。例如通过应用自动化技术和智能化技术的新型机床，能够直接通过网络来进行生产监控管理、错误修正和自我检测，同时也可以通过虚拟化和数字化技术来实现对生产线的三维分析。在工业4.0时代，对于机器人的应用是重要的要求，同时也是智能化发展的重要产物，通过建立工业大数据来进一步强化工业数据的处理能力，从而实现对产业链的优化和完善，在降低生产成本的同时也为工业制造的发展提供了支持。

5.3 重视专业人才的培养

在我国工业自动化发展进程中，专业人才的稀缺也是一个需要去关注的问题，对于人才的培养不应该局限于某个专业，而是要重视人才的全面培养，完成产品制造和研发的创新，而不是因为专业来进行分割。在高校教学中，应该将应用型学习作为主要目标，让学生真正具备应对时代变迁的能力，调整社会人才培养方向，建立新的人才培养模式，为工业4.0时代的到来做好充足的准备[7]。

5.4 加强抗危机能力

从工业企业的角度来看，想要更好地应对全球经济发展变化就必须提升自身的抗危机能力，一方面要明确分类不同的工业类型，如果属于资本密集型的就需要重视信息效率的提升，如果工业产品主要是面向大众就需要进一步提升产品的价值，并为客户带来更多的人性化服务，从而降低自身的风险。把新技术应用到各个工业运营环节当中，实现运营模式的智能化，特别是通过远程协作技术的应用以更好地解决问题，同时也可以通过应用云服务技术来更好地应对频繁变化的工业发展状态。工业4.0时代需要实现生产流程和产品的模块化和标准化，对我国传统工业中存在的缺陷进行弥补，为企业带来更多的利益。与此同时，也要积极地面对新技术所带来的挑战，因为技术能力有限，但又需要制定更高的标准，所以需要重视自动化技术在工业发展中的应用。自动化技术在工业4.0时代的应用为工业生产带来了更大的便利，这是时代发展和经济发展的重要要求。我国作为工业大国，要在工业4.0时代积极地进行创新改革，面对区域发展不平衡以及品牌意识缺乏等问题，需要工业企业能够重视品牌投入，促进凝聚力的增强，从而在国际竞争中获得更大的优势。

6.结语

从目前的情况来看，工业4.0在我国仍然处于发展的初期，在这一时期对于自动化技术的应用、创新和发展仍然处于实验过程中，仍然需要大量的研究和探索，鼓励更多的企业通过自动化技术的应用实现改革创新，当技术的应用和融合获得了成效，就可以积极地进行推广和普及。当前在自动化控制领域，无论是变频设备还是可编程控制装置都得到了进一步的升级和完善，通过物联网通信结构的增加来获得更强的智能化效果。在数据处理领域中，软件处理逐步取代了过去的人工管理模式，加速了数据信息的转化，为工业自动化技术应用过程中的数据处理带来重要的帮助。工业4.0时代，企业对于自动化技术的应用所面临的挑战包含了工艺工程、工程自动化和机械工程等方面，所以需要有关方面能够建立一个具备足够认可度的问题处理标准和方法，这并非通过几家企业就能够实现的，而是需要多个领域的专家来进行统筹规划，才能够制定出具备足够可行性的，促进自动化技术发展的协议标准。