工业4.0的发展趋势及规划实施

1、工业4.0的发展趋势及规划实施主要内容工业4.0概念工业4.0发展趋势公司智能化工厂发展规划工业4.0需具备的条件工业4.0概念工业1.0是机械制造时代。工业2.0是电气化与自动化时代工业3.0是电子信息化时代。工业4.0是以智能制造为主导的时代。 早在2011年汉诺威工业博览会上，德国率先提出“工业4.0”的概念，之后美国也推出工业物联网、互联企业等类似概念。 无论工业4.0还是工业互联网，其主要特征都是智能和物联，而主旨都在于将传统工业生产与现代信息技术相结合，从而提高资源利用率和生产灵活性、增强客户与商业伙伴紧密度并提升工业生产的商业价值。工业4.0发展趋势 中国版工业4.0规划中国制造

2、业发展纲要(20152025)初稿已完成，重点实施领域为新一代信息技术产业、生物医药与生物制造产业、高端装备制造产业、新能源产业，该规划或将于今年上半年出台。据悉，中国制造业2025规划，主要是结合中国制造业两化融合、工业互联网、工业4.0等趋势，从技术、产业、产品、管理、制造服务化、核心软硬件等领域做了长期的战略规划。 2015年国家将会出台工业4.0相关政策，工业4.0作为提升中国制造核心竞争力的未来方向，必将上升到国家战略层面，成为2015年工业领域一项重要政策抓手。未来围绕4.0智能工厂，国家和地方可能出台更多实质支持政策，推动产业快速进步。工业4.0的两大主题 就客户、消费者而言，工

3、业4.0时代是强调个性和定制化的时代，其有两大主题：智能工厂和智能生产 随着全球化分工使生产要素加速流动和配置，市场风向变化和产品个性化的需求对企业反应时间和柔性化能力提出前所未有的要求，全球进入空前的创新密集和产业变革时代。基于此，以物联网和智能制造为主导的第四次工业革命悄然来袭。工业4.0产生的基础 工业4.0的基础是数字化、网络化和集成化，与此相应的是工业4.0时代的工业自动化，将在原有自动化技术和架构下，实现集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，让设备从传感器到因特网的通讯能够无缝对接，从而建立一个高度灵活的、个性化和数字化、融合了产品与服务的生产模式。在这种模式下，生产自动化技

4、术可通过自我诊断、自我修正和各种功能软件让设备更加智能，以更好地辅助工人完成生产。因此要求自动化设备的通讯功能和集成能力更强，而自动化软件则需具备更强大的分析处理及与企业其他软件系统的数据共享能力。在自动化层面，统一的控制平台，顺畅的通讯网络是基础。工业4.0需具备的自动化条件1、自动化系统内部的横向连接。2、与下层现场传感和数据采集层及上层企业管理系统的纵向连接。3、基于开放标准和统一协议的通讯网络。标准通讯可使更多的数字设备融入生产线网络，如摄像机、RFID读卡器、数字平板、安全磁卡等，以提高生产管理的精细化。4、移动技术和虚拟化。未来，很多情况下需要使用云技术处理和存储来自各地的数据，又

5、要在各地实时地使用这些数据。移动技术让人变得机动灵活。虚拟化可以降低对物理服务器和其它硬件的依赖性，同时节约工厂的能源成本。工业4.0的 技术应用 现阶段，每一项自动化技术都已投入使用，但大部分公司至今仍在单一地使用其中某一项技术。一旦公司理念趋于成熟，开始接受这些新技术，就能够出现同时应用所有这些技术的局面。1、控制层面，最新的PLC、变频等产品都有标准的网络通讯接口，现场设备通过传感器数据采集和联网传输即可实现诊断等智能功能；2、信息层面，各种数据库软件、制造执行系统（MES）、制造运行管理系统（MOM）、产品生命周期管理软件（PLM）等，同企业资源规划（ERP）解决方案连接起来，则实现数

6、据到信息的转换、辅助商业决策；3、分析运营层面：现有的云平台也具备了远程分析优化的基础和经验；3、安全层面：业界主流厂商都已与信息安全企业合作推出了实际方案。而未来的挑战主要在于需要在生产工程、机械工程、工艺工程、自动化工程、IT和互联网领域建立起一个共同认可的问题处理方式和标准。工业 4.0相关产业智能机床工业自动化工业互联网高端机器人RFID传感器3D打印MES系统实现的功能通过材料利用率数据在线监控帮助工艺员及时了解节支降本项目的成效。通过对设备综合效率（oee)的跟踪帮助计划员制定精准的生产和发运计划，另外可以提高产品报价的准确性，从而提高产品的竞争力。质量跟踪和追溯将变得与客户更加及

7、时和有效。电缆余长控制更加精准，减少不必要的浪费。通过与ERP的连接，计划运营将更加精细化。不合格产品及时提醒并区分，避免短段和重复生产的浪费。生产线集中监控适应多种Type设备的管理，可以应对复杂多变的工厂管理需求。通过对设备Layer的细分，可以有效管理到Equipment/Unit/Subunit多级，实现对状态，制程数据，ALARM等有效管理监控。主界面实时监控所有设备的状态，ALARM发生情况能及时处理宕机和报警状况通过查看设备运行与宕机报表，找出问题点，提升设备运行效率公司智能化工厂未来规划同轴车间现场设备数据采集接口连接安装制造执行系统的引进（MES系统）MES与K3系统的连接盘

8、具RFID的使用物料流转自动化完整先进的的系统架构FI(财务)CO(成本) SD(分销)HR(人力资源)MM(物料管理)PP(生产计划)QM(质量管理)设备明细管理操作分配和计划工艺定义和管理工程数据收集 (验证、物料、人员、设备、环境)制造性能分析周期性生产状况和跟踪更有效的计划多种设备和客户端由自动化实时数据获取警报管理处方控制ERP ( ERP R/3 or Oracle, QAD )MES Server ERPApp.1App.2App.3MES Interface ( EAI ) MESInterface ( EAI )企业资源计划质量追溯系统设备自动化系统Equipment & C

9、lientEAP 设备管理系统设备状态工艺数据报警设备/单元/分部/结构运行宕机停机准备Alarm SetAlarm ClearAlarm Level: Serious/LightAlarm Content工艺参数报表工艺时间工艺参数By Time/By Glass/By Event系统架构HubLine Control焊接1护套1护套N绝缘1Ethernet焊接2焊接NBUSOPC ServerHub软件架构ExternalSystemExternalServiceMainServerToolControllerDriverEquipment绝缘焊接1PLC driverEvent ManagerDriver ManagerLC lientLC Cl