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工业4.0与智能制造系统架构

 Industry 4.0 这个概念最早出现在 2013 年的德国汉诺威工业博览会,其核心是为了提高德国产业的竞争力,在新一轮产业革命中占领先机。但这个概念由西门子等工业服务商引入中国时,被翻译成了“工业 4.0”,好像“工业 4.0”只跟工厂和制造业的数字化有关,嫣然演变成了“工厂4.0”。但很明显 Industry 4.0 将颠覆与改变的不仅仅是工厂和制造业,其他如互联网、游戏、娱乐、金融、科技等行业也都深受其影响,这场革命所涉及的广度和深度,体现在全社会的各产业几乎都在进行整体数字化的改革,故“Industry 4.0”被译成“产业 4.0”才更加贴切,只不过我们还是习惯性的把它称为“工业 4.0”,这里的工业其实是一个泛工业的范畴。


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 按照目前的共识, 工业 1.0 是 18 世纪 60 年代到 19 世纪中期人类所经历的蒸汽时代;工业2.0 是指 19 世纪下半叶到 20 世纪初,人类开始进入电气时代,并在信息革命、咨询革命中达到顶峰;工业 3.0 是指 20 世纪后半期,约在第二次世界大战之后,人类进入的信息化时代(科技数字化时代),因为生物克隆、航天科技的出现,欧美又称之为生物科技与产业的革命;而工业 4.0则是从 21 世纪开始的第四次工业革命,是继蒸汽机技术革命、电力技术革命,信息技术革命后的又一次智能化科技革命,是利用信息化技术促进产业变革的时代,也就是AI人工智能时代。

 由工信部和国家标准委员会颁发的2018年版《国家智能制造标准体系建设指南》,将智能制造系统架构从生命周期、系统层级和智能特征三个维度对智能制造所涉及的活动、装备、特征等内容进行了描述,主要用于明确智能制造的标准化需求、对象和范围,为智能制造的发展与两化融合项目提供标准化的理论依据。


✅ 第一、生命周期指从产品原型研发开始到产品回收再制造的各个阶段,包括设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动。生命周期的各项活动可进行迭代优化,具有可持续性发展等特点,不同行业的生命周期构成不尽相同。
✅ 第二、系统层级指与企业生产活动相关的组织结构的层级划分,包括设备层、单元层、车间层、企业层和协同层。
✅ 第三、智能特征指基于新一代信息通信技术使制造活动具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等一个或多个功能的层级划分,包括资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态等五层智能化要求。


 如图所示,我们关注的工业网络主要对应生命周期维度的全过程,系统层级维度的设备、单元、车间、企业和协同层级,以及智能特征维度的互联互通。

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