工業(yè)4.0的特征,是將信息物理系統(tǒng)(CPS:Cyber Physical System,又譯賽博物理系統(tǒng))用于生產(chǎn)、營銷、研發(fā)、服務(wù)等各個方面,全面深入地推進(jìn)智能化。CPS是由信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)深度融合而成的,可智能化地應(yīng)對系統(tǒng)內(nèi)外部狀態(tài)與環(huán)境的變化。在工業(yè)4.0時代,典型的常規(guī)生產(chǎn)將無人值守,設(shè)備自主協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn),生產(chǎn)定制化的產(chǎn)品。這樣,工人就能從一線的生產(chǎn)勞動中解脫出來,轉(zhuǎn)而從事維護(hù)、創(chuàng)新、優(yōu)化、服務(wù)等技術(shù)含量高的工作并創(chuàng)造更高的價值,那時他們不僅收入更高,也會更自由。所以,工業(yè)4.0不僅會帶來技術(shù)進(jìn)步,也為人類社會勾勒出更加美好的未來。
互聯(lián)網(wǎng)是推動工業(yè)4.0的東風(fēng)
在技術(shù)革命的過程中,技術(shù)進(jìn)步不是孤立事件:某個關(guān)鍵技術(shù)的出現(xiàn),就像倒下一塊多米諾骨牌,會引發(fā)一系列的創(chuàng)新和變革。關(guān)鍵技術(shù)之所以重要,是因為它能為其他技術(shù)的誕生創(chuàng)造條件、提供平臺,直接或間接地促進(jìn)其他技術(shù)的發(fā)展。所以,認(rèn)識技術(shù)革命,不僅要重視關(guān)鍵技術(shù)本身,更要理解技術(shù)間的關(guān)聯(lián),才能看到技術(shù)發(fā)展的全貌和邏輯。在這樣的視野下,我們可以看看前三次工業(yè)革命的歷程。
第一次工業(yè)革命是蒸汽機(jī)催生的。它解決了機(jī)械動力問題,為紡織、運輸、冶金等行業(yè)的機(jī)器化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ);機(jī)器的廣泛使用又進(jìn)一步帶動了機(jī)械制造、材料技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)而引發(fā)了內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)的產(chǎn)生,為第二次技術(shù)革命鋪平道路。
在第二次工業(yè)革命中,電氣設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。在這場革命中,流水線起到了關(guān)鍵的作用。流水線的建設(shè)思路,是將復(fù)雜的生產(chǎn)過程分解為簡單、標(biāo)準(zhǔn)的動作。由于這些動作恰好適合機(jī)器完成,就為電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用搭建了平臺、開拓了空間,并為控制技術(shù)的發(fā)展以及自動化產(chǎn)線的誕生奠定了基礎(chǔ)。
第三次工業(yè)革命是信息技術(shù)推動的。PLC、DSC等控制設(shè)備的應(yīng)用,提升了生產(chǎn)效率和加工精度,還帶動了機(jī)器人、自動化生產(chǎn)線等工具的產(chǎn)生。在數(shù)控機(jī)床內(nèi)部和自動化的流水線上,機(jī)器幾乎代替了所有的體力勞動,把操作工變成了“控制單元”:通過電話、按鈕、計算機(jī)來收集、處理和發(fā)送信息。這時,就來到了工業(yè)4.0的門檻上。