導讀：繼蒸汽機的發(fā)明、大規模生產(chǎn)和自動(dòng)化之后，“工業(yè)4.0”時(shí)代開(kāi)始被人們提及。前三次工業(yè)革命的到來(lái)造就了機械、電氣和信息技術(shù)。如今，物聯(lián)網(wǎng)和智能制造正宣告著(zhù)第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來(lái)。智能化制造、聯(lián)網(wǎng)化及集成化工廠(chǎng)正逐漸支撐起這一趨勢。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力，通向工業(yè)4.0的路將會(huì )是一段革命性的進(jìn)展?，F有的科技將不得不為了適應制造工業(yè)中的新需要而進(jìn)行改變和革新。 大力發(fā)展工業(yè)智能化 隨著(zhù)計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，傳統的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著(zhù)一場(chǎng)前所未有的變革，工業(yè)控制系統智能化初露崢嶸?？刂葡到y的結構從最初的CCS（計算機集中控制系統），到第二代的DCS（分散控制系統），發(fā)展到現在流行的FCS（現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統）?，F階段，對諸如圖像、語(yǔ)音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，又催生了當前在工業(yè)控制領(lǐng)域以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò )的結合。
現代工業(yè)控制系統包括過(guò)程控制、數據采集系統（sCaDa），分布式控制系統（DCB}，程序邏輯控制（PLC以及其他控制系統等?，F代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，必然是朝著(zhù)生產(chǎn)裝備智能化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化發(fā)展，只有實(shí)現智能工業(yè)才能保證生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品整個(gè)生命生產(chǎn)周期中多領(lǐng)域之間的協(xié)調合作完全智能化，幫助生產(chǎn)型企業(yè)“智能制造”的完美轉型。
大力發(fā)展工業(yè)智能化得到國家政策的大力支持，工業(yè)轉型的需要推動(dòng)工業(yè)控制的車(chē)輪駛向“智能制造”的方向。在“十五”期間，國家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的工作重點(diǎn)有三個(gè)方面：一是以電子信息技術(shù)應用為重點(diǎn)，提高傳統產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進(jìn)制造技術(shù)應用為重點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè);三是改造提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。
工控系統智能化催生智能工廠(chǎng) 智能化工廠(chǎng)是部分國家實(shí)現軟高度自動(dòng)化生產(chǎn)之后，提出的新概念，它的理念優(yōu)勢在于推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)智能化，從而實(shí)現科幻般的工業(yè)生產(chǎn)模式。工業(yè)生產(chǎn)系統及過(guò)程、網(wǎng)絡(luò )化分布式生產(chǎn)設施的實(shí)現、生產(chǎn)物流管理、人機互動(dòng)、新技術(shù)的使用以及使用嵌入式傳感器來(lái)監測有關(guān)的環(huán)境參數和生產(chǎn)等都需要智能化設備的支持。
工業(yè)控制系統的重要發(fā)展方向之一就是“智能工廠(chǎng)”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò )化分布式生產(chǎn)設施的實(shí)現。德國專(zhuān)家們提出的“工業(yè)4.0”的全新理念，主要就對聯(lián)網(wǎng)工廠(chǎng)以及相關(guān)方面的演變進(jìn)行研究。對產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、物流以及生產(chǎn)的集成將通過(guò)材料流、產(chǎn)品流、以及信息流得以實(shí)現，從而構建高度復雜又極為高效的全球化生產(chǎn)運營(yíng)。這樣一來(lái)，一條生產(chǎn)線(xiàn)就能夠跟供應商以及消費信息進(jìn)行連接，從而根據消費者需求對生產(chǎn)環(huán)節進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整，并對所交付的原材料進(jìn)行相應調整。
隨著(zhù)自動(dòng)化、信息化的設備基礎改進(jìn)到涉及制造、工程、材料使用和供應鏈以及生命周期管理的工業(yè)工序，現代化的工廠(chǎng)工廠(chǎng)似乎已經(jīng)開(kāi)始使用一種全新的智能的途徑來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品了。相信未來(lái)工廠(chǎng)將可以從很大程度自行優(yōu)化和控制其制造流程。盡管在這之前還有很長(cháng)一段路要走，然而這絲毫不會(huì )影響到未來(lái)智能化的趨勢方向。
“走向智造”先要“走向設計” 數據表明，在現代工業(yè)制造中，70%的錯誤都產(chǎn)生于設計階段，而80%的錯誤往往在生產(chǎn)或是更后續的階段，才被發(fā)現并進(jìn)行修正。“中國設計亟待變革升級！在目前中國處于工業(yè)化、信息化、全球化、城市化和市場(chǎng)化‘五化’結合的獨特形勢下，要推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉型升級，從‘中國制造’走向‘中國創(chuàng )造’，中國創(chuàng )新設計必須實(shí)現從科學(xué)技術(shù)創(chuàng )新、文化藝術(shù)創(chuàng )新到用戶(hù)服務(wù)創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng )新的集成創(chuàng )新變革。”中國工程院常務(wù)副院長(cháng)潘云鶴說(shuō)。
在他看來(lái)，有別于以往的工業(yè)設計，創(chuàng )新設計要充分發(fā)揮設計者的創(chuàng )造力，利用已有的科技成果進(jìn)行創(chuàng )新構思，融合信息技術(shù)、材料技術(shù)、色彩造型、制造工藝等多種學(xué)科，設計出具有科學(xué)性、創(chuàng )造性、新穎性及實(shí)用性的成果。這樣的創(chuàng )新設計將成為制造業(yè)轉型升級的最有效抓手。
然而，當前的中國制造業(yè)普遍存在對設計研發(fā)與創(chuàng )新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創(chuàng )新設計人才，大學(xué)教育方式和課程設置錯位等問(wèn)題，嚴重制約了設計創(chuàng )新的發(fā)展。楊海成說(shuō)：“當前的中國企業(yè)發(fā)展很不平衡，差距主要是對技術(shù)和人才的認識不足和準備不夠。認識不足主要表現在重研究開(kāi)發(fā)、輕工業(yè)應用；準備不夠主要表現在新技術(shù)的應用推廣不夠，新型應用人才不足，人才培養的方式亟待變革。”
人才培養方式亟待變革 中國制造行業(yè)目前數字化3D設計技術(shù)應用人才的缺口約為800萬(wàn)人，未來(lái)的需求還在加速攀升。經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步呼喚一種比傳統模式更加自由、靈活和有效的教育變革。潘云鶴強調，要造就帥才，不但能與各種工程師、設計師、藝術(shù)家、市場(chǎng)經(jīng)理協(xié)作和交流，而且能組織他們一起為產(chǎn)品創(chuàng )新而協(xié)同工作。
從“雜志縫里找課題”還是走進(jìn)企業(yè)實(shí)際需求中去，對大學(xué)教師而言，一直是很糾結的問(wèn)題。從課程設置上來(lái)說(shuō)，傳統的課程體系不能適應新型實(shí)用人才的培養，但是不按照傳統大綱、另辟途徑到企業(yè)的實(shí)戰教學(xué)，又得不到學(xué)分。而在教與學(xué)的方式上，“填鴨式”的教學(xué)讓學(xué)生為了學(xué)歷無(wú)奈地被動(dòng)學(xué)習。
對此，楊海成也疾呼，設計教育亟待變革，培養學(xué)生不但要讓他們掌握有關(guān)科技創(chuàng )新、藝術(shù)創(chuàng )新、服務(wù)創(chuàng )新、市場(chǎng)模式創(chuàng )新的知識、方法和工具，還要有能將它們集成、服務(wù)市場(chǎng)的能力，以及與多領(lǐng)域專(zhuān)家協(xié)同創(chuàng )新的素質(zhì)。
小編總結：未來(lái)，隨著(zhù)智能制造機械技術(shù)地不斷進(jìn)步，其逐漸呈現出精準自律、人機一體、感應識別、超柔性、強大的學(xué)習和自我維護能力等特點(diǎn)。目前，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員逐漸嘗試把智能制造機械應用到現實(shí)的社會(huì )生產(chǎn)中去，并在焊接、碼垛、分揀、碼頭及高危工作環(huán)境中替代人力的作用日漸顯現，其精準度高、速度快、工作時(shí)間長(cháng)、解放勞動(dòng)力及低成本運轉等特性越來(lái)越受到制造業(yè)的歡迎。
