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敲开工业4.0之门

导读: 关键技术之所以重要,是因为它能为其他技术的诞生创造条件、提供平台,直接或间接地促进其他技术的发展。所以,认识技术革命,不仅要重视关键技术本身,更要理解技术间的关联,才能看到技术发展的全貌和逻辑。在这样的视野下,我们可以看看前三次工业革命的历程。

  2013年4月,德国颁布了《关于实施工业4.0战略的建议》白皮书,标志着工业4.0的概念正式诞生。这一概念此后迅速席卷全球,并成为我国的热门话题。

  《工业4.0:即将来袭的第四次工业革命》一书,由德国多位资深业界人士合著,对技术问题进行了较为深入的探讨,有较高的权威性和参考价值,但该书的概括性很强,技术涉及较浅,导致了很多争议。要理解这本书,就要了解更多的背景。

  工业4.0的特征,是将信息物理系统(CPS:CyberPhysicalSystem,又译赛博物理系统)用于生产、营销、研发、服务等各个方面,全面深入地推进智能化。CPS是由信息系统和物理系统深度融合而成的,可智能化地应对系统内外部状态与环境的变化。在工业4.0时代,典型的常规生产将无人值守,设备自主协调运转,生产定制化的产品。这样,工人就能从一线的生产劳动中解脱出来,转而从事维护、创新、优化、服务等技术含量高的工作并创造更高的价值,那时他们不仅收入更高,也会更自由。所以,工业4.0不仅会带来技术进步,也为人类社会勾勒出更加美好的未来。

  互联网是推动工业4.0的东风

  在技术革命的过程中,技术进步不是孤立事件:某个关键技术的出现,就像倒下一块多米诺骨牌,会引发一系列的创新和变革。关键技术之所以重要,是因为它能为其他技术的诞生创造条件、提供平台,直接或间接地促进其他技术的发展。所以,认识技术革命,不仅要重视关键技术本身,更要理解技术间的关联,才能看到技术发展的全貌和逻辑。在这样的视野下,我们可以看看前三次工业革命的历程。

  第一次工业革命是蒸汽机催生的。它解决了机械动力问题,为纺织、运输、冶金等行业的机器化生产奠定了基础;机器的广泛使用又进一步带动了机械制造、材料技术的发展,进而引发了内燃机、电动机的产生,为第二次技术革命铺平道路。

  在第二次工业革命中,电气设备得到了广泛的应用。在这场革命中,流水线起到了关键的作用。流水线的建设思路,是将复杂的生产过程分解为简单、标准的动作。由于这些动作恰好适合机器完成,就为电气设备的广泛应用搭建了平台、开拓了空间,并为控制技术的发展以及自动化产线的诞生奠定了基础。

  第三次工业革命是信息技术推动的。PLC、DSC等控制设备的应用,提升了生产效率和加工精度,还带动了机器人、自动化生产线等工具的产生。在数控机床内部和自动化的流水线上,机器几乎代替了所有的体力劳动,把操作工变成了“控制单元”:通过电话、按钮、计算机来收集、处理和发送信息。这时,就来到了工业4.0的门槛上。

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