工业4.0的主要技术

摘 要：工业4.0是德国联邦教研部和联邦经济技术部提出的概念，与此同时我国也提出了《中国制造2025》白皮书，两国分别从各自的角度对制造业的未来进行了描述，工業4.0概念在全世界工业领域都引起了极大的讨论和研究，本文针对工业4.0的主要关键技术进行概述和总结。

关键词：工业4.0；工业革命；创新技术

1 概述

工业4.0首先是由德国提出来的概念[1]。众所周知，德国是世界上走在工业发展最前沿的国家，工业也是其在全世界最具竞争力的领域，为保证德国工业继续走在世界的前沿，为保证其工业在全世界的持续竞争力，德国人提出了继蒸汽机应用、大规模生产和信息技术三次工业革命后，以生产自动化、网络化、机器自组织为代表的第四次工业革命，如西门子等公司积极实践和推动工业4.0概念，已初步实现智能工厂等成果。

在《中国制造2025》当中，我国政府提出来用30年的时间，从制造业大国转变为制造业强国，并用10年时间，进入全球制造业第二方阵。与德国不同，我国制造业在许多方面仍然较为落后，特别是针对工业4.0的信息技术，对我们未来的努力提出了更高的要求。

2 工业4.0主要技术

以往的三次工业革命皆是由技术的创新来驱动，动力单元的创新、流水线和信息技术的应用，就是技术驱动革命的直接印证。与前面的工业革命不同，即将到来的第四次工业革命不仅包含了企业的生产环节，还包含了整个产品的生命周期，如开发、生产、售后和回收，信息技术和机械装置共同结合成为有机的整体。

整个生命周期的所有有关人员都参与其中，消费者可以实现更多的私人定制；供应链更加的透明和有效；售后服务更加的及时；产品开发的更加符合消费者要求。但与此同时，这些组成了一个极其复杂的系统，各个子系统之间互相影响，技术的创新使得人们掌控如此复杂的系统成为了可能。一般来说，移动计算、社会化媒体、物联网、大数据，共同构成工业4.0的基础。

3 移动计算

移动计算是任何计算机在移动状态之下进行的人机交互[2]。这种技术现今在社会化媒体范围内广泛传播，不仅如此，移动计算技术也将在商业和企业信息技术产生极大的影响。移动技术使得人与计算机的机动性获得了极大延伸，信息的获取、传播和增值的可能性都大大增强。到处都能使用，处处都可连接，成为了移动计算最主要的标志。通过移动计算，人与计算机的交互变为随时随地，由此彼此之间的交互数量和频率大大增加，并且产生了更多的数据。高级别的数据安全技术和数据隐私技术成为了移动计算技术的前提。

4 社会化媒体

社会化媒体的发展，已经渗透到生活和社会的方方面面。如国外代表性的Facebook、Twitter、YouTube等，就国内而言微博、微信等的广泛应用已经不知不觉地改变了我们的生活模式。在这些平台上，人们可以自由和透明地发布自己的信息，人们获取信息的途径也变得更加的直接和透明。在社会化媒体上，人民收集和评论信息的基础有了创造性的颠覆，这种颠覆不仅发生在社会商业生活中，也发生在工业领域。在社会化媒体中，信息的爆炸性增长是人类从来没有遇见过的，海量的原始数据成为了人类的宝藏，如何从中寻找到有用的信息就是最核心的议题。

5 物联网

物联网描述了一种物理对象之间的连接，通过这种连接和信息的交换，实现了功能的拓展，价值的增长。在物联网技术下，物体不仅能够有目的地通过感知周围环境和部署区域的方式来获取信息，而且能够实现自主的信息的传递，即将信息从一个物体传递至另一个物体的过程；在物联网技术当中，很重要的一点就是物体对信息的处理，换句话说，在物联网技术当中，物体可以根据自己的需要和目的对信息进行处理或者转化，在这些基础之上，物联网实现的物体之间的联合可以实现许多附加功能。物联网技术再次极大地扩充了数据流和信息流的范围和强度，也极大地增加了智能物体生命阶段的复杂性，人们对此还有待于深化和研究[3]。

6 大数据

如前面所述的技术的飞速发展，信息的数量飞速增长，大数据就是收集巨大的数据集合，这些数据集合产生于各种模拟和数字资源——物联网、人与计算机的交互等，这些信息根据不同的协议、速度和方式在传输[4，5]。传统模式下的信息处理技术和架构已经完全不可能满足人们的需求，这种需求催生了大数据技术。一般来讲，大数据是指无法在可容忍的时间内用传统意义上的IT技术和软硬件技术对其进行感知、获取、处理和服务的数据集合。如今大数据引起了社会各个行业的广泛关注和兴趣，但是必须要指出的是，大数据技术的研究还是刚刚起步，大数据与其他领域的结合才刚刚开始，相关理论和实践都需要继续深化，现在市场对于大数据的热炒和夸大并没有根据。

原始大数据经过分析、优化和预测等处理可以使数据变为真正意义上的有价值、可以销售的产品，国内的最顶尖的IT公司如腾讯、阿里巴巴等越来越重视大数据技术，因为其掌握的原始大数据经过不同的面向数据的提纯，其结果的价值越来越重要。

7 结论

如前所述的四种技术相互融合，互相影响，共同构成了企业及社会各个行业变革的基础，对工业领域而言，构成了工业4.0变革的基础。技术的发展为工业未来的发展提供了可能和答案，技术的创新使得更可靠的决策、更经济的开发和更有效率的生产过程成为可能。最近几十年IT技术获得了惊人的发展，也极大地改变了制造业领域，以移动计算、社会化媒体、物联网、大数据为代表的技术也开始给予人们极大的想象空间。随着工业4.0的推进，人们会看到这些想象变为现实。

参考文献：

[1]王喜文.工业4.0：智能工业[J].物联网技术，2013（12）：3-4.

[2]魏峻，冯玉琳.移动计算形式理论分析与研究[J].计算机研究与发展，2000，37（2）：129-139.

[3]朱洪波，杨龙祥，于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报，2010，31（11）：2-9.

[4]孟小峰，慈祥.大数据管理：概念、技术与挑战[J].计算机研究与发展，2013，50（1）：146-169.

[5]涂子沛.《大数据》正在到来的数据革命[J].求贤，2012 （12）：60-61.

作者简介：陆轶，男，1989年，研究生，成都理工大学，研究方向：可靠性、智能诊断。