Industry 4.0新工业革命与工业自动化转型升级思路构架

韦焜程

摘 要：文章主要论述的是Industry 4.0新工业革命与工业自动化转型升级思路构架，在具体展开论述的过程中首先从Industry 4.0新工业革命的概述入手去论述，其次论述了Industry 4.0新工业革命的进程及其特点，最后重点论述了Industry 4.0新工业革命与工业自动化转型升级的思路构架。

关键词：Industry 4.0新工业革命；工业自动化；转型升级；思路构架

近年来，科学技术的突飞猛进为工业革命的发展提供了一个技术支持[1]，同时随着全球市场日益竞争激烈，为了寻求新的突破，不同的国家都在积极地开发新的技术并在尝试工业自动化的转型升级，而在这其中Industry 4.0新工业革命起着关键的作用，文章主要论述的就是关于Industry 4.0新工业革命与工业自动化转型升级思路构架的相关问题。

1 Industry 4.0新工业革命的概述：Industry 4.0新工业革命这一名称是在德国提出的，最初提出这一概念是为了应用当前较先进的一些科学技术提高国家的制造业，后来这一概念被一些学术研究专家深入研究并进一步推广，最终将这一新项目加入到了《高技术战略2020》中，并作为未来的重点项目，该项目的思想是将工业产品集成有动态数字存储技术以及具有良好通信能力的一种新技术，其中主要使用的新技术主要包括社交媒体软件，比如说微博和微信等；移动互联网技术；云计算，这是一种低投入高收益的新技术；大数据以及前沿的数据分析技术。正是这些世界前沿的信息技术为Industry 4.0工业革命做好了准备工作，而我国的工业也需要进一步的更新和完善，这种Industry 4.0新工业革命对于我国工业革命的改进和完善具有参考意义。

2 Industry 4.0新工业革命的进程

Industry 4.0新工业革命的进程可以分为四个不同的阶段[2]，每个阶段都有其对应的特点和使用范围。具体的进程如下。

2.1 第一次工业革命

第一次工业革命开始的时间是从18世纪60年代一直到19世纪50年代，在这个阶段的工业革命由传统的手工生产升级为机械化的生产，机械化的生产主要是依靠水力和蒸汽机实现的，这种进步引发了第一次工业革命，使人类脱离了传统的手工生产，迎来了“蒸汽时代”。

2.2 第二次工业革命

第二次工业革命主要从19世纪后期持续到20世纪初期，在这个阶段的工业革命主要是依靠电力驱动实现产品的批量生产，在生产过程中每个人都有各自的分工，在机械化的基础上实现了产品生产的全新模式，将工业带入了一个全新的“电气化时代”。

2.3 第三次工业革命

第三次工业革命的时间是从20世纪70年代开始的，到目前为止还没有结束，第三次工业革命的进步是建立在信息化技术高速发展的基础上，在原有工业的基础上，实现了工业生产的自动化和信息化，这种新型模式的工业革命减少了工业生产过程中人的作用，此外，在生产过程中降低了人的劳动强度，体现出了较好的人性化发展，这个阶段的工业革命步入了“信息化时代”。

2.4 第四次工業革命

第四次工业革命是在2011年提出的，这将是未来一段时间内发展的重点，本次工业革命主要是实现工业生产过程中的智能化，本次工业革命需要先进的一些技术支持，通过这些技术实现工业生产过程中的实时管理，这一新的模式将会带领人类步入“智能化时代”。

3 Industry 4.0新工业革命的特点

Industry 4.0新工业革命在实现过程中为了确保快速发展的同时不会在市场上失去重要地位，第四次工业革命有着它本身的一些特点。

3.1 高度水平集成

水平集成指的是制造业在发展的过程中将不同的流通阶段进行系统的合成，这种水平集成可以是同一个公司内部的集成，也可以是几个不同的公司经过协商后做出的水平集成，这种水平集成可以保证同一公司或者是不同公司之间的网络和价值链。

3.2 垂直集成

垂直集成指的就是将不同层次的系统进行集成，这种集成可以高效的解决端到端之间解决问题方案方案的共享，从而进一步的满足第四代工业革命的需要。

3.3 端到端的系统工程

端到端的系统工程指的是产品的设计和开发、规划生产、生产工程、生产实施以及服务，这种系统的工程由于涉及的比较多，所以在具体实现的过程中就需要将不同的科学技术以及一些较好的理念融入其中，在设计时既要考虑到这项系统工程有那些可使用价值，可以为企业和工业化生产带来哪些更新和变化，同时也要考虑到这项系统工程会给用户带来哪些便利，同时在设计过程中融入了更多的用户选择权，在这一系统下开发出来的制造系统使得制造单个的产品已经成为了一种可能。

4 Industry 4.0新工业革命与工业自动化转型升级思路构架

近年来，在物流的技术集成以及制造技术过程中信息物理系统逐渐的得到了应用，此外在工业化生产流程中也开始使用物联网，这两种新技术的结合实现了一种全新的工业系统，具体指的就是智能工厂，这一全新的工业生产系统与传统的自动化控制系统有着较大的区别，这一智能化主要是通过云计算以及服务网并结合职能平台从而实现工业自动化转型升级[3]，具体的思路构建包括以下几点：（1）基于机器对机器的通信网络以及嵌入式Internet技术，机器对机器通信需要建立特定的终端行业，在通信过程中的网络主要是依靠安全加密的无线网作为接入手段，并通过机器对机器的通信服务帮助客户提供所需要的解决方案。在这个机器对机器的通信过程中客户可以根据自己的需要实时地对工业生产进行监控、指挥，并在此基础上收集需要的信息，整个过程可以远程的控制，不需要用户近距离的操作。在这里所说的机器与机器的信息传输，不是一种简单的信息传输，这是因为该信息传输具有自动化和智能化特点，系统会根据设定的参数自动的做出信息传输并且在此过程中进行操作，这就已经完全的脱离了人的操作，这种智能化的操作不仅安全可靠而且及时准确，同时信息传输速度较快。（2）CPPS，第四代工业革命在设计的过程中使用的都是先进的科学技术，而且对于工业控制的可靠提出了更高的要求，这就需要在生产流程中使用CPPS，CPS（信息物理融合系统）指的是物理过程和计算过程集成的系统，对其进行监测和控制主要通过嵌入式计算机和网络实现的。（3）安全可靠的云计算服务，该思路在构建过程中智能化的实现主要是通过云计算实现的，而云计算的本质是一种服务模式，该模式建立在互联网基础上，既然是与互联网有关的，那么在使用的过程中就需要做好安全工作，不安全的云计算会引起操作的不当或者是其他市场事故，也就是说该系统中的云服务必须是安全可靠的；（4）以CPS为基础的辅助系统，该技术在运用过程中可以将其他的技术联合起来进行辅助使用，特别是现在职能手机、无线网络、GPS定位技术等都可以作为一种辅助系统在工业革命智能化过程中发挥一定的作用。这种辅助系统可以将信息显示在不同的界面上。

5 结束语

第四代工业革命的提出为我国的工业发展提出了机遇和挑战，我国现阶段的工业进程还是比较缓慢，为了快速的步入第四次工业革命，我们需要先做好一些基础的准备工作，比如说网络建设、技术支持等，只有准备工作充分了，才能更好的去依靠第四代工业革命促进我国的工业化进程发展。

参考文献

[1]缪学勤.Industry4.0新工业革命与工业自动化转型升级[J].石油化工自动化，2014（1）.

[2]韩民青.新工业革命与中国21世纪发展战略[J].山东社会科学，2013（4）.

[3]黄英艺.德国“工业4.0”战略对泉州制造转型升级的启示[J].泉州师范学院学报，2015（1）.