自動(dòng)化技術(shù)是一門(mén)綜合性技術(shù)，它和控制論、信息論、系統工程、計算機技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動(dòng)控制等都有著(zhù)十分密切的關(guān)系，而其中又以“控制理論”和“計算機技術(shù)”對自動(dòng)化技術(shù)的影響最大。
通過(guò)“工業(yè)4.0”可以建立一種人機互動(dòng)的嶄新模式，即機器適應人的需求。具有多信道用戶(hù)界面的智能工業(yè)輔助系統，能將數字和模擬環(huán)境直接搬到生產(chǎn)車(chē)間。而未來(lái)工廠(chǎng)也將從局部的機器智能（如機器人）發(fā)展到全廠(chǎng)智能。屆時(shí)，嵌入式制造系統在工廠(chǎng)和企業(yè)之間的業(yè)務(wù)流程上實(shí)現縱向網(wǎng)絡(luò )連接，在分散的價(jià)值網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現橫向連接，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，從下訂單開(kāi)始，直到外運物流。
這一理念將零散的信息、通信、虛擬等技術(shù)整合，通過(guò)數據可視化和共享互聯(lián)，打通企業(yè)的產(chǎn)品設計、研發(fā)、生產(chǎn)與客戶(hù)管理、供應鏈和能耗管理等系統，實(shí)現從底層控制級、中層產(chǎn)線(xiàn)級，到上層企業(yè)級的整體優(yōu)化，最終幫助制造業(yè)的產(chǎn)品實(shí)現更短的上市時(shí)間、更高的生產(chǎn)靈活性和資產(chǎn)利用率、更低的擁有成本和更可控的企業(yè)風(fēng)險。
在自動(dòng)化層面，統一的控制平臺，順暢的通信網(wǎng)絡(luò )是基礎。而要實(shí)現“工業(yè)4.0”，自動(dòng)化在四個(gè)層面上將進(jìn)一步拓展：
1）自動(dòng)化系統內部的橫向連接。通過(guò)全集成自動(dòng)化、集成架構等統一平臺將控制、驅動(dòng)、低壓配電等系統深度集成，在單一的編程環(huán)境中為可擴展運動(dòng)和機器控制提供集成的平臺。這種集成可減少需要儲存的備件數量，而控制平臺的開(kāi)放性則可確保與第三方組件輕松集成。此外，在每臺機器上使用的可視化及信息軟件需實(shí)現標準化處理方式。
2）與下層現場(chǎng)傳感和數據采集層及上層企業(yè)管理系統的縱向連接。從機器運行和能源使用到變量處理和材料使用，在生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節中，控制器、傳感器及其它設備均會(huì )產(chǎn)生大量數據。來(lái)自生產(chǎn)車(chē)間的數據在幾年之內就會(huì )在數量上超過(guò)公司產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數據。
即便是現在，也有大量的此類(lèi)數據正在通過(guò)現場(chǎng)的PLC進(jìn)行分析。當務(wù)之急乃是將所有來(lái)自各工廠(chǎng)運行系統不斷劇增的數據與來(lái)自業(yè)務(wù)應用的信息相結合，從而打造運營(yíng)智能，尤其是遠程維護解決方案和基于云技術(shù)的服務(wù)，以應對持續增加的圍繞數據分析的服務(wù)需求。如遠程狀態(tài)監測可以對個(gè)別部件的運動(dòng)進(jìn)行分析或對整個(gè)驅動(dòng)鏈實(shí)施在線(xiàn)連續監測。
3）基于開(kāi)放標準和統一協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò )。若要充分利用智能化網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的優(yōu)勢，需要借助統一網(wǎng)絡(luò )基礎設施，來(lái)實(shí)現工廠(chǎng)內所有設備（包括企業(yè)級設備）彼此之間的相互通信。
未來(lái)，網(wǎng)絡(luò )交換設備將得到更廣泛的利用。獨立IP的應用可以使產(chǎn)品和設備具備可識別的獨立身份、便于追蹤、定位和監測。此外，標準通信可使更多的數字設備融入生產(chǎn)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，如攝像機、RFID讀卡器、數字平板、安全磁卡等，以提高生產(chǎn)管理的精細化。
4）移動(dòng)技術(shù)和虛擬化。目前在平板計算機或智能手機上訪(fǎng)問(wèn)生產(chǎn)數據，信息和工廠(chǎng)員工已能夠實(shí)現“移動(dòng)”并隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)應用程序。未來(lái)，很多情況下需要使用云技術(shù)處理和存儲來(lái)自各地的數據，又要在各地實(shí)時(shí)地使用這些數據。
移動(dòng)技術(shù)讓人變得機動(dòng)靈活，人們可以隨時(shí)隨地與任何相關(guān)人事聯(lián)系，可以與全球同事交流分享經(jīng)驗知識、解決業(yè)務(wù)問(wèn)題。不管技術(shù)專(zhuān)家身在何處，呼叫中心代表都可以實(shí)時(shí)向其咨詢(xún)問(wèn)題，而專(zhuān)家本人也可以隨地訪(fǎng)問(wèn)世界上任意地點(diǎn)的設備服務(wù)歷史以及其它裝置的歷史，還能夠核對工廠(chǎng)更新和其它咨詢(xún)。
例如，很多油井地處分散的偏遠地區，過(guò)去，技術(shù)人員需要奔波于各個(gè)油井之間將數據下載到閃存卡中，而現在則可以直接從云端下載數據，通過(guò)遠程監視設備和過(guò)程。他們可以實(shí)時(shí)生成報告，而不是按天或者按周。
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