工業4.0時代 機械行業如何掌握未來

　　大力發展工業智能化

　　隨著計算機技術、通信技術和控制技術的發展，傳統的控制領域正經歷著一場****的變革，工業控制系統智能化初露崢嶸。控制系統的結構從*初的CCS(計算機集中控制系統)，到第二代的DCS(分散控制系統)，發展到現在流行的FCS(現場總線控制系統)。現階段，對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，又催生了當前在工業控制領域以太網與控制網絡的結合。

　　現代工業控制系統包括過程控制、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。現代工業發展的進程中，必然是朝著生產裝備智能化、生產過程自動化發展，只有實現智能工業才能保證生產制造乃至產品整個生命生產周期中多領域之間的協調合作完全智能化，幫助生產型企業“智能制造”的**轉型。

　　大力發展工業智能化得到國家政策的大力支持，工業轉型的需要推動工業控制的車輪駛向“智能制造”的方向。在“十五”期間，國家用信息化帶動工業化的工作重點有三個方面：一是以電子信息技術應用為重點，提高傳統產業生產過程自動化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進制造技術應用為重點，推進制造業領域的優質高效生產，振興裝備制造業;三是改造提升重點產業的關鍵技術、共性技術及其相關配套技術水平、工藝和裝備水平。

　　工控系統智能化催生智能工廠

　　智能化工廠是部分國家實現軟高度自動化生產之后，提出的新概念，它的理念優勢在于推動工業生產智能化，從而實現科幻般的工業生產模式。工業生產系統及過程、網絡化分布式生產設施的實現、生產物流管理、人機互動、新技術的使用以及使用嵌入式傳感器來監測有關的環境參數和生產等都需要智能化設備的支持。

　　工業控制系統的重要發展方向之一就是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。德國專家們提出的“工業4.0”的全新理念，主要就對聯網工廠以及相關方面的演變進行研究。對產品開發、物流以及生產的集成將通過材料流、產品流、以及信息流得以實現，從而構建高度復雜又*為高效的全球化生產運營。這樣一來，一條生產線就能夠跟供應商以及消費信息進行連接，從而根據消費者需求對生產環節進行動態調整，并對所交付的原材料進行相應調整。

　　隨著自動化、信息化的設備基礎改進到涉及制造、工程、材料使用和供應鏈以及生命周期管理的工業工序，現代化的工廠工廠似乎已經開始使用一種全新的智能的途徑來生產產品了。相信未來工廠將可以從很大程度自行優化和控制其制造流程。盡管在這之前還有很長一段路要走，然而這絲毫不會影響到未來智能化的趨勢方向。

　　“走向智造”先要“走向設計”

　　數據表明，在現代工業制造中，70%的錯誤都產生于設計階段，而80%的錯誤往往在生產或是更后續的階段，才被發現并進行修正。“中國設計亟待變革升級!在目前中國處于工業化、信息化、全球化、城市化和市場化‘五化’結合的獨特形勢下，要推動產業轉型升級，從‘中國制造’走向‘中國創造’，中國創新設計必須實現從科學技術創新、文化藝術創新到用戶服務創新與產業模式創新的集成創新變革。”中國工程院常務副院長潘云鶴說。

　　在他看來，有別于以往的工業設計，創新設計要充分發揮設計者的創造力，利用已有的科技成果進行創新構思，融合信息技術、材料技術、色彩造型、制造工藝等多種學科，設計出具有科學性、創造性、新穎性及實用性的成果。這樣的創新設計將成為制造業轉型升級的*有效抓手。

　　然而，當前的中國制造業普遍存在對設計研發與創新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創新設計人才，大學教育方式和課程設置錯位等問題，嚴重制約了設計創新的發展。楊海成說：“當前的中國企業發展很不平衡，差距主要是對技術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發、輕工業應用;準備不夠主要表現在新技術的應用推廣不夠，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

　　中國制造行業目前數字化3D設計技術應用人才的缺口約為800萬人，未來的需求還在加速攀升。經濟的發展和技術的進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、藝術家、市場經理協作和交流，而且能組織他們一起為產品創新而協同工作。

　　從“雜志縫里找課題”還是走進企業實際需求中去，對大學教師而言，一直是很糾結的問題。從課程設置上來說，傳統的課程體系不能適應新型實用人才的培養，但是不按照傳統大綱、另辟途徑到企業的實戰教學，又得不到學分。而在教與學的方式上，“填鴨式”的教學讓學生為了學歷無奈地被動學習。

　　對此，楊海成也疾呼，設計教育亟待變革，培養學生不但要讓他們掌握有關科技創新、藝術創新、服務創新、市場模式創新的知識、方法和工具，還要有能將它們集成、服務市場的能力，以及與多領域專家協同創新的素質。