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自2013年德國首先提出工業(yè)4.0概念以來，一場圍繞著速度、成本、能效、柔性、安全和智能化的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級新競賽正在范圍展開。技術(shù)創(chuàng)新是這場競賽的核心驅(qū)動力，而各領(lǐng)域的企業(yè)當(dāng)仁不讓的成為技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)踐者和受益人。2015年12月，帶著一份對工業(yè)4.0和德國制造進(jìn)展的好奇心，筆者受邀參加費(fèi)斯托(Festo)在德國斯圖加特舉辦的媒體大會（IPC）,并與來自17個(gè)國家的近60名記者一同參觀了Festo的Scharnhausen新技術(shù)工廠，感受工業(yè)4.0新思維帶來的創(chuàng)新價(jià)值。

氣電共融，構(gòu)建工業(yè)4.0 橋梁

 

      氣壓傳動是生產(chǎn)過程自動化和機(jī)械化zui有效手段之一，具有結(jié)構(gòu)簡單、安全與可靠性高和調(diào)節(jié)簡便等諸多優(yōu)勢，但其工作介質(zhì)（壓縮空氣）制造成本高，使得提高氣動系統(tǒng)使用效率成為行業(yè)面臨的突出問題。1989年，通過建立一組帶有共用控制電源的底座集成閥，F(xiàn)esto創(chuàng)立了閥島的概念。此后，F(xiàn)esto不斷對閥島進(jìn)行研發(fā)：控制協(xié)議、診斷和狀態(tài)監(jiān)控功能以及優(yōu)化應(yīng)用的閥島使其更靈活、性價(jià)比更高。閥島的電氣終端不僅只連接現(xiàn)場和主控制層,2002年推出的CPX系列電氣終端已具備診斷設(shè)施并能提供狀態(tài)監(jiān)控功能。它的各種模塊能夠?qū)飧卓刂婆c電缸控制整合在一起，通過模組化閥島MPA和VTSA來控制氣缸，通過運(yùn)動控制器來控制電缸，同時(shí)集成了安全功能，可以訪問診斷信息，快速定位故障并更換模塊。通過CPX對常用的總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的整合，F(xiàn)esto已為工業(yè)4.0 時(shí)代的開放互聯(lián)做好了充分準(zhǔn)備。

 

VTUG閥島

 

      2013年推出的VTUG閥島提供了簡單經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)場總線解決方案，適用于所有標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)及IO-Link。由于現(xiàn)場總線節(jié)點(diǎn)通過螺釘固定到閥島上，因此用戶可以快速簡便地更換現(xiàn)場總線。對于提供模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)備及系統(tǒng)制造商而言，VTUG閥島zui大的亮點(diǎn)是兼具電氣模塊化和高度氣動靈活性優(yōu)勢。河南興晨自動化科技有限公司

 

UVUG模組化自動生產(chǎn)裝配線

 

      Festo以CPX綜合自動化平臺實(shí)現(xiàn)的電缸集成驅(qū)動已經(jīng)在DELTA機(jī)器人高速搬運(yùn)系統(tǒng)控制上取得成功，通過氣電融合，以CODESYS控制器作為控制器，完成在三維空間中每分鐘100次的高速拾取動作。配合使用免維護(hù)集成式EC電機(jī)且防護(hù)等級為IP54/65的電驅(qū)動器EMCA，避免了對傳統(tǒng)控制柜的依賴，實(shí)現(xiàn)無控制柜的IP65/67防護(hù)等級。Festo借此向設(shè)備離散式自動化邁出了跨越性的一步。

 

人機(jī)協(xié)作在Scharnhausen新技術(shù)工廠已成為現(xiàn)實(shí)

工業(yè)4.0有哪些特點(diǎn)？

　　互聯(lián)：互聯(lián)工業(yè)4.0的核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地在一起。

　　數(shù)據(jù)：工業(yè)4.0連接和產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運(yùn)營數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)。

　　集成：工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式中端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。通過這個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、以及服務(wù)與服務(wù)之間，能夠形成一個(gè)互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。

　　創(chuàng)新：工業(yè)4.0的實(shí)施過程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新，將會層出不窮，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新，到模式創(chuàng)新，再到液態(tài)創(chuàng)新，zui后到組織創(chuàng)新。

　　轉(zhuǎn)型：對于中國的傳統(tǒng)制造業(yè)而言，轉(zhuǎn)型實(shí)際上是從傳統(tǒng)的工廠，從2.0、3.0的工廠轉(zhuǎn)型到4.0的工廠，整個(gè)生產(chǎn)形態(tài)上，從大規(guī)模生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向個(gè)性化定制。實(shí)際上整個(gè)生產(chǎn)的過程更加柔性化、個(gè)性化、定制化。這是工業(yè)4.0一個(gè)非常重要的特征。 

 工業(yè)4.0是德國保持競爭力的重要機(jī)會，以*的創(chuàng)新精神，將傳統(tǒng)的工業(yè)制造轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)化的靈活生產(chǎn)系統(tǒng)，保持德國制造的競爭力。正是因?yàn)榈聡R密集型的制造模式、技術(shù)與生產(chǎn)的快速結(jié)合、來自企業(yè)的創(chuàng)新力量、公共資源的充分利用和政府政策的支持，通過行業(yè)協(xié)會間的緊密合作，保證著工業(yè)4.0研究的有效進(jìn)行。數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)面向未來制造的網(wǎng)絡(luò)化和柔性生產(chǎn)的關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)研發(fā)和人員培訓(xùn)是當(dāng)前工業(yè)4.0平臺研究工作的重要主題，F(xiàn)esto自1925年創(chuàng)立以來，從品質(zhì)的氣動元器件，到以CPX為代表的模塊化控制實(shí)現(xiàn)氣電融合平臺，再到多項(xiàng)仿生研究成果的逐步轉(zhuǎn)化，正是對技術(shù)研發(fā)的高度熱情和持續(xù)投入，才有了今天的市場地位。在通往工業(yè)4.0夢想的研發(fā)道路上，F(xiàn)esto正在多個(gè)工業(yè)4.0研發(fā)工作組中扮演著重要角色，“工業(yè)4.0平臺的參與者正在各種跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)中，就標(biāo)準(zhǔn)化、研究和安全性等未來主題開展廣泛細(xì)致的工作，同時(shí)也涉足新工作領(lǐng)域和培訓(xùn)領(lǐng)域的方方面面，”Festo管理董事會主席Eberhard Veit博士說。“在這里，我們正在探討如何將工業(yè)制造轉(zhuǎn)型為全面聯(lián)網(wǎng)的靈活生產(chǎn)系統(tǒng)。為了保持競爭力，我們必須秉承自己*的創(chuàng)新精神，在此新的發(fā)展機(jī)遇中大顯身手。”

 

Festo AG & Co. KG管理董事會主席Eberhard Veit博士

 

Festo AG & Co. KG管理董事會成員，產(chǎn)品供應(yīng)總裁Claus Jessen博士

 

      工業(yè)4.0夢想的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的持續(xù)過程，F(xiàn)esto認(rèn)為，目前還處在轉(zhuǎn)型發(fā)展的初期階段。期間為工業(yè)自動化領(lǐng)域發(fā)展提供了巨大的潛力。在塑造未來制造模式的過程中，F(xiàn)esto的工業(yè)4.0戰(zhàn)略將突出技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。一方面，覆蓋離散與過程自動化，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的“直觀、智能、集成和互聯(lián)”，強(qiáng)化客戶定制解決方案；另一方面，構(gòu)建教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，提供人才培訓(xùn)與咨詢服務(wù)。“在工業(yè)價(jià)值創(chuàng)造過程中，員工的角色正在從機(jī)械設(shè)備操作員轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}解決者。這對員工提出了新要求，為此，每位員工要接受適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)和教育才能滿足未來的需求。在越來越大的程度上，教育將日益成為制勝的關(guān)鍵因素，”Festo管理董事會成員，產(chǎn)品供應(yīng)總裁Claus Jessen博士說。

 

數(shù)字化平臺確保人工裝配的準(zhǔn)確性

 Festo的工業(yè)4.0戰(zhàn)略建立在技術(shù)、人才、能力三大支柱上 。