工业4.0与物联网，智能制造是关键

　　摘要：随着信息技术与工业技术的高度融合，通讯网络、计算机技术、自动化技术和软件系统的深度交织产生了新的价值模型，在制造领域，这种资源、信息、物品和人相互关联，形成虚实结合的系统，德国人称其为“工业4.0”。互联网激活传统工业，保持制造业长期竞争力的必由之路：与前三次工业革命相比，我们认为工业4.0最大的进步在于利用互联网激活了传统工业过程，使工厂设备“能说话、能思考”，同时实现三大功能：最大程度地降低制造业对劳动力的依赖、将流通成本降到最低、最大程度满足用户个性化需求。

　　从长期来看，工业4.0对于智能工厂的投入将远超过一般工业，但项目盈利能力也将显著提高，并且资本投入越大、斜率越陡峭，即投资的边际回报率越高。无论在何种经济体，工业4.0都将是制造业发展不可绕开的必由之路，是未来世界制造业最大的一波“浪潮”。我们一直以来专注于工业控制领域，同时深刻感受到这次工业智能化给制造、生产带来的改变，物联网已经在不断的走进工业生产制造，在我们合作的企业中，工业生产数据实时采集（如MES系统）算是典型，而在工业生产信息网络中，ZigBee当之无愧成为了主角。

　　

　　图1 采用ZigBee搭建的生产信息化管理网络

　　MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、工具工装管理、采购管理、底层数据集成分析、上层数据集成分解等等管理模块。它是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业（家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药），能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。

　　

　　图2 应用于系统中的ZigBee无线模块ZM5168

　　在整个系统中，ZigBee模块通过健壮的组网透传协议，可构建多种型态的网络拓扑结构，让整个制造系统的各个布局进行信息化组网，并可通过网关接入以太网，实现智能化管理，且在各种复杂的工厂环境成熟应用。

　　

　　图3 用户MES硬件系统展会

　　目前德国主要工业领域中44%的企业已采用“工业4.0”相关的生产和技术模式。国内不断有越来越多的制造企业、工厂向该方向进军，这充分说明工业4.0已经从一个概念变成了现实。

　　

　　图4 智能工厂模型