从集中到分散 工厂制造元件更智能

在工业4.0里的工厂运作，机器、装置、工件及其他元件，将能实时交换数据及信息。DIGITIMES摄

工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、电脑和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高品质、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。

随着工业4.0时代的到来，许多已经沿用多年，占有主导地位的工业自动化技术，势必会面临改朝换代的压力，以前认为只是高端的工业自动化技术，也会随着新时代的到来，快速的走入实际应用，成为新时代的宠儿。

未来，工业4.0将首先从两个方向展开，一是「智能工厂」，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分散式生产设施的实现；二是「智能生产」，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。

未来的工业生产、管理及经营过程，势必要通过信息基础建设，在整合平台上，实现信息采集、传输、处理及综合应用等，以提高传统产业生产过程自动化、控制智能化和管理信息化水准。

制造元件能互相交换信息

在工业4.0里所描述的工厂运作，最大的特色，就是机器、装置、工件及其他元件，将能实时交换数据及信息。这代表了从呆板的集中式工厂控制系统，势必要转变到分散式智能工厂控制系统。

飞斯妥(Festo)集团研究与规划战略总监Peter Post博士指出，目前仍由中央主控电脑执行的任务，将会分散由各种组件来替代执行，不同的工件将决定生产装置需提供何种功能。但这些元件将智能地彼此联网，可以自行配置，且过程简单，并且独立满足生产订单的各种需求。

当生产系统中的元件彼此能够联网时，连续的信号交换、不同的传感器信号评估、复杂事件的检测、独立的本地决策和控制，都可能成为生产过程中间的变量。

以飞斯妥发明的阀岛装置(通过连接电磁阀，建立一个带有公用压缩气源和控制功能的气路板，因为能够高效地整合气动阀和电力界面，减少了阀单元所需的气管，从而使装配更方便)为例，阀岛的电力终端不仅只连接现场和主控制层，它本身更已具备诊断设施，同时提供状态监控功能。它的各种模块，使其能够将气缸控制与电缸控制整合在一起，透过模块化阀岛MPA和VTSA来控制气缸，同时还透过运动控制器来控制电缸，并已整合了安全功能。

如此一来，管理人员将可随时访问诊断信息，快速定位故障并更换模块。这些功能整合的例子包括：网络服务器的IT服务、用于分散式本地控制的前端控制器、终端控制器、用于检测阀岛内部压力或外部信号的比例阀或压力传感器。

电力驱动技术在工业4.0时代，也将有所表现。如飞斯妥的定位系统，核心是电缸EPCO，因为透过软件工具大大简化了网络配置和网络诊断，使其和气缸一样易于使用，是工厂自动化易用、经济的产品典范。

物联网与工业云

专家们预测，工业4.0时代将终结如今无数不同现场作业的混乱局面。未来将只会有一个全球标准化的协议——基于具有实时能力的无线或有线区域网络的一种网际网络协议。

这种趋于简单的趋势，基于和新的自我调整和智能安装平台相同的理念。直到现在，当产品发生改变时，生产装置还是需要部分修改。然而，新的高度自适装置可以自动适应未来的产品修改。在未来的工厂里，我们不需要再为机器设定时间而费力讨论。

当红的云端运算技术及服务，在这波工厂运作的进化过程中，也不会缺席。以提供智能工厂应用为诉求的工业云，将会扮演重要角色。工业软件云是工业软件服务与云计算服务相结合的创新模式。作为工业云的重要应用之一，工业软件云服务平台侧重工业软件资源的共享和应用，是软件服务与云计算服务相结合的一种模式创新。

如国内大陆第一个工业软件云服务平台－CAXA推出的工业云服务，就是通过整合云计算、物联网、移动互联网以及创新设计与协同制造等技术，专门面向中小制造业企业和个人使用者提供产品创新的公共服务平台。

国内大陆过去的经济成长，有赖于其成功的扮演「世界工厂」的角色，如今面对制造业转型，以及中小企业在工业化及信息化深度融合的困境，利用工业云将信息化应用，从大中型企业逐渐扩展到中小企业，解决越来越多的中小企业对信息化的需求，将会更加明确和迫切。