導(dǎo)讀：繼蒸汽機(jī)的發(fā)明、大規(guī)模生產(chǎn)和自動(dòng)化之后，“工業(yè)4.0”時(shí)代開(kāi)始被人們提及。前三次工業(yè)革命的到來(lái)造就了機(jī)械、電氣和信息技術(shù)。如今，物聯(lián)網(wǎng)和智能制造正宣告著第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0的到來(lái)。智能化制造、聯(lián)網(wǎng)化及集成化工廠正逐漸支撐起這一趨勢(shì)。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力，通向工業(yè)4.0的路將會(huì)是一段革命性的進(jìn)展。現(xiàn)有的科技將不得不為了適應(yīng)制造工業(yè)中的新需要而進(jìn)行改變和革新。
　　
　　大力發(fā)展工業(yè)智能化
　　
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場(chǎng)前所未有的變革，工業(yè)控制系統(tǒng)智能化初露崢嶸。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS（計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分散控制系統(tǒng)），發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）。現(xiàn)階段，對(duì)諸如圖像、語(yǔ)音信號(hào)等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊螅执呱水?dāng)前在工業(yè)控制領(lǐng)域以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。
　　
　　現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)包括過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（sCaDa），分布式控制系統(tǒng)（DCB}，程序邏輯控制（PLC以及其他控制系統(tǒng)等。現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，必然是朝著生產(chǎn)裝備智能化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化發(fā)展，只有實(shí)現(xiàn)智能工業(yè)才能保證生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品整個(gè)生命生產(chǎn)周期中多領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)合作完全智能化，幫助生產(chǎn)型企業(yè)“智能制造”的完美轉(zhuǎn)型。
　　
　　大力發(fā)展工業(yè)智能化得到國(guó)家政策的大力支持，工業(yè)轉(zhuǎn)型的需要推動(dòng)工業(yè)控制的車(chē)輪駛向“智能制造”的方向。在“十五”期間，國(guó)家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的工作重點(diǎn)有三個(gè)方面：一是以電子信息技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè);三是改造提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。
　　
　　工控系統(tǒng)智能化催生智能工廠
　　
　　智能化工廠是部分國(guó)家實(shí)現(xiàn)軟高度自動(dòng)化生產(chǎn)之后，提出的新概念，它的理念優(yōu)勢(shì)在于推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)智能化，從而實(shí)現(xiàn)科幻般的工業(yè)生產(chǎn)模式。工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程、網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)、新技術(shù)的使用以及使用嵌入式傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)有關(guān)的環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)等都需要智能化設(shè)備的支持。
　　
　　工業(yè)控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一就是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。德國(guó)專家們提出的“工業(yè)4.0”的全新理念，主要就對(duì)聯(lián)網(wǎng)工廠以及相關(guān)方面的演變進(jìn)行研究。對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、物流以及生產(chǎn)的集成將通過(guò)材料流、產(chǎn)品流、以及信息流得以實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)建高度復(fù)雜又極為高效的全球化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。這樣一來(lái)，一條生產(chǎn)線就能夠跟供應(yīng)商以及消費(fèi)信息進(jìn)行連接，從而根據(jù)消費(fèi)者需求對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并對(duì)所交付的原材料進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
　　
　　隨著自動(dòng)化、信息化的設(shè)備基礎(chǔ)改進(jìn)到涉及制造、工程、材料使用和供應(yīng)鏈以及生命周期管理的工業(yè)工序，現(xiàn)代化的工廠工廠似乎已經(jīng)開(kāi)始使用一種全新的智能的途徑來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品了。相信未來(lái)工廠將可以從很大程度自行優(yōu)化和控制其制造流程。盡管在這之前還有很長(zhǎng)一段路要走，然而這絲毫不會(huì)影響到未來(lái)智能化的趨勢(shì)方向。
　　
　　“走向智造”先要“走向設(shè)計(jì)”
　　
　　數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)代工業(yè)制造中，70%的錯(cuò)誤都產(chǎn)生于設(shè)計(jì)階段，而80%的錯(cuò)誤往往在生產(chǎn)或是更后續(xù)的階段，才被發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行修正。“中國(guó)設(shè)計(jì)亟待變革升級(jí)！在目前中國(guó)處于工業(yè)化、信息化、全球化、城市化和市場(chǎng)化‘五化’結(jié)合的獨(dú)特形勢(shì)下，要推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，從‘中國(guó)制造’走向‘中國(guó)創(chuàng)造’，中國(guó)創(chuàng)新設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)從科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、文化藝術(shù)創(chuàng)新到用戶服務(wù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新的集成創(chuàng)新變革。”中國(guó)工程院常務(wù)副院長(zhǎng)潘云鶴說(shuō)。
　　
　　在他看來(lái)，有別于以往的工業(yè)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)要充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用已有的科技成果進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，融合信息技術(shù)、材料技術(shù)、色彩造型、制造工藝等多種學(xué)科，設(shè)計(jì)出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實(shí)用性的成果。這樣的創(chuàng)新設(shè)計(jì)將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最有效抓手。
　　
　　然而，當(dāng)前的中國(guó)制造業(yè)普遍存在對(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)與創(chuàng)新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創(chuàng)新設(shè)計(jì)人才，大學(xué)教育方式和課程設(shè)置錯(cuò)位等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了設(shè)計(jì)創(chuàng)新的發(fā)展。楊海成說(shuō)：“當(dāng)前的中國(guó)企業(yè)發(fā)展很不平衡，差距主要是對(duì)技術(shù)和人才的認(rèn)識(shí)不足和準(zhǔn)備不夠。認(rèn)識(shí)不足主要表現(xiàn)在重研究開(kāi)發(fā)、輕工業(yè)應(yīng)用；準(zhǔn)備不夠主要表現(xiàn)在新技術(shù)的應(yīng)用推廣不夠，新型應(yīng)用人才不足，人才培養(yǎng)的方式亟待變革。”
　　
　　人才培養(yǎng)方式亟待變革
　　
　　中國(guó)制造行業(yè)目前數(shù)字化3D設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用人才的缺口約為800萬(wàn)人，未來(lái)的需求還在加速攀升。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步呼喚一種比傳統(tǒng)模式更加自由、靈活和有效的教育變革。潘云鶴強(qiáng)調(diào)，要造就帥才，不但能與各種工程師、設(shè)計(jì)師、藝術(shù)家、市場(chǎng)經(jīng)理協(xié)作和交流，而且能組織他們一起為產(chǎn)品創(chuàng)新而協(xié)同工作。
　　
　　從“雜志縫里找課題”還是走進(jìn)企業(yè)實(shí)際需求中去，對(duì)大學(xué)教師而言，一直是很糾結(jié)的問(wèn)題。從課程設(shè)置上來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的課程體系不能適應(yīng)新型實(shí)用人才的培養(yǎng)，但是不按照傳統(tǒng)大綱、另辟途徑到企業(yè)的實(shí)戰(zhàn)教學(xué)，又得不到學(xué)分。而在教與學(xué)的方式上，“填鴨式”的教學(xué)讓學(xué)生為了學(xué)歷無(wú)奈地被動(dòng)學(xué)習(xí)。
　　
　　對(duì)此，楊海成也疾呼，設(shè)計(jì)教育亟待變革，培養(yǎng)學(xué)生不但要讓他們掌握有關(guān)科技創(chuàng)新、藝術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新、市場(chǎng)模式創(chuàng)新的知識(shí)、方法和工具，還要有能將它們集成、服務(wù)市場(chǎng)的能力，以及與多領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同創(chuàng)新的素質(zhì)。
　　
　　小編總結(jié)：未來(lái)，隨著智能制造機(jī)械技術(shù)地不斷進(jìn)步，其逐漸呈現(xiàn)出精準(zhǔn)自律、人機(jī)一體、感應(yīng)識(shí)別、超柔性、強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和自我維護(hù)能力等特點(diǎn)。目前，專業(yè)技術(shù)人員逐漸嘗試把智能制造機(jī)械應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的社會(huì)生產(chǎn)中去，并在焊接、碼垛、分揀、碼頭及高危工作環(huán)境中替代人力的作用日漸顯現(xiàn)，其精準(zhǔn)度高、速度快、工作時(shí)間長(zhǎng)、解放勞動(dòng)力及低成本運(yùn)轉(zhuǎn)等特性越來(lái)越受到制造業(yè)的歡迎。