“工業(yè)4.0”時代的智能化，是在“工業(yè)3.0”時代自動化技術和架構的基礎上，實現(xiàn)從集中式中央控制向分散式增強控制生產模式的轉變，利用傳感器和互聯(lián)網讓生產設備互聯(lián)，從而形成一個可以柔性生產的、滿足個性化需求的大批量生產模式。

20世紀70年代后期，自動控制系統(tǒng)開始用于生產制造之中。此后，許多工廠都在不斷探索如何提高生產效率、產品質量以及生產的靈活性。一些工廠從機械制造的角度提出了機電一體化、管控一體化。機電一體化實現(xiàn)了流水線工藝，按順序操作，為大批量生產提供了技術保障，提高了生產效率；管控一體化基于中央控制能夠實現(xiàn)集中管理，一定程度上節(jié)約了生產制造的成本，提高了產品質量。但是，兩者都無法解決生產制造的靈活性問題。

ICT技術為“工業(yè)4.0”鋪路

如今，隨著信息技術、計算機和通信技術的飛速發(fā)展，以及人們對產品需求的變化，靈活性進一步成為生產制造領域面臨的最大挑戰(zhàn)。具體而言，由于技術的迅猛發(fā)展，產品更新?lián)Q代頻繁，產品的生命周期越來越短。對于制造企業(yè)來說，既要考慮對產品更新?lián)Q代具有快速響應能力，又要考慮因生命周期縮短而減少產品批量，隨之而來的是成本提升和價格壓力問題。

“工業(yè)4.0”則讓生產靈活性的挑戰(zhàn)成為新的機遇，將現(xiàn)有的自動化技術通過與迅速發(fā)展的互聯(lián)網、物聯(lián)網等信息技術相融合以解決柔性化生產問題。尤其是，無線通信的出現(xiàn)將進一步帶動工業(yè)控制方式的新改革。

首先，“工業(yè)3.0”時代的工廠布線問題將得到有效解決。工廠車間的局域網布線問題是以往搭建廠房時最為頭疼的問題之一。由于設備眾多，線纜規(guī)格各不相同，各種設備所需的連結接頭、交互方案等特別復雜。而且一旦工廠局域網布線之后，往往難以輕易改動。而無線通信更加簡便、更加靈活，實現(xiàn)了空中連接，即便是設備在廠房中的位置發(fā)生改變，一樣可以移動聯(lián)網，解決了很多通信問題。

其次，無線通信使得對設備的遠程控制成為可能。設備智能化主要是指對設備的智能化控制，一方面節(jié)省人力資源，另一方面減少人工誤差。未來的工廠中，設備越來越多、人工越來越少，逐漸取代人工干預將毫無疑問成為主流趨勢，而無線通信的方式則為此提供了保障。同時，借助無線通信技術，通過無線通信布局，也實現(xiàn)了更為靈活的生產制造管理方式。

仍需工業(yè)基礎通信設施建設

一方面，德國“工業(yè)4.0”的本質就是基于信息物理系統(tǒng)(CPS)實現(xiàn)“智能工廠”，讓制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)與互聯(lián)網充分融合，形成工業(yè)互聯(lián)網。而實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網就需要適用于工業(yè)、具有高可靠性的通信基礎設施建設作為基本保障。

另一方面，隨著工業(yè)互聯(lián)網的形成也必然會出現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)，比如設計、仿真、工藝、加工、產品結構、配置關系、變更記錄等產品數(shù)據(jù)，設備、質量、生產、采購、庫存、電子商務等運營數(shù)據(jù)，客戶、供應商、合作伙伴、客戶滿意度等價值鏈數(shù)據(jù)等。工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、交互和共享，必然要求建立容量、帶寬、存儲與數(shù)據(jù)處理能力更強大的通信基礎實施。

而當前的通信基礎設施恐怕難以滿足“工業(yè)4.0”時代的要求。因此，構建容量更大、服務質量更可靠的工業(yè)通信基礎設施將成為未來制造業(yè)中迫切需要解決的一項課題。

此外，工廠與外界實現(xiàn)聯(lián)網之后，惡意軟件入侵、工廠受到網絡攻擊的危險性將進一步提升，需要制定保障網絡安全的對策與解決方案。進入21世紀之后，已經出現(xiàn)了許多對工業(yè)基礎設施進行網絡攻擊的案例。例如：澳大利亞下水道監(jiān)控系統(tǒng)和美國核電站監(jiān)控系統(tǒng)曾被第三方經由無線網絡系統(tǒng)侵入，波蘭地鐵信號系統(tǒng)也被入侵。而近年來，這樣的攻擊案例正在迅速增加。

隨著“工業(yè)4.0”時代的到來，人力、物料、生產設備、各種生產管理系統(tǒng)以及價值鏈上的眾多協(xié)同企業(yè)都將互聯(lián)，隨之而來的是網絡安全問題的隱憂，也就迫切需要建立一套完善的工業(yè)互聯(lián)網信息安全認證體系。安全認證體系建設是信息安全保障的基礎性工作，但在認證制度的設計和標準規(guī)范的研究與設計方面，還需要大量的經驗和積累。初期，我國可以與國際認證機構合作，開展聯(lián)合認證服務，但要逐步建立自己的安全認證機制。這不僅是與國際通行做法接軌，也有利于信息安全領域的國際交流與合作。

總之，德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略與我國的“兩化融合”有許多相通之處。在新的發(fā)展背景下，只有將信息化時代的網絡化、智能化特征與我國工業(yè)化、自動化的進程緊密結合起來，把兩化深度融合作為主線，才能為推動工業(yè)轉型升級注入新的動力和活力。也只有將工廠通信基礎設施建設好，才能為新一輪工業(yè)革命的制造業(yè)工廠提供通信保障。

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