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                          機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所所長 歐陽勁松

    【編者按】歐陽勁松，享受政府特殊津貼的教授級高工，機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所（簡稱儀綜所）所長，全國工業(yè)過程（過程指生產過程，包括連續(xù)控制、批控制、數控、機器人控制、工廠自動化控制五個方面。）測量控制和自動化標準化技術委員會（SAC/TC124，對口IEC/TC65和ISO/TC30）副主任委員，現任科技部“十二五”國家科技重大專項（智能制造）專家組成員、國家能源局智能電網設備標準化總體工作組副組長、國家發(fā)改委及國家標準化管理委員會成立的國家物聯網標準化專家委員會委員。從1987年開始從事儀器儀表、測控及自動化等領域技術研究及標準化工作，從1992年開始從事對口的國際標準化工作，1994年至今一直是IEC/TC65中國代表團主要負責人，具有豐富的標準化工作經驗。2009年由于其在國際標準化工作中的突出貢獻被IEC授予IEC專家最高榮譽“IEC 1906獎”（ IEC于1906年成立。）。

    數字化工廠和工業(yè)4.0是近年來工業(yè)界的熱門話題。為了更好地了解數字化工廠和工業(yè)4.0的相關情況，編者采訪了歐陽勁松教授，就如何建設數字化工廠、在工業(yè)4.0背景下如何提升我國高端裝備制造業(yè)的有關技術背景和標準化進行了深入探討。

    Q：數字化工廠可以說是提升我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)高端裝備制造業(yè)的關鍵內容之一。您認為什么是數字化工廠？它相比傳統意義上的工廠有什么突出特點？

    歐陽勁松：IEC詞匯庫給出的定義是：數字化工廠是數字模型、方法和工具的綜合網絡（包括仿真和3D虛擬現實可視化），通過連續(xù)的沒有中斷的數據管理集成在一起。它是以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式，是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物。國際上十幾年前就開始對數字化工廠進行研究。最初的思想是使用電子描述替代紙質文件，并在軟件工具中使用它進行電子布線和安裝，以便于集成并減少工程成本。隨著信息技術和數據庫技術的發(fā)展，數字化工廠的概念有了很大的擴展。它集成了產品、生產過程和工廠模型數據庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，提高產品質量和生產過程所涉及的質量和動態(tài)性能。

    目前國內外流程工廠或制造工廠在設計、運行和維護等各個階段基本都是獨立進行，大量存在上述由于描述工廠內所布置的自動化資產的信息和數據的不一致而導致的互操作障礙，如果想改變一個生產任務十分耗時費力。數字化工廠的突出特點就是建立統一的數據平臺，通過連通產品組件與生產系統，將用戶需求用描述語言的方式輸入系統，全網絡統籌組織生產過程的各項資源，在改進質量的同時減少設計時間，加速產品開發(fā)周期，實現主機廠內部、生產線供應商、工裝夾具供應商等環(huán)節(jié)同步進行的并行工程。

    Q ：“工業(yè)4.0”是2013年漢諾威國際工業(yè)博覽會上的最大熱詞，也是目前國內外關注的熱門話題。您認為什么是“工業(yè)4.0”？它與數字化工廠之間是什么樣的關系？

    歐陽勁松：“工業(yè)4.0”是由德國聯盟教研部與聯邦經濟技術部聯手推動的戰(zhàn)略性項目，被看作是繼機械制造設備的使用、電力驅動的大規(guī)模生產和引入電子信息技術的制造自動化之后，以智能制造為主導的“第四次工業(yè)革命”。它的理念源自信息技術與工業(yè)技術的融合，通過信息物理系統（CPS）實現產品全生命周期中各制造單元間相互獨立地自動交換信息、觸發(fā)動作和實現控制，將制造業(yè)向智能化轉型。目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式，實現人、產品與機器之間的互動。工業(yè)4.0時代將改變整個生產技術的使用，整個系統將更加智能，聯網更加緊密，不同組件之間可以相互溝通，工作更快、做出反應也更加迅速。德國提出工業(yè)4.0的概念，也是希望通過整合全國相關企業(yè)的資源要素，打通企業(yè)間的壁壘，從用戶需求出發(fā)，形成一體化的制造和服務能力，在保證安全的前提下占領國際市場。

“工業(yè)4.0”主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。

    去年10月中國工程院與國務院國有資產監(jiān)督委員會共同舉辦了“德國工業(yè)4.0的理論及實踐”學術報告會，特別邀請德國西門子工業(yè)集團總裁魯斯沃博士就工業(yè)4.0的概念和西門子公司運用這一概念指導企業(yè)發(fā)展等情況進行介紹。報告會的舉辦體現了我國對這一新理念的重視，也為構建我國以企業(yè)為主體的技術創(chuàng)新體系和產業(yè)轉型發(fā)展提供了有利借鑒。

    當前支撐工業(yè)4.0的技術基礎主要包括：數字化工廠、工業(yè)通信協議、OPCUA、M2M、片上系統、功能安全、信息安全、集成技術、工程標記語言等。相比數字化工廠，工業(yè)4.0是一個更大更宏觀的概念。工業(yè)4.0是從數字化工廠演變提升而來，數字化工廠是工業(yè)4.0的基礎和落腳點。只有實現了數字化工廠，才有可能實現工業(yè)4.0。

    Q：對于現在的工廠而言，“數字化工廠”或者“工業(yè)4.0”仍是個新概念，真正地落到實處可能還需要假以時日。那您覺得下一步建設數字化工廠主要會面臨哪些困難？預計需要多長時間來實現這一目標？

    歐陽勁松：數字化工廠的核心是為產品全生命周期的生產過程打造統一的全數字數據平臺。這就需要對資產的結構、
功能、性能、位置、業(yè)務等方面進行定義，并通過規(guī)定的方式將各資產間的關系進行描述，融合相關的國際標準建立一套眾多參與企業(yè)都可接受的商業(yè)模式。因此，打造數字化工廠需要最大限度地應用數字化、仿真及互聯網技術，實現硬件全集成、軟件全集成、統一數據庫，將自動化設計貫穿于整個產品生產過程。實現這些都會面臨許多的困難，包括技術、管理、規(guī)范等方面，這也是我們下一步的努力方向。