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                          機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所（簡稱儀綜所）所長，全國工業(yè)過程（過程指生產(chǎn)過程，包括連續(xù)控制、批控制、數(shù)控、機(jī)器人控制、工廠自動化控制五個方面。）測量控制和自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC124，對口IEC/TC65和ISO/TC30）副主任委員，現(xiàn)任科技部“十二五”國家科技重大專項(xiàng)（智能制造）專家組成員、國家能源局智能電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化總體工作組副組長、國家發(fā)改委及國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會成立的國家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)域技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)化工作，從1992年開始從事對口的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，1994年至今一直是IEC/TC65中國代表團(tuán)主要負(fù)責(zé)人，具有豐富的標(biāo)準(zhǔn)化工作經(jīng)驗(yàn)。2009年由于其在國際標(biāo)準(zhǔn)化工作中的突出貢獻(xiàn)被IEC授予IEC專家最高榮譽(yù)“IEC 1906獎”（ IEC于1906年成立。）。

    數(shù)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(shù)字化工廠和工業(yè)4.0的相關(guān)情況，編者采訪了歐陽勁松教授，就如何建設(shè)數(shù)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(guān)技術(shù)背景和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了深入探討。

    Q：數(shù)字化工廠可以說是提升我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高端裝備制造業(yè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。您認(rèn)為什么是數(shù)字化工廠？它相比傳統(tǒng)意義上的工廠有什么突出特點(diǎn)？

    歐陽勁松：IEC詞匯庫給出的定義是：數(shù)字化工廠是數(shù)字模型、方法和工具的綜合網(wǎng)絡(luò)（包括仿真和3D虛擬現(xiàn)實(shí)可視化），通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。它是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式，是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。國際上十幾年前就開始對數(shù)字化工廠進(jìn)行研究。最初的思想是使用電子描述替代紙質(zhì)文件，并在軟件工具中使用它進(jìn)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(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化工廠的概念有了很大的擴(kuò)展。它集成了產(chǎn)品、生產(chǎn)過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫，通過先進(jìn)的可視化、仿真和文檔管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能。

    目前國內(nèi)外流程工廠或制造工廠在設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)等各個階段基本都是獨(dú)立進(jìn)行，大量存在上述由于描述工廠內(nèi)所布置的自動化資產(chǎn)的信息和數(shù)據(jù)的不一致而導(dǎo)致的互操作障礙，如果想改變一個生產(chǎn)任務(wù)十分耗時(shí)費(fèi)力。數(shù)字化工廠的突出特點(diǎn)就是建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，通過連通產(chǎn)品組件與生產(chǎn)系統(tǒng)，將用戶需求用描述語言的方式輸入系統(tǒng)，全網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌組織生產(chǎn)過程的各項(xiàng)資源，在改進(jìn)質(zhì)量的同時(shí)減少設(shè)計(jì)時(shí)間，加速產(chǎn)品開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)主機(jī)廠內(nèi)部、生產(chǎn)線供應(yīng)商、工裝夾具供應(yīng)商等環(huán)節(jié)同步進(jìn)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(nèi)外關(guān)注的熱門話題。您認(rèn)為什么是“工業(yè)4.0”？它與數(shù)字化工廠之間是什么樣的關(guān)系？

    歐陽勁松：“工業(yè)4.0”是由德國聯(lián)盟教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手推動的戰(zhàn)略性項(xiàng)目，被看作是繼機(jī)械制造設(shè)備的使用、電力驅(qū)動的大規(guī)模生產(chǎn)和引入電子信息技術(shù)的制造自動化之后，以智能制造為主導(dǎo)的“第四次工業(yè)革命”。它的理念源自信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的融合，通過信息物理系統(tǒng)（CPS）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期中各制造單元間相互獨(dú)立地自動交換信息、觸發(fā)動作和實(shí)現(xiàn)控制，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。目標(biāo)是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)人、產(chǎn)品與機(jī)器之間的互動。工業(yè)4.0時(shí)代將改變整個生產(chǎn)技術(shù)的使用，整個系統(tǒng)將更加智能，聯(lián)網(wǎng)更加緊密，不同組件之間可以相互溝通，工作更快、做出反應(yīng)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(guān)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(wù)能力，在保證安全的前提下占領(lǐng)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(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。

    去年10月中國工程院與國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督委員會共同舉辦了“德國工業(yè)4.0的理論及實(shí)踐”學(xué)術(shù)報(bào)告會，特別邀請德國西門子工業(yè)集團(tuán)總裁魯斯沃博士就工業(yè)4.0的概念和西門子公司運(yùn)用這一概念指導(dǎo)企業(yè)發(fā)展等情況進(jìn)行介紹。報(bào)告會的舉辦體現(xiàn)了我國對這一新理念的重視，也為構(gòu)建我國以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了有利借鑒。

    當(dāng)前支撐工業(yè)4.0的技術(shù)基礎(chǔ)主要包括：數(shù)字化工廠、工業(yè)通信協(xié)議、OPCUA、M2M、片上系統(tǒng)、功能安全、信息安全、集成技術(shù)、工程標(biāo)記語言等。相比數(shù)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(shù)字化工廠演變提升而來，數(shù)字化工廠是工業(yè)4.0的基礎(chǔ)和落腳點(diǎn)。只有實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化工廠，才有可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。

    Q：對于現(xiàn)在的工廠而言，“數(shù)字化工廠”或者“工業(yè)4.0”仍是個新概念，真正地落到實(shí)處可能還需要假以時(shí)日。那您覺得下一步建設(shè)數(shù)字化工廠主要會面臨哪些困難？預(yù)計(jì)需要多長時(shí)間來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？

    歐陽勁松：數(shù)字化工廠的核心是為產(chǎn)品全生命周期的生產(chǎn)過程打造統(tǒng)一的全數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)平臺。這就需要對資產(chǎn)的結(jié)構(gòu)、
功能、性能、位置、業(yè)務(wù)等方面進(jìn)行定義，并通過規(guī)定的方式將各資產(chǎn)間的關(guān)系進(jìn)行描述，融合相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)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(shù)字化工廠需要最大限度地應(yīng)用數(shù)字化、仿真及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)硬件全集成、軟件全集成、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，將自動化設(shè)計(jì)貫穿于整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程。實(shí)現(xiàn)這些都會面臨許多的困難，包括技術(shù)、管理、規(guī)范等方面，這也是我們下一步的努力方向。