【中國包裝網訊】目前還尚未從理論、學術和政治角度對工業4.0進行全面的討論和描述。工業4.0 概念在2011 年漢諾威工業博覽會被提出來之后，許多科研項目獲得快速發展。北威州智能技術系統網絡(It's OWL)獲得精英集群獎，模型工廠得以創建，由Bitkom(德國信息技術和通信新媒體協會)，VDMA(德國機械設備制造業聯合會) 和ZVEI(德國電氣和電子制造商協會)三大工業協會聯合成立的工業4.0 平臺開始運作。轉眼五年時間過去了，現在大家已經能夠清醒的認識工業4.0 的現狀：工業4.0平臺未能如愿孕育出具體的產品，大型德國工業企業沒有表現出實施工業4.0 的熱情，在此期間，反而是美國工業互聯網聯盟驅使德國工業協會向工業4.0 發展。

尤其是德國中小型企業被認為沒有很好的實施工業4.0， 并且害怕對未來進行投資。除了汽車行業，其他的大型工業企業也都只是處于緩慢的轉型階段。即使如此，認為現狀不會改變的人，也只是單純的從表面看待那些尚處于數字化轉型階段的某些行業。顯然不是每個行業、每個區域和每個企業都會以相同的速度發展。有些行業在競爭機制的推動下獲得發展，而有些行業則因高額的投資使發展受阻。可以看到的是，已經出現了能夠實現部分高度自動化生產的實例。在此自動化生產過程中，所需的各個部件都擁有一個“DNA”，而且能夠與機器相互通信。

通過條形碼或RFID 芯片可識別和跟蹤每個組件。這樣一來，這些工作站可以清楚地了解應該如何對產品進行裝配

生產自動化程度已達75%

西門子安貝格(Amberg) 電子制造工廠經常被當成該企業的典范。該工廠演示了許多公司10 年后可能出現的生產場景。現階段生產已經很大程度上實現了自動化，為了實現這一目標，該工廠制造了可編程存儲控制器，75%的工作已經由機器和電腦接管并獨立完成，剩余的部分由人工完成。在生產過程開始時，操作者將輸出部件裸板置入生產線中，因為控制器自身就可以操控生產，之后的所有生產過程都將在機器控制下進行。該過程如下：印刷機將焊膏涂到空的電路板上，再由貼裝頭放置電阻或微芯片，之后攝像機將檢查貼裝元件的位置，X射線系統將對焊接接頭的質量進行監控。可正常工作的電路板將被安裝到機箱里，運往紐倫堡發貨中心。

每個產品都可通過其電路板上的唯一條形碼被追蹤到，且電路板能夠使用此條形碼與生產機器進行通信。產品生產的優先級將由發貨的緊迫程度決定。在生產過程中，掃描儀會收集各種產品信息，如焊接溫度、裝配數據和測試結果等。這些信息將會導入制造執行系統(MES)，該系統操控整個生產過程。此外，CAD和PLM 系統中SPS 的最新研發數據也將導入該生產過程。如此，西門子公司便能使其生產錯誤率降至最低：99.99885%的產品都是合格的。

批量生產定制產品

電子元件的生產似乎注定要實現工業4.0 方案。位于格羅斯滕(丹麥)的丹佛斯電力電子部對變頻器的生產便是如此。這個智能工廠是VLT 變頻器的主要生產基地。由于該工廠的生產系統與訂貨系統直接相連，使得大批量生產定制產品成為可能。只要系統收到訂單，就會生成一個明確的代碼和與之相關的零件表，從而使生產能立即開始。此代碼可應用于各個站點，通過掃描儀自動讀取或由操作者人工讀取。

如此一來，該工廠兩小時內就可以生產出客戶定制的變頻器。最后，工廠會對這些變頻器進行測試，印制好相應的產品手冊，并在24 h 內完成發貨。

博世力士樂(Bosch Rexroth)也通過其洪堡市工廠的新型裝配線，展示了如何將工業4.0 理念付諸于實踐。基于經濟效益的考量，工廠在這條可不斷切換變化的裝配線上，裝配了200 多個不同的液壓閥。它的獨特之處在于，裝配線上的9 個智能站可以通過工件托盤上的RFID 射頻識別芯片，來了解如何進行成品裝配，以及為此需要哪些工序。每個工作站將讀取標簽，并通過顯示屏告知操作者針對不同需求的待加工產品的相應操作說明。博世力士樂洪堡工廠的廠長Frank Hess 強調：“該生產線使人、機器和產品互聯。這恰好滿足了進行靈活批量生產的條件。因此我們便能夠經濟的對各種定制產品進行批量生產。”

在對生產線進行規劃和施工時，博世力士樂主要采用自己的產品和解決方案。該生產線智能動態生產管理系統Active- Cockpit 能收集和過濾生產過程中所需的數據，并將其可視化。從而參與生產的工作者和決策者就擁有了一個交流的平臺。通過這個平臺他們能迅速解決生產過程中遇到的問題。驅動裝置制造商和控制系統制造商則獨具慧眼，寄希望于開放式自動化解決方案。全面而經濟的實施工業4.0，已經使生產力得到顯著的提高。

安貝格工廠的生產自動化是一個很好的例子，因為工廠中的產品已經可以和機器通信。全部生產過程都已經通過IT 來進行優化和操控

取代分布式生產控制系統

當然，并非只有大公司寄希望于自動化生產。創新型中小型企業已經實現了工業4.0 的部分理念。汽車供應商MSR 技術有限公司的例子表明，企業規模與該企業是否會為實現工業4.0 而改變無關。為了重組整個生產過程，Laupheimer 公司進行了必要的整改。該公司以前使用的是分散控制系統，現在所有機器和設備的數據都會匯集到裝有MES 系統的控制臺內，該控制臺可以實時診斷故障，不斷更新工作任務，充分發揮機器作用，并將材料和能源的浪費降至最低。這樣可以節省資源與資金。該公司通過持續的數據采集和數據分析，在能源消耗這一項上就節約了大約10%。

MSR 技術有限公司在3 個月的生產重組實施階段，已經能夠將其試驗區的生產力提高3%，整改成果顯著。該公司重組后，使生產變得透明化和高效化，工廠所有設備的使用時間增加了25%。此外， 采用現代管理方法也是MSR 技術有限公司能夠成功管理工廠的原因之一。公司負責人Robert St?hr 認為：“早期使員工充分融入這個項目是成功的基石。”為此，公司還在薪水基礎之上為員工增設了獎勵制度。員工可以根據自己創造的價值獲得相應的獎勵。

Ginzinger Electronic Systems是一個擁有80 名員工的奧地利公司，主要研發和制造Embedded-Linux 解決方案，促使該公司發生改變的原因居然是其快速的發展。研發和制造過程必須被重新定義，這需要一個新的ERP 系統。公司老板Herbert Ginzinger 明確表示：“現在我們生產的不再是傳統的標準型產品。新產品的生產必須以網絡為基礎，并且對工序的要求更加有針對性，數據原地不動也可進行生產。”他從偶遇的德國供應商Eagle Peak 那里獲取了一個新的想法，簡單地安裝一個更大的EPR 系統是不行的，首先應該對所有的過程進行分析。這位企業家清楚地認識到了自身的問題，該公司的整個運營過程中，還存在尚未實現的透明化和各個部門的數據整合，尚有可挖掘的生產效率潛力，設備尚未一體化，無法保證相關部件的質量等問題。

博世力士樂(Bosch Rexroth)在聯網的裝配線上可以大量(直至批量為1)生產各種定制產品

所有過程都經過了測試，并通過模型儲存下來。如此一來，整個工作方式都發生了改變：現在可以自動獲取缺貨信息，不再提供采購清單。一切都變得更加靈活。同時， 工廠中的每個組件都有其“DNA”， 并通過此DNA 自主進行生產。當出現錯誤時，該部件會自主移動到“修復處”。“相較于5 年前，我們現在更加依賴軟件，然而也更加透明化。”Ginzinger 說。他希望公司能夠做到100% 的透明化，并且擁有材料跟蹤能力，這樣便可知曉需要返修組件的錯誤比例是多少。相較于新產品投放市場的第一年，同一支生產團隊的產量增加了10%，產出時間明顯縮短。

這些例子只能對現有的自動化生產線做出一個非常簡要的概述。它們通常只是公司的自然發展過程而已，因為只有這樣才能更加靈活地應對不斷增長的成本壓力，并保護好在德國以及歐洲的生產基地。