了解汽车工业的人都知道，现在几乎在任何一家汽车制造车间，钢板的搬运、装配，甚至打磨、喷涂大都由机器人完成。从全球范围看，汽车工业是机器人应用最广泛的领域，汽车制造的高度自动化使得机器人越来越多地出现在工厂里。
自动化是现代化车间的重要标准，可以想象，未来会有更多先进的机器来代替人力，而人则主要负责维护和管理这些机器设备。然而这还不够，互联时代对工业制造提出了更高的要求，自动化工厂进一步升级，增添了互联的概念：把工厂的机器以及人连接到网络中去，机器与机器之间、人与机器之间实现对话。
依托信息物理系统（CPS）和信息通信技术的结合，工厂将引入大数据技术进行分析优化管理，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，最终将实现自动化、智能化、互联化的生产制造。
在德国人的概念中，能实现这种制造方式的工厂被称为智能工厂。工业4、0战略的展开方向之一就是智能工厂。
目前对于何为智能工厂有着各种各样的描述，但并没有一个统一标准化的定义。这种无法被定义的状态恰是当前智能工厂发展的真实写照。
在这场新的变革中，汽车制造商、零部件供应商、软件提供商等站在各自需求角度对智能工厂都有着各自的解读，也因而带来了不同层面的实践，以及不同形态的智能制造解决方案。
工厂里的变化
在德国博世洪堡工厂的一条液压产品生产线上，所有零件都配备一个独特的射频识别码（RFID），并能同沿途关卡自动对话，当工件到达某个工位时，显示屏上就会相应提示员工所需处理的具体工作内容，而每一个工位也可以根据员工的个性化设置进行自动调节。
博世在全球超过250家工厂里应用工业4、0的理念和技术，其位于中国苏州的工厂也是其工业4、0试点基地之一，在那里，从基础的无纸化办公到自动备料系统的实施都已经一一成为现实。
在未来博世的工厂里，一台平板电脑的视频图像上会给出所显示部件的综合信息和维修指令，工人可以直接通过触摸屏处理这些信息。
虽然身处工业4、0的前沿阵地，但博世只会去做真真切切可以获得效益的项目，博世集团中国区总裁陈玉东说：“工业4、0理念在推向各生产线的时候，生产线必须要具备一定的条件，比如要有自动化的程度，必须要有需求，同时这个生产线必须要在变化很大的情况下实现工业4、0才有一定的利益。”
持相似观点的还有德国蒂森克虏伯集团董事会主席海里希・赫辛根（Heinrich Hiesinger），在他看来，工业4、0概念的推行是要做很多前期准备工作的。
比如必须要做好IT基础设施的准备，网速要有保障，而且这些新的基础设施还要能整合到现有生产设施当中，才能保证以高效的方法来传递和输送大量信息和数据。
现在，蒂森克虏伯集团希望将2300多个不同地点的IT网络能够通过高速和超宽带宽的基础设施联系起来。
还有一个重要的前提是生产设施的自动化。2014年11月，蒂森克虏伯发动机系统（常州）有限公司正式开业，这家发动机系统生产基地将为中国生产发动机缸盖罩盖模块总成。这家工厂的自动化水平非常高，赫辛根认为自动化不但是向工业4、0迈出的第一步，也是一个坚实的基础。
目前，蒂森克虏伯正在积极推动的工业4、0的行业是传统的行业――钢铁制造。不过，这也并不令人觉得惊奇，因为钢铁正是蒂森克虏伯的传统业务。
客户通过电子订单系统把需要的钢板信息发送到蒂森克虏伯，这些信息和数据又马上会传送到生产公司，生产时的相关信息和数据又被录入到SAP系统当中。这样，一块钢板在生产过程当中就已经被赋予一个电子编码，包含了完备的产品信息。
在整个生产的过程当中，客户可以实时地知道所有钢板的待产情况，同时也可以更改一些序列，或者是一些生产的要求。只要在钢板付诸生产之前的8小时告诉蒂森克虏伯，就可以马上做出更改。目前这一流程已经在德国的一个工厂开始实施了。
赫辛根有这样一个观点：工业4、0的方法和理论是可以应用到任何行业当中的，因为它的关键并不是生产什么，而是怎么生产。在一些传统行业中使用工业4、0的理论和方法，它所带来的商业上的改进有时比一些较现代的行业来说更大。
比如通过自动化的方法把这种工业4、0的理论使用到钢铁的生产当中，对它的成本降低只有10%。但是对于钢铁生产厂这样大规模的生产企业来说，它所节约的成本数以亿计。
类似的探索也发生在其他很多企业的工厂生产线上，尤其在工业4、0概念的诞生地德国。
德国半导体制造厂商英飞凌在德累斯顿的300毫米和200毫米晶圆工厂，先进的流程控制保障了领先的质量和无纸自动化工厂运营，实现了所有零部件全程可追溯以及高效的工厂间物流。其中的200毫米德累斯顿工厂已100%实现自动化，完全依靠机器人操作。英飞凌还计划在奥地利的菲拉赫工厂创建工业4、0试点基地。
先进的技术也被引入英飞凌在中国无锡的工厂。作为英飞凌全球后道的试点，英飞凌无锡工厂2014年开始实施的后道自动化线路图BEAR项目已经在智能制造和零缺陷制造上初见成效，中国的团队甚至已经开始把先进的经验带给德国的雷根斯堡。
作为法国汽车零部件企业，佛吉亚也正在计划推出自己的“佛吉亚4、0”，佛吉亚董事长兼首席执行官严德胜（Yann Delabrière）透露，“我们将推出一个叫‘未来运营’的概念，它会提供一套全新的管理流程、生产流程、工艺流程，并从整体的角度转变我们的行业”。
双重角色
在推进工业4、0的过程中，数据安全是企业非常关注的一项内容。英飞凌与德国电信共同推出一款用于保护网络化生产的安全解决方案。
在去年德国IT峰会上，德国总理默克尔观看的工业4、0智能生产演示中，英飞凌的安全产品对生产的各个环节进行身份认证，以保障整个生产过程的数据和信息安全。
除了在自己的工厂里实践工业4、0，还为别的企业提供应对工业4、0的解决方案――在工业4、0的推进中，英飞凌扮演了双重角色。
同样扮演双重角色的还有博世、西门子等巨头企业，它们也基于各自的优势推出了自己的智能制造解决方案。
西门子认为未来互联网与传统制造业的结合会在数字工厂落地，因此它推出了自己的数字工厂解决方案（Digital Factory Solution）。为此，西门子早有布局，在2006年以32亿美元收购PLM软件商UGS。
UGS拥有在线设计软件平台NX，其中内置CAD、CAM等一系列设计软件，还包括数字化生产流程规划软件Tecnomatix，以及市面上领先的cPDM解决方案Teamcenter。西门子将UGS的软件平台接入自己的工业自动化生产系统之上，形成了一套制造业解决方案。
整合之后，西门子数字工厂蓝图初具规模，基于数据分享的合作平台，生产者与用户、供应商共同组成数字工厂，通过PLM、MES、TIA三位一体的软件系统平台，实时沟通，达成产品从研发设计到售后服务的全周期管理。
在数字模拟平台上，虚拟产品与现实中在工厂走流程的产品一一对应。工厂内的具体执行系统，可以根据数字模拟平台的要求进行一定程度的重构。目前西门子的数字工厂解决方案，已经在一些高端汽车业的自动化制造过程中得到应用。
另外，为了配合自己的工业自动化产品，西门子还推出了一款“西门子工业支持中心”的APP。这个APP将西门子的5000多份各种手册、操作指南，以及60000多个常见问题解答集成到网络平台，给客户提供了极大便利。
博世也一直在研究工业4、0的解决方案，近来推出了“慧连制造”解决方案（Intelligent Connected Manufacturing solutions）。该方案核心为制造-物流软件平台，包括制程质量管理（Process Quality Manager）、远端服务管理（Remote Service Manager）、预测维护（Predictive maintenance）三个部分。
制程质量管理：对生产全过程中所有的车间、流水线、作业区、机器设备实时监控；操作界面把各环节的表现指标和容忍度可视化，并对可能出现的波动提前预警。工作人员可以直观地感受到整个流程是否顺畅，及早对表现不正常的生产环节进行纠正。
远端服务管理：这一系统允许机器的制造者在远端控制产品，帮助客户解决在机器装配、使用中遇到的问题。例如博世的工作人员可以在办公室里，对在世界其他角落的设备进行功能测试、参数设置、数据接入、错误排查、故障解除等工作。大幅缩减设备交割、安装、售后维修的工作量。
预测维护：基于博世物联网套装，厂家可以通过装在产品上的传感器实时掌握其工作状态，并对可能出现的检修维护做准确预测，减少用户停产检修的次数。
有人认为，在这个方案中，制程质量管理已经具备了工厂内信息实时互联等智慧工厂的基本要素，远端服务管理、预测维修，都是基于物联网产生的价值链延伸。也就是说博世的慧连制造已经具备了工业4、0的关键基础。
整车厂的应对
工业4、0不是一场突然而至的革命，也不是可以一蹴而就的革新。宝马集团工业4、0生产专家克里斯蒂安・潘纯（Christian Patron）博士认为，“在宝马集团，不断改进生产系统是日常工作，工业4、0是符合宝马逻辑的下一步，而绝不是革命性改变”。
宝马工厂在自动化智能化上的一些尝试，有的已经被列为工业4、0的生产方式。
一个广被提及的事例是，宝马兰茨胡特工厂在汽车保险杠生产中启用非接触式手势识别系统。这种系统被视为一种智能人机交互的范例。虚拟手势识别系统由安装在检验工作区域上方的2台3D摄像机、红外传感器等部分组成，系统内保存有保险杠部件的3D实体模型数据，并在检验区域建立起3D空间扫描坐标系。
当工件进入检验区后，检验人员只需几个手势，即可完成检验工作：比如指点偏差所在的部位后，设备即可精确记录下该偏差产生的位置以及偏差数据；而如果零件合格，检验员只需滑动手指，就可以指示系统该零件已经通过检验。
在这套创新系统的支持下，不但能够加速检测过程，检验精度和零件偏差的定位精度也大幅提升。同时因无需配备护目镜、麦克风等装备，提升了检验员工作的舒适度及工作效率，而且，系统操作简单易学，大受检验人员的认可和欢迎。
这正印证了宝马集团新任董事长科鲁格（Harald Kruger）的表述――“对宝马而言，工业4、0并不是一味追求自动化，排斥人参与生产的全过程；与之相反，我们认为未来的智能科技将着眼于更高层次的人机交互领域，让科技装备为工作人员提供更好的支持。”
5月22日，奥迪在公司年度股东大会上，通过“Encounter”杂志诠释了“智能工厂”（Smart Factory）的愿景。在他们的规划中，有朝一日，汽车工厂将拥有与当下截然不同的智能系统、创新技术，以及高效组织构架。在他们的规划中，装配线已不复存在，井然有序的流水作业也不再适用。平板运输机器人――所谓的“自动运输系统”（Driverless Transport Systems）“搬运”着各种尚未制造完成的汽车，在这座工厂中你会看到奥迪的所有车型，但却已经找不到两辆完全相同的汽车。奥迪为这一场景转化为现实设定了时间截点――2030年。
相比宝马等德国车企，日系车企丰田也有自己成熟的制造体系，虽然日本没有提出类似工业4、0的概念，但丰田基于1960年代创造的精益生产的基础所做的扩展，在某种程度上，与21世纪出炉的工业4、0理念有很多相融合之处。
2012年丰田宣布启动的TGNA（Toyota New Global Architecture，丰田新全球架构）将在今年年内正式投入使用。TNGA可实现同平台车型使用大量通用化零部件，通用比例可最终达到70%～80%。这样，大量的开发资源能更加集中于一个部件，车辆的开发流程得到优化，开发效率由此可提高20%～30%，大大缩短车型研发和生产周期。
基于这一平台，车辆将从车身设计和内饰等外在方面凸显个性与特色，顾客个性化定制也成为现实，一台混合动力车，外观的颜色、内饰的颜色能就有几十种组合可供选择。
作为江苏无锡市惠山区重点企业的上汽大通，也在向工业4、0的标准靠拢，其无锡基地目前已经大量使用机器人和传感技术。
今年年初开工建设的无锡基地三期项目，也将以智能工厂、智能生产和智能物流为依托，制造的标准化、精益化、柔性化、模块化等均有相应规划。在未来的智能车间里，计算机虚拟工厂、智能排产、仿真技术等都将广泛运用。
产业链的震荡
从原材料到零部件，从生产到销售再到售后，汽车的产业链非常长。这一链条上的一点变动势必使得整个链条上的其他部分随之发生变化。不管是零部件还是主机厂，都能感受到这根链条传递过来的震荡。
工业4、0要求设备之间具有开放性和协同性，意味着信息的互动和产业链的互动会更加及时。可以想见，今后供应链的库存量会进一步降低，可追溯性会更强，哪个零部件在哪一道工序上进行组装出现任何瑕疵，瑕疵来自哪几道工序，都可以快速定位。
在大陆集团执行董事会成员及动力总成事业部总裁琼斯・阿韦拉（José Avila）看来，现在的全球供应链相对来说还是比较复杂的，能见度比较低，在出现问题时，下游可能不能及时应对，比如如果日本出现海啸或者地震，影响了某个零部件供应商，对于其他地区和下游端会带来很大的影响，由此带来一些零部件的短缺。
而如果实施工业4、0，就会使供应链具备完全的透明度，让每个环节环环相扣，提高相关的应对能力。琼斯・阿韦拉说，“工业4、0有非常大的潜力，能够帮助我们在整个供应链当中提高生产力，大大提高供应链的透明性，从我们的合作伙伴、供应商，一直到我们的客户，整个链条变得更加透明”。
透明度提高意味着可控性更高，也意味着供应链能变为真正的全球性供应链。
整车厂家向供应商获取更多信息和系统的支持，已经成为一种发展趋势。未来，制造商和供应商的协作互动将空前紧密，而新的竞争机会也随之诞生。
博世一项名为开放式接口的新技术，改变了此前的一个游戏规则――以前，提供控制技术的主要厂商会向整车制造商开放一条预先定义好的功能通道。如果整车制造商希望在预定义的通道之外实现某一功能，就必须向控制技术提供商寻求帮助。而通过该技术，整车制造商可以自己选择相应的语言，在平板电脑上就完成控制技术的编程设计，甚至实现实时应用。
博世集团CEO沃尔克马尔、邓纳尔博士（Volkmar Denner）告诉《汽车商业评论》：“随着工业4、0时代的到来，一些新的面孔，特别是信息技术领域的佼佼者，也将陆续进入制造产业，从而改变客户与供应商之间的关系。基于生产流程中的一系列数据，他们将有能力为客户提供新的解决方案。”
我国印后加工的现状分析
近两年印刷行业的持续低迷，使得普通印刷产能有了较大程度的过剩，同行之间的竞争到了白热化程度，印刷厂正面临着无法逃避的“微利”挑战。印刷厂不得不重新审视工厂内部各个生产环节的投入与产出，找出亟待优化的环节和降低成本的办法，往往因为一点成本的增加而放弃一项本可以锦上添花的印后工艺的情况也时常发生，印后加工遭遇前所未有的挑战。
例如，印后加工的装订环节，能使用骑马订的就不用胶订，能折页成册的就不用骑马订；折页环节，不少设计炫酷的关门折、阶梯折、宝塔折等折页方式都会因为太过复杂，而被客户要求换为相对简单的对折或者三折页；包装印后整饰环节，包装印后加工工艺的大量减免在日前市面上的产品包装上也有所显现，以前常用于包装印后的烫金、压凸、浮雕等印后加工，现在都比较少见。这两年普通印后设备销量的大幅下滑也可以从侧面反映出印后加工业务的萎缩。
那么，目前这个窘境是否宣判了印后加工永无出头之日？其实不然，印后加工是印刷品的成型环节，目前，印前、印中环节进入同质化竞争，印刷品的差异化主要体现在印后加工环节，越来越多的印刷厂已经开始意识到：印后环节将是印刷厂下一个增效节支、展现实力的焦点。通过不同的印后加工工艺，可以呈现不一样的视觉和宣传效果，印刷品的设计者及包装创意者可以充分发挥自己的想象空间，将纸片艺术发挥到极致。印刷厂也可以借此丰富产品的呈现形式，为客户提供更好的宣传效果，提高读者的阅读兴趣或是增加产品的吸引力。
何为印后“智”造？
印后“智”造是一个概括性的描述，从设备角度来说，印后“智”造的趋势就是数字化和自动化。目前市面上的不少设备具备了自动化功能，但是距离智能化水平还有一段距离，自动化体现在单机能力，而智能化则体现在生产加工的解决方案上。
在这里，笔者将给大家介绍天津市委文印中心的案例。天津市委文印中心于2014年5月引进了1台智能化装订生产线，用以解决市委和相关部委的文印加工。在购买这台智能化装订生产线之前，天津市委使用的是3台配订折加工设备，这3台设备可基本满足印后装订的生产需求。但缺点是这3台设备至少需要6名操作人员，而遇到批量小的书册时还必须手动分本，更增加了劳动力需求。最为致命的是，由于对缺张、多张的检测不能做到100%，因此在生产中还增加了一道人工检查页码的工序。新订购的这台智能化装订生产线完美地解决了以上问题。该生产线可以直接和卷筒纸数字印刷机连接，数字印刷机印刷完成后的半成品直接进入分切机构进行分切，分切后的半成品进入折页单元进行折页，折页后再进入装订单元等待后续书帖，如果这本书是四个书帖，机器就会等待四个书帖后继续运行，进入装订单元进行装订，然后进入裁切单元完成书本的三面裁切。如果是采用单张纸数字印刷机印刷的，印刷结束后可以将一托盘半成品直接放在输纸台上，自动输入进入折页单元进行折页，然后进行后续自动加工。每张半成品上都有条形码，每本书的印张数可通过条形码反馈给机器，所以该生产线既可以批量生产书册，也可以加工个性书册，上下两本不一样的书册都可以放在一起加工，根本不受批量限制。如此，缺张、多张的故障就不会发生，因为缺少任何一张纸，这本书册都会从废本书册出口自动排出，成品书出口的书册会保证100%的准确。如果完全联机的话，印刷、折页、装订、裁切等多种工序可一次完成，整条生产线也只需要两个人来操作，在大量节省人力的同时，也提高了生产的稳定性和精准度。
印后“智”造单单有设备还不能解决所有问题，印后“智”造有很多工作还是需要人来完成，人、机合一才能算是真正的“智”造。人的作用主要体现在对印后生产的规划上，根据公司现有的产品类型以及未来想涉及的业务范畴，采购“私人定制”式的加工设备，只有这样才能最大限度地提高产能，也能使所购买的设备实现价值和利润的最大化。当前市场上中、高端的印后加工设备都具备了一定的自动化和智能化水平，每个中型以上规模的印刷厂都可以打造“私人定制”式的印后加工设备，而这个打造过程需要印刷厂家和设备供应商共同参与。
印后“智”造是否适用于大多数印刷厂？
印后“智”造听起来好像很高大上，好似大多数印刷厂根本没有条件实现。但现实情况又如何呢？
我们可以先来看看ERP管理系统在印刷厂的使用历程。2000年以后，ERP管理系统开始进入印刷行业，当时市场的反应是“与我无关”。经过4～5年的铺垫和发展，不少大型合资和外资印刷厂已经使用ERP管理系统，而各省的新华印刷厂也开始逐步了解甚至启动了ERP管理系统的项目。而大型印刷厂动辄几百万元的ERP管理系统项目的投入，让当时众多印刷厂感觉到，ERP管理系统只适用于大型印刷厂，中小型印刷厂即使想用也用不起。而时至今日，如果企业还没有上马ERP管理系统，可能就已经处于竞争劣势了，其也将无法涉足这两年热炒的网络印刷领域！那么，ERP管理系统是不是价格高到让很多印刷厂无法承受的地步呢？其实，印刷厂使用ERP管理系统的模块越多，费用才会越高，如果规模较小的印刷厂，只需要进行日常的生产、管理使用，几万元也能上马ERP管理系统。
印后“智”造和ERP管理系统有几分相似。印后加工环节众多，如果印刷厂所生产的印刷品的印后加工工序较多，那印后“智”造的定制设备的价格就相对昂贵；而如果只使用比较常见的生产加工工艺，则印后“智”造的定制设备的价格也不会高到哪儿去。
这里我们再来看一个案例。对于商务印刷厂和书刊装订厂，折页、装订是最为常见的两道工序，也是必不可少的两道工序。我曾经在一家印刷厂看到，将折页机和装订机整合到一起，实现一体化的印后“智”造的定制设备。原理非常简单，就是折页机折完后的书帖自动进入装订机的输送链条，再进入装订机，完成装订和裁切。虽然只是简单的改变，但是至少节省了两个人，也省略了中间半成品周转的时间，缩短了交货期，提升了市场竞争力。这样一台设备的价格和一台骑马联动机+折页机的总价差不多，印刷厂也不会产生过多的资金投入。
中国作为制造业大国与人口大国，工业是基础，必不可少，认为中国如美国一样主要靠消费推动的想法，只能让中国走向债务国的深渊，而中国的债务化解能力、转嫁能力并不高。
在最近十年内，制造业先进国将会有大转型，数字垂直消灭大规模的产能过剩，同时实现点对点精准定制。因为大数据与智能互联，基于信息不对称的产能过剩会大规模消失，根据客户需求产生精确订单，过剩的产品根本不会有出现的机会。
工业4、0解决方案的核心组件是能够对数据集中分析和应用。通过分析，可以集中审视企业流程，从而能够根据审视结果优化这些流程。有汽车供应商通过实施大数据解决方案提升了交付产品的质量和可靠性，基于复杂的分析（高达8000亿数据条目以及50TB的年数据规模），此大数据方案实现了海量传感器数据的互联和处理。有了大数据方案，该公司能够及时发现有缺陷的部件，从而在生产流程中尽早排除。
在2014年的汉诺威国际物流技术展览会（CeMAT）上，英特诺首次向全球展示其新型内部物流模块式输送机平台。根据不同的需求，英特诺可以为客户量身定制应用于不同驱动装置的输送机模块。虽然价格略高，但客户节约了更多的成本。德国最大的港口汉堡和软件开发商SAT进行合作，将卡车司机以及道路信息等连接起来，物流更高效，解决货车空驶等难题。
技术支撑与训练有素的工人是关键，在6月4 日下午召开的第七届中国云计算大会上，德国联邦外贸与投资署高级经理 Asha-Maria Sharma做了题为《德国政府在工业4、0的角色》的演讲，指出德国的工业4、0中技术是重要的领域。智能工厂是德国工业4、0时代的先锋。在德国的智能工厂中，企业希望一个部件的生产的成本能与多部件生产成本一样。”CPS、传感器以及机器通信等都是智能工厂中的关键部分。而在云计算领域，数据保护就是德国企业目前努力的方向。核心技术如机器人上的传感器等，也是关键技术。
示范和实际效益双轮驱动
根据合作协议，英飞凌将为通富微电提供咨询支持，从设备生产力、生产周期、按时交付和质量等方面评估通富微电目前的制造绩效情况，并提出制造力提升方案。双方的合作将分阶段进行。在第一阶段，英飞凌将对通富微电提出的 “通富微电智能制造白皮书”提供咨询建议，协助通富微电计划并设计适应其生产环境的智能制造方案；在第二阶段，英飞凌将根据白皮书为该智能制造方案的具体实施提供咨询支持，英飞凌将根据需求安排通富微电参观英飞凌无锡工厂。作为战略合作的一部分，英飞凌还将协助通富微电于2017年在合肥工厂建立名为“自英飞凌转移工业4、0知识”的智能制造示范生产线。
之所以分几个阶段进行，英飞凌全球半导体后道工厂整合资深总监张永政博士在接受《中国信息化周报》记者采访时做了进一步解释。他表示，在具体合作层面，英飞凌首先会评估通富微电的智能制造能力，当双方就智能制造的能力达成共识的时候，然后再将智能制造的管理方法引入进来，在具备智能制造能力和管理方法之后，再导入智能制造的自动化技术，这样一种循序渐进的操作流程将全方位、多层次的促进企业智能化的转型升级。
通富微电子股份有限公司首席执行官石磊表示：“英飞凌是德国‘工业4、0’的底层架构师和领跑者，拥有先进的半导体智能制造理念和经验。通过参考和实践德国‘工业4、0’的经验，可以提升通富微电的制造能力和生产力，从而成为中国先进制造业的一个缩影，进而为助力‘中国制造2025’尽绵薄之力。”
除了双方合作所产生的实际效益之外，此次战略合作在行业内的示范意义更为显著。接下来，英飞凌还会和更多的中国制造企业展开多方面的合作，此次与通富微电的合作经验也会应用和推广到更多的合作项目上。
英飞凌科技（中国）有限公司大中华区总裁苏华博士表示：“英飞凌是德国‘工业4、0’的初创成员，也是‘工业4、0’的践行者，特别是在智能制造领域拥有丰富的实践经验。我们很高兴能和中国领先的半导体制造商通富微电结成合作伙伴推广经验，在半导体智能制造领域开展示范性合作，进而助力中国制造业向智能化转型升级，共同推进 ‘中国制造2025’。”
践行“与中国共赢”战略
采访中，苏华博士针对中国智能制造的发展形势以及中国制造企业的智能化转型谈了一些自己的看法。他认为，目前中国的制造业水平还是参差不齐的，大多数制造企业还处于较低的发展阶段，要真正达到“中国制造2025”或者“工业4、0”的标准可能还需要一段漫长的发展期。
对于这家90%以上中国医药企业已使用其产品或服务的上市公司来说，楚天科技在智能制造的路上再次迈出重要一步。此前，公司已在医药无菌生产智能机器人、可穿戴外骨骼机器人、智能医疗机器人与智慧医药工厂等方面率先进行了“破题”。
推进智能制造不仅是降低成本、提高利润的问题，在楚天科技董事长唐岳看来，中国医药产业中的合规性问题没能得到有效解决，是因为严重依赖制度和道德的约束，缺乏应有技术手段的支持，而智能制造是提高品质、保障生产合规性的最终出路，“凡是能够用技术解决问题的，不要去依靠制度;凡是能够依靠制度来解决问题的，不要去依靠道德。” 2016年2月，楚天科技生产出国内首台医药无菌生产智能机器人。
楚天科技智能医药机器人元年
4月26日，美国国际制药工业展（INTERPHEX2016）在纽约举办，楚天科技智能机器人预灌封无菌生产系统等高科技产品参展，正式拉开拓展北美市场的帷幕。
据了解，作为中国首台世界级水平的医药无菌生产智能机器人，智能机器人预灌封无菌生产系统于今年2月20日在楚天科技成功下线，项目立项、研发纲领、技术标准、制造水平等各方面评价，均已达到世界水平。
充分利用自动化与信息化技术，研制智能医药机器人及生产线，构建智慧医药工厂，楚天科技正围绕这样的解决方案做大规模的研发投入。
继去年成功并购长春新华通、四川省医药设计院、上海睿想后，今年2月，楚天科技加码智能制造，以1、26亿元设立了楚天智能，向提供医药装备整体解决方案和打造医药智慧工厂发展。3月，国开行向楚天智能增资6000万元，楚天科技董事会秘书周飞跃向《中国经济》透露，这是一笔成本较低的政策性资金，此前，全国医药行业获得国开行此类投资的仅3家企业。
外资巨头也牵手楚天科技。4月15日，楚天科技与西门子（中国）有限公司签订战略合作协议，双方将在制药行业数字化工厂和智能制造领域建立长期合作伙伴关系，为制药工厂提供全面数字化解决方案，提升行业智能制造水平。
在此次非公开发行股票预案中，楚天科技拟向不超过 5 名特定投资者非公开发行股票不超过4000万股，募集资金总额不超过6、78亿元，用于投资“年产 100 台套后包工业机器人建设”项目和“年产50套智能仓储物流系统建设”项目。
周飞跃说，上述募投的两个项目是构成楚天科技智能化制药工厂整体解决方案的核心重要组成部分，公司拟分别投入4、59亿元和1、99亿元，项目投产后将会进一步优化资本结构，提高制药生产的智能化水平。
智能制造求解药品生产合规性难题
近年来，我国医药行业重大安全事故频发，整体安全状况堪忧。统计表明，高达80%的污染源来自于制造过程中人工干预，如何实现无人化、少人化生产，是保证产品质量、减少污染的核心课题。
监管部门对医药生产的监管日趋严格。监管收紧倒逼制药装备工业向智能化方向进行技术升级，东吴证券今年8月的研报认为，制药装备行业的智能化升级将是大势所趋。
“这是产业所乐见的良好发展。”7月25日，唐岳在第33届全国医药工业信息年会上表示，“相比欧美发达国家，中国医药生产水平还有很大差距，欧美基本上达到了自动化水平，即3、0的水平，而中国的3、0生产，一定意义上讲还没有开始，4、0也还在概念阶段。”
生产层面的落后状况，导致中国药品生产的合规性问题未能得到有效解决。“中国药品生产的合规性，严重依赖制度和道德的约束，缺乏应有的技术手段的支持。”唐岳说，“我们的研究要聚焦在智能化上，要瞄准合规性这个靶点。” 只有设备稳定性达到世界先进水平，生产稳定得到有效保障，才能最终解决药品生产合规性问题。
如何实现“制药工业4、0智能方案”？唐岳认为，智能系统的集成，核心装备的开发，关键技术的研究，这是医药智能机器人和智慧医药工厂的实施路径。楚天科技市场与法规中心副主任杨镇则指出，工业4、0要解决两大难题。首先是大幅提高设备的自动化水平，代替人工操作，实现生产高度自动化及去人力化。第二个要解决的关键问题，是实现互联网技术与工厂的深度融合，实现智能化生产及生产全流程信息的自动化采集、存储，实现产品全周期控制及追溯。 楚天科技TOP 车间展出的医药智慧工厂组成单元。
楚天科技在其TOP车间展出了医药智慧工厂的组成单元。《中国经济周刊》记者看到，在一条200米的自动生产线上，原药和玻璃瓶放进去，经过抽取、消毒、烘焙、灌装、包装等多项程序后，出现在终点的就是成品药，有关工艺全部在电脑控制下由传动带和机械手或机器人完成，每个环节都布满了各种传感器。整条生产线上，只有6名工人，而且只在出现故障时才需要人工介入。
周飞跃介绍，没有人工干预以后，药品污染的概率就大幅降低，更重要的是，药品生产全周期都做到了数据化，可以全程追溯。
记者：今年以来，全国的房产市场进入普遍低潮期，对于不少业内企业的销量都造成了一定的冲击。对此，您是如何看待的？在此形势下，中讯威易有何应对措施？
莫宇峰：2008年初至今随着美国次贷危机的影响，全球经济都进入了调整期，包括房地产业在内的众多国内企业都受到了一定的影响。其中以万科，SOHO等为代表的中国房地产企业已经相继调整了市场策略，将更多的优惠提供给了消费者。但是就目前的情况来看，房地产行业的高低潮对智能家居行业的发展影响不大。智能家居行业所面临的问题，主要还是在于对客户的引导以及为客户定制的方案是否能满足用户的需求。
在房地产处于低潮时，开发商为了降低成本会把许多增值的配置省略掉，比如智能家居领域的许多产品现在都是被定义为“奢侈品”，很多开发商在控制成本的压力下自然就把它省下了，但是这个时候依然会有部分开发商要建高端楼盘，而这些楼盘一定会有智能家居的份额，这在一、二线城市里都会遇到，关键是我们如何把握住。
而在房地产处于高潮时并不一定就是智能家居的好光景，在2006、2007年楼市火爆的时候大家也都看到了，哪个楼盘都是抢着买，根本不愁卖个好价钱，那时候也没有几个开发商愿意搞智能家居的，因为他们不需要增加亮点也能销售，也是只有那些坚持走高端路线的楼盘考虑了智能家居这部分的建设。因此我们认为智能家居要大发展主要靠的还是老百姓的普遍意识和经济承受能力，不能单纯的靠某个行业来带动。北京中讯威易一直致力于做专业的智能家居产品及方案提供商，我们一直重视产品的质量，将用户满意度放在首位。我司的市场策略是做好客户细分，针对不同的客户群体制定了相应的解决方案，对普通客户推出“经济型解决方案“，中产阶层推出了“舒适型解决方案”，对经济实力雄厚的用户推出“豪华型解决方案”，当前的市场重点主要集中在别墅、高级住宅、酒店等高端客户。
记者：不少传统可视对讲厂商相继推出集成了智能家居功能的可视对讲终端产品，意在进军智能家居市场。在您看来，可视对讲厂商的介入将会对国内的智能家居市场产生怎样的影响？在此形势下，作为智能家居厂商面临着怎样的机遇与挑战？
莫宇峰：“智能家居”本身就是一个宽泛的概念，理论上应该包括：安防报警、可视对讲、视频监控、灯光控制、电器控制、电动窗帘控制、音响系统控制甚至计算机系统整合等等，目前国外几个比较著名的智能家居厂家也是从可视对讲和安防报警过渡到智能灯光控制、电器控制，成为所谓智能家居厂家的。
早期以可视对讲为主的部分厂家将可视对讲主、分机引入了大部分楼盘，给用户带来了便利，也是智能家居的一部分，智能家居行业需要更多的厂家参与进来，这样才会推动整个行业的快速发展，因此我们并不认为可视对讲厂家的介入是个冲击。
智能家居系统包括了很多部分，但从大的方面讲应该只有两部分：一个是中央控制部分，这个是核心；一个是接入部分，这个是各个感知系统，是辅助。我司对自身的定位是做好核心的中央控制部分，比如我们的多媒体智能网关、GSM网关、电话网关、宽带网关、智能小区管理软件等，给各个厂家的接入产品提供稳定、开放的平台，并选择部分接入产品自研开发，比如：灯光控制、电器控制、电动窗帘控制等。一个有竞争力的智能家居厂家应该是掌握核心平台、核心技术的厂家，就像计算机只有掌握了操作系统才能成为王者，所有的应用都是在操作系统平台上实现的。中讯威易目前掌握了ZIGBEE2、4G无线高频和PLCBUS电力线载波两种核心技术，已经申请专利18项，其中6项已经审批通过，我们有信心成为这个行业的核心厂家。竞争与机遇并存，对企业来说有了核心的技术还要更注重产品的品质，做好售前、售后的各种服务工作，让更多的用户、商了解、熟悉、应用我们的智能家居产品并从中获益。
记者：可视对讲厂商的加入，是否会促进家庭内部控制网络与小区网络的融合，其是否有可能同传统智能家居厂商在技术领域展开合作，从而实现双赢？
莫宇峰：网络融合是一个趋势，这其中是由技术及用户的需求决定的。智能家居在概念上应该属于智能小区的一部分，在管理上自然的纳入智能小区的管理平台之上。 中讯威易一直认为智能家居和智能小区是一体化工程，只是其中不同厂家优势不一样，能提供的产品也不一样，比如有些厂家可视对讲比较强，有些厂家灯光、电器控制比较突出，有些厂家综合控制能力更胜一筹，这样就有可能形成多个厂家合作的局面。我司一直认为只有各个厂家充分联合起来，充分发挥自己的优势，在各个领域展开合作才能把智能家居市场推动起来，市场做大了各自的份额才能更大，才能实现双赢和多赢。
记者：智能家居究竟是发展“平民化”，还是走“奢侈品”路线一直是业内争论的焦点。而目前智能家居产品也并没有如同“房产寒流”来临初期各界的预计那样，成为楼市的新卖点。这是否意味着，今后智能家居的客户群体将更多的定位于高端市场？贵公司在产品定位方面有怎样的规划？
莫宇峰：智能家居的发展路线怎么定，首先看老百姓对它的需求，如果说老百姓对它的需求和迫切，那一定可以走“平民化”，但就目前的情况看应该还没有达到迫切需要的程度，或者说达到普遍接受的程度，我们还需要时间来普及这个东西，就像家电一样，也是花了相当长的时间普及到千家万户的。因此在最近三年内智能家居只能先是“奢侈品”，我们的客户群体必然大部分是高端客户。我司的产品线还是很全面的，ZIGBEE2、4G无线高频和PLCBUS电力线载波两种技术都有针对不同档次住宅、不同档次小区的解决方案。我们的产品合作厂家也能提供各种档次的产品，而最终提供哪一类产品，选择何种解决方案，是“高端”、还是“低端”是由市场和用户决定的，我们对产品的定位是：安全，舒适，品味，实用。
记者：当前由于种种原因，智能家居行业尚未形成专业的行业展会，智能家居企业更多的是选择参加安防、照明及智能建筑等周边行业展会，对于这一现象您是如何看待的？目前的市场形势下，厂商是否需要专业的智能家居行业展会？
莫宇峰：展会只是众多宣传方式中的一种，目的是让更多的用户现场了解并感受到智能家居产品的应用能带来那些便利、带来什么感觉，这种触动不是任何媒体能够给予的，眼见为实耳听为虚，这对增强老百姓对刚刚开始兴起的这个行业的信心是有很大帮助的。但是由于这个行业在老百姓中的认知度还不高，知名厂家还太少，市场规模还不大，因此完全靠市场行为、企业行为来组织大规模的智能家居独力展会难度很大，只能搭其他展会的顺风车，这样对这个行业的宣传的确有很大的阻碍，因此我觉得如果能有政府层面的支撑，各类媒体广泛支持，各个智能家居厂家都参与，组织一个大型的专门题材的智能家居展会并将其作为惯例持续下去是非常有必要，这很可能让这个行业的发展加速好几年。
记者：智能家居作为新兴行业，在很多方面发展尚不健全，如设计方面缺乏独立的第三方设计机构，工程的解决方案往往由产品提供方包办，这是势必会因为追逐利润而忽视设计本身的合理性。这是种现状否会成为终端消费者接受智能家居的产品瓶颈？
莫宇峰：智能家居的设计、工程问题其实不仅仅是这个行业的问题，比如在小区建设中最早应用目前来看比较成熟的可视对讲系统、视频监控系统，也并没有很规范的设计院和工程实施单位，而是交给工程公司、系统集成公司来完成，大部分靠的是厂家自己提供的技术参数和以往的经验，因此对于智能家居这个行业来说设计和工程算不上瓶颈。因为它的复杂程度并不是太高，通过传统的厂家和工程公司、系统集成商一起设计、施工完成也是可行的，实际上我司的设计人员、工程人员与设计院、系统集成公司也合作完成了不少项目。当然，如果象电信产品那样有专门的电信研究院做规范、做设计，有专门培训的施工队伍当然会更为完善，但是这些都是在国家层面上完成的事情，我们现在这个行业要靠政府引领并不现实，更多的还是要智能家居厂家自身和工程公司、系统集成商更多提升、完善自己，总结经验。而影响消费者最终接受一个产品的因素更主要的还是智能家居产品的成熟度和消费者自身的经济能力。
记者：目前的国内智能家居市场上，传统智能家居厂商精心耕耘、可视对讲厂商高调介入、家电及周边厂商跃跃欲试。在您看来，群雄逐鹿的形势之下，国内智能家居市场究竟将会朝着怎样的方向发展？
“‘中国制造2025’是一个发展的、动态的概念，是一个理解未来信息技术与工业融合发展的多棱镜。”中国工程院院士、原副院长邬贺铨对《中国经济信息》记者说。
2015年10月15至16日，来自全球的企业精英与学界专家汇聚青岛，共同探讨了互联网如何改造工业，中国制造2025如何实现、互联网工业变革之路何去何从等问题。
第四次工业革命：将开启集散制造模式
众所周知，当前我国经济下行，而工业经济下行的压力有加大趋势。据工信部统计数据显示，2015年1到8月规模以上工业企业增加值增幅6、3%，其中8月份是6、1%。
“‘十二五’以来同期最低的，亏损企业的面在扩大，现在全国20%的企业亏损。”全国政协常委、经济委员会副主任、工业和信息化部原部长李毅中预计，尚未公布的9月份数据更加不乐观，可能会更低。
工业生产者出厂价格指数（PPI）9月份刚公布，连续43个月负增长，而且负5、9%，负的越来越多，需求明显不足，进出口前三个季度下降了7、7%。据李毅中回忆，这在过去是没有过的，企业效率下滑如此迅速，生产经营状况困难，1到8月份规模以上工业企业主营业务收入累计只增长1、3%，利润下降了1、9%。
但在工业经济整体每况日下时，令人稍感安慰的是新力崛起。所谓新力指的是战略性新兴产业和高技术产业，近几年迅速发展已经显示出巨大的活力和动力。
从去年到现在，高科技产业增加值的增速，始终比工业增加值的增速高5个百分点，像电动汽车、工业机器人这些高端产品的质量产量明显增加，甚至成几倍的增加。
在工业企业利润总趋势下滑的情况下，高新技术制造业利润增幅是14、6%。投资方面，仅有的18、7%的工业投资中，仅高技术制造业投资就占了13、3%。
但李毅中明确指出，在制造业里，高新技术制造业增加值占比只有不到12%，这意味着：新兴产业在加快发展，但它增加的那一块还补不上传统产业减弱掉下来的那一块，所以新兴产业还要再加快发展。
“新兴产业和传统产业是我国经济行稳致远的发动机，既要发展新产业，新技术，把它做大做强，也要致力于传统产业的重构再造，给它增加动力，把它做优做强，所以我认为这两者必须同时发力，不能偏废，不能失衡。”李毅中说。
中国工程院院士、快速制造国家工程研究中心主任卢秉恒将这场新旧更迭的变革称为“第四次工业革命”。
“信息时代以机器代替人的智力，再一次回归到多品种小批量的生产，满足消费群体的个性化需求，进而形成了一个集散制造的模式。”卢秉恒认为，这是这场以互联网为基础的变革最明显的特征。
中国版的“工业4、0”规划――《中国制造2025》，已经由国务院于2015年5月8日正式公布。
在李毅中看来，互联网+制造业具体可包含四个方面内容：一个是数字化的智能制造；一个是大规模的个性化定制；一个是网络化的协同制造；第四是社会化的服务性制造。
这四个方面又尤以智能制造为核心。总而言之，互联网+制造业不但是指制造业，它会同时释放和引发出更多的投资机会、发展机遇和改革措施，带动辐射到国民经济和社会进步的多个领域。
个性、透明的互联工厂：以海尔智能制造探索为例
智能制造是中国互联网+制造业的核心，也是第四次工业革命的重点。以海尔在智能制造上的探索为例，在海尔集团董事局主席兼CEO张瑞敏的眼中，海尔智能制造是以用户全流程最佳体验为核心目的，将工厂完全向用户“透明”，这也充分展示海尔对智能制造的高度自信。
参观海尔的智能制造工厂可见，借助安装在工厂里的摄像头，把互联工厂开放给用户，用户可以通过移动设备看到四个海尔整机互联工厂的每条生产线的生产画面。而接下来用户需求会连接到互联工厂，让产品从研发、设计、生产实现全流程对用户透明、可视。
同时，用户可通过手机实时掌握互联工厂的生产进度。让用户从产品购买者变身了“产品设计者与生产监督者”，真正做到了定制全流程的透明化和可视化，让工厂与用户零距离。
其实早在2000年初，张瑞敏就为海尔的互联网转型制定了路线和方向。实质即为将产品和工厂都变成智能化，也就是说在产品这方面要变成一个智慧生活的整体解决方案，在工厂这方面要转型为互联工厂。
“在智慧生活这方面，原来由单一生产硬件产品到提供整个智慧生活的场景解决方案。在互联工厂这方面，从大规模制造向大规模定制方面转型。”张瑞敏如是作细化。
为此，海尔针对用户提出“智慧家庭”概念，并率先推出全球首个U+智慧生活开放平台，搭建智慧生活七大生态圈，包括空气、洗护、用水、美食、安全、健康和娱乐，凭借建立开放生态圈，吸引全球颠覆引领资源，真正开始了实现从硬件生产到软件和服务的个性化定制转变的探索。
海尔的智慧烤箱正是这一探索的落地实践。在传统的家庭烘焙中，硬件、食谱和食材这三者是割裂的。而海尔的智慧烤箱将把它变成一个和用户交互的生态圈。
海尔作出的市场分析表明，现在用户关注的不再是单纯一个烤箱，而是一个烤箱它烘焙的解决方案。
由此海尔希望通过它关注这个解决方案来倒逼产品的不断迭代，在这个过程当中所有各方，食材供应商，培训方都进入系统里面实现和用户交互，最终形成完整的生态圈帮助用户实现智慧生活。
“通过无缝化，透明化，可视化，通过和用户交互，包括众创定制，下单、生产、交付全流程的可视，这个可视还不是完全的用户使用过程的结束，而刚刚是一个开始，通过用户使用体验再回头和用户实现交互，形成闭环迭代。”海尔家电产业集团副总裁陈录城认为，海尔的互联网转型和传统制造业最大的不同在于，当用户下单，一台家电卖出去的时候，海尔对用户的交互服务才刚刚开始。
让陈录城最为津津乐道的是沈阳冰箱工厂。这是由海尔构建的，全球家电业第一个互联工厂。高精度和高效率提升明显，而且实现了全流程各个节点的可视。
在用户价值方面，传统的工厂一条线顶多生产20种型号，沈阳冰箱一条线上可以生产500多种型号，柔性较高，订单交付周期能从传统的20多天缩短至7天，陈录城自称这一时间仍有压缩空间。目前整个集团在全球的59个工厂初步建成的样板有7个，其中有5个整机工厂，2个模块工厂。
智能制造离不开对大数据的整合与应用。据陈录城介绍，海尔家电把所有用户的数据、产品的数据以及供应链的数据，包括供应商这些所有的数据把它互联起来，然后进行数据模型的建设，探索的方向就是自学习，自优化，自控制，自判断这个方向发展。
“这个生态圈是基于用户零距离前提下搭建起来的，大家可以看外圈就是用户全流程参与，它是一个并联的生态圈，内圈是一个用户交互圈，从交互、设计、购买、使用、体验和迭代。”陈录城演讲的PPT上画了两个圈，这两个圈叠加起来我们形成了一个优关方增值的生态系统。
在这个生态系统里面，海尔的创客、一流的资源，包括设计资源、模块商，设备商，物流资源和服务资源都加入进去，在这个平台上创造出共同的用户价值，然后共同分享这个价值。
陈录城也承认，海尔探索是不断试错的过程，尤其是在用户的定制和互联可视这方面，还要通过整合全球一流的资源，在海尔开放平台上不断探索。
张瑞敏总结近年来海尔集团从转型探索发展中获得了一些成功和失败的经验，认为最重要的探索就是，企业在转型过程中将黄金圈法则作为了转型思想依据和思维模式
2012年，张瑞敏启动了海尔的“网络化”发展战略；2013年，海尔提出“企业无领导，管理无边界，供应链无尺度”的“三无战略”；如今，“三化”取代了“三无”，即：企业平台化，员工创客化，用户人性化。
企业平台化就是颠覆传统企业科层制，用户的个性化则颠覆了产销分离制，在满足用户的个性化需求的同时，企业的动力，也就是员工就变成创客，颠覆了雇佣制。到最后企业只有三种人，平台主，小微主，创客。
未来变革之势：推进国际交流合作
在中国制造2025正式前，今年3月，中证公司专门开了一个指数叫“工业4、0指数”，把市场上和4、0这个概念相关的股票集合在一起，这个指数近段时间涨势颇猛，跑赢了大盘。有股评分析师说，主要是因为默克尔要来了，有望实现她的再次访华，市场对于中国和德国之间的工业4、0合作不乏也产生了些兴趣和联想。
《中国经济信息》记者梳理发现，实际上在去年总理访问德国的时候，就跟德国总理默克尔共同探讨了中德在工业4、0方面的合作。据邬贺铨透露，中国的互联网+工业计划的提出，也受到德国工业4、0的影响。
据悉，中国工程院负责在研究咨询项目中国制造的时候，曾经也有中国工程院访问团到德国西门子公司学习德国工业4、0，应该说在中国制造2025路线图制定过程中是参考了德国工业4、0的。
但邬贺铨指出，两国工业发展首先是起点不同，德国已经完成了工业化，中国还处在工业化过程之中，还有不少企业处于2、0、3、0阶段。其次，覆盖范围也有所不同，在中国，虽然消费型互联网发展的不错，但整个商业体系还不够完备，未来还有巨大发展空间，互联网+并不限于产业。中国也将需要继续向德国、美国及其他国家学习，在“互联网+”的过程中仍应推进多方合作。
然而，工业4、0在德国是如何实现的呢？德国国家科学与工程院院士赫尔茨克分享了这一过程，总结出一些经验。
当2006年德国总理默克尔提出来工业4、0概念的时候，她召集了一个由科学家组成的委员会来决定这个战略的可行性。随后逐渐形成了包括业界领导者、学者、科研者共同组成的专业小组去调查了解它的可行性。
之后这个小组开展了一系列的产业集群性研究，在这过程当中找到一些可行性的应用，如何不断地去持续提高科技的使用，使得能够在经济当中发挥更大的作用。包括像能源、天气、交通运输、电信、社区，在这些方面当然里面有很多互联网的服务，形成了诸多产业集群化的应用，并且不断发展。
“与此同时，我们也有一些部级这样的平台，在工业4、0平台基础之上还包括一些智能服务方面，它们都是由两个部长领衔，在研究部部长和经济部部长领衔之下，当然还有工作组，包括一些来自于产业界，还有产学研整个结合的群体。”赫尔茨克通过具体介绍人员分配，强调了在实现工业4、0过程中，德国政府对于组织联合业界与学界发挥的重要作用。
关键词：分散控制系统（DCS）；物理分散方案
Abstract: in this paper the large coal-fired units host distributed control system (DCS) physical scattered scheme is discussed, and introduced its advantages and disadvantages, system and munication and anti-jamming conditions, remote I/O system, field bus control system,、
Keywords: distributed control system (DCS); Physical scattered plan
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、前言
分散控制系统（DCS）从上世纪八十年代在国内开始作为火电厂的主要控制系统，使火电厂的控制水平得到极大提高，但大型机组的DCS电子设备基本上都是放置在庞大的集中控制楼里，只是实现了DCS系统功能分散，而DCS系统物理分散基本上没有采用。究其原因，一方面以往的DCS系统各个部件还不尽完善，抗干扰能力有限，若将DCS机柜分散放置于现场，则一般需要单独配置空调小室或者在控制机柜中加装空调，这是用户难以接受的，而且对分散程度多大、布置位置如何选取也没有经验；另一方面用户以前对把部分DCS机柜分散放置于现场的迫切性不高，担心给调试、运行维护带来困难和不便，不甚了解其优越性，国内也缺乏实际管理经验。随着DCS电子设备抗干扰等级的提高，设备更可靠，在电厂设计中DCS物理分散的方案也开始出现，尤其是300MW燃煤机组2000年示范电厂革命性的设计和由此在实际实施中已经产生的成效，使DCS系统的物理分散方案越来越受到各方面的重视和关注。本文将从远程智能I/O和DCS远程控制站的应用以及将锅炉和汽机电子设备间分散布置的DCS物理分散方案进行论述，从而配合本工程主厂房布置方案，采用合适的主机DCS分散方案并进行优化，实现高质量、低造价的设计目标。
2、 DCS物理分散方案
2、1DCS物理分散方案的优缺点
主机控制系统（DCS）可以采用远程智能I/O、远程控制站以及锅炉和汽机电子设备间分散布置的方式来实现物理分散布置，从而使分散控制系统（DCS）“分散”的特点得以更充分地体现，既可有效地减少电缆和桥架用量，减少施工工作量，节省投资，缩短施工周期，同时大量平行敷设的电缆间的相互干扰得以减小，使信号传输稳定，系统可靠性得到提高。过去曾担心采取DCS物理分散后会给调试、运行维护管理带来不便，但随着采取DCS物理分散项目实施所积累的经验和本次设计意在锅炉、汽机电子设备间分别设置工程师站，这一顾虑也逐渐淡化以致消失。
2、2主要DCS系统通讯和抗干扰条件
早期DCS系统在国内的应用基本采取完全集中的布置方案，随着DCS硬件性能的提高，DCS分散布置的方案在国内一些电厂的局部区域被采用。国内某电厂的某台机组后期增加的烟气海水脱硫系统的控制采用了DCS系统的现场控制站，与已经投运的机组DCS共享操作员站，DCS系统这种分散布置的控制站称为远程控制站，这种远程控制站的设置解决了后期控制系统的施工困难的问题。这也是DCS远程控制站在国内早期局部应用。这种应用也给了我们极大的启示，即DCS系统可按照需要作不同程度的物理分散布置。
目前DCS网络采用通用的网络硬件和标准协议，大多数DCS的主干通讯网络支持光纤介质，通讯网络两站之间的距离完全可以满足电子设备间分散的要求。
2、3远程I/O
常用的远程I/O有国产远程智能I/O和DCS一体化远程I/O之分。
国内仪表生产商早已成功地开发出分布式测控网络，比较有代表性的有南京总参工程兵学院微机测控技术研究所开发的893—数据采集网络，无锡华东电站仪表厂的HD-2000SCADA智能分布式测控系统（IDCB）、无锡贝尔自动化仪器仪表有限公司IDAS-3000系列分布式智能测控网络（IDAS）等。智能数据采集前端采用密封结构，可防尘防潮，适应环境温度超过-20-60℃，就近布置于生产设备附近，通过串行总线和置于主机内的网络适配器与主机进行数据通讯。一个采集网络可挂50块黑匣子，一块黑匣子一般具有20个左右的通道。十多年来，分布式测控网络已大量应用于火电厂数据采集系统，在小机组生产过程监控方面应用也非常广泛。目前在大型火电厂其应用范围为锅炉金属温度、发电机本体温度（线圈、铁芯和冷却水温度）、辅机电机线圈温度等的采集。虽然智能采集前端可构成开关量控制和简单模拟量调节回路，但基于火电厂系统的复杂性和特殊性，这些功能在火电厂没有得到象石化等行业那样广泛地应用。目前国内各厂商的智能采集系统自身不设上位机（工控机）而实现了直接与DCS系统的无缝连接，统一了平台，简化了控制室布置并保持了人机接口的协调一致性，提高了电厂的自动化水平。
随着电力市场改革的不断深入，为达到减人增效目的，业主方开始对辅助车间（系统）进行了控制点合并，使得与机组密切关联的循环水泵房被纳入了主机DCS控制，国内最近几年已投产或正在建设中的机组的这部分基本上都采用了DCS一体化的远程I/O（站），从而很好地解决了由于其在系统中的重要性和距离主厂房较远这两方面所引起的矛盾。
在DCS系统中采用远程智能I/O具有以下突出的优点：
·系统可更为分散，能真正实现功能和物理位置的分散，使大量的分散信号得到就近处理。
·可靠性高。远程智能I/O采用网络结构，还可根据具体情况对主机和前端设置一定的冗余备份。
·使DCS系统主机的负荷率减小。一部分原来直接进入DCS的I/O信号采用远程智能I/O后，可在远程智能I/O中进行预处理，而所有的远程智能I/O均由网络适配器进行管理，而不需主机管理。所以可以降低DCS系统主机的负荷率，提高主机从事高级运算处理的能力。
·远程智能I/O通过前端就近处理信号，将处理的结果以数字通讯方式传给主机，使系统精度大为提高，且抗干扰能力增强，同时减少调试工作。
·采用远程智能I/O，可节省大量信号电缆，减少DCS系统机柜，可节省工程一次投资经费，性价比高。
综上所述，DCS系统中采用远程智能I/O，确实是一种成熟可行而且先进的方法，能节省大量电缆。
2、4电子设备间物理分散应用
前述已介绍了国内某电厂海水脱硫的早期DCS物理分散的应用。可以说这是2000年示范电厂设计思路的体现，使DCS物理分散得到了很好的应用，即尽量使用主厂房现有空间，将DCS电子设备分区模块化后分散到靠近被控设备附近，同时做到与主厂房的布置相协调。在我院设计的被最早列入2000年示范电厂的某2×300MW机组电厂及其后的多个大型机组的电厂分别采用了多家的DCS系统，将汽机电子设备间分散到汽机房中，同时将热控380V配电柜分散放置到现场，有效地节省了电缆和桥架的用量，节省了建筑面积，取得了巨大的经济效益，而且目前已经投运的机组反映良好。
2、5关于现场总线控制系统
DCS系统已广泛应用于各个工业领域并趋于成熟，已成为目前电厂控制系统的主流。随着计算机技术和网络通讯技术的发展，用户对生产过程中控制系统要求的提高，进一步促进了计算机面向生产工艺及设备的现场总线技术的研究，使得控制系统面向基于现场总线产品的控制系统（FCS）得以发展。现场总线是指在生产现场的测量控制设备与控制中心之间采用全数字、双向、串行、多节点数字通信网络，基于这种开放型网络构造的新一代的全分布控制系统称为现场总线控制系统（FCS）。FCS具有更多的优点，其最大的优点是互操作性、开放性、分散性、经济性（可更多地节约电缆及其相应的安装和维护费用）、提高系统精度、可维护性（减少备品备件数量；用户能在主控室对现场设备进行标定、调整和运行诊断，甚至能在故障未发生前就预测出来，实现预报维护等等）。但目前被确认的现场总线标准多达十种，这么多标准给用户带来了很大的困惑，不同的现场总现标准协议之间是不能够直接进行互连和通讯的，也就导致了没有事实上的统一标准；目前智能化现场设备系列产品尚不完整，加上各现场总线是针对不同的应用领域开发的，存在其自身的局限性。FCS从工程技术方面来讲仍未定型，单元机组的协调控制等复杂算法应在 FCS的哪一级去完成等等，仍是需研究确定的问题。在火电厂自动化系统的选型时，既要考虑技术的先进性，更应注意产品的可靠性、成熟性和性能价格比，FCS作为“安全可靠”为第一设计原则的火电厂控制系统的设计选型条件尚不具备，因此DCS系统仍然是目前工程应用选型的主流。但是人们又不满足于存在诸多不足的传统DCS系统，如DCS系统的过程I/O过于集中；环境条件要求高；现场信号电缆多；施工、维护不易；接地处理要求严格等等，在这种情况下，远程智能I/O、现场智能设备等逐步发展起来，并有了部分成熟的标准化产品。在DCS向FCS的过渡时期，推广远程智能I/O应用，将进一步促进DCS向FCS的发展。基于FCS是将来的发展方向，虽然本次投标未予考虑，但不排除将来工程实施中在电厂的局部区域（如化学补给水处理系统、除灰渣等）进行试点采用。
3、结论
采用DCS物理分散布置的模块化设计，能取得显著的经济效益；同时与常规电子设备间集中布置方案相比能减少大量平行敷设的电缆，长距离电缆长度大为缩短，干扰减小，因而提高了DCS性能，技术上也更合理。
参考文献
[1] 陈虹、电气学科导论