实施“工业4.0”智能制造，德国推动UMATI通信标准和规范

德国推动工业4.0，推出智能制造

这一应用已逐步在机床行业实施，这一趋势可以在德国汉诺威机床展上观察到。2019年展会的热点是智能工厂。该概念下的知识服务产品和解决方案展示了工业4.0概念在机器、零件、控制、测量系统和物流应用领域的应用。其中，LIVE 5G是全球首个展示5G环境下智能制造的试验区。它在具有超高速移动通信的工业应用中实现，并实现了5G在智能制造过程中的巨大潜力。

德国机床制造协会(VDW)主席解释说，智能技术是提高生产率、质量和灵活性的关键。这些都是生产技术向新的发展和进一步发展的典型目标。数字化和智能工厂网络也促进了新的功能，如过程监控或预测性维护，这些功能补充了基于智能数据和数据分析的互补性自学习机。这些都为平台经济等新的商业模式奠定了基础，使客户和供应商能够实现更高的效率水平。

为了实现信息组成的物联网接口，加速智能工厂的集成进程，VDW提出了UMATI——通用机床接口，希望通过这个免费的通用平台，创造一个国际上可信的通信标准和规范，共同推广UMATI。此外，包括中国、日本、台湾、欧洲机床协会在内的Cecimo也参加了会议。

UMATI通过模块化通用接口定义机械设备的运行逻辑，并将其转换为可读的数据描述，方便用户快速理解。这样，所有联网设备之间、机器与人之间的通信距离进一步缩短。

中国在机床及零部件供应方面具有深厚的国际竞争力和完备的产业布局。台湾版信息模型标准由机械工程研究所、金属中心、工业技术研究院信息政策学会在“智能制造网络数据增值联盟”框架下共同推动。2011年，在汉诺威贸易博览会上，工业4.0(第四次工业革命)被发布。人类工业革命的进程是第一次工业革命。由于蒸汽机的发现，第二个是电力，第三个是计算机。四次工业革命是数字化/人工智能。当前，数字化/人工智能对全球产业和经济发展的影响越来越大。

随着无人商店、无人驾驶汽车、无人驾驶飞机、无人厨房、机器人以及人工智能相关产品的出现，各国都迫切需要开发与数字化和人工智能相关的产品和产业。人们逐渐感觉到，一旦上述技术发展成熟后，互联网、数字化、人工智能将主导未来人类的经济发展和日常生活。

为推动第四次工业革命，德国联邦经济部于2017年4月公布了《工业4.0指南》。该指南分为信息、指导、示范和认证、测试、实施和合作五大方面。出版刊物、电影及举办各类活动，向业界及公众推广工业4.0;在指导部分，提供执行案例、信息、展示和测试实验室;现场演示和认证，研讨会和训练营，实验室使用评论，创意方案测试;测试方有创意方案制定、专家顾问协助指导、提供资金援助等;在实施与合作等方面，加强建立跨行业互联网，推进国际合作计划等。

为了推动工业4.0项目，德国政府成立了工业4.0平台(platform Industrie 4.0)，由产业政策、经济、科技、协会、工会等领域的专家组成，共同推动工业4.0。工业4.0平台通过在线地图(online - landkarte)和工业4.0指南(Industrie 4.0- kompass)构建信息和指导等工具，以减轻引进工业4.0(特别是中小企业)的负担。在工业4.0的实施中，德国引入了referenzarchitekturmodelell Industrie 4.0、RAMI 4.0 (Reference Architecture Model Industry 4.0)，使工业界可以参考并获得性能。此外，德国工业4.0平台于2016年成立了“工业4.0标准化委员会”，由德国信息经济电信与新媒体(Bitkom)协会、德国工业标准(DIN)协会、德国电子技术标准(DKE)委员会、德国机械设备(VDMA)协会、德国电子工业(ZVEI)协会主办。

德国工业4.0平台提供了一个在线地图，上面有大约300家实施工业4.0案例的公司。工业4.0平台与主要合作伙伴联网。例如，德国宝马汽车公司建立了中小企业4.0中心(Mittelstand 4.0- kompetenzzentren)。工业4.0互联网实验室(Labs Network Industrie 4.0)或工业4.0研究项目信息办公室(Forschungsprojekt Informationsstelle Industrie 4.0)等单位，帮助行业寻找合适的测试中心，并在柏林、汉堡、斯图加特、莱布尼茨大学、奥格斯堡、开姆尼茨、达姆施塔特、多特蒙德、伊尔梅瑙和凯泽斯劳滕等地建立了中小企业4.0中心。此外，德国工业4.0平台还建立了在线图书馆(online - bibliothek Industrie 4.0:)，帮助企业和愿意了解和进入工业4.0时代的人。

工业4.0成功的先决条件是企业对虚拟世界安全性的信任。机械设备操作人员必须了解工业互联网的安全要求，才能取得成效。在2017年汉诺威工业博览会上，德国工业4.0平台和工业互联网联盟(IIC)组织展出了由双方共同开发的演示设备(Demonstrator)，证明了安全通信是可行的。

德国在工业4.0平台上进行国际合作，如全球工业互联网联盟、中国制造2025、未来工业联盟、日本机器人革命计划(机器人革命计划)、意大利国家工业4.0计划(Piano Nazionale Industria 4.0)、捷克国家工业4.0计划(Narodni iniciativa Prumysl 4.0)和欧盟数字化欧洲工业计划。

工业4.0生产模式介绍

在工业4.0的过程中，生产与信息通信技术相结合。根据客户的个性化要求，可以生产自己喜欢设计的特殊鞋底和运动鞋，也可以订购个性化的家具。工业4.0可以以批量生产的价格进行。个性化的产品制造，工业4.0决定了整个产品生命周期，从概念、开发、生产、使用、维护到最终回收。根据德国联邦经济部公布的数据，到2020年，德国每年将在工业4.0上投资400亿欧元，20%的德国汽车制造商已经引进了工业4.0的生产模式。通过工业4.0，将为德国创造1530亿欧元的额外经济效益。

案例介绍:德国自动驾驶汽车

• 无人驾驶小客车
  由于互联网、数字化和人工智能的影响无处不在，欧洲总共有10个地方可以测试无人驾驶公交车，其中4个位于德国(3个位于柏林，1个位于巴伐利亚州的巴特比恩巴赫)。2017年，德国政府开始在德国柏林和巴伐利亚州巴德伯恩巴赫的四个地点测试无人驾驶小巴。预计到2020年，一辆完全无人驾驶的汽车将上路。柏林慈善医院Mitte区，三个测试地点，包括慈善医院的Virchow-Klinikum校区和EUREF科技园。
  柏林的无人驾驶巴士有12个座位，车上仍然有技术专家，随时解决紧急情况，消除无人驾驶汽车的故障。无人驾驶巴士目前在庭院(或公园)一般道路上行驶，而不是规划特殊或专属(孤立)的道路环境，最高时速为12公里(或15公里)/小时，免费供人们乘坐(工人、商务联系人、病人等)。
  根据测试参与者的信息，无人驾驶巴士在柏林进行了一年多的测试，从未发生过任何交通事故，比如不小心撞到路上的行人，也没有撞到在路上行驶或在路上停车的普通车辆。成功。业内人士指出，自测试以来，柏林市从未经历过大雪。因此，无人驾驶小型客车还得学习雪地驾驶考试。在乘客意见方面，虽然乘客对小型无人驾驶巴士的试驾感到满意，但建议未来加快驾驶速度，以满足实际需求。
• 无人驾驶联网卡车
  2018年6月25日，德国政府在慕尼黑至纽伦堡的9号高速公路(A9)上实施了全球首个无人联网卡车测试。两辆车在高速公路上行驶，距离为15米(一般卡车距离为50米)，前面的卡车由人驾驶，后面的汽车紧随前面的汽车，由电脑控制。减小两车之间的距离以减少风的阻力。因此，每100公里将节省10%的燃料成本。据介绍，这两辆联网卡车在高速公路上只需要40米，而普通卡车需要90米，节省了道路使用。
• 无人驾驶汽车的商机
  根据德国联邦交通部发布的信息，无人驾驶车辆必须配备以下关键备件才能上路行驶，可以从上图右侧的时钟上查看。车辆信息与通信系统(Technik Zur car2 - kommunikation)、交通标志识别系统(Verkehrszeichenerkennung)、碰撞传感器(Collision - sensoren)、自动泊车搜索与泊车系统(schl sselparken)、车辆辅助系统、单声道立体摄像机、雷达、超声波传感器(Ultraschallensensoren)、光学雷达系统(Lidar-光探测与测距)、红外摄像机(infraroot - camera)、卫星接收器(Satelletenempfänger)。
  无人驾驶汽车的内部结构与普通汽车不同。其中大部分是电子产品，如光学、传感器、相机、卫星系统、通信系统和互联网。台湾是世界上主要的供应商之一。我们公司可以与国外公司建立供应链。合作开拓新蓝海市场。