李波，趙雷，楊川

[摘 要] 按照德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃的發(fā)展方向，根據(jù)自動化—信息物理系統(tǒng)（CPS）的發(fā)展趨勢，結(jié)合“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略，分析前三次工業(yè)革命的發(fā)展規(guī)律，結(jié)合機電一體化專業(yè)的特點，分析預測了工業(yè)4.0革命將引發(fā)的機電一體化專業(yè)變革，提出了機電一體化專業(yè)人才需求的新方向。

[關 鍵 詞] 工業(yè)4.0時代；CPS；機電一體化；改革

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）05-0019-01

一、工業(yè)4.0概述

“第四次工業(yè)革命”是德國的國家級戰(zhàn)略，是德國工程院、西門子公司、弗勞恩霍夫協(xié)會等德國學術界和產(chǎn)業(yè)界的建議和驅(qū)動下形成的，以智慧工廠、智能生產(chǎn)為主題，以自動化—信息物理系統(tǒng)（CPS）為基本標志，這已不單是德國人的戰(zhàn)略，現(xiàn)已被國際廣泛認可，成為全球工業(yè)發(fā)展的方向性綱領。我國也提出了中國制造2025發(fā)展戰(zhàn)略。中國的2025發(fā)展戰(zhàn)略與德國人的工業(yè)4.0異曲同工，可見，工業(yè)革命已悄然來臨。

二、工業(yè)4.0前引發(fā)的社會重大變革

在分析工業(yè)4.0變革之前，先對前三次工業(yè)革命進行回顧。

第一次工業(yè)革命：18世紀末，以蒸汽機問世并廣泛應用為標志。蒸汽機的出現(xiàn)，機器生產(chǎn)行業(yè)快速發(fā)展，由此引發(fā)了冶金業(yè)、礦業(yè)、運輸業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的迅猛發(fā)展，汽船、蒸汽機車等交通工具的出現(xiàn)，讓交通運輸業(yè)得到質(zhì)的變革。以蒸汽機為動力核心的各種新技術、新發(fā)明層出不窮，并被應用于工業(yè)生產(chǎn)領域，人類進入蒸汽機時代。

第二次工業(yè)革命：20世紀初，以電力廣泛應用為標志，人類進入了電氣時代。電氣時代最典型的應用即為電機（發(fā)電機、電動機）的廣泛應用，發(fā)電機的出現(xiàn)，補充和取代了蒸汽機為動力的新能源，被廣泛應用于各個行業(yè)。隨后，電動機應運而生，各種機床、加工設備、電動裝置層出不窮，引發(fā)了工業(yè)加工方式的變革，滲透到工業(yè)生產(chǎn)的各個領域，電氣取代蒸汽機主宰了整個時代。

第三次工業(yè)革命：20世紀中后期，以計算機等的發(fā)明和應用為標志的第三次工業(yè)革命爆發(fā)，極大地推動了社會經(jīng)濟、政治、文化等領域的變革。特別是80年代后，電子計算機的廣泛應用，徹底改變了人們的觀念和生活方式，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎的全球高速公路誕生。

三、工業(yè)4.0將引發(fā)機電一體化專業(yè)重大變革

通過前三次工業(yè)革命，我們不難發(fā)現(xiàn)，每一次工業(yè)革命都有重大的技術突破，都對經(jīng)濟及世界格局產(chǎn)生了重大影響，同時，都是有規(guī)律可尋的，如果在相應的時期按規(guī)律去做對應的技術產(chǎn)業(yè)，都會有重大的收獲。第四次工業(yè)革命也將引起社會的巨大變革，那么作為機電結(jié)合典型的專業(yè)，第四次工業(yè)革命將會引發(fā)機電一體化專業(yè)什么樣的變革呢？機電一體化下，非標設備的研發(fā)、電子產(chǎn)品的研發(fā)都將進入一個新的領域。CPS的廣泛應用，將帶入人類走進自動化、智能、互聯(lián)網(wǎng)時代。簡單來說，進入了4.0時代后，我們的產(chǎn)品都應該有相應的傳感器、智能芯片和聯(lián)網(wǎng)功能，我們的產(chǎn)品能如實反映工作的實際情況。如我們用的防盜門，以后能通過手機網(wǎng)絡自動聯(lián)網(wǎng)遠程控制監(jiān)控，我們用的空調(diào)能通過APP及時反映當前的工作狀態(tài)，如，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、零部件壽命分析、遠程聯(lián)網(wǎng)控制等。這種大環(huán)境下，各種智能產(chǎn)品將層出不窮，可以通過APP來實現(xiàn)查詢、顯示、分析、控制相關信息等功能。

四、機電一體化專業(yè)在工業(yè)4.0背景下的特殊地位

我國的很多產(chǎn)品普遍處于工業(yè)2.0、3.0的標準，2.0產(chǎn)品以電氣時代為主要標志，3.0的電子計算機時代也與電氣自動化專業(yè)有著緊密的聯(lián)系，工業(yè)4.0時代要實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化、網(wǎng)絡化，這些都與機電一體化專業(yè)息息相關。比如要實現(xiàn)智能產(chǎn)品的生產(chǎn)，必須在產(chǎn)品中內(nèi)置更多的傳感器，需要進一步集成傳感器，提高傳感器的精度和靈敏度。同時產(chǎn)品要能如實反映相關的數(shù)據(jù)信息，需要在產(chǎn)品中植入相應的智能芯片，工控中的自動化生產(chǎn)離不開PLC的核心控制技術，這些都是工業(yè)4.0的關鍵技術，也是機電一體化專業(yè)人才的核心技能。這些行業(yè)的發(fā)展對機電一體化專業(yè)人才需求巨大。

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