流程工業(yè)4.0的排位賽對企業(yè)是一個挑戰(zhàn)，且是對企業(yè)所有層次的挑戰(zhàn)。同時，在工業(yè)4.0的影響下也出現(xiàn)了一些新的職業(yè)，例如工業(yè)化的水處理企業(yè)就在討論是否需要像“水電一體化”這樣的工種。

目前，工業(yè)4.0在工業(yè)生產(chǎn)領域中帶來的變化已經(jīng)越來越明顯。消費品生產(chǎn)領域中的個性化產(chǎn)品已不再是新鮮事物。這也告訴人們，從產(chǎn)品生產(chǎn)到物流供應鏈直至最終消費者之間的網(wǎng)絡是很容易構(gòu)建的。

工業(yè)4.0的推動力來自方方面面，不僅是以技術(shù)為主導這一個方面。在最初討論工業(yè)4.0時，常常會提及單件產(chǎn)品生產(chǎn)和供應問題，這也就使人們誤認為工業(yè)4.0的重點是解決加工制造領域中的問題。但這種認識是不正確的，不同工業(yè)領域中應用工業(yè)4.0的潛力是不同的，因此又出現(xiàn)了我們常說的水處理4.0和流程工業(yè)4.0等等針對不同工業(yè)領域的4.0的說法。

全生命周期的設計運營

未來的生產(chǎn)設備將是數(shù)字化和網(wǎng)絡化的生產(chǎn)設備。基于標準化的通信方式，在生產(chǎn)設備規(guī)劃設計之時就決定了要通過下列措施明顯地改進生產(chǎn)設備整個壽命周期內(nèi)的性能：

自動地將新安裝的傳感器/執(zhí)行器或者整個模塊納入到自動化系統(tǒng)之中;

在實際調(diào)試和運行啟動之前就在生產(chǎn)設備的數(shù)字化圖像系統(tǒng)中對新功能和新部件進行模擬;

在生產(chǎn)設備整個壽命周期內(nèi)利用設備規(guī)劃設計時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù);

利用數(shù)據(jù)挖掘算法(大數(shù)據(jù))分析和優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn);

云技術(shù)的應用，包括在自動化控制功能中采用云技術(shù);

利用移動式終端設備直接獲取所有生產(chǎn)設備中的重要數(shù)據(jù)，優(yōu)化設備維護和設備修理。

下面所介紹的生產(chǎn)設備在不同使用壽命階段的實例就清楚地證明了這一點。

用戶在設備規(guī)劃設計階段利用Festo公司開發(fā)的在線操作指南Handling Guide Online來滿足自己對上下料系統(tǒng)的個性化要求。

該方案明顯地縮短了工程項目的設計時間(-50%~-80%)和供貨時間(-20%~-50%)，因為在用戶確定了上下料系統(tǒng)后，它們即刻就能進入生產(chǎn)制造過程。

設備的智能化

具有通信功能模塊的壓縮空氣監(jiān)控裝置通過“學習”能夠在生產(chǎn)過程中自主確定生產(chǎn)設備是否處在生產(chǎn)狀態(tài)下或者是處在空載運行的工作狀態(tài)下。它主動地切斷部分壓縮空氣的供應，可以把空壓機系統(tǒng)的壓縮空氣消耗降低到最低程度。并且能夠在切斷部分供氣的情況下，檢測壓縮空氣系統(tǒng)有無泄漏之處，但檢測到的數(shù)據(jù)與用戶事前設定的臨界值有出入時它會自動地向控制系統(tǒng)發(fā)出報警提示，從而可以實現(xiàn)按需維修。因為壓縮空氣的流量、使用量和壓力都被連續(xù)不斷地監(jiān)控，用戶可以實現(xiàn)空壓機設備的智能化能源監(jiān)控，可以檢測到空壓機整個使用壽命周期內(nèi)隨生產(chǎn)過程變化而不斷變化的工作特性。

在銅的回收過程中需要快速且準確地調(diào)節(jié)浮選設備的工作參數(shù)。阿根廷Minera Aguilar Mine公司的維修人員可以選擇在浮選設備旁，利用智能手機和平板電腦直接讀取和修改電動球閥工作參數(shù)。從而節(jié)省了維護保養(yǎng)時間和工作量，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)更高的生產(chǎn)能力。

資質(zhì)的變化

工業(yè)4.0的出現(xiàn)也在職業(yè)領域帶來了相當程度的改觀。工業(yè)4.0對教育事業(yè)提出了新的要求，不僅是在學校教育和高等教育領域中提出了新的要求，而且也在從業(yè)資質(zhì)方面提出了新的要求。

2016年，德國工程師協(xié)會VDI在HMI人機交互框架內(nèi)的調(diào)查報告表明，在1000名被調(diào)查的專業(yè)人員中只有6.6%的被調(diào)查者接受過數(shù)字化技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的教育。這一發(fā)人深省的調(diào)查結(jié)果表明，現(xiàn)在的工業(yè)領域從業(yè)人員中有著巨大的“現(xiàn)代化技術(shù)知識補課需求”。

在急速變化的生產(chǎn)環(huán)境中，連續(xù)性的和跨學科的員工培訓有著非常重要的意義，將與智能化的元器件和系統(tǒng)一起長期地影響和保障企業(yè)的吸引力和市場地位。因為一個企業(yè)的吸引力如何與它所引進和采用的新技術(shù)有著密切關(guān)系。

在數(shù)字化過程中，采用什么樣的元器件、系統(tǒng)和軟件，以何種形式的網(wǎng)絡為標準，目前還沒有定論，這意味著未來的技術(shù)要由高等院校、企業(yè)和研究機構(gòu)共同開發(fā)。

此外，產(chǎn)品的創(chuàng)新周期將明顯縮短，這樣一來從職業(yè)培訓需求分析到資質(zhì)認證的傳統(tǒng)人才開發(fā)流程將不再適應新形勢的需要。工業(yè)4.0對員工技能素質(zhì)的要求，即“在跨學科的、復雜的和動態(tài)的工作環(huán)境中職工能夠自發(fā)地找到自己正確工作方式的能力”顯得越來越重要。例如，在網(wǎng)絡化生產(chǎn)過程中，員工應具備的素質(zhì)是能夠感知變化的跡象，解釋和分析出現(xiàn)的問題，并根據(jù)自己的解釋和分析提出新的且目前尚未有過的解決方案。

例如，在生產(chǎn)設備的維修保養(yǎng)方面，未來的維修人員應具備實時評估數(shù)據(jù)的能力，以便能夠提出優(yōu)化能源利用的方案或者流程工藝優(yōu)化改進方案。員工必須能夠理解自我調(diào)節(jié)的生產(chǎn)能力利用率、控制、監(jiān)控和改進人與機器之間的工作協(xié)調(diào)，保障有著大量IP地址生產(chǎn)設備的網(wǎng)絡安全，并且能夠貫徹落實IT安全保護的要求。

工業(yè)4.0時代

新的技術(shù)變革對人員素質(zhì)提出了哪些新要求?

職業(yè)技術(shù)領域水電技術(shù)一體化

在生產(chǎn)設備數(shù)字化的實施過程中，人們也在討論一些新的職業(yè)工種。在(工業(yè)化的)水處理企業(yè)中有著很大的跨學科職業(yè)教育的潛力。這里的跨學科職業(yè)培訓包含了生物技術(shù)、化學、物理、機械工程、電氣工程、自動化技術(shù)、環(huán)境保護和安全管理等方面的綜合知識。

德國水資源合作組織將這一所需的專業(yè)職業(yè)領域稱之為“水電技術(shù)一體化”，并認為該學科將來自德國的工業(yè)和城市環(huán)境綜合技術(shù)輸出到國外，在提升德國的國際地位方面有著巨大的潛力。

生產(chǎn)設備的虛擬運行

Festo公司的姊妹公司FestoDidactic SE公司是一家在技術(shù)培訓領域中的全球領軍企業(yè)，也是水電一體化職業(yè)培訓的推動者，公司已經(jīng)與水資源管理專家通力合作，開發(fā)了“水電技術(shù)一體化”跨學科職業(yè)培訓的基礎課程。

該公司還與EON Reality公司合作開發(fā)了虛擬培訓技術(shù)，例如適合于在污水凈化處理設備不同凈化處理任務中使用的職業(yè)培訓虛擬技術(shù)。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下，學員們可以嘗試完成不同的污水凈化處理任務，例如從污水中采樣或者排除故障等等。這里，最重要的是允許學生在學習的過程中出錯，而且不會為污水凈化處理廠的生產(chǎn)過程和工藝流程帶來嚴重的惡果。

在Festo公司位于德國Snhausen市新建的科技工廠中，技術(shù)人員在“實習工廠”中正在準備一套全自動化的網(wǎng)絡化裝配生產(chǎn)線。這一教學用實習工廠直接集成在Festo公司的產(chǎn)品生產(chǎn)中，包含了配有各種試劑和教學設備的實驗室。這里的關(guān)鍵設備是教學和研究平臺“CPFactory”。

利用CP Factory教學和研究平臺可以非常符合生產(chǎn)實際地教授職業(yè)技術(shù)知識。

這一平臺能夠按照模塊化的方式構(gòu)成真實設備的一個工作站，讓學員們完成設備工作程序的編制、網(wǎng)絡化和其他教學內(nèi)容的學習，例如能源效率和數(shù)據(jù)管理等等。另外，CP Factory教學和研究平臺還可以用于即將在產(chǎn)品生產(chǎn)中使用的靈活性軟件解決方案的開發(fā)和測試。

在“短期培訓”中，專業(yè)技術(shù)人員和管理人員將會根據(jù)當前的實際需要接受企業(yè)內(nèi)部或者外部的專家的短期培訓，提高素質(zhì)和資質(zhì)，學習有關(guān)機電一體化、物流和過程優(yōu)化以及生產(chǎn)組織和以人為本的學習培訓，例如：跨學科行為學、學習能力和適應能力等。