Menu
站群系統(tǒng)
編者按：近年來，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出以重振制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，依靠科技創(chuàng)新，搶占制造業(yè)新的制高點(diǎn)，尤其是德國(guó)“工業(yè)4.0”，被普遍認(rèn)為啟動(dòng)、引領(lǐng)了一場(chǎng)新的工業(yè)革命。
工業(yè)4.0
前三次工業(yè)革命分別伴隨著機(jī)械化、電氣化和計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生，如今，物聯(lián)網(wǎng)及其服務(wù)在制造業(yè)環(huán)境的介入正在引導(dǎo)我們進(jìn)入第四次工業(yè)革命。在德國(guó)，這一發(fā)展被描述為“工業(yè)4.0”。將智能ICT部件、傳感技術(shù)和驅(qū)動(dòng)裝置整合到產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)里，使得現(xiàn)存的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和已知的“物聯(lián)網(wǎng)”同步成長(zhǎng)。
一、德國(guó)工業(yè)4.0
工業(yè)4.0項(xiàng)目最初是由德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部和德國(guó)國(guó)家科學(xué)和工程研究院提出的，它支持到現(xiàn)代工業(yè)的轉(zhuǎn)換，并積極推動(dòng)使其成型。在這一背景下,“這是OWL”（智能技術(shù)系統(tǒng)——東威斯特法倫 - 利珀）精英群集項(xiàng)目是全德工業(yè)4.0范圍內(nèi)最大和最成形的項(xiàng)目。研究和經(jīng)濟(jì)的緊密連接是工業(yè)4.0以目標(biāo)為導(dǎo)向?qū)嵤┑年P(guān)鍵。這一點(diǎn)可以在精英群集項(xiàng)目中看出:研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在各種各樣的項(xiàng)目和可持續(xù)戰(zhàn)略里攜手并進(jìn)，這些領(lǐng)域包括自我優(yōu)化的技術(shù)領(lǐng)域、人機(jī)交互、智能網(wǎng)絡(luò)、能源效率和系統(tǒng)工程。
（一）德國(guó)工業(yè)4.0的核心特征
工業(yè)4.0擁有巨大的潛力。智能工廠讓客戶個(gè)性化的定制需求得以滿足，這也意味著，即使產(chǎn)品只生產(chǎn)一次，也能通過頗具收益的方式制造出來。在工業(yè)4.0中，以供應(yīng)商為例，動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)和工程流程能幫他們根據(jù)生產(chǎn)需要最終做出相應(yīng)改變，并靈活應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中斷和故障?，F(xiàn)在，制造過程中已經(jīng)能夠提供端到端的透明化，以促進(jìn)決策優(yōu)化。工業(yè)4.0將會(huì)開發(fā)出創(chuàng)造價(jià)值的新方法和新的商業(yè)模式。特別是它將給初創(chuàng)公司和小企業(yè)的發(fā)展帶來機(jī)會(huì)，下游服務(wù)也能從中受益。
此外，工業(yè)4.0將正視和解決某些當(dāng)今世界面臨的挑戰(zhàn)，如資源能源利用效率、城鎮(zhèn)化、人口結(jié)構(gòu)變化等。工業(yè)4.0能持續(xù)帶來覆蓋整個(gè)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的資源生產(chǎn)率和效率的增益。它能將人口結(jié)構(gòu)變化和社會(huì)因素考慮在內(nèi)，以適合的方式組織生產(chǎn)。智能輔助系統(tǒng)讓工人從單調(diào)、程序化的工作中解放出來，能把精力集中在創(chuàng)新和增值業(yè)務(wù)上。
（二）德國(guó)工業(yè)4.0的價(jià)值
根據(jù)工業(yè)-科學(xué)研究聯(lián)盟的倡議，工業(yè)4.0平臺(tái)的參與者制定了其工作目標(biāo)——實(shí)施政府確保德國(guó)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略舉措。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力：
1、滿足用戶的個(gè)性化需求。工業(yè)4.0能夠在設(shè)計(jì)、配置、排序、規(guī)劃、制造和運(yùn)行等階段中納入個(gè)性化的、用戶特定的標(biāo)準(zhǔn)，并能夠合并最后的修改。通過工業(yè)4.0，即使生產(chǎn)一次性項(xiàng)目和極小的生產(chǎn)量（批量大小為一）也可以實(shí)現(xiàn)獲利。
2、靈活性。基于信息-物理系統(tǒng)（CPS）技術(shù)的特別網(wǎng)絡(luò)，使業(yè)務(wù)流程的不同方面（如質(zhì)量、時(shí)間、任務(wù)、穩(wěn)健性、價(jià)格和生態(tài)友好性）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置。這有助于材料和供應(yīng)鏈的持續(xù)“調(diào)整”。這也意味著工程流程能夠變得更加靈活，制造流程可以被改變，暫時(shí)性短缺（比如由于供應(yīng)問題）能夠被彌補(bǔ)，并且在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的大幅提高。
3、優(yōu)化決策。為了在全球市場(chǎng)獲得成功，采取正確的決策（往往在沒有事先通知的情況下）變得越來越重要。工業(yè)4.0能夠提供實(shí)時(shí)的、端到端的透明度，使工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)決策得到提早驗(yàn)證，并且能夠?qū)p壞做出更加靈活的反應(yīng)，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域中一家公司的所有工廠進(jìn)行全局優(yōu)化。
4、資源生產(chǎn)率和效率。工業(yè)生產(chǎn)流程的首要戰(zhàn)略目標(biāo)仍然適用于工業(yè)4.0：用定量的資源實(shí)現(xiàn)最高的產(chǎn)量（資源生產(chǎn)率）和用最少的資源實(shí)現(xiàn)特定的產(chǎn)量（資源效率）。CPS使制造流程在個(gè)案基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)整個(gè)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。此外，無需停止生產(chǎn)，系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)期間對(duì)資源和能源消耗進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，減少其排放量。
5、通過新服務(wù)創(chuàng)造價(jià)值機(jī)遇。工業(yè)4.0為價(jià)值創(chuàng)造提供了新途徑，也促成了就業(yè)的新形式。比如，智能算法能通過智能設(shè)備用于大量的不同數(shù)據(jù)（即大數(shù)據(jù)），從而產(chǎn)生新型的服務(wù)。這對(duì)于為工業(yè)4.0開發(fā)B2B服務(wù)的中小企業(yè)和初創(chuàng)型企業(yè)而言，是個(gè)巨大的機(jī)遇。
6、應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力的人口結(jié)構(gòu)變化。連同工作組織和能力發(fā)展計(jì)劃，人類和技術(shù)系統(tǒng)的交互合作將為企業(yè)提供將人口結(jié)構(gòu)變化轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋬?yōu)勢(shì)的新途徑。面對(duì)技術(shù)勞動(dòng)力的短缺和日益多元化（年齡、性別、文化背景），工業(yè)4.0將促成多樣的、靈活的職業(yè)道路，使人們能夠持續(xù)工作，并在更長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保持生產(chǎn)力。
7、生活和工作的平衡。應(yīng)用CPS將使公司的工作組織形式變得更加靈活，這意味著公司能夠更好的滿足員工對(duì)于平衡工作和個(gè)人生活、個(gè)人發(fā)展和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的需求。比如，智能輔助系統(tǒng)提供了一個(gè)靈活性的新標(biāo)準(zhǔn)，在滿足公司要求的同時(shí)也能夠滿足員工的個(gè)人需求，從而為工作的組織提供了新機(jī)遇。隨著勞動(dòng)力規(guī)模的下降，該系統(tǒng)將在招募最佳員工的時(shí)候使CPS公司獲得更多優(yōu)勢(shì)。
8、高工資經(jīng)濟(jì)仍擁有競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)4.0的雙重策略將使德國(guó)增強(qiáng)其作為領(lǐng)先供應(yīng)商的地位，并使其成為工業(yè)4.0解決方案的領(lǐng)先市場(chǎng)。
（三）德國(guó)工業(yè)4.0面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)措施
德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景的實(shí)施，將是一個(gè)不斷演進(jìn)的過程，不同公司和行業(yè)演進(jìn)的速度各不相同。實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景中碰到的三大挑戰(zhàn)，分別是標(biāo)準(zhǔn)化、工作組織和產(chǎn)品可用性。
工業(yè)4.0工作組認(rèn)為以下措施有助于企業(yè)平穩(wěn)向工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型：
1、實(shí)時(shí)CPS解決方案的實(shí)施，將在空間、技術(shù)質(zhì)量和可靠性方面對(duì)服務(wù)可用性和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出很高要求。為了確保德國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)呼吁出臺(tái)服務(wù)規(guī)范和商業(yè)模式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
2、目前，制造業(yè)的業(yè)務(wù)流程往往是靜態(tài)的，并僅通過極不靈活的軟件系統(tǒng)實(shí)施。不過，不能在一夜之間將它們替換成服務(wù)型系統(tǒng)。在舊系統(tǒng)上融入新技術(shù)（反之亦然）非常重要，舊系統(tǒng)需要通過實(shí)時(shí)功能系統(tǒng)進(jìn)行更新。
3、在物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)化的背景下，制造業(yè)新商業(yè)模式的發(fā)展速度將接近互聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展速度和活力。
4、員工將參與到工作組織、CPD（Continuing Professional Development）和技術(shù)開發(fā)的創(chuàng)新性社會(huì)技術(shù)設(shè)計(jì)的早期階段工作中。
5、為了成功過渡到工業(yè)4.0，ICT產(chǎn)業(yè)（習(xí)慣上認(rèn)為創(chuàng)新周期短）應(yīng)和機(jī)械、設(shè)備制造商以及機(jī)電系統(tǒng)供應(yīng)商（傾向于認(rèn)為創(chuàng)新周期較長(zhǎng)）密切配合，以開發(fā)出所有合作伙伴都能接受的商業(yè)模式。
二、“工業(yè)4.0”在中國(guó)
（一）工業(yè)4.0對(duì)中國(guó)的啟示
面對(duì)以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)的智能化制造新趨勢(shì)，大力推進(jìn)兩化深度融合成為打造中國(guó)制造業(yè)升級(jí)版的必然選擇。工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩提出，要抓好建設(shè)和推廣企業(yè)兩化融合管理體系標(biāo)準(zhǔn)、全面提升工業(yè)智能化水平、推動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造業(yè)深度融合、加強(qiáng)兩化融合支撐能力建設(shè)等四項(xiàng)重要工作。
推進(jìn)兩化融合，運(yùn)用信息技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是重點(diǎn)方向，要深化信息技術(shù)在研發(fā)設(shè)計(jì)、制造、管理、營(yíng)銷等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的集成應(yīng)用。對(duì)大企業(yè)，重點(diǎn)是圍繞設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)銷等環(huán)節(jié)，深化信息技術(shù)的集成應(yīng)用，提高生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程、制造工藝智能化水平，加快工業(yè)機(jī)器人、增材制造等先進(jìn)制造技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，培育數(shù)字化車間、智能工廠，推廣智能制造生產(chǎn)模式。對(duì)中小微企業(yè)，重點(diǎn)是進(jìn)一步完善面向中小微企業(yè)的信息化服務(wù)體系，解決中小微企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、企業(yè)管理、市場(chǎng)開拓、投資融資、人才培養(yǎng)、信息咨詢等方面存在的突出困難，降低中小微企業(yè)信息化應(yīng)用門檻，提高中小微企業(yè)信息化應(yīng)用能力和水平，增強(qiáng)中小微企業(yè)發(fā)展活力。
以互聯(lián)網(wǎng)思維創(chuàng)新工作思路和機(jī)制，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)深度融合。一是推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新和應(yīng)用。二是推進(jìn)制造方式的互聯(lián)網(wǎng)化。三是鼓勵(lì)制造業(yè)創(chuàng)新銷售和服務(wù)模式。
苗圩指出，推進(jìn)兩化融合，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)。中國(guó)已建成全球最大的信息通信網(wǎng)絡(luò)，固定電話用戶、移動(dòng)電話用戶、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民人數(shù)均已居世界第一，但寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)整體水平不高，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距。工信部將大力實(shí)施“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略，加快信息網(wǎng)絡(luò)寬帶化升級(jí)，推動(dòng)新一代移動(dòng)通信發(fā)展，全面推進(jìn)三網(wǎng)融合，著力構(gòu)建寬帶、融合、安全、泛在的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施。推進(jìn)兩化融合，產(chǎn)業(yè)是支撐。要加快提升現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)支撐能力，突破高端芯片、新型顯示、關(guān)鍵電子元器件等核心關(guān)鍵技術(shù)，大力發(fā)展應(yīng)用電子和工業(yè)軟件，支持云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，鼓勵(lì)智能終端產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展，增強(qiáng)信息產(chǎn)品供給能力。同時(shí)，要高度重視網(wǎng)絡(luò)信息安全問題，不斷增強(qiáng)兩化融合形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)信息安全保障能力。
（二）中國(guó)制造業(yè)的反思
在過去一段時(shí)期，我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)雖然順應(yīng)需求變化，并支撐了經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，但產(chǎn)業(yè)過度集中于原材料及加工制造中低端環(huán)節(jié)等問題，也成為影響我國(guó)未來經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。十八大報(bào)告明確指出，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整是加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的主攻方向，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是新時(shí)期加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的根本出路。在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，應(yīng)充分汲取發(fā)達(dá)國(guó)家過度“去工業(yè)化”及發(fā)展高風(fēng)險(xiǎn)、高杠桿的金融業(yè)務(wù)導(dǎo)致實(shí)體經(jīng)濟(jì)與虛擬經(jīng)濟(jì)脫節(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，借鑒其“再工業(yè)化”發(fā)展戰(zhàn)略中具有前瞻性、符合發(fā)展大勢(shì)的政策措施，根據(jù)不同類型行業(yè)的特點(diǎn)，有重點(diǎn)、有差別地推進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，重點(diǎn)通過突破研發(fā)、設(shè)計(jì)、營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)、品牌和供應(yīng)鏈管理等制約產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，改造提升制造業(yè)，優(yōu)化三大產(chǎn)業(yè)比例關(guān)系，建立完善現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。
如今主要經(jīng)濟(jì)大國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來越集中于主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的控制權(quán)方面，“再工業(yè)化”以及第三次工業(yè)革命使得中國(guó)取得先導(dǎo)性技術(shù)突破并將其產(chǎn)業(yè)化的需求日益迫切?！?ldquo;十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》已明確將新一代信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、新能源、生物產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造、新材料、新能源汽車等七大產(chǎn)業(yè)確立為發(fā)展重點(diǎn)。未來應(yīng)以戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為契機(jī)，進(jìn)一步加快提高自主創(chuàng)新能力，突破制造業(yè)數(shù)字化、智能化關(guān)鍵技術(shù)，在工業(yè)革命制高點(diǎn)與市場(chǎng)先機(jī)的爭(zhēng)奪中占據(jù)有利地位，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的持續(xù)提升。
（三）中國(guó)企業(yè)工業(yè)4.0路徑
作為世界上“最大的工廠”，中國(guó)在制造領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)的當(dāng)下，中國(guó)的制造業(yè)正在從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”邁進(jìn)。但是，面對(duì)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體如火如荼的再工業(yè)化運(yùn)動(dòng)，以及東盟國(guó)家、印度及拉美國(guó)家試圖超過中國(guó)的阻礙。這樣的形勢(shì)之下，保持增長(zhǎng)，同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，對(duì)于中國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域來說，仍然是最大的挑戰(zhàn)。
德國(guó)西門子股份公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁魯思沃博士建議，通過發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)綠色制造，轉(zhuǎn)型為以服務(wù)為基礎(chǔ)的制造業(yè)，中國(guó)就能沿著全新的道路走向以高技術(shù)含量、優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量、低能源消耗以及高經(jīng)濟(jì)效率和充分利用人力資源優(yōu)勢(shì)為特征的工業(yè)化。同時(shí)，他認(rèn)為，提高生產(chǎn)力、加快產(chǎn)品上市、靈活的生產(chǎn)模式以及提高資源效率，是從“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)向“中國(guó)創(chuàng)造”的關(guān)鍵因素。
為了實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，需要先進(jìn)的技術(shù)和高效的生產(chǎn)體系。因此，制造企業(yè)應(yīng)該逐步轉(zhuǎn)向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產(chǎn)水平提升到一個(gè)新的高度，為“引領(lǐng)制造業(yè)未來”做好準(zhǔn)備。而數(shù)字化的企業(yè)平臺(tái)，就是企業(yè)實(shí)現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。西門子(中國(guó))有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂博士向記者介紹，數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造的載體。它可以實(shí)現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全生命周期的高效運(yùn)行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)需要企業(yè)以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的強(qiáng)力支持下，集成目前最先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)及軟件和硬件，如產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件以及控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等。
在提升資源效率層面，制造業(yè)企業(yè)首先需要考慮設(shè)備層面的資源效率提升方案，例如高效電機(jī)、變頻器等進(jìn)行設(shè)備層面的節(jié)能。同時(shí)，企業(yè)需要將眼光放遠(yuǎn)，關(guān)注能夠使全生命周期資源效率提升的整體解決方案。所謂整體解決方案，指將現(xiàn)有的技術(shù)和創(chuàng)新全部整合到一個(gè)數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)中，從企業(yè)層面到設(shè)備層面給出“基于成本設(shè)計(jì)”及“基于節(jié)能和資源設(shè)計(jì)”的完整資源方案。產(chǎn)品開發(fā)流程和生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)在生產(chǎn)開始之前就已在虛擬環(huán)境達(dá)到了最優(yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)任務(wù)配置所消耗的時(shí)間、人力、設(shè)備和原材料資源會(huì)得到大幅縮減，生產(chǎn)流程也會(huì)大大改進(jìn)。（主要內(nèi)容來自網(wǎng)絡(luò)資源）
陜公網(wǎng)安備 61019102000282號(hào) 能源監(jiān)管熱線：12398
