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打造中國版“工業4.0”,引領制造業未來

2015/4/10 16:26:24   電源在線網
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    “工業4.0”是德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部在2013年漢諾威工業博覽會上提出的概念。它描繪了制造業的未來愿景,提出人類將迎來以信息物理融合系統為基礎,以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的工業革命。

    他們認為,這場變革是繼機械化、電氣化和信息技術之后,制造業迎來的第四次工業革命,因此將之命名為“工業4.0”。

    “工業4.0”分為兩大主題,一是“智能工廠”,重點研究智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現;二是“智能生產”,主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。在這些過程中,軟件是重中之重,可以說起到賦予智慧工廠“靈魂”的中心作用,包括設備制造、物聯網、數據網等都需要通過軟件將這幾大板塊聯結起來。

    工業4.0是新時代變局的開始

    德國政府早在2010年的《高技術戰略2020》十大未來項目中,就有過對未來的發展設想。希望利用信息通信技術與信息物理系統相結合的手段,推動制造業向智能化轉型,使德國在關鍵工業技術上繼續保持國際領先地位和在全球的競爭優勢。

    目前“工業4.0”在德國已上升為國家戰略,并得到德國科研機構和產業界的廣泛認同。其中,有的協會將其下屬的6~7個生產領域的研究所引入“工業4.0”概念,有不少領先企業已將“智能工廠”在“工業4.0”的主題下規劃了技術演進的發展計劃,并提出了自己獨特的系統和理念。西門子公司已經開始將這一概念引入其工業軟件開發和生產,許多企業客戶個性化的定制需求得到了滿足;不少企業工人從單調、程序化的工作中解脫出來,把精力集中用在創新和增值業務上;許多老工人也延長了職業生涯,使企業保持了長久的生產力。企業在制造生產中,第一次將資源、信息、物品和人進行互聯,取得了初步成果,使許多初創公司和小企業受益。

    據德國電子電氣工業協會估計,“工業4.0”可使該行業生產效率提高30%。擁有120多年歷史的德國機械設備制造業聯合會,已成為實施德國“工業4.0”戰略重要的牽頭組織和實施者。

    回顧歷史我們不難發現,自上世紀60年代以來,歐美國家掀起了“去工業化”的浪潮,許多制造業外遷,重點發展金融、房地產和服務業,使得虛擬經濟迅速膨脹,結構性矛盾凸顯,直到2008年金融危機爆發,歐美國家虛擬經濟的脆弱性暴露無遺。為了解決金融危機和產業“空心化”、失業率高等問題,歐美國家相繼開始加速“再工業化”,推動制造業“回歸”。

    德國“工業4.0”以信息網絡技術、數字化制造技術應用為重點,旨在依靠科技創新,搶占制造業新的制高點。

    我們看到,“工業4.0”不是發達國家再工業化的簡單回歸,而是一個新時代變局的開始,這是繼工業1.0機器代替人工時代、工業2.0的流水線時代,到工業3.0高度自動化時代后又一個新紀元的開始。從互聯網發展的角度看,是互聯網從“虛”的服務業大規模進入“實”的制造業的開始,也即CPS體系的實現。今后的制造業,將與服務產業一樣,建立在互聯網這一“共同的底盤”之上,人與人、人與機器、機器與機器之間將對話協同,工廠生產由“高度自動化”轉向“智能”生產。比如,我們個人只需用手機下單,網絡就會自動將訂單和個性化要求發送給智能工廠,由其采購原料、設計并生產,再通過網絡配送直接交付給消費者。

    所以,在實施“工業4.0”之后,整個社會都將變得智能,工廠變成智能工廠,家居變成智能家居。而智能物流,智能電網,智能穿戴,智能城市,智能汽車,智能醫療將成為我們生活的重要組成部分。

    在這種形勢下,機械制造領域的全球競爭正在日趨激烈。世界第一大經濟體美國不甘寂寞,也在采取措施,通過一系列方案對抗工業化退化,大力推進“先進制造業”。日本、英國等發達國家也紛紛提出以重振制造業為核心的“再工業化”戰略。

    他山之石可以攻玉

    “工業4.0”概念的提出,畢竟是德國為自身工業發展量身定制的,或許有不少專家認為,“工業4.0”不過是德國的一項高科技領域的國家戰略,主要是在高端制造技術上對抗美國,跟主要以低端制造為主的中國沒有多大關系。因此,中國沒有必要對“工業4.0”采取應對策略。我們認為這種看法值得商榷和探討。

    目前有數據顯示,在全球機械出口份額中,德國以16%的份額占據2013年首位,中國以11%份額,略低于美國,位于全球第三。同時,在全球設備制造業的32個子行業中,中國僅在7個子行業中取得了領先地位。我們是一個發展中的制造業大國,還不是制造強國,我們應該充分考慮到德國“工業4.0”帶來的沖擊和潛在競爭因素。“工業4.0”的到來,將用物聯網、服務互聯網取代傳統封閉性的生產制造系統,可以為未來工業發展打下堅實的根基。而在物聯網、服務互聯網等信息產業領域我們又相對落后,如果我們現在不迎頭趕上和超越,未來我們將沒有成為制造強國的機會。

    所以,中國如何學習、借鑒“工業4.0”的成功經驗,挖掘自身優勢,助推我國工業現代化的轉型升級,并在新一輪國際經濟變革中贏得先機,這是一個非常重要的話題。

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