工业4.0对工业转型升级的启示
德国工业4.0战略对中国制造业转型升级的借鉴

德国工业4.0战略对中国制造业转型升级的借鉴杜传忠;杨志坤【摘要】作为第三次工业革命的重要组成部分,德国工业4.0战略通过构建信息物理系统,以“智能工厂”和“智能生产”实现制造业设计、生产、运营及服务的全方位系统整合,力求使德国占据新一轮国际产业竞争的制高点。
德国工业4.0战略的智能化、数字化和服务化的制造业发展基本方向,系统、关联、集成、协同与融合的制造业产业体系,充分发挥中小制造业企业的有效机制,大规模、个性化、定制化的制造业生产方式,完善的技术创新平台和统一的工业制造业标准以及充分发挥人力资源潜力等值得中国借鉴。
%As the important part of the Third Industrial Revolution,German Industry 4.0 Strategy establishes the cyber-physical system,to achieve the comprehensive integration ofdesign,production,operation and service with “Smart Factory”and “intelligence production”.Germany strives to occup y the top ground of the world manufacturing industry in the future competition of global industries with Industry 4.0 Strategy.There are many aspects worthy of learning from Industry 4.0 Strategy,such as intelligent,digital and service developing trend of manufacturing industry,the manufacturing industry system based on systems,correlation,integration,coordination and integration,effective mechanism of giving full play to the role of small and medium-sized manufacturing enterprises,new large-scale and personalized and customized production mode,perfect technical innovationplatform,unified industrial manufacturing standards,practice of realizingthe full potential of human resource.【期刊名称】《经济与管理研究》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】6页(P82-87)【关键词】工业 4.0 战略;制造业;转型升级;借鉴分析【作者】杜传忠;杨志坤【作者单位】南开大学经济与社会发展研究院,天津市,300071;南开大学经济学院【正文语种】中文【中图分类】F414内容提要:作为第三次工业革命的重要组成部分,德国工业4.0战略通过构建信息物理系统,以“智能工厂”和“智能生产”实现制造业设计、生产、运营及服务的全方位系统整合,力求使德国占据新一轮国际产业竞争的制高点。
德国“工业4.0”战略对中国制造业的启示

德国“工业4.0”战略对中国制造业的启示德国是世界制造业强国,为了提高其工业竞争力,提出了“工业4.0”战略,这被德国学术界和产业界认为是以智能制造为主导的第四次革命。
目前,我国制造业存在着总产能过剩,结构不合理,缺少高新技术制造支撑,能耗高,制造业总体低水平徘徊等问题。
因此,借鉴德国“工业4.0”战略,提出我国制造业转型升级的发展路径。
标签:德国“工业4.0”战略;中国制造;发展启示doi:10.19311/ki.1672-3198.2017.08.005近年来,我国积极推进制造业的工业化与信息化的深度融合,借鉴德国“工业4.0”战略的基本思路和实施机制,借助于正在迅速发展的新产业革命的技术成果,有利于加快我国制造业的转型升级。
1 德国“工业4.0”战略的内涵德国“工业4.0(Industry4.0)”战略是德国政府确定的面向2020年的国家战略,代表着一种新的生产技术与生产方式,是人、机器和数据相互连接而构成的信息物理融合系统(Cyber-Physical System),是一种生产要素互联环境下的智能生产。
其以“智能工厂”和“智能生产”为重点,基础是分布式、自发式的生产流程与大规模、单件生产趋势的日益融合,不断进行工业技术领域新一代关键技术的研发和创新,这种变革不仅体现在生产工艺的自动化提速或效率的提升,也体现在从设计研发、生产到运输配送、售后服务等产品全生命周期的智能化,以最小的资源消耗获取最高的生产效率,以及供应链高效对接、消费者积极参与等。
2 我国制造业发展的困境新一轮的工业革命对于中国制造业来说,是极为严峻的挑战。
首先,西方发达国家经历了去工业化与产业空心化的危害后,重新提出再工业化,制造业回归本土,并与数字化、智能化紧密相连,我国制造业水平与其有不小的差距。
比如美国提出“工业互联网”,英国提出“英国工业2050战略”,欧盟提出“欧盟2020战略”。
其次,在低端制造业领域,东盟国家、越南、印度及拉美国家试图超过中国的阻碍,他们以更低的成本向劳动密集型产业转移,我国人力资本丧失了优势。
【图解】德国工业4.0战略对我国推进工业转型升级的启示

【图解】德国工业4.0战略对我国推进工业转型升级的启示『导读:德国工业4.0战略为我们展现了一幅全新的工业蓝图,深入分析其愿景与要点,可以洞察德国提出工业4.0的目的与战略意图。
在新的发展背景下,将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来,把两化深度融合作为主线,为推动工业转型升级注入新的动力,从而在向工业化迈进的过程中占得先机,这是4.0战略对我国推进工业转型升级的重要启示。
』“工业4.0”的概念源于2011年德国汉诺威工业博览会,其初衷是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平。
在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等学术界和产业界的大力推动下,德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中,计划投入2亿欧元资金,支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
随后,德国机械及制造商协会(VDMA)等设立了“工业4.0平台”,德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。
德国政府认为,尽管德国拥有强大的机械和装备制造业,但中国对德国工业构成了竞争威胁,美国也在通过各种计划促进先进制造业发展,因此,制定“工业4.0”战略的目的就是为了“确保德国制造的未来”。
当前,正值我国大力推动两化深度融合、促进工业转型升级的关键时期,德国推行“工业4.0”战略的理念、内容和做法等诸多方面,都值得我们认真关注、学习并给出积极回应。
“工业4.0”战略愿景与要点与美国流行的第三次工业革命的说法不同,德国将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段,即工业4.0的进化历程(图1)。
工业1.0。
18世纪60年代至19世纪中期,通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。
这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。
工业2.0。
19世纪后半期至20世纪初,在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。
德国“工业4.0”_内容、动因与前景及其启示

德国“工业4.0”_内容、动因与前景及其启示德国“工业4.0”: 内容、动因与前景及其启示引言:近年来,随着科技的不断发展和产业结构的转型,智能制造与信息技术在全球范围内逐渐崭露头角。
其中,德国作为全球制造业强国,率先提出并推动了“工业4.0”的概念,引领了全球智能制造的潮流。
本文将就德国的“工业4.0”进行深入探讨,包括其内容、动因、前景以及启示。
一、德国“工业4.0”的内容德国“工业4.0”是指将物理设备、数字技术和网络系统有机结合,实现智能工厂和智能制造的理念。
它的核心在于使用信息技术与物联网的应用,通过实时数据的采集与分析,以及设备之间的通信与协作,实现生产过程的自动化、智能化,从而提高生产效率、增加产品的个性化和灵活性。
二、德国“工业4.0”的动因1. 技术发展:随着信息技术和互联网的发展,德国意识到利用数字化和自动化技术来提高企业竞争力的重要性。
2. 挑战孤岛现象:德国的制造业主要由中、小型企业组成,他们往往存在孤岛化的问题,德国希望通过工业4.0的推进,实现企业之间、企业与供应商之间信息的共享和协同,提高整体效率。
3. 持续竞争压力:全球化竞争加剧,德国制造业企业需要通过提高生产效率、降低成本和加大产品创新等措施来保持竞争力。
三、德国“工业4.0”的前景1. 制造业转型升级:德国“工业4.0”将为传统制造业带来巨大的转型和升级机遇,推动传统制造业向智能制造业转型。
2. 提高生产效率:通过智能制造,德国制造业企业将能够实现更高的生产效率、更精准的生产计划和更低的故障率。
3. 激发创新能力:德国“工业4.0”将为企业提供更多的数据和信息,推动产品和生产方式的创新,进而增强企业的竞争力。
4. 推动经济增长:德国作为制造强国,通过“工业4.0”的发展,将进一步促进国内经济的增长,提高就业率。
四、德国“工业4.0”的启示1. 技术创新驱动:科技创新是推动智能制造和工业4.0的关键。
企业需要不断加大技术研发投入,推动科技与制造的融合。
初探德国工业4.0的涵义及其对我国工业化的启发

工业4.0的涵义及对我国工业化的启发祝鹏哈尔滨工业大学人文与社会科学学院摘要:由德国人首次提出的工业4.0是以物联网为基础的先进生产系统,是目前工业化的高级形式。
其本体构成要素是机器、计算机、互联网,其产业技术基础就是生产自动化、信息化和网络化,而保证其实现的技术基础就是大数据。
这对如何加快我国产业升级和未来工业化发展具有重要的借鉴意义。
关键词:工业4.0;大数据;物联网;工业化1.问题的提出2013年,中国制造业突破20万亿元,占全球装备制造业的比重超过1/3,稳居世界首位,成为世界第一大制造国。
中国钢材产能达到9.51亿吨,水泥产量21.8亿吨,汽车产量1927.18万辆,煤炭产量36.6亿吨,手机产量11.8亿部,计算机产量3.5亿台,发电量49774亿千瓦时,彩电、洗衣机、空调、各类纺织品以及日用轻工业品等总产量在世界位居全球第一。
这些数据似乎彰显着一个事实,中国的确是“世界工厂”。
然而,虽然中国电脑产量世界第一,但2012年进口芯片约1650亿美元,超过了进口石油的1200亿美元。
中国制造业规模已经达到世界第一,但竞争力远未达到世界水准。
虽然有些高技术产品也贴上“中国制造”的标签,但我们所做的仅仅是完成生产和包装这一最后环节,赚取的是微薄的利润,而真正的核心技术我们很少掌握。
我国的工业生产能力、研发能力、技术创新能力和经营管理水平距离欧美发达国家都有相当大的差距,现在的中国绝大多数的出口企业没有核心技术,不具备核心竞争力,工业化道路还有很长的路要走……这就不得不让我们思考这样的问题,我们应该如何理解当今作为“世界工厂”的中国?应该如何准确把握正在工业化的中国向何处去?深入认识这些问题都离不开我们对当今世界工业化发展的理解和把握。
2011年在德国“汉诺威工业博览会”上,德国人工智能研究中心行政总裁沃尔夫冈·瓦尔斯特尔教授开幕式提出,通过物联网等媒介来推动第四次工业革命,提高制造业水平。
德国工业4.0对中国产业升级的启示

德国工业4.0对中国产业升级的启示作者:刘伟杰来源:《财会学习》 2017年第13期摘要:在实体经济持续受到冲击、劳动力减少且成本提高以及国际金融体系持续动荡的大背景下,德国政府于2013 年提出工业4.0 战略。
工业4.0 方案旨在通过应用物联网、互联网、信息物理交融系统等最新技术的联结,达到振兴德国工业制造业和继续保持德国制造业的领先地位的目的,从而克服由于劳动力和外部因素导致的德国产品竞争力的下降。
中国此时正处于经济转型期间,转变经济体制、经济发展方式以及经济结构成为政府经济工作的首要目标,德国工业4.0 计划是对中国制造业转型的良好借鉴。
关键词:工业4.0;智能工厂;CPS;中国;产业升级一、工业4.0 计划工业4.0 是德国政府和德国技术科学院等机构联合提出的高科技生产战略计划,工业4.0 主要是信息物理融合系统为技术核心,实现端到端集成、横向集成和纵向集成的新工业价值生态,目的是确保德国制造业产品的领先地位和经济发展。
德国工业4.0 计划的提出受内外两个因素的影响。
其中,内部因素是德国的人口构成日趋老龄化以及劳动力价格的上升,相对于其他劳动力价格低廉且存在人口红利的发展中国家是一种劣势;外部因素则可划分为两点,一是以中国等发展中国家制造业的高速发展;二是有些发达国家提出的工业复兴计划,例如美国的先进制造业,日本的再复兴计划和新机器人战略。
在西门子公司的智能工程里,所有产品的使用方法和使用途径已经详细规划好,绝大多数生产活动包括关于零部件的生产与组装等大量数据和资料都存在于计算机虚拟环境中。
这些部件具有各自代码和身份信息,系统可以自动把部件划分到具体生产线和工艺过程,这些部件各自确立自身在智能工厂中的运输路径。
在这些部件到达组装厂房时,识别系统会自动扫描部件上的射频码并将其所含有的生产信息解读出来,加工设备将根据信息内容进行精准操作。
加工完毕以后,进行自动化扫描检验,第一时间排除不合格产品。
工业4.0对制造业转型升级的影响和挑战

工业4.0对制造业转型升级的影响和挑战引言当今世界,由于科技的快速发展和创新,工业界正处于一个革命性的时代。
工业4.0作为第四次工业革命的重要概念,对制造业的转型升级产生了深远的影响。
本文将探讨工业4.0对制造业的影响和挑战,并提出一些应对之道。
工业4.0的概念和特点工业4.0,是指以物联网、大数据、人工智能等技术为基础,实现生产线自动化、智能化和网络化的工业模式。
其特点包括:1. 自动化生产工业4.0强调生产线的自动化程度,通过机器人和自动化设备的应用,实现生产过程的无人化和规模化。
2. 智能化加工工业4.0借助人工智能技术,使制造设备能够自动学习和优化生产过程,提高生产效率和质量。
3. 数据化管理工业4.0通过物联网技术将生产过程中的各个环节连接起来,实现设备之间的信息共享和实时监控,从而提供实时数据分析和管理决策。
4. 网络化交互工业4.0强调生产设备之间、设备与工厂之间的网络化交互,实现全面联动和协同作业,提高生产灵活性和响应速度。
工业4.0对制造业的影响工业4.0的发展对制造业产生了广泛而深远的影响,从生产模式、技术创新到企业管理等方面都发生了重大变化。
1. 生产模式的转型工业4.0使得传统的大规模生产逐渐向个性化定制转变,生产过程更加灵活和高效。
通过自动化设备和智能化系统的应用,生产线可以根据客户需求实现灵活调整,降低生产成本和提高产品质量。
2. 技术创新的推进工业4.0倡导创新驱动的发展模式,促进了技术创新的加速。
在工业4.0的背景下,各种前沿技术,如人工智能、机器学习、大数据分析等得以广泛应用于制造业中,为生产提供更多可能性。
3. 企业管理的变革工业4.0对企业管理方式提出了新的要求。
传统的垂直管理体系被水平网络化的组织结构所取代,信息共享和协同合作成为企业管理的重要特征。
同时,企业需要加强对技术人才的培养和引进,以适应技术驱动的发展。
4. 提升生产效率和降低成本工业4.0的应用使得生产过程更加智能和高效,大幅度提升了生产效率和质量,同时降低了生产成本。
工业4.0读书心得

竭诚为您提供优质文档/双击可除工业4.0读书心得篇一:《工业4.0》读后感《工业4.0》读后感目前是一个正在开始的的工业4.0时代,也是所谓第四次工业革命。
马克思指出,工业革命不仅仅是生产力的快速提升,同时还是生产关系的改变。
历史将证明,工业4.0时代将是人类工业社会的新一轮变革,如同前三次工业革命一样,技术创新和金融资本将在工业4.0时代扮演核心驱动力的作用。
技术是第一生产力是大家的共识,由于技术创新导致了传统的价值创造体系发生根本性改变,从而导致一个新时代的发生,这是有目共睹的事情。
不过,从英国发生第一次工业革命以来,如影随形的另外一个力量也扮演了重要作用,那就是资本。
技术加上资本的力量,给工业革命带来了不同寻常的变化,而且,每次新的工业革命都比前一次工业革命的周期更短,生产力的提升更快。
工业4.0时代的高度自动化、高度信息化和高度网络化将成为新的技术标准。
按照德国工业4.0平台的专家对工业4.0的定义,迄今为止的三次工业革命都具有某种技术特征,例如,工业1.0是以机械化为特征的,工业2.0和3.0分别以电气化和信息化为标志,在工业4.0,则是以cps(cyber-physicalsystems,信息物理融合系统)为核心的,以通俗的话来讲,工业4.0是以虚拟世界跟物理世界融合在一起为标准的。
大约250年前,英国发生了第一次工业革命,当时因为工人工资比较高,资本家发动了各种技术革新,期望解决工人工资较高的问题。
英国的确找到了各种技术创新的机会,例如,机械化的纺织机就是最为典型的代表。
机械化的应用,促进了机械化技术在其他领域的广泛应用。
在第二次工业革命的时候,也就是工业2.0,这是以电气化为代表的技术广泛应用为特征的,与电气化技术的应用伴随的是管理的革命,生产车间的流水线应用,大大促进了大规模生产制造的发展。
在其后发生的工业3.0,距今不过50年,工业3.0时代是一个IT广泛应用的时代,工业3.0是以德国企业擅长的“嵌入式系统”为代表的,如果客观地分析,由于美国等传统的工业强国忙于发展新型电子工业和互联网产业,对传统的机械制造等重视不足,让德国和日本等国强化了其传统工业领域的领导地位,当然,期间中国制造也逐步崛起,这是美国始料未及的。
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标准化工厂“标准化”作为效率最高,成本最低的工作方法已经被各行各业所熟知和应用。
工厂管理同样也不能例外,于是标准化工厂的概念应运而生。
它既是工厂管理的目标,也是工厂管理的方法。
不管企业处于什么发展阶段,处于怎样的管理水平,建设标准化工厂都将作为工厂运作的长期目标。
一、标准化工厂概念简言之,就是秉承标准化的理念,遵循标准化的流程,运用标准化的方法,达成标准化的目标。
首先,标准化是一种理念。
任何时间,任何地点,任何条件,任何事件,任何活动,任何人员都要以标准化作为统一的思维方式。
其次,标准化是一种方法。
用标准化的方法将“正常”的固化,将“异常”处理的过程和措施固化,减少变差,避免反复。
再次,标准化是一个过程。
它既是终点更是起点,它是一个标准化——持续改进——再标准化——再持续改进,循环往复的过程。
标准化不等于千篇一律,标准化不等于一成不变,要在标准化的基础上持续改进、做出特色、做大做强。
标准化工厂的核心是“人”,标准化工厂的基础是“体系”,标准化工厂的手段是“现地现物”,标准化工厂的目标是提高质量和降低成本。
二、标准化工厂包含的主要容1.工厂文化理念:员工统一的愿景,统一的思维方式,统一的核心价值观,统一的行为规。
2.指标系统:统一的标准化工厂指标和指标计算方法,明确哪些指标必须得到监控和跟踪。
3.制造工艺技术:标准的作业方法和工艺技术积累,使制造工艺技术能力得到提高的同时,可以实现实时复制。
4.制造管理技术:工作和任务的流程和职责分工,用结构化的方法和标准化的工具使工厂运作实现流程化管理。
建设标准化工厂的两大支柱是标准化和持续改进。
没有标准化,也就谈不上持续改进;没有持续改进后的标准化,也就谈不上能力的提高。
只有不断的去标准化、持续改进、再标准化、再持续改进,才能实现能力的提高和高水平的复制。
三、标准化的目的和意义“通过制定、发布和实施标准,达到统一”是标准化的实质。
“获得最佳秩序和社会效益”则是标准化的目的。
为了发展社会主义商品经济,促进技术进步,改进产品质量,对工业产品、规格、质量、等级或者安全卫生等需要有统一的技术要求。
标准化的主要作用是组织现代化生产的重要手段和必要条件;是合理发展产品品种、组织专业化生产的前提;是公司实现科学管理和现代化管理的基础;是提高产品质量保证安全、卫生的技术保证;是国家资源合理利用、节约能源和节约原材料的有效途径;是推广新材料、新技术、新科研成果的桥梁;是消除贸易障碍、促进国际贸易发展的通行证。
具体表现在以下十一个方面:1.标准化为科学管理奠定了基础。
所谓科学管理,就是依据生产技术的发展规律和客观经济规律对企业进行管理,而各种科学管理制度的形式,都以标准化为基础;2.促进经济全面发展,提高经济效益。
标准化应用于科学研究,可以避免在研究上的重复劳动;应用于产品设计,可以缩短设计周期;应用于生产,可使生产在科学的和有秩序的基础上进行;应用于管理,可促进统一、协调、高效率等;3.标准化是科研、生产、使用三者之间的桥梁。
一项科研成果,一旦纳入相应标准,就能迅速得到推广和应用。
因此,标准化可使新技术和新科研成果得到推广应用,从而促进技术进步;4.随着科学技术的发展,生产的社会化程度越来越高,生产规模越来越大,技术要求越来越复杂,分工越来越细,生产协作越来越广泛,这就必须通过制定和使用标准,来保证各生产部门的活动,在技术上保持高度的统一和协调,以使生产正常进行;所以,我们说标准化为组织现代化生产创造了前提条件;5.促进对自然资源的合理利用,保持生态平衡,维护人类社会当前和长远的利益;6.合理发展产品品种,提高企业应变能力,以更好的满足社会需求;7.保证产品质量,维护消费者利益;8.在社会生产组成部分之间进行协调,确立共同遵循的准则,建立稳定的秩序;9.在消除贸易障碍,促进国际技术交流和贸易发展,提高产品在国际市场上的竞争能力方面具有重大作用;10.保障身体健康和生命安全,大量的环保标准、卫生标准和安全标准制定发布后,用法律形式强制执行,对保障人民的身体健康和生命财产安全具有重大作用。
11.标准化标志着一个行业新的标准的产生。
标准厂房一、定义标准厂房是指在规定区域统一规划,具有通用性、配套性、集约性等特点,主要为中小工业企业集聚发展和外来工业投资项目提供生产经营场所的发展平台。
推进标准厂房建设,有利于优化资源配置,缓解用地紧矛盾;有利于优化生产力布局,促进中小企业发展;有利于培育产业集群,建设先进制造业基地;有利于改善生态环境,实现经济社会和谐协调发展。
二、简要介绍标准化厂房的“标准”与行业性质有关,因为各个行业的标准化厂房的用途、结构、设备和资金等情况都不一样。
因此,不同的行业没有统一的标准化厂房。
而相同的行业,在一定的围有一定的标准和规,这种“标准”也是相对而言的,并非绝对标准。
三、基本要求1.设备的安装应符合要求,包括设备间距、工艺流程的合理性等。
2.安全通道宽度要大于1.4米,主通道宽度应大于3米,人行通道宽度要大于0.8米.3.消防设计要合理,并保证符合消防安全要求。
4.工房要有区域划分,包括加工区、产品存放区、原料存放区、休息区等。
5.配电、照明等动力柜要符合安全要求。
6.标语、标识、操作规程、定置图要醒目,要有宣传栏。
7.定置管理其它要求根据产品结构合理规划定置。
工业“N.0”概念及工业4.0对我国工业转型升级的启示一、“工业1.0/2.0/3.0/4.0”概念与美国流行的第三次工业革命的说法不同,德国将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段,即工业4.0的进化历程。
1.工业1.0以蒸汽机为标志。
18世纪60年代至19世纪中期,通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。
这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。
2.工业2.0以电力的广泛应用为标志。
19世纪后半期至20世纪初,在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。
这次工业革命,通过零部件生产与产品装配的成功分离,开创了产品批量生产的新模式。
3.工业3.0以电子与信息技术的广泛应用为标志。
始于20世纪70年代并一直延续到现在,电子与信息技术的广泛应用,使得制造过程不断实现自动化,可称为工业3.0。
自此,机器能够逐步替代人类作业,不仅接管了相当比例的“体力劳动”,还接管了一些“脑力劳动”。
4.工业4.0 。
“工业4.0”是德国在2013年提出来的制造概念,德国学术界和产业界认为,未来10年,基于信息物理系统(Cyber -PhysicalSystem,CPS)的智能化,将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。
“工业4.0”时代的智能化,是在“工业3.0”时代的自动化技术和架构的基础上,实现从集中式中央控制向分散式增强控制的生产模式的转变,利用传感器和互联网让生产设备互联,从而形成一个可以柔性生产的、满足个性化需求的大批量生产模式。
二、工业4.0要点德国工业4.0战略的要点可以概括为:建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成、实施八项计划。
1.建设一个网络:信息物理系统网络。
信息物理系统就是将物理设备连接到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。
CPS可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务,并将生产工厂转变为一个智能环境。
这是实现工业4.0的基础。
2.研究两大主题:智能工厂和智能生产。
“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分,重点研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现。
“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。
生产流程智能化是实现工业4.0的关键。
3.实现三项集成:横向集成、纵向集成与端对端的集成。
工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。
横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,是为了实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务;纵向集成是基于未来智能工厂中网络化的制造体系,实现个性化定制生产,替代传统的固定式生产流程(如生产流水线);端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将最大限度地实现个性化定制。
4.实施八项计划:工业4.0得以实现的基本保障。
一是标准化和参考架构。
需要开发出一套单一的共同标准,不同公司间的网络连接和集成才会成为可能。
二是管理复杂系统。
适当的计划和解释性模型可以为管理日趋复杂的产品和制造系统提供基础。
三是一套综合的工业宽带基础设施。
可靠、全面、高品质的通信网络是工业4.0的一个关键要求。
四是安全和保障。
在确保生产设施和产品本身不能对人和环境构成威胁的同时,要防止生产设施和产品滥用及未经授权的获取。
五是工作的组织和设计。
随着工作容、流程和环境的变化,对管理工作提出了新的要求。
六是培训和持续的职业发展。
有必要通过建立终身学习和持续职业发展计划,帮助工人应对来自工作和技能的新要求。
七是监管框架。
创新带来的诸如企业数据、责任、个人数据以及贸易限制等新问题,需要包括准则、示合同、协议、审计等适当手段加以监管。
八是资源利用效率。
需要考虑和权衡在原材料和能源上的大量消耗给环境和安全供应带来的诸多风险。
总的来看,工业4.0战略的核心就是通过CPS网络实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流,从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。
在这种模式下,生产由集中向分散转变,规模效应不再是工业生产的关键因素;产品由趋同向个性转变,未来产品都将完全按照个人意愿进行生产,极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造;用户由部分参与向全程参与转变,用户不仅出现在生产流程的两端,而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。
三、工业4.0对我国工业转型升级的启示德国工业4.0战略为我们展现了一幅全新的工业蓝图,深入分析其要点,可以洞察德国提出工业4.0的目的与战略意图。
工业4.0战略与我国提出的两化深度融合有很多相通之处。
在某种程度上,两化融合可称为我国工业的3.0,两化深度融合可以说是我国工业的4.0。
在新的发展背景下,只有将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来,把两化深度融合作为主线,才能为推动工业转型升级注入新的动力,也才能在向工业化迈进的过程中占得先机。
这是4.0战略对我国推进工业转型升级的重要启示。