工業(yè)4.0的核心內(nèi)容

解剖德國政府的工業(yè)4.0規(guī)劃，簡單可以概括為“1個核心”、“2重戰(zhàn)略”、“3大集成”和“8項舉措”。

1個核心

工業(yè)4.0的核心是“智能+網(wǎng)絡化”，即通過虛擬實體系統(tǒng)（CPS），構(gòu)建智能工廠，實現(xiàn)智能制造的目的。通過大量部署各類傳感元件實現(xiàn)信息的大量采集；將IT控件小型化與自主化，然后將其嵌入各類制造設(shè)備中，從而實現(xiàn)設(shè)備的智能化；依托通信技術(shù)達到數(shù)據(jù)的高速與無差錯傳輸；對控制設(shè)備、制造設(shè)備的數(shù)據(jù)云存儲和分析系統(tǒng)，從而達到生產(chǎn)過程的智能化以及方便人工實時控制的目的。

2重戰(zhàn)略

一是“領(lǐng)先的供應商戰(zhàn)略”，關(guān)注生產(chǎn)領(lǐng)域，要求德國的裝備制造商必須遵循工業(yè)4.0的理念，產(chǎn)出具備“智能”與樂于“交流”的生產(chǎn)設(shè)備。該戰(zhàn)略注重吸引中小企業(yè)的參與，希望它們不僅成為“智能生產(chǎn)”的使用者，也能化身為“智能生產(chǎn)”設(shè)備的供應者。二是“領(lǐng)先的市場戰(zhàn)略”，強調(diào)整個德國國內(nèi)制造業(yè)市場的有效整合，構(gòu)建遍布德國的高速互聯(lián)網(wǎng)絡是實現(xiàn)這一戰(zhàn)略的關(guān)鍵。通過這一網(wǎng)絡，德國的各類企業(yè)就能實現(xiàn)快速的信息共享、最終達成有效的分工合作。在此基礎(chǔ)上，生產(chǎn)工藝可以重新定義與進一步細化，從而實現(xiàn)更為專業(yè)化的生產(chǎn)，提高德國制造業(yè)的生產(chǎn)效率。除了生產(chǎn)以外，商業(yè)企業(yè)也能與生產(chǎn)單位無縫銜接，進一步拉近德國制造企業(yè)與國內(nèi)市場以及世界市場之間的距離。

3大集成

一是關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，力求在智能工廠內(nèi)通過聯(lián)網(wǎng)建成生產(chǎn)的縱向集成；二是關(guān)注產(chǎn)品整個生命周期的不同階段，包括設(shè)計與開發(fā)、安排生產(chǎn)計劃、管控生產(chǎn)過程以及產(chǎn)品的售后維護等，實現(xiàn)各個不同階段之間的信息共享，從而達成工程數(shù)字化集成；三是關(guān)注全社會價值網(wǎng)絡的實現(xiàn)，從產(chǎn)品的研究、開發(fā)與應用拓展至建立標準化策略、提高社會分工合作的有效性、探索新的商業(yè)模式以及考慮社會的可持續(xù)發(fā)展等，從而達成德國制造業(yè)的橫向集成。

信息通信技術(shù)（ICT）是3大集成實現(xiàn)的保證，相關(guān)技術(shù)包括：機器對機器（M2M）技術(shù)，用于終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換；物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，將整個社會的人與物連接成一個巨大的網(wǎng)絡；各類實現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)化管理的應用軟件，如企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應鏈管理（SCM）、系統(tǒng)生命周期管理（SysLM）等，這些系統(tǒng)進一步發(fā)揮協(xié)同的作用，成為企業(yè)進行智能化生產(chǎn)和管理的利器。

8項舉措

一是實現(xiàn)技術(shù)標準化和開放標準的參考體系。二是建立模型來管理復雜的系統(tǒng)。三是提供一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施。四是建立安全保障機制。五是創(chuàng)新工作的組織和設(shè)計方式。六是注重培訓和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展。七是健全規(guī)章制度。八是提升資源效率。工業(yè)4.0所說的資源，不僅包括原材料與能源，也涉及人力資源和財務資源。

我們以不來梅奔馳汽車組裝廠為例，對工業(yè)4.0下的生產(chǎn)方式進行說明。

該工廠在2014年生產(chǎn)了34萬輛汽車，是全球第二大梅賽德斯奔馳工廠。其銷售模式是先定制再生產(chǎn)，通過電子訂單到從經(jīng)銷商發(fā)到工廠。團隊工作人員會創(chuàng)建一個含有生產(chǎn)日期的條形碼，包括車輛識別碼（VIN）和精確的配置規(guī)格以及激活代碼，這將作為可交付的訂單。在裝配車間中數(shù)百個德國KUKA公司制造的焊接機器人一起加入組件工作，車身組裝后還要接受工人檢查，以驗證關(guān)鍵部位焊接的精度和尺寸。當所有的焊接完成后，再次檢查，確保車身是否可以進行下一道工序的組裝。在經(jīng)過噴漆工序后，車輛會返回到安裝內(nèi)部部件和發(fā)動機裝配車間，機器人和工人運用自己的各種技能，相互配合工作，用不了多久，一輛組裝好的車輛就出現(xiàn)在我們的面前。

2015年，戴姆勒集團將投資7.5億歐元，來更新其位于德國北部不萊梅的工廠，為兩款新車型的制造做準備。此次投資將包括所有生產(chǎn)流程的完整網(wǎng)絡化和數(shù)字化，以提升工人和機器人之間的合作效率。在奔馳不萊梅工廠“信息物理系統(tǒng)”的模塊化生產(chǎn)下，正在進行裝配的汽車能夠自律地在生產(chǎn)模塊間穿梭，接受所需的裝配作業(yè)。其中，如果生產(chǎn)、零部件供給環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，能夠及時調(diào)度其他車型的生產(chǎn)資源或者零部件，繼續(xù)進行生產(chǎn)。在這種動態(tài)配置的生產(chǎn)方式下，可以發(fā)揮出生產(chǎn)管理軟件原本的綜合管理功能，能夠動態(tài)管理設(shè)計、裝配、測試等整個生產(chǎn)流程，既保證了生產(chǎn)設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率，又可以使生產(chǎn)種類實現(xiàn)多樣化。正是高度的自動化和信息化的完美融合，奔馳不萊梅工廠具備單一生產(chǎn)線生產(chǎn)多款車型的能力，包括C-ClassSaloon、C-ClassEstate與GLK都可以在這家工廠的同一生產(chǎn)線進行組裝。