思考:德國思維下的工業(yè)4.0

時間:2019-03-19

來源:OFweek工控網(wǎng)

導(dǎo)語:我們縱觀人類工業(yè)發(fā)展歷史,唯有制造業(yè)的強大,才能成就國家與民族的強盛。德國工業(yè)4.0出現(xiàn)后,工人由過去生產(chǎn)過程中的普通操作者,晉升為這一過程的管理者,更多地負責(zé)創(chuàng)意規(guī)劃管控和決策。它的核心理念:建設(shè)智能工廠,實現(xiàn)智能生產(chǎn)。

我們縱觀人類工業(yè)發(fā)展歷史,唯有制造業(yè)的強大,才能成就國家與民族的強盛。德國工業(yè)4.0出現(xiàn)后,工人由過去生產(chǎn)過程中的普通操作者,晉升為這一過程的管理者,更多地負責(zé)創(chuàng)意規(guī)劃管控和決策。它的核心理念:建設(shè)智能工廠,實現(xiàn)智能生產(chǎn)。

談及德國工業(yè)4.0,自然想到德國制造業(yè)的強大。我們縱觀人類工業(yè)發(fā)展歷史,唯有制造業(yè)的強大,才能成就國家與民族的強盛。德國工業(yè)4.0出現(xiàn)后,工人由過去生產(chǎn)過程中的普通操作者,晉升為這一過程的管理者,更多地負責(zé)創(chuàng)意規(guī)劃管控和決策。它的核心理念:建設(shè)智能工廠,實現(xiàn)智能生產(chǎn)。

工業(yè)4.0意味著人更加重要,人與機器之間聯(lián)系的重要性大大提高了,通過技術(shù)和擁有的數(shù)據(jù),將人與機器更好地融合起來,這意味著減輕人的工作負擔(dān),也讓人能與越來越復(fù)雜的機器完美融合。

工業(yè)4.0,機器人,制造業(yè)

本質(zhì):智能化、高效率、降能耗

工業(yè)4.0的未來發(fā)展前提條件是,深入實施數(shù)字化工程,人工智能的介入、機器人的大量使用會讓設(shè)計的智能化、工藝的智能化、試驗仿真的智能化、生產(chǎn)過程的智能化、保障的智能化成為現(xiàn)實。是大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)時代背景下,對企業(yè)進行智能化、工業(yè)化相結(jié)合的改進升級。

工業(yè)4.0能夠整合最好的傳感器、軟件和技術(shù),把一個全球公司在世界各地的工廠都匯集到一個網(wǎng)絡(luò)里,總部可以通過互聯(lián)網(wǎng)實時看到每個工廠運行的情況,并通過高度的可視化、自動化來實現(xiàn)提高效率、降低能耗的目的,也是工業(yè)4.0的本質(zhì)。

起因:德國的危機意識

德國所謂的工業(yè)四代(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—PhysicalSystem簡稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng),制造,銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化,最后達到快速,有效,個人化的產(chǎn)品供應(yīng)。

2011年,德國率先提出“工業(yè)4.0”的概念,旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新,保持德國的國際競爭力。事實上,“工業(yè)4.0”概念體現(xiàn)出德國對美國的危機感和極高的競爭意識。

1990年到2013年,整個歐洲制造業(yè)從當(dāng)年占全球份額的34%下降到了21%,德國制造業(yè)也下降了將近10%。中國的制造業(yè)從2%上升到了19%,整個亞洲占到幾乎50%。

據(jù)目前德國工業(yè)4.0的發(fā)展勢頭看來,其“以信息物理系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能化生產(chǎn)”的核心概念正在被運用。物理設(shè)備逐漸具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)和自我管理的功能,虛擬網(wǎng)絡(luò)世界和現(xiàn)實物理世界的融合也正在逐步實現(xiàn)。這是一次巨大的產(chǎn)業(yè)革命,也是發(fā)展的必然趨勢。

思維:傳統(tǒng)制造業(yè)的跨越轉(zhuǎn)變

德國工業(yè)4.0強調(diào)在滿足高度定制化需求的同時,保持生產(chǎn)制造的高效率。中國智能制造概念更強調(diào)利用智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升中國制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平和商業(yè)模式。中國應(yīng)該在全球最大的制造業(yè)規(guī)模的基礎(chǔ)上,調(diào)整制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提升制造企業(yè)競爭力,實現(xiàn)向‘制造強國’的轉(zhuǎn)變。

制造業(yè)要向4.0跨越,除了要具備一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)外,轉(zhuǎn)變思維模式也很重要。目前中國大部分企業(yè)仍使用以功能為導(dǎo)向的生產(chǎn)流程,從以功能為導(dǎo)向的思維模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐粤鞒虨閷?dǎo)向,不要只關(guān)注制造流程,更要學(xué)會規(guī)劃整體流程。

目前制造業(yè)出現(xiàn)了很多新的產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)、技術(shù)趨勢、商業(yè)模式,企業(yè)家需要樹立信息的資源觀,要把信息作為資產(chǎn),是企業(yè)核心競爭力的來源。同時,企業(yè)也需要培養(yǎng)對客戶需求實施感知、快速反應(yīng)、及時滿足的能力。

特色:工業(yè)品質(zhì)的追求

一直以來德國是工業(yè)立國,工業(yè)的強大也讓德國在國際事務(wù)上有了更多的話語權(quán)。德國是歐洲經(jīng)濟的引擎機、發(fā)動機。德國的工業(yè)制造實力在全球處于前列,這主要是德國人對

德國工業(yè)4.0將從生產(chǎn)系統(tǒng)、物流整合、新型技術(shù)應(yīng)用等不同方面去變革和創(chuàng)新。目前來說,德國有足夠的實力和水平進行這樣一個變革和推動。

制造業(yè)涉及到方方面面,已不是傳統(tǒng)意義上的工業(yè)制造,而涉及到不同部門,需要多個行業(yè)跨合作。

不斷推進的德國工業(yè)4.0將帶給德國的發(fā)展是巨大的,這將決德國能否繼續(xù)引領(lǐng)制造工業(yè),掌握更多的話語權(quán),每一次工業(yè)變革都會帶來巨大的工業(yè)、生活、商業(yè)模式的改變。工業(yè)的發(fā)展與人們的生活息息相關(guān),德國在推進工業(yè)4.0以來,智能化也在加速推進,對德國的工業(yè)及人們的工作方式都會有所改變。

模式:虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合

工業(yè)自動化是德國得以啟動工業(yè)4.0的重要前提之一,主要是在機械制造和電氣工程領(lǐng)域。當(dāng)前在德國和國際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”,正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內(nèi)部,是一種特定應(yīng)用設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示,這種“嵌入式系統(tǒng)”每年獲得的市場效益高達200億歐元,而這個數(shù)字到2020年將提升至400億歐元。

德國制造業(yè)是世界上最具競爭力的制造業(yè)之一,在全球制造裝備領(lǐng)域擁有領(lǐng)頭羊的地位。這在很大程度上源于德國專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開發(fā),以及對復(fù)雜工業(yè)過程的管理。

當(dāng)?shù)聡x工業(yè)4.0的時候,主要是關(guān)于兩點:首先是確定所有事情的活動邏輯,其次是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)—實體系統(tǒng),將虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合。

德國擁有強大的設(shè)備和車間制造工業(yè),在世界信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平,在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程方面也有很專業(yè)的技術(shù),這些因素共同奠定了德國在制造工程工業(yè)上的領(lǐng)軍地位。通過工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實施,將使德國成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)(即信息物理系統(tǒng))的供應(yīng)國和主導(dǎo)市場,會使德國在繼續(xù)保持國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的全球競爭力。在社會根本上,德國完善的民主法制和知識產(chǎn)權(quán)保護,是保障德國制造業(yè)健康發(fā)展的堅實后盾,更是降低社會生產(chǎn)成本、提升效率的真正利器。

有著濃厚德國特色的工業(yè)4.0其實是個龐大工程。根據(jù)德國工業(yè)巨頭西門子公司官網(wǎng)的介紹,工業(yè)4.0的核心是智能制造,通過嵌入式的處理器、存儲器、傳感器和通信模塊,把設(shè)備、產(chǎn)品、原材料、軟件聯(lián)系在一起,使得產(chǎn)品和不同的生產(chǎn)設(shè)備能夠互聯(lián)互通并交換命令。

未來工廠能夠自行優(yōu)化并控制生產(chǎn)過程。而根據(jù)業(yè)界進一步的設(shè)想,除了產(chǎn)品和機器的互聯(lián)外,工業(yè)4.0還將在未來實現(xiàn)工廠、消費者、產(chǎn)品、信息數(shù)據(jù)的互聯(lián),最終實現(xiàn)萬物互聯(lián),從而重構(gòu)整個社會的生產(chǎn)方式。從德國的制造業(yè)基礎(chǔ)來說,很多條件已經(jīng)具備,缺得就是如何實現(xiàn)智慧聯(lián)接。

差異:德美國工業(yè)4.0

①美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是想不斷提高生產(chǎn)力,為大幅度降低工業(yè)生產(chǎn)成本做鋪墊。而德國的工業(yè)4.0想提高柔性生產(chǎn),為大幅度減少人工成本發(fā)下基礎(chǔ)。

②美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以大數(shù)據(jù)、傳感器技術(shù)及人三者緊密結(jié)合,在關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域不斷升級。德國工業(yè)4.0盡力爭取新一代技術(shù)在國際市場的主導(dǎo)及供應(yīng),靈活運用互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)技術(shù)在采購、生產(chǎn)銷售等多環(huán)節(jié)發(fā)力。與傳統(tǒng)工業(yè)緊密結(jié)合,對其不斷改造不斷提高生產(chǎn)效率從而加快產(chǎn)業(yè)升級步伐。

③工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)注重人機網(wǎng)三大要素。而工業(yè)4.0注重的是智能工廠、智能生產(chǎn)、智能產(chǎn)品三大要素。

④工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及領(lǐng)域有航天、醫(yī)療、鐵路、天然氣、電力等核心行業(yè)。工業(yè)4.0涉及領(lǐng)域機械工程、電氣工程、計算機工程等工程的規(guī)劃、制造、運營及物流。

⑤工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的趨勢,制造業(yè)服務(wù)化、定制個性化、組織分散化、制造資源云化。工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢,制造業(yè)中任何參與者與資源實現(xiàn)高技術(shù)互動、智能產(chǎn)品有明確身份識別、個體客戶與產(chǎn)品實現(xiàn)一條龍服務(wù)、員工嚴格執(zhí)行智能制造業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準、不斷發(fā)展、提高網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

總結(jié)

工業(yè)化時代,行業(yè)標(biāo)準就是制空權(quán)。對于一片空白的領(lǐng)域,掌握了標(biāo)準也就制定了游戲規(guī)則,后來者只能疲于奔命地追趕。高端制造業(yè)是德國近現(xiàn)代長盛不衰的穩(wěn)固保障,在這個逆水行舟的時代,想要不被淘汰,就必須搶站制高點。

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