“工業(yè)4.0”是德國政府提出的一個高科技戰(zhàn)略計劃。該項目由德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟技術部聯合資助,投資預計達2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠,在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術基礎是網絡實體系統(tǒng)及物聯網.
德國所謂的“工業(yè)4.0”是指利用物聯信息系統(tǒng)(Cyber—Physical System簡稱CPS)將生產中的供應,制造,銷售信息數據化、智慧化,最后達到快速,有效,個人化的產品供應。
一、背景
“工業(yè)4.0” 研究項目由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助,在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術界和產業(yè)界的建議和推動下形成,并已上升為國家級戰(zhàn)略。德國政府提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,并在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出,其目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力,在新一輪工業(yè)革命中占領先機。 該戰(zhàn)略已經得到德國科研機構和產業(yè)界的廣泛認同,弗勞恩霍夫協(xié)會將在其下屬6-7個生產領域的研究所引入“工業(yè)4.0”概念,西門子公司已經開始將這一概念引入其工業(yè)軟件開發(fā)和生產控制系統(tǒng)。
二、內涵
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中,傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失,并會產生各種新的活動領域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變,產業(yè)鏈分工將被重組。
德國學術界和產業(yè)界認為,“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命,或革命性的生產方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System)相結合的手段,將制造業(yè)向智能化轉型。
“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題:“智能工廠”、“智能生產”和“智能物流”。
三、目標
德國制造業(yè)是世界上最具競爭力的制造業(yè)之一,在全球制造裝備領域擁有領頭羊的地位。這在很大程度上源于德國專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產品的科研和開發(fā),以及對復雜工業(yè)過程的管理。德國擁有強大的設備和車間制造工業(yè),在世界信息技術領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,這些因素共同奠定了德國在制造工程工業(yè)上的領軍地位。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)生產技術(即信息物理系統(tǒng))的供應國和主導市場,會使德國在繼續(xù)保持國內制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的全球競爭力。
四、挑戰(zhàn)
目前,“工業(yè)4.0”面臨如下幾項挑戰(zhàn):1.缺乏足夠的技能來加快第四次工業(yè)革命的進程;2.企業(yè)的IT部門有冗余的威脅;3.利益相關者普遍不愿意改變。
五、關鍵點
“工業(yè)4.0”有一個關鍵點,就是“原材料(物質)”=“信息”。準確來說,是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”,實現了“原材料(物質)”=“信息”,制造業(yè)終將成為信息產業(yè)的一部分,所以“工業(yè)4.0”將成為最后一次工業(yè)革命。
六、商業(yè)模式
商業(yè)模式對制造業(yè)來說至關重要。那么,在“工業(yè)4.0”時代,未來制造業(yè)的商業(yè)模式是什么?就是以解決顧客問題為主。所以說,未來制造企業(yè)將不僅僅進行硬件的銷售,而是通過提供售后服務和其他后續(xù)服務,來獲取更多的附加價值,這就是軟性制造。而帶有“信息”功能的系統(tǒng)成為硬件產品新的核心,意味著個性化需求、批量定制制造將成為潮流。制造業(yè)的企業(yè)家們要在制造過程中盡可能多的增加產品附加價值,拓展更多、更豐富的服務,提出更好、更完善的解決方案,滿足消費者的個性化需求,走軟性制造+個性化定制道路 。
七、發(fā)展現狀
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域。目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部,是一種特定應用設計的專用計算機系統(tǒng)。
有專家預計,不斷推廣的“工業(yè)4.0”將為德國的機械和電氣設備生產商以及中小企業(yè)帶來大量訂單。
八、標準制定
標準化的缺失實際上是德國“工業(yè)4.0”項目推行過程中所遭遇的另一個困難。設備不僅必須會說話,而且必須講同一種語言,即通向數據終端的“接口”。德國正致力成為這個標準的制定者和推廣者。德國總理默克爾認為,德國可成為“工業(yè)4.0”標準的推動者,并在歐洲甚至全球推行這些標準。
九、最新消息
目前,德中企業(yè)都在尋找合作伙伴,在創(chuàng)新方面還有更多合作空間。同時,中國還開展了一些與“工業(yè)4.0”相關的技術研究,德國企業(yè)對此亦感興趣,希望尋找合作機會。