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思考:德國思維下的工業4.0

2019-03-19 10:31:06來源:AI芯天下已被 97 人閱讀

內容摘要:談及德國工業4.0,自然想到德國制造業的強大。我們縱觀人類工業發展歷史,唯有制造業的強大,才能成就國家與民族的強盛。德國工業4.0出現后,工人由過去生產過程中的普通操作者,晉升為這一過程的管理者,更多地負責創意規劃管控和決策。它的核心理念:建設智能工廠,實現智能生產。
談及德國工業4.0,自然想到德國制造業的強大。我們縱觀人類工業發展歷史,唯有制造業的強大,才能成就國家與民族的強盛。德國工業4.0出現后,工人由過去生產過程中的普通操作者,晉升為這一過程的管理者,更多地負責創意規劃管控和決策。它的核心理念:建設智能工廠,實現智能生產。

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


本質:智能化、高效率、降能耗

工業4.0的未來發展前提條件是,深入實施數字化工程,人工智能的介入、機器人的大量使用會讓設計的智能化、工藝的智能化、試驗仿真的智能化、生產過程的智能化、保障的智能化成為現實。是大數據、云計算、移動互聯網時代背景下,對企業進行智能化、工業化相結合的改進升級。

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

起因:德國的危機意識

德國所謂的工業四代(Industry4.0)是指利用物聯信息系統(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。

2011年,德國率先提出“工業4.0”的概念,旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新,保持德國的國際競爭力。事實上,“工業4.0”概念體現出德國對美國的危機感和極高的競爭意識。

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

據目前德國工業4.0的發展勢頭看來,其“以信息物理系統為基礎的智能化生產”的核心概念正在被運用。物理設備逐漸具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自我管理的功能,虛擬網絡世界和現實物理世界的融合也正在逐步實現。這是一次巨大的產業革命,也是發展的必然趨勢。

思維:傳統制造業的跨越轉變

德國工業4.0強調在滿足高度定制化需求的同時,保持生產制造的高效率。中國智能制造概念更強調利用智能技術和網絡技術提升中國制造業的產品質量、技術水平和商業模式。中國應該在全球最大的制造業規模的基礎上,調整制造業產業結構,提升制造企業競爭力,實現向‘制造強國’的轉變。

制造業要向4.0跨越,除了要具備一定的產業基礎外,轉變思維模式也很重要。目前中國大部分企業仍使用以功能為導向的生產流程,從以功能為導向的思維模式轉變為以流程為導向,不要只關注制造流程,更要學會規劃整體流程。

目前制造業出現了很多新的產業業態、技術趨勢、商業模式,企業家需要樹立信息的資源觀,要把信息作為資產,是企業核心競爭力的來源。同時,企業也需要培養對客戶需求實施感知、快速反應、及時滿足的能力。

特色:工業品質的追求

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

德國工業4.0將從生產系統、物流整合、新型技術應用等不同方面去變革和創新。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。制造業涉及到方方面面,已不是傳統意義上的工業制造,而涉及到不同部門,需要多個行業跨合作。

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

模式:虛擬和現實相結合

工業自動化是德國得以啟動工業4.0的重要前提之一,主要是在機械制造和電氣工程領域。當前在德國和國際制造業中廣泛采用的“嵌入式系統”,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。數據顯示,這種“嵌入式系統”每年獲得的市場效益高達200億歐元,而這個數字到2020年將提升至400億歐元。

德國制造業是世界上最具競爭力的制造業之一,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新工業科技產品的科研和開發,以及對復雜工業過程的管理。

當德國定義工業4.0的時候,主要是關于兩點:首先是確定所有事情的活動邏輯,其次是構建網絡—實體系統,將虛擬和現實相結合。

德國擁有強大的設備和車間制造工業,在世界信息技術領域擁有很高的能力水平,在嵌入式系統和自動化工程方面也有很專業的技術,這些因素共同奠定了德國在制造工程工業上的領軍地位。通過工業4.0戰略的實施,將使德國成為新一代工業生產技術(即信息物理系統)的供應國和主導市場,會使德國在繼續保持國內制造業發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權保護,是保障德國制造業健康發展的堅實后盾,更是降低社會生產成本、提升效率的真正利器。

有著濃厚德國特色的工業4.0其實是個龐大工程。根據德國工業巨頭西門子公司官網的介紹,工業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,把設備、產品、原材料、軟件聯系在一起,使得產品和不同的生產設備能夠互聯互通并交換命令。

未來工廠能夠自行優化并控制生產過程。而根據業界進一步的設想,除了產品和機器的互聯外,工業4.0還將在未來實現工廠、消費者、產品、信息數據的互聯,最終實現萬物互聯,從而重構整個社會的生產方式。從德國的制造業基礎來說,很多條件已經具備,缺得就是如何實現智慧聯接。

差異:德美國工業4.0

①美國工業互聯網是想不斷提高生產力,為大幅度降低工業生產成本做鋪墊。而德國的工業4.0想提高柔性生產,為大幅度減少人工成本發下基礎。

②美國工業互聯網以大數據、傳感器技術及人三者緊密結合,在關鍵工業領域不斷升級。德國工業4.0盡力爭取新一代技術在國際市場的主導及供應,靈活運用互聯網和工業技術在采購、生產銷售等多環節發力。與傳統工業緊密結合,對其不斷改造不斷提高生產效率從而加快產業升級步伐。

③工業互聯網注重人機網三大要素。而工業4.0注重的是智能工廠、智能生產、智能產品三大要素。

④工業互聯網涉及領域有航天、醫療、鐵路、天然氣、電力等核心行業。工業4.0涉及領域機械工程、電氣工程、計算機工程等工程的規劃、制造、運營及物流。

⑤工業互聯網的趨勢,制造業服務化、定制個性化、組織分散化、制造資源云化。工業4.0的發展趨勢,制造業中任何參與者與資源實現高技術互動、智能產品有明確身份識別、個體客戶與產品實現一條龍服務、員工嚴格執行智能制造業生產標準、不斷發展、提高網絡基礎設施。

總結

工業化時代,行業標準就是制空權。對于一片空白的領域,掌握了標準也就制定了游戲規則,后來者只能疲于奔命地追趕。高端制造業是德國近現代長盛不衰的穩固保障,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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[責任編輯:wangmengbing]
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