“工業(yè)4.0”是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng).
德國(guó)所謂的“工業(yè)4.0”是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—Physical System簡(jiǎn)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(dá)到快速，有效，個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。
一、背景
“工業(yè)4.0” 研究項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助，在德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門(mén)子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下形成，并已上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略。德國(guó)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(huì)上正式推出，其目的是為了提高德國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。 該戰(zhàn)略已經(jīng)得到德國(guó)科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)同，弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)將在其下屬6-7個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究所引入“工業(yè)4.0”概念，西門(mén)子公司已經(jīng)開(kāi)始將這一概念引入其工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)。
二、內(nèi)涵
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價(jià)值的過(guò)程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。
德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為三大主題：“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”和“智能物流”。
三、目標(biāo)
德國(guó)制造業(yè)是世界上最具競(jìng)爭(zhēng)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(guó)專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開(kāi)發(fā)，以及對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的管理。德國(guó)擁有強(qiáng)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(dòng)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(guó)在制造工程工業(yè)上的領(lǐng)軍地位。通過(guò)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實(shí)施，將使德國(guó)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(guó)和主導(dǎo)市場(chǎng)，會(huì)使德國(guó)在繼續(xù)保持國(guó)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的全球競(jìng)爭(zhēng)力。
四、挑戰(zhàn)
目前，“工業(yè)4.0”面臨如下幾項(xiàng)挑戰(zhàn)：1.缺乏足夠的技能來(lái)加快第四次工業(yè)革命的進(jìn)程;2.企業(yè)的IT部門(mén)有冗余的威脅;3.利益相關(guān)者普遍不愿意改變。
五、關(guān)鍵點(diǎn)
“工業(yè)4.0”有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是“原材料(物質(zhì))”=“信息”。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”，實(shí)現(xiàn)了“原材料(物質(zhì))”=“信息”，制造業(yè)終將成為信息產(chǎn)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(duì)制造業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。那么，在“工業(yè)4.0”時(shí)代，未來(lái)制造業(yè)的商業(yè)模式是什么?就是以解決顧客問(wèn)題為主。所以說(shuō)，未來(lái)制造企業(yè)將不僅僅進(jìn)行硬件的銷售，而是通過(guò)提供售后服務(wù)和其他后續(xù)服務(wù)，來(lái)獲取更多的附加價(jià)值，這就是軟性制造。而帶有“信息”功能的系統(tǒng)成為硬件產(chǎn)品新的核心，意味著個(gè)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(guò)程中盡可能多的增加產(chǎn)品附加價(jià)值，拓展更多、更豐富的服務(wù)，提出更好、更完善的解決方案，滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求，走軟性制造+個(gè)性化定制道路 。
七、發(fā)展現(xiàn)狀
工業(yè)自動(dòng)化是德國(guó)得以啟動(dòng)“工業(yè)4.0”的重要前提之一，主要是在機(jī)械制造和電氣工程領(lǐng)域。目前在德國(guó)和國(guó)際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”，正是將機(jī)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(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
有專家預(yù)計(jì)，不斷推廣的“工業(yè)4.0”將為德國(guó)的機(jī)械和電氣設(shè)備生產(chǎn)商以及中小企業(yè)帶來(lái)大量訂單。
八、標(biāo)準(zhǔn)制定
標(biāo)準(zhǔn)化的缺失實(shí)際上是德國(guó)“工業(yè)4.0”項(xiàng)目推行過(guò)程中所遭遇的另一個(gè)困難。設(shè)備不僅必須會(huì)說(shuō)話，而且必須講同一種語(yǔ)言，即通向數(shù)據(jù)終端的“接口”。德國(guó)正致力成為這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推廣者。德國(guó)總理默克爾認(rèn)為，德國(guó)可成為“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)者，并在歐洲甚至全球推行這些標(biāo)準(zhǔn)。
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(shí)，中國(guó)還開(kāi)展了一些與“工業(yè)4.0”相關(guān)的技術(shù)研究，德國(guó)企業(yè)對(duì)此亦感興趣，希望尋找合作機(jī)會(huì)。
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