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德國“工業(yè)4.0”對中國制造業(yè)的啟示

2025China.cn   2014年06月11日

  德國工業(yè)4.0這個概念在制造業(yè)中風(fēng)靡一時。這工業(yè)4.0簡單的說就是智能化制造。德國學(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)相結(jié)合的手段,將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

  “工業(yè)4.0”項目主要分為兩大主題,一是“智能工廠”,重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);二是“智能生產(chǎn)”,主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。

  通過實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,德國工業(yè)企業(yè)既可以滿足消費(fèi)者高度個性化的需求,也能夠?qū)ψ兓氖袌鲂枨蠛驮牧瞎?yīng)變動做出及時的反應(yīng)和調(diào)整。更重要的是,現(xiàn)代生產(chǎn)制造方式能夠?qū)T工從過去程序化的工作中進(jìn)一步解放出來,從而將更多的精力投入到更具創(chuàng)造性的工作中。

  回顧:工業(yè)4.0進(jìn)化歷程

  工業(yè)革命1.0:18世紀(jì)末期始于英國的第一次工業(yè)革命,19世紀(jì)中葉結(jié)束。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動,經(jīng)濟(jì)社會從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機(jī)械制造帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式。

  工業(yè)革命2.0:第二次工業(yè)領(lǐng)域大變革發(fā)生在20世紀(jì)初期,形成生產(chǎn)線生產(chǎn)的階段。通過零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離,開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。20世紀(jì)70年代以后,隨著電子工程和信息技術(shù)充實(shí)到工業(yè)過程之中,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的最優(yōu)化和自動化。

  工業(yè)革命3.0:第三次工業(yè)革命始于第二次工業(yè)革命過程中發(fā)生的生產(chǎn)過程高度自動化。自此,機(jī)械能夠逐步替代人類作業(yè)。

  工業(yè)革命4.0:未來10年,第四次工業(yè)革命將步入“分散化”生產(chǎn)的新時代。工業(yè)4.0通過決定生產(chǎn)制造過程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時管理。

  工業(yè)4..0信息物理融合技術(shù)

  通過通信網(wǎng)絡(luò),將工廠內(nèi)所有設(shè)備互聯(lián)的“智能工廠”就是其中最好的一個體現(xiàn)。德國制造業(yè)中的所有行業(yè)正在實(shí)施該項目有關(guān)的研究,并計劃為此投入2億歐元。智能工廠或者“工業(yè)4.0”,是從嵌入式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)(CPS)發(fā)展的技術(shù)進(jìn)化。作為未來第四次工業(yè)革命的代表,工業(yè)4.0不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等無縫連接的互聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展。

  工業(yè)4.0體現(xiàn)了生產(chǎn)模式從“集中型”到“分散型”的范式轉(zhuǎn)變,正是因?yàn)橛辛俗寕鹘y(tǒng)生產(chǎn)過程理論發(fā)生顛覆的技術(shù)進(jìn)步,這一切才成為可能。同時,分散型智能利用,代表了生產(chǎn)制造過程的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界之間的交互關(guān)系,在構(gòu)建智能物體網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。未來,工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械不再只是“加工”產(chǎn)品,取而代之的是,產(chǎn)品通過通信向機(jī)械傳達(dá)如何采取正確操作。

  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。德國擁有強(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(shí)施,將使德國成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)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。

  對于中國制造業(yè)的啟示

  當(dāng)前,作為“世界工廠”的中國,正受到雙重的挑戰(zhàn):發(fā)達(dá)國家正在進(jìn)行“再工業(yè)化”運(yùn)動,東盟國家、印度和拉美國家則擁有更低的勞動力和資源成本。在這樣的形勢之下,如何在保持增長的同時,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級,是中國制造業(yè)不得不思考的問題。

  中國制造業(yè)未來如何適應(yīng)市場的變化,有各種不同的意見。一種是強(qiáng)調(diào)更迅速、靈活地適應(yīng)市場,用“貿(mào)工技”的方法跟上時代,還有一種則是“技工貿(mào)”的方法。比如,同樣是家用電器,海爾走的是貿(mào)工技的路子,格力則是技工貿(mào)。

  “我們從德國的工業(yè)4.0概念得到的啟示是,格力這條路子也是可行的路子。我們和德國相比,研發(fā)投入不足。而格力強(qiáng)調(diào)核心技術(shù)在創(chuàng)新中所發(fā)揮的作用,這對于我們從制造業(yè)大國到強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變,是有意義的。因此,德國的工業(yè)4.0,可以作為兩化深度融合的一個可選的方向。”姜奇平說。

  同時,以工業(yè)4.0為代表的新一輪工業(yè)革命,也是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要契機(jī)。今年1月,中國工程院啟動并開展了《制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究》重大咨詢項目,提出了在2020年進(jìn)入制造強(qiáng)國行業(yè)的指導(dǎo)方針和優(yōu)先行動。有相關(guān)專家指出,新一輪的工業(yè)革命,對于當(dāng)今中國,尤其是對于中國的制造業(yè),既是極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),更是一個技術(shù)上趕超發(fā)展、結(jié)構(gòu)上加快升級的重大機(jī)遇。對此,必須高度重視、密切跟蹤、迎頭趕上。

  中國是制造大國,在走向工業(yè)強(qiáng)國的路上,應(yīng)該高度關(guān)注、借鑒以德國“工業(yè)4.0”項目計劃為代表的先進(jìn)理念與做法,未雨綢繆,及早制定戰(zhàn)略,采取行動,以確立后發(fā)優(yōu)勢。

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標(biāo)簽:中國制造業(yè) 智能化制造 人機(jī)互動 我要反饋 
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