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解读工业4.0对中国工业转型升级的启示录

2015-01-26 13:11:58 点击: 来自:企划部

    德国工业4.0战略为我们展现了一幅全新的工业蓝图,深入分 析其愿景与要点,可以洞察德国提出工业4.0的目的与战略意图。在新的发展背景下,将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来,把两化深度融合 作为主线,为推动工业转型升级注入新的动力,从而在向工业化迈进的过程中占得先机,这是4.0战略对我国推进工业转型升级的重要启示。
     “工业4.0”的概念源于2011年德国汉诺威工业博览会,其初衷是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平。在德国工程院、弗劳恩霍夫 协会、西门子公司等学术界和产业界的大力推动下,德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未 来项目中,计划投入2亿欧元资金,支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。随后,德国机械及制造商协会(VDMA)等设立了“工业4.0平台”,德国 电气电子和信息技术协会发表了德国个工业4.0标准化路线图。
     德国政府认为,尽管德国拥有强大的机械和装备制造业,但中国对德国工业构成了竞争威胁,美国也在通过各种计划促进先进制造业发展,因此,制定“工业4.0”战略的目的就是为了“确保德国制造的未来”。当前,正值我国大力推动两化深度融合、促进工业转型升级的关键时期,德国推行“工业4.0” 战略的理念、内容和做法等诸多方面,都值得我们认真关注、学习并给出积回应。


战略愿景与要点
     与美国流行的第三次工业革命的说法不同,德国将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段,即工业4.0的进化历程。
     工业1.0。18世纪60年代至19世纪中期,通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。
     工业2.0。19世纪后半期至20世纪初,在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。这次工业革命,通过零部件生产与产品装配的成功分离,开创了产品批量生产的新模式。
     工业3.0。始于20世纪70年代并一直延续到现在,电子与信息技术的广泛应用,使得制造过程不断实现自动化,可称为工业3.0。自此,机器能够逐步替代人类作业,不仅接管了相当比例的“体力劳动”,还接管了一些“脑力劳动”。
     工业4.0。德国学术界和产业界认为,未来10年,基于信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)的智能化,将使 人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。产品全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的模块集成,将形成一个高度灵活、个性化、数字化的 产品与服务的生产模式。
“工业4.0”为我们展现了一幅全新的工业蓝图:在一个“智能、网络化的世界”里,物联网和务联网(服务互联网技术)将渗透到所有的关键领域,创造新价值的过程逐步发生改变,产业链分工将重组,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。
     先,工业4.0将使得工业生产过程更加灵活、坚强。这将使得动态的、适时化的和自我组织的价值链成为现实,并带来诸如成本、可利用性和 资源消耗等不同标准的最化选择。包括在制造领域的所有因素和资源间形成全新的循环网络、智能产品独特的可识别性、个性化产品定制以及高度灵活的工作环境 等。
     其次,工业4.0将发展出全新的商业模式和合作模式。这些模式将力争确保潜在的商业利润在整个价值链所有利益相关人之间公平地共享,包括那 些新进入的利益相关人。同时,工业4.0“网络化制造”、“自我组织适应性强的物流”和“集成客户的制造工程”等特征,也使得它追求新的商业模式以率先满 足动态的商业网络而非单个公司,这将引发一系列诸如融资、发展、可靠性、风险、责任和知识产权以及技术安全等问题。


     再次,工业4.0将带来工作方式和环境的全新变化。全新的协作工作方式使得工作可以脱离工厂,通过虚拟的、移动的方式开展。员工将拥有高度 的管理自主权,可以更加积地投入和调节自己的工作。同时,随着工作环境和工作方式的巨大改变,可以大幅度提升老年人和妇女的就业比例,确保人口结构的变化不会影响当前的生活水平。
     最后,工业4.0将促进形成全新的信息物理系统平台。全新的信息物理系统平台能够联系到所有参与的人员、物体和系统,将提供全面、快捷、安全可靠的服务和应用业务流程,支持移动终设备和业务网络中的协同制造、服务、分析和预测流程等。
    德国“工业4.0”是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等联合发起的,工作组成员也是由产学研用 多方代表组成的。因此,“工业4.0”战略一经提出,很快得到了学术界、产业界的积响应。事实上,政府支持产学研合作的动机不单纯来自于市场考量,通过 产学研合作创新促进竞争往往成为发达国家重要的战略意图。我国应该充分吸收和借鉴发达国家产学研用联合模式,一方面,针对不同类型自发的产学研合作网络或 产业研发联盟,政府要通过引导和支持的方式促进其发展;另一方面,选择几个重点行业和关键技术领域进行试点,以行业骨干企业为龙头,联合科研实力雄厚的大 学和科研机构,组建多种形式的产学研研发联盟,充分调动各方资源和力量,共同推进技术研发和应用推广。
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