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工業4.0的中國機會

     

     《經濟學人》雜志提出,第三次工業革命的核心技術是制造業數字化。美國《連線》雜志前主編、《創客》一書的作者克里斯·安德森認為,將互聯網和制造業結合,實現創客運動,將掀起新一輪工業革命。德國則將這場變革視為繼機械化、電氣化和信息技術之后,工業化的第四個階段,因此將之命名為工業4.0。

    實體物理世界與虛擬網絡世界的相互融合,意味著有工業化以來,第一次有可能將資源、信息、物品和人進行互聯。一場國際金融危機,讓實體經濟的重要性得以凸顯。美國、德國、英國等發達國家紛紛提出以重振制造業為核心的再工業化戰略。不過,發達國家的再工業化并非簡單回歸,而是以信息網絡技術、數字化制造技術應用為重點,旨在依靠科技創新,搶占制造業新的制高點。

  上述信息技術與制造業深入融合的浪潮,被視為一場新的工業革命。不過,各方對這場革命的理解不盡相同!督洕鷮W人》雜志提出,第三次工業革命的核心技術是制造業數字化。美國《連線》雜志前主編、《創客》一書的作者克里斯·安德森認為,將互聯網和制造業結合,實現創客運動,將掀起新一輪工業革命。德國則將這場變革視為繼機械化、電氣化和信息技術之后,工業化的第四個階段,因此將之命名為工業4.0”。

  上個月,西門子股份公司工業業務領域首席執行官魯思沃帶隊走進中國工程院,將德國工業4.0理論與實踐在此宣講。相關專家近日接受記者采訪時表示,德國的工業4.0概念與我國強調的工業化和信息化深度融合的理念不謀而合,將給中國帶來啟示和借鑒!

  新革命

  工業4.0概念在今年4月舉行的漢諾威工業博覽會上被提出。10月以來,德國老牌制造企業西門子相繼在中國工程院舉辦的交流會議及2013中國國際工業博覽會上對這一概念進行了闡釋,工業4.0概念也由此吸引了更多人的興趣和關注。

  對于工業4.0的革命性意義,西門子(中國)有限公司執行副總裁兼工業業務領域總裁吳和樂在接受《中國科學報》記者采訪時指出,在過去的30年左右的時間里,功能強大的、自主的微型計算機(嵌入式系統)越來越多地相互間或與互聯網以無線方式互聯,促使實體物理世界與虛擬網絡世界相互融合。

  這意味著有工業化以來,第一次有可能將資源、信息、物品和人進行互聯。在制造領域,這種技術的漸進性進步被描述為工業4.0。吳和樂說。

  根據德國電子電氣工業協會的預測,工業4.0將使工業生產效率提高30%。

  在今年10月由中國工程院和國資委舉辦的一次交流會議上,魯思沃介紹稱,工業4.0的基礎是分布式、自發式的生產流程,與大規模、單一部件生產的日益趨同。產品、運輸方式或工具構成了信息物理融合系統(CPS)。這些互聯互通的智能體,通過基于互聯網的技術進行通信,自行決定可行的最佳生產路徑。

  未來制造業的支柱就是我們目前正在經歷的工業范式的轉變:真實制造與數字化虛擬制造的融合。魯思沃說。

  據了解,在德國,工業4.0的發展得到了政府的大力支持,作為德國高科技戰略的一部分,德國政府對該項目的投資高達2億歐元。

  如何實現

  據了解,工業4.0主要分為兩大主題,一個是智能工廠,重點研究智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現。第二個是智能生產,主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。

  吳和樂告訴記者,在工業4.0的具體實踐中,如何以集成的方式,將虛擬世界和真實世界更加緊密地聯系起來,是應該關注的重點。

  以汽車生產為例。在過去,如果想生產一輛汽車,我們需要經歷五個階段:設計汽車的模型,規劃何時何處生產零件以及組裝零件,告訴機器我們的規劃,開動機器生產汽車,以及保證機器在生產過程中沒有錯誤和故障。

  汽車的生產非常好地詮釋了生產周期所需要的五個步驟:產品設計、生產規劃、生產流程、生產執行和服務。吳和樂說。

  在傳統的生產中,這些階段是按順序進行的。前一階段結束了,下一個階段才開始。同時,我們試圖提高的是每個階段的生產力。

  而在吳和樂看來,在每個階段做到最優,并不代表整個生產過程能夠有最大的產出。因此,我們需要用整體的眼光看待生產。只有將各個階段集成,我們才能達到生產的最大優化。吳和樂說。

  正是秉承著集成的理念,西門子為制造企業提供了數字化企業平臺解決方案。通過該方案,制造企業可以實現從產品設計、生產規劃、生產工程到生產執行和服務的全生命周期的高效運行,以最小的資源消耗獲取最高的生產效率!

  此外,有對工業4.0持懷疑態度的人士聲稱,無人化生產將令廠房空無一人,并由此給社會帶來負面影響。但在魯思沃看來,實際情況恰恰相反。他在上述交流會議中強調,在工業4.0中,人的作用將更為重要!

  在制造業的創新領域,例如產品設計和生產規劃階段,人的聰明才智仍是不可或缺的。同樣,在操作層面,人類還將繼續發揮核心作用。他們將不再從事體力勞動,而主要從事創新設計、控制和檢測等工作。魯思沃說。

  中國啟示

  當前,作為世界工廠的中國,正受到雙重的挑戰:發達國家正在進行再工業化運動,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,促進產業升級,是中國制造業不得不思考的問題。

  201395日,工信部針對當前制約工業轉型升級的突出矛盾和問題,制定了《信息化和工業化深度融合專項行動計劃(2013-2018年)》。

  何謂兩化的深度融合?我們從德國提出的工業4.0概念中,是可以得到一些啟示的。中國社科院信息化研究中心秘書長姜奇平對記者說。他進一步解釋說,中國制造業未來如何適應市場的變化,有各種不同的意見。一種是強調更迅速、靈活地適應市場,用貿工技的方法跟上時代,還有一種則是技工貿的方法。比如,同樣是家用電器,海爾走的是貿工技的路子,格力則是技工貿。

  我們從德國的工業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,研發投入不足。而格力強調核心技術在創新中所發揮的作用,這對于我們從制造業大國到強國的轉變,是有意義的。因此,德國的工業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4.0為代表的新一輪工業革命,也是中國制造業轉型升級的重要契機。今年1月,中國工程院啟動并開展了《制造強國戰略研究》重大咨詢項目,提出了在2020年進入制造強國行業的指導方針和優先行動。相關專家指出,新一輪的工業革命,對于當今中國,尤其是對于中國的制造業,既是極為嚴峻的挑戰,更是一個技術上趕超發展、結構上加快升級的重大機遇。對此,必須高度重視、密切跟蹤、迎頭趕上。

  鏈接

  歷史上的工業革命

  第一次工業革命于18世紀60年代發生在英國,這次工業革命以蒸汽機作為動力機被廣泛使用為標志,它徹底改變了產品的生產方式,開創了以機器代替手工勞動的時代。

  到了19世紀上半葉,機器本身也使用機器來生產,標志著工業革命的完成。繼英國之后,法國、美國等國家也相繼進行了第一次工業革命。

  第二次工業革命始于20世紀之交,這次工業革命在勞動分工的基礎上,采用電力驅動產品的大規模生產,從而將人類帶入了大批量生產的電氣時代。

  20世紀70年代初,第三次工業革命取代了第二次工業革命,并延續到現在。第三次工業革命引入了電子和信息技術,從而使制造過程不斷實現自動化,機器不僅接管了相當比例的體力勞動,而且還接管了一些腦力勞動。

  而隨著信息技術、互聯網和物聯網技術的發展,實體物理世界與虛擬網絡世界走向融合,人們通過信息物理融合系統(CPS),將資源、信息、物品和人進行互聯,建立高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。這種技術的漸進性進步被描述為工業化的第四個階段,即工業4.0。在工業4.0時代,傳統的行業界限將消失,并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變,產業鏈分工將被重組。

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