学习：什么是工业革命4.0

显示全部楼层 · 2022-1-16 06:04:17

人们试着在脑中勾勒出这样的画面：工厂里，人、机器和资源如同在社交网络里一样沟通协作。产品能理解制造的细节以及自己将被如何使用。同时，它们能协助生产过程，回答诸如“我是什么时候被制造的”、“哪组参数应该被用来处理我”、“我应该被传送到哪”等问题。工厂拥有智能移动、智能物流和智能系统网络，从生产到最后的产品回收服务都能实时监控。可以说，未来，一切都是智能的。
这正是工业4.0描绘的工业愿景
“工业4.0”概念源于2011年的汉诺威工业博览会，最初想法只是通过物联网等媒介来提高德国制造业水平。2013年汉诺威工业博览会上，由“产官学”组成的德国“工业4.0工作组”发表了《德国工业4.0战略计划实施建议》，称物联网和制造业服务化宣告着第四次工业革命到来。
工业4.0是网络化生产
作为制造业强国，德国提出工业4.0的初衷是什么？
《德国工业4.0战略计划实施建议》的起草者之一，德国信息技术、通信、新媒体协会工业4.0部部长东斯特表示，这是因为在制造工程领域，全球竞争愈演愈烈，德国不是惟一认识到要在制造行业引入物联网和服务网的国家，“不仅仅亚洲对德国工业构成竞争威胁，美国也正在采取措施，通过各种计划来应对‘去工业化’，促成‘先进制造业’的发展”。
“我们的工作在2011年就已经开始了。”《德国工业4.0战略计划实施建议》的另一位起草者、德国机械设备制造业联合会工业4.0部门负责人雷曼表示，“当时，由德国工程院和德国政府提出这项工作，我们3家协会是德国工业4.0里涉及的部门。工业4.0的愿景，正是希望通过通信技术、机械制造和电气等行业来改变工业。”
那么，工业4.0究竟是什么？工业1.0主要是机器制造，机械化生产；工业2.0是流水线，批量生产，标准化；工业3.0是高度自动化，无人化（少人化）生产；而工业4.0是网络化生产，虚实融合。
关于工业4.0，《德国工业4.0战略计划实施建议》有详细描述：在一个“智能、网络化的世界”里，物联网和服务网将渗透到所有的关键领域。智能电网将能源供应领域、可持续移动通信战略领域（智能移动、智能物流）以及医疗智能健康领域融合。在整个制造领域中，信息化、自动化、数字化贯穿整个产品生命周期、端到端工程、横向集成（协调各部门间的关系），成为工业化第四阶段的引领者，即“工业4.0”。
在东斯特看来，工业4.0是一个愿景，或是一盏指路明灯，代表的是第四次工业革命，是产品生命周期中整个组织、管理的飞跃。“这样的生命周期以不断增加个体消费需求为导向。它横跨产品最初的设计、生产、发展、配送，再到最后的回收，并包括所有相关服务”。
东斯特介绍，实时网络提供的所有相关信息、价值链的各个部分以及随时获得最优价值的能力，是工业4.0的基础。也就是说，工业4.0想要打造的是整个产品生产链的实时监控，产品配套服务设施之间的合作。这一切的起点，只需要个体消费者的一个需求。
“未来，工厂的生产是可以做到单件设计盈利的。”雷曼表示。
从第一次工业革命到现在，过去150多年的工业历程中，人类一直追求的是，投入更少的工作，产出更多的产品。未来，这一原则依旧不会改变。根据德国工业4.0的描述，智能工厂中，自动化机器将成为生产重点。那么，德国工业4.0是否意味着未来将不再需要投入更多的人力？
“工业4.0并不旨在创造减少劳动力的工厂，其将创造更多新的工作，特别是在服务和软件行业。”东斯特表示，跨领域的知识将对未来产品的设计、运行和生产起到重要作用，“熟练的工人和拥有跨领域背景的劳动力是我们所急需的”。
政企联动的德国模式
德国工业4.0是一个既庞大又有野心的计划。在这个计划中，政府、企业、各类组织各司其职，互相联动。
东斯特透露：“德国工业4.0的愿景将由商业先锋和企业来推行，但它所产生的经济影响要求德国政府在教育、研究、基础设施和法律法规等方面提出政策。”
在雷曼看来，工业4.0更多是工业、研究中心和高科技公司在推动，“我们现在的任务是让更多的公司加入我们。工业4.0是一份长久计划，需要花很长时间。目前，我们没有已完成多少的说法。但确实有德国企业，像Festo、Harting、Weidm ller、BoschRexroth、Trumpf等公司已经朝这个计划行动”。
也许，大企业行动起来比较容易，他们有雄厚的资金，在工业革命过程中拥有发言权，但要带动小型制造业向数字化发展，则面临标准、管理、生产能力等问题。因此，如何解决小企业面临的问题，是工业4.0未来的重点。
目前，德国正在准备把中小企业的互动融入大企业，使其能够享受到数字化影响。传动与控制公司博世力士乐相关人士介绍，他们现在的主要工作就包括中小企业咨询，介绍和推广德国工业4.0，“让大企业参与很容易，他们很多本身就是德国工业4.0的编写和推进者。中小企业要改变则会比较困难”。
有了核心概念以及推广的组织和路径，在工业4.0的框架下，未来德国工业将采取双重战略。
根据工业4.0计划，德国的装备制造业会不断将信息和通信技术集成到传统工业上，维持其全球市场领导地位，以便成为智能制造技术的主要供应商。与此同时，德国还将为信息物理系统（CPS）技术和产品，建立、培育新的主导市场。所谓CPS，即通过3C技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、信息服务和动态控制。
东斯特表示：“德国传统工业的核心架构以及它在国际上的卓越地位，能够和互联网科技结合。互联网通信技术、自动化和生产技术在德国工业4.0的框架下，能比以前更好地结合。现在，数字化浪潮将改变德国传统的工业。德国希望在这股互联网浪潮中扮演主要的角色。”
德国工业4.0除了在德国受到重视，中国也对其非常感兴趣。
事实上，国际金融危机后，中国制造业在全球范围内的竞争力下降。如何将“中国制造”转变为“中国创造”，提升全球竞争力，成为中国政府、企业的首要任务。除了制定中国制造业未来10年的顶层规划和路线图“中国制造2025”外，中国也在向德国工业4.0靠拢。