什么是工业4.0

    日期:2017-09-01 / 人气: / 来源:未知

    工业4.0是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物莲。
    德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—Physical System简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。
    工业4.0已经进入中德合作新时代,中德双方签署的《中德合作行动纲要》中,有关工业4.0合作的内容共有4条,第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。双方认为,两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。
     
    工业4.0的时代背景

    工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。
    德国政府提出“工业4.0”战略,并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,其目的是为了提高德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机。 该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同,弗劳恩霍夫协会将在其下属6-7个生产领域的研究所引入工业4.0概念,西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统。
    自2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出以来,工业4.0迅速成为德国的另一个标签,并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。
     
    工业4.0的内涵

    “工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,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。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。
    “工业4.0为德国提供了一个机会,使其进一步巩固其作为生产制造基地、生产设备供应商和IT业务解决方案供应商的地位。”德国工程院院长孔翰宁(Henning Kagermann)教授如此评价工业4.0。
    德国学术界和产业界认为,“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智能化转型。
    “工业4.0”项目主要分为三大主题:
    一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;
    二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;
    三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。
     
    其为实现的目标

    德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一,在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发,以及对复杂工业过程的管理。德国拥有强大的设备和车间制造工业,在世界信息技术领域拥有很高的能力水平,在嵌入式系统和自动化工程方面也有很专业的技术,这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。通过工业4.0战略的实施,将使德国成为新一代工业生产技术(即信息物理系统)的供应国和主导市场,会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。在社会根本上,德国完善的民主法制和知识产权保护,是保障德国制造业健康发展的坚实后盾,更是降低社会生产成本、提升效率的真正利器。
     
    4.0工业的关键点

    工业4.0有一个关键点,就是“原材料(物质)”=“信息”。具体来讲,就是工厂内采购来的原材料,被“贴上”一个标签:这是给A客户生产的XX产品,XX项工艺中的原材料。准确来说,是智能工厂中使用了含有信息的“原材料”,实现了“原材料(物质)”=“信息”,制造业终将成为信息产业的一部分,所以工业4.0将成为最后一次工业革命。
     
    其商业模式

    商业模式对制造业来说至关重要。那么,在工业4.0时代,未来制造业的商业模式是什么?就是以解决顾客问题为主。所以说,未来制造企业将不仅仅进行硬件的销售,而是通过提供售后服务和其他后续服务,来获取更多的附加价值,这就是软性制造。而带有“信息”功能的系统成为硬件产品新的核心,意味着个性化需求、批量定制制造将成为潮流。制造业的企业家们要在制造过程中尽可能多的增加产品附加价值,拓展更多、更丰富的服务,提出更好、更完善的解决方案,满足消费者的个性化需求,走软性制造+个性化定制道路。
     
    工业联盟的现状

    工业自动化是德国得以启动工业4.0的重要前提之一,主要是在机械制造和电气工程领域。目前在德国和国际制造业中广泛采用的“嵌入式系统”,正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部,是一种特定应用设计的专用计算机系统。数据显示,这种“嵌入式系统”每年获得的市场效益高达200亿欧元,而这个数字到2020年将提升至400亿欧元。
    有专家预计,不断推广的工业4.0将为德国的西门子、通快(Trumpf)等机械和电气设备生产商,以及菲尼克斯电气(Phoenix Contact)、浩亭(Harting)以及魏德米勒(Weidmuller)等中小企业带来大量订单。
    工业4.0是德国人提出的概念,认为制造业未来只能通过智能化的生产创造价值,即制造本身是创造价值的。而美国则提出工业互联网,以通用电气(GE)为代表,注重通过机器互联、软件及大数据分析,提升生产效率,创造数字工业的未来。
    工业互联网生态系统的持续拓展基于Predix以及Predix.io两大基础。其中Predix是GE面向工业互联网的操作系统,而Predix.io支持第三方软件工程师在Predix上构建、部署并扩展工业互联网应用,并为此提供了安全可靠的开发环境。自从今年2月份Predix在美国推出以来,全球已有11000多名开发人员采用该平台进行应用开发。GE预计今年年底Predix在中国推出后会有更多开发者加入。[12]
    德国联邦贸易与投资署专家Jerome Hull在接受时代周报记者专访时表示,工业4.0是运用智能去创建更灵活的生产程序、支持制造业的革新以及更好地服务消费者,它代表着集中生产模式的转变。
    Jerome Hull介绍:所谓的系统应用、智能生产工艺和工业制造,并不是简单的一种生产过程,而是产品和机器的沟通交流,产品来告诉机器该怎么做。生产智能化在未来是可行的, 将工厂、产品和智能服务通联起来,将是全球在新的制造业时代一件非常正常的事情。
    工业4.0是涉及诸多不同企业、部门和领域,以不同速度发展的渐进性过程,跨行业、跨部门的协作成为必然。同样是在2013年汉诺威工业博览会上,由德国机械设备制造业联合会(VDMA)、德国电气和电子工业联合会(ZVEI)以及德国信息技术、通讯、新媒体协会(BITKOM)三个专业协会共同建立的工业4.0平台正式成立。
    4.0标准的制定
     
     

    作者:高高


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