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应对中国竞争,德国布局“工业4.0”

           

2013年12月19日,德国电气电子和信息技术协会发布德国“工业4.0”标准化路线图。德国“工业4.0”是德国政府确定的面向2020年的国家战略,在2013年4月的汉诺威工业博览会上首次发布《实施“工业4.0”战略建议书》(以下简称“建议书”)。

建议书坦言,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竞争威胁,美国也在通过各种计划,促进先进制造业发展。德国制定工业4.0战略的目的,就是为了“确保德国制造的未来”。

德国工业4.0

德国制定工业4.0战略,是为了“确保德国制造的未来”

与美国流行的第三次工业革命的说法不同,建议书将18 世纪引入机械制造设备定义为工业1.0,20世纪初的电气化为2.0,始于20世纪70年代的信息化定义为3.0。鉴于技术正将实体物理世界和虚拟网络世 界融合,建议书称,在制造领域,这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络——实体物理系统(Cyber-Physical System,CPS)”可以被定义为工业4.0。CPS包括智能机器、存储系统和生产设施,从入厂到出厂,整合整个制造和物流过程,实现数字化和基于信 息技术的端对端集成。

建议书指出工业4.0的诸多潜力。在生产能力上,工业4.0将确保仅一次性生产,且产量很低时的获利能力,确保工艺流程的灵活性和资源利用率。另一方面,工业4.0将使人的工作生涯更长,工作与生活更加平衡,高工资时产业仍有强大竞争力。

建议书提出,为了将德国向工业4.0升级,需要采取双重战略。一方面德国要成为工业4.0智能技术的全球领导性供应商;另一方面,德国需要为CPS技术和产品培育新的市场。配合双重战略,建议书提出需要在标准化和参考架构、管理复杂系统、监管框架等8个关键领域采取行动。

建议书还列举了若干工业4.0在现实中的一些案例。

当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能耗占总能耗的12%。工业4.0之下,采用“网络唤醒模式”,可大幅减少间歇期能耗。

当前产品设计已被高度固化,客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业4.0之下,设计、生产均具有高度的灵活性,可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置,以较低的成本满足客户需求,实现产量很低仍能获利的一次性生产,为客户生产该款雨刷器。

当前汽车生产线也是高度静态配置,不可能将同一厂商不同产品组的部件相互置换。比如,客户不能将同是大众品牌下的保时捷的坐椅用于大众其它车型。工业4.0之下,将形成动态生产线,实现车辆的混装并确保匹配。

在工业4.0之下,生产系统将如同“社会机器”,以类似于社交网络的方式运转,自动连接到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过集成的知识平台,通过移动设备更有效地进行传统的远程维护服务。

德国工业4.0可以看做是对中国制造、中国两化融合、两化深度融合、战略性新兴产业与产业转型升级的极其严肃的回应。以“日耳曼彻底性”著称的德国式严谨态度,德国工业4.0绝对不可以小觑。我国的学界、政界、产业界都应该认真关注,学习并给出中国的回应。

(本文载于《计算机世界》2014年第1期)

           


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