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中国版工业4.0与德国工业4.0

供稿:中国工控网 2016/7/13 15:42:10

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对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。最终目标是整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。

 


从互联网发展到工业4.0

  为什么说工业4.0不是幻想,而是实实在在的呢?让我们回顾一下互联网和关键技术的发展:

   从互联网发明到现在20年的历程中,它已经给我们的生活带来了翻天覆地的变化,并通过侵袭各个行业逐步融入到我们的生活中。它最初侵袭的是娱乐传播产业,人类获得新闻以及娱乐的方式被完美颠覆,新闻和娱乐业被重构,战局已进入收官阶段;随后,以阿里巴巴和Amazon为代表的电子商务崛起,全面侵略零 售业,如今商场艰难,这个战局可谓大势已定;近年,互联网已经广泛融入金融行业,新的金融模式和手段出现例如余额宝、手机支付和P2P等暗袭一波又一波来 临,目前这个战场进入中盘,双方鏖战正急。纵观目前互联网的发展,可以看到一个非常有意思的事情,在这层层推进的各个战场中,互联网基本都游走在虚的服务领域,对于通常说的实的经济,也就是制造业,却影响甚微。中国很多制造业依然置身事外,隔岸观火,他们埋头苦干,做出口订单,除了升级改造流水线,加入全 球生产的分工体系之外,所有那些互联网颠覆各类产业的故事,都如另一个世界的传说。

  移动互联网、大数据、云计算、社会媒体和内存数据库 技术的到来无疑快速推动了实体和虚拟世界的结合,这些技术的发展为改变产品销售方式,提高增值服务和商业模式创新提供了空前的可能。今天,传感器的成本和互联网的连接成本已大幅度降低,而带宽的飞速发展实现了基本的网络全覆盖。随着技术的进步例如云计算与大数据,各种商业标准软件实施费用得以大幅下降。此 外,智能手机提供了随时随地和互联网链接的可能以及良好的用户体验。以SAPHANA为代表的新数据库技术(例如列存储,内存计算)产生给智能工业带来了 无尽的想象空间。因此,工业4.0时代已经悄然到来,它的潮流来势迅猛。

  这个新时代的变局虽然刚刚开始,但意义重大。这是继工业1.0 机器代替人工时代、工业2.0的流水线时代、到工业3.0高度自动化时代,又一个新纪元的开始。从互联网发展的角度看,是互联网从虚的服务业大规模进入实 的制造业的开始,也即CPS(虚拟网和实体工业的融合体系)体系的实现。未来的制造业,将与服务产业一样,建立在互联网这一共同的底盘之上,人与人、人与机器、机器与机器之间将对话协同,工厂生产由高度自动化转向智能生产。由此,也可以说4.0之后,从此整个社会都将变得智能工厂变成智能工厂,家居变成智能家居。智能物流,智能电网,智能穿戴,智能城市,智能汽车,智能医疗将成为我们生活的重要组成部分。

  从全球角度来看,发达国家善于利 用技术趋势推动和开发物联网,例如德国和美国已经制定了未来工业发展战略。美国制定了未来制造计划,而德国提出了工业4.0的战略。实际应用方面,物联网 应用在过去几年稳定发展,主要表现在M2M(MachinetoMachine,机器对机器)方面:M2M已经逐步在工业链方面得到应用。到2013年 底,M2M设备已经达到195万,428个移动运营商已经提供M2M服务。

  在中国,物联网的发展处在初始阶段。尽管中国各个地区对物联 网有一些试点探索和示范项目例如智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、工业自动化、智能农业和卫生保健解决方案,但是和美国以及德国相比,中国仍有很大的差距。但是中国制定的两化融合信息化和工业化高层次的深度结合为工业4.0打下了扎实的基础。

 

中国两化融合和工业4.0的比较

  中国的两化融合和工业4.0有相同之处,也有主要区别。这两个战略都强调信息技术广泛应用到整个产品价值链以及业务价值链上,同时也强调信息技术应该成为工业的支柱。

  具体而言,两化融合主要聚焦:

  工业技术和信息技术的整合:是指企业利用工业技术和信息技术的有效整合加快新技术的出现和刺激技术创新整合。例如,通过整合汽车制造技术和电子技术而衍生出的汽车电子技术以及一体化工业控制技术。

  产品整合:是指电子信息技术或电子元件以嵌入方式包含在产品中。例如,传统机床和数控系统整合后出现数控机床;智能技术应用到传统家电开发而产生智能家电,从而使这些产品通过信息技术含量的增加大大提高附加值。

  业务集成:是指将信息技术应用到所有业务,包括创新、制造、经营管理和市场营销,从而促使和刺激企业创新,提高企业管理。例如,信息技术的应用提高生产的自动化、智能化和企业生产效率。此外,通过网络营销这一新的营销渠道可以接触到更多的目标客户,显著降低营销成本。

  促进新兴产业:是指通过信息化与工业化的结合产生的新的行业,例如工业电子技术、工业软件和工业信息服务等。

  而德国工业4.0主要强调:

  价值链的横向整合:以CPS的实施为基础,通过对价值链的横向整合产生新的价值链和商业模式的创新;

  端到端的生产流程:以价值链为导向实现端到端的生产流程,实现数字世界和实体世界的有效整合,使产品价值链,不同公司,以及客户需求融合到一起;

  纵向整合:实现纵向的有效整合,建立有效的纵向的生产体系。

   从这个比较可以看出,德国工业4.0更多推动在现有高端水平上的纵向、横向以及端到端的全方位的整合,包括公司内部、公司和公司之间以及公司和客户之间。而中国的两化融合更多的是促进信息技术在工业方面的应用,主要关注公司内部的信息化的提高和应用。因此可以认为两化融合是工业4.0实现的基础。在信息技术应用比较好的行业,可以适当快速推动工业4.0,占领高地,走在世界的前列。

 

中国版工业4.0的五大特点

  互联:互联工业4.0的核心是连接,要把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。

  数据:工业4.0连接和产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据。

  集成:工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式中端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。通过这个智能网络,使人与人/人与机器、机器与机器、以及服务与服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。

  创新:工业4.0的实施过程是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不穷,从技术创新到产品创新,到模式创新,再到液态创新,最后到组织创新。

  转型:对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。实际上整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。这是工业4.0一个非常重要的特征。

 


审核编辑(郑益文)
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