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由工业4.0悟两化深度融合
发布时间:2014-09-17    信息来源:中国航天报

近期,由德国的乌尔里希·森德勒主编、邓敏和李现民翻译的《工业4.0:即将来袭的第四次工业革命》(简称《工业4.0》)受到我国政府、产业界以及学术界的广泛关注。这本书的作者中既有虚拟产品开发和计算机科学界的专家代表,也有自动化工业、电子、中型机械工程、汽车业等各行业的代表,他们从不同具有代表性的角度表达了对工业4.0的独特看法。那么,究竟什么是工业4.0?这一由德国人提出的新概念对中国制造业有着怎样的借鉴意义?笔者对专家及业内人士的观点进行了整理、归纳,在他们的阐述里,一个生动的“工业4.0”的世界正向我们走来。

什么是工业4.0?

按照《工业4.0》一书的描述,“工业4.0”是德国提出的继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术之后,以信息化物理融合系统为基础,以生产高度数字化、网络化及其自组织为标志的第四次工业革命,旨在保持德国在制造业的优势地位。它描绘了制造业的未来愿景:在“智能、网络化的世界”里,物联网和务联网将渗透到所有的关键领域,在接到订单后,工厂将立即自动地向原材料供应商采购原材料。原材料到货后将被赋予数据,带有信息的原材料将拥有自己的用途和目的地,一旦被错误配送或者数量不合适,它将与生产设备“对话”返回正确生产线或与订单系统“交涉”调整原材料数量。工厂的产品也将保存着制造路径流程信息。

乌尔里希·森德勒在本书第一章“工业4.0:通过系统生命周期管理控制工业的复杂性”中指出,产品乃至系统无限增加的复杂性成为近几十年来技术开发面临的最大挑战,工业界只有使自己的能力、方法、过程以及商业模式成功地适应网络化的、由软件操控的系统才能获得发展优势。因此,工业4.0将是一次根本性变革,正如格哈德·鲍姆所说,实现变革的前提是技术创新,包括移动计算、社会化媒体、物联网、大数据、分析和优化/预测以及这五种技术创新的融合,而它的成功实现则取决于整个企业、工业和经济区位的转型。在这个过程中,传统的行业界限将消失,并产生新的活动领域和合作形式。

工业4.0时代是一个高度依赖软件系统的智能生产时代。鲁思沃在“软件:工业的未来”一章中强调,企业需要一个全新的软件系统并覆盖整个产品生命周期。因此,工业4.0的核心是构建物理信息融合系统,通过物联网和互联网实现物与物、机器与机器、机器与人的数据信息交流、交互,建立智能工厂,实现智能生产。在这个过程中,工业软件使得制造业中虚拟与现实的交互性不断加强,功能性工业软件的智能化应用和研发将成为影响制造业和过程工业发展的一个决定性因素。曼弗雷德·布罗伊在书中进一步补充,建立一个全面的系统生命周期管理方法的关键在于系统工具模型的开发,这种系统工具模型必须包含系统的所有主要数据,并以特殊的方式采用特殊软件、电子和机械的组合。因此,需进一步增加创新成本和拓展研发技术,使未来的技术产品有嵌入式电子技术和软件技术的支持,实现系统全球数据网络通信和全球数据及服务系统相连。

中国电子信息产业发展研究院院长罗文在《德国工业4.0战略对我国推进工业转型升级的启示》一文中对工业4.0进行了总结性描述:核心是通过物理信息融合系统网络实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流,从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在这种模式下,生产由集中向分散转变,规模效应不再是工业生产的关键因素;产品由趋同向个性转变,将完全按照个人意愿进行生产,极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造;用户由部分参与向全程参与转变,用户不仅出现在生产流程的两端,而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。

工业4.0的中国启示

当前中国制造业受到高端制造业向发达国家回流、低端制造业向低成本国家转移的双重挤压,应学习借鉴工业4.0的理念,建设智能工厂,推进两化深度融合,为推动工业转型升级注入新动力,抢占向工业化迈进过程中的先机。

工信部国际经济技术合作中心电子商务研究所所长王喜文认为,德国工业4.0不仅意在对抗美国互联网,也在于防守中国制造业。中国应借势借力,在德国推广“信息物理系统”过程中,通过学会生产制造过程与业务管理系统的深度集成,实现对生产要素的高度灵活配置,大规模生产高度定制化产品。

国内不少专家和业内人士呼吁,中国应借鉴德国工业4.0项目计划的先进理念与做法,未雨绸缪,及早制定战略,采取行动,确立后发优势;同时还要学习工业4.0产品和流程标准化、模块化的要求,在推进两化深度融合的具体实践中,及时制定出台“两化深度融合”标准化路线图,着力实现标准的国际化,以夺取未来产业竞争制高点和话语权。

中国社会科学院工业经济研究所研究员张其仔认为,工业4.0提示我国要组成跨界研究小组或平台,对新技术革命进行深入研究;充分发挥本国优势,在深刻分析和把握新工业革命的规律与特性的基础上,提出本国参与、推进第四次工业革命的战略规划,力争在新的科技发展与产业革命中建立自身的话语权。要对传统工厂生产模式进行智能化改造试点;推进工业大数据产业的发展,避免出现核心技术、关键技术受制于人的局面;充分协调调动一些改革的资源和力量,既重视大企业的龙头作用,又充分吸收中小企业参与。

工业4.0需要系统工程思维,中国的两化深度融合、工业转型升级同样需要系统思维。为此,罗文建议不仅要重视关键技术的发展和突破,更应重视系统配套体系、企业创新生态系统的建设。要发挥社会主义国家的独特优势,从国家层面启动实施智能制造专项工程,加强技术攻关,开展应用示范,推动制造业向智能化发展转型。同时,还要建立和完善有利于工业转型升级的长效机制,比如知识产权保护制度,节能环保、质量安全等重点领域的法律法规,人才培养和激励机制等;充分借鉴和吸收发达国家产学研用联合模式,推动制造业创新发展。我国应乘国内智慧服务产业发展之风,尽早建立国家信息物理系统网络平台。然而,工业和信息化部原部长李毅中也强调,在精心谋划工业4.0的同时,我们也要着力打造工业3.0,甚至不得不去补2.0的欠账。

(作者:冰梅)

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