編者按：近年來，發(fā)達國家紛紛提出以重振制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，以信息網(wǎng)絡技術、數(shù)字化制造技術應用為重點，依靠科技創(chuàng)新，搶占制造業(yè)新的制高點，尤其是德國“工業(yè)4.0”，被普遍認為啟動、引領了一場新的工業(yè)革命。
工業(yè)4.0
前三次工業(yè)革命分別伴隨著機械化、電氣化和計算機技術的產生，如今，物聯(lián)網(wǎng)及其服務在制造業(yè)環(huán)境的介入正在引導我們進入第四次工業(yè)革命。在德國，這一發(fā)展被描述為“工業(yè)4.0”。將智能ICT部件、傳感技術和驅動裝置整合到產品和生產系統(tǒng)里，使得現(xiàn)存的互聯(lián)網(wǎng)服務和已知的“物聯(lián)網(wǎng)”同步成長。
一、德國工業(yè)4.0
工業(yè)4.0項目最初是由德國聯(lián)邦教育及研究部和德國國家科學和工程研究院提出的，它支持到現(xiàn)代工業(yè)的轉換，并積極推動使其成型。在這一背景下,“這是OWL”（智能技術系統(tǒng)——東威斯特法倫 - 利珀）精英群集項目是全德工業(yè)4.0范圍內最大和最成形的項目。研究和經(jīng)濟的緊密連接是工業(yè)4.0以目標為導向實施的關鍵。這一點可以在精英群集項目中看出:研究機構和企業(yè)在各種各樣的項目和可持續(xù)戰(zhàn)略里攜手并進，這些領域包括自我優(yōu)化的技術領域、人機交互、智能網(wǎng)絡、能源效率和系統(tǒng)工程。
（一）德國工業(yè)4.0的核心特征
工業(yè)4.0擁有巨大的潛力。智能工廠讓客戶個性化的定制需求得以滿足，這也意味著，即使產品只生產一次，也能通過頗具收益的方式制造出來。在工業(yè)4.0中，以供應商為例，動態(tài)業(yè)務和工程流程能幫他們根據(jù)生產需要最終做出相應改變，并靈活應對生產中斷和故障?，F(xiàn)在，制造過程中已經(jīng)能夠提供端到端的透明化，以促進決策優(yōu)化。工業(yè)4.0將會開發(fā)出創(chuàng)造價值的新方法和新的商業(yè)模式。特別是它將給初創(chuàng)公司和小企業(yè)的發(fā)展帶來機會，下游服務也能從中受益。
此外，工業(yè)4.0將正視和解決某些當今世界面臨的挑戰(zhàn)，如資源能源利用效率、城鎮(zhèn)化、人口結構變化等。工業(yè)4.0能持續(xù)帶來覆蓋整個價值網(wǎng)絡的資源生產率和效率的增益。它能將人口結構變化和社會因素考慮在內，以適合的方式組織生產。智能輔助系統(tǒng)讓工人從單調、程序化的工作中解放出來，能把精力集中在創(chuàng)新和增值業(yè)務上。
（二）德國工業(yè)4.0的價值
根據(jù)工業(yè)-科學研究聯(lián)盟的倡議，工業(yè)4.0平臺的參與者制定了其工作目標——實施政府確保德國工業(yè)競爭力的戰(zhàn)略舉措。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力：
1、滿足用戶的個性化需求。工業(yè)4.0能夠在設計、配置、排序、規(guī)劃、制造和運行等階段中納入個性化的、用戶特定的標準，并能夠合并最后的修改。通過工業(yè)4.0，即使生產一次性項目和極小的生產量（批量大小為一）也可以實現(xiàn)獲利。
2、靈活性?；谛畔?物理系統(tǒng)（CPS）技術的特別網(wǎng)絡，使業(yè)務流程的不同方面（如質量、時間、任務、穩(wěn)健性、價格和生態(tài)友好性）實現(xiàn)動態(tài)配置。這有助于材料和供應鏈的持續(xù)“調整”。這也意味著工程流程能夠變得更加靈活，制造流程可以被改變，暫時性短缺（比如由于供應問題）能夠被彌補，并且在短時間內實現(xiàn)產量的大幅提高。
3、優(yōu)化決策。為了在全球市場獲得成功，采取正確的決策（往往在沒有事先通知的情況下）變得越來越重要。工業(yè)4.0能夠提供實時的、端到端的透明度，使工程領域的設計決策得到提早驗證，并且能夠對損壞做出更加靈活的反應，同時對生產領域中一家公司的所有工廠進行全局優(yōu)化。
4、資源生產率和效率。工業(yè)生產流程的首要戰(zhàn)略目標仍然適用于工業(yè)4.0：用定量的資源實現(xiàn)最高的產量（資源生產率）和用最少的資源實現(xiàn)特定的產量（資源效率）。CPS使制造流程在個案基礎上實現(xiàn)整個價值網(wǎng)絡的優(yōu)化。此外，無需停止生產，系統(tǒng)能夠在生產期間對資源和能源消耗進行持續(xù)優(yōu)化，減少其排放量。
5、通過新服務創(chuàng)造價值機遇。工業(yè)4.0為價值創(chuàng)造提供了新途徑，也促成了就業(yè)的新形式。比如，智能算法能通過智能設備用于大量的不同數(shù)據(jù)（即大數(shù)據(jù)），從而產生新型的服務。這對于為工業(yè)4.0開發(fā)B2B服務的中小企業(yè)和初創(chuàng)型企業(yè)而言，是個巨大的機遇。
6、應對勞動力的人口結構變化。連同工作組織和能力發(fā)展計劃，人類和技術系統(tǒng)的交互合作將為企業(yè)提供將人口結構變化轉變?yōu)槠鋬?yōu)勢的新途徑。面對技術勞動力的短缺和日益多元化（年齡、性別、文化背景），工業(yè)4.0將促成多樣的、靈活的職業(yè)道路，使人們能夠持續(xù)工作，并在更長的一段時間內保持生產力。
7、生活和工作的平衡。應用CPS將使公司的工作組織形式變得更加靈活，這意味著公司能夠更好的滿足員工對于平衡工作和個人生活、個人發(fā)展和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的需求。比如，智能輔助系統(tǒng)提供了一個靈活性的新標準，在滿足公司要求的同時也能夠滿足員工的個人需求，從而為工作的組織提供了新機遇。隨著勞動力規(guī)模的下降，該系統(tǒng)將在招募最佳員工的時候使CPS公司獲得更多優(yōu)勢。
8、高工資經(jīng)濟仍擁有競爭力。工業(yè)4.0的雙重策略將使德國增強其作為領先供應商的地位，并使其成為工業(yè)4.0解決方案的領先市場。
（三）德國工業(yè)4.0面臨的挑戰(zhàn)及應對措施
德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景的實施，將是一個不斷演進的過程，不同公司和行業(yè)演進的速度各不相同。實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景中碰到的三大挑戰(zhàn)，分別是標準化、工作組織和產品可用性。
工業(yè)4.0工作組認為以下措施有助于企業(yè)平穩(wěn)向工業(yè)4.0轉型：
1、實時CPS解決方案的實施，將在空間、技術質量和可靠性方面對服務可用性和網(wǎng)絡基礎設施提出很高要求。為了確保德國的國際競爭力，應呼吁出臺服務規(guī)范和商業(yè)模式的國際標準。
2、目前，制造業(yè)的業(yè)務流程往往是靜態(tài)的，并僅通過極不靈活的軟件系統(tǒng)實施。不過，不能在一夜之間將它們替換成服務型系統(tǒng)。在舊系統(tǒng)上融入新技術（反之亦然）非常重要，舊系統(tǒng)需要通過實時功能系統(tǒng)進行更新。
3、在物聯(lián)網(wǎng)和服務化的背景下，制造業(yè)新商業(yè)模式的發(fā)展速度將接近互聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展速度和活力。
4、員工將參與到工作組織、CPD（Continuing Professional Development）和技術開發(fā)的創(chuàng)新性社會技術設計的早期階段工作中。
5、為了成功過渡到工業(yè)4.0，ICT產業(yè)（習慣上認為創(chuàng)新周期短）應和機械、設備制造商以及機電系統(tǒng)供應商（傾向于認為創(chuàng)新周期較長）密切配合，以開發(fā)出所有合作伙伴都能接受的商業(yè)模式。
二、“工業(yè)4.0”在中國
（一）工業(yè)4.0對中國的啟示
面對以信息網(wǎng)絡技術創(chuàng)新引領的智能化制造新趨勢，大力推進兩化深度融合成為打造中國制造業(yè)升級版的必然選擇。工業(yè)和信息化部部長苗圩提出，要抓好建設和推廣企業(yè)兩化融合管理體系標準、全面提升工業(yè)智能化水平、推動信息網(wǎng)絡技術與制造業(yè)深度融合、加強兩化融合支撐能力建設等四項重要工作。
推進兩化融合，運用信息技術改造提升傳統(tǒng)產業(yè)是重點方向，要深化信息技術在研發(fā)設計、制造、管理、營銷等全流程和全產業(yè)鏈的集成應用。對大企業(yè)，重點是圍繞設計、制造、營銷等環(huán)節(jié)，深化信息技術的集成應用，提高生產設備、生產過程、制造工藝智能化水平，加快工業(yè)機器人、增材制造等先進制造技術在生產過程中的應用，培育數(shù)字化車間、智能工廠，推廣智能制造生產模式。對中小微企業(yè)，重點是進一步完善面向中小微企業(yè)的信息化服務體系，解決中小微企業(yè)在技術創(chuàng)新、企業(yè)管理、市場開拓、投資融資、人才培養(yǎng)、信息咨詢等方面存在的突出困難，降低中小微企業(yè)信息化應用門檻，提高中小微企業(yè)信息化應用能力和水平，增強中小微企業(yè)發(fā)展活力。
以互聯(lián)網(wǎng)思維創(chuàng)新工作思路和機制，推動互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)深度融合。一是推動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術在工業(yè)領域的集成創(chuàng)新和應用。二是推進制造方式的互聯(lián)網(wǎng)化。三是鼓勵制造業(yè)創(chuàng)新銷售和服務模式。
苗圩指出，推進兩化融合，網(wǎng)絡是基礎。中國已建成全球最大的信息通信網(wǎng)絡，固定電話用戶、移動電話用戶、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民人數(shù)均已居世界第一，但寬帶網(wǎng)絡建設整體水平不高，與發(fā)達國家相比仍有較大差距。工信部將大力實施“寬帶中國”戰(zhàn)略，加快信息網(wǎng)絡寬帶化升級，推動新一代移動通信發(fā)展，全面推進三網(wǎng)融合，著力構建寬帶、融合、安全、泛在的國家信息基礎設施。推進兩化融合，產業(yè)是支撐。要加快提升現(xiàn)代信息技術產業(yè)支撐能力，突破高端芯片、新型顯示、關鍵電子元器件等核心關鍵技術，大力發(fā)展應用電子和工業(yè)軟件，支持云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術研發(fā)和產業(yè)化，鼓勵智能終端產品創(chuàng)新發(fā)展，增強信息產品供給能力。同時，要高度重視網(wǎng)絡信息安全問題，不斷增強兩化融合形勢下網(wǎng)絡信息安全保障能力。
（二）中國制造業(yè)的反思
在過去一段時期，我國產業(yè)結構雖然順應需求變化，并支撐了經(jīng)濟高速增長，但產業(yè)過度集中于原材料及加工制造中低端環(huán)節(jié)等問題，也成為影響我國未來經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。十八大報告明確指出，推進經(jīng)濟結構戰(zhàn)略性調整是加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的主攻方向，優(yōu)化產業(yè)結構是新時期加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的根本出路。在推動產業(yè)結構調整轉型的進程中，應充分汲取發(fā)達國家過度“去工業(yè)化”及發(fā)展高風險、高杠桿的金融業(yè)務導致實體經(jīng)濟與虛擬經(jīng)濟脫節(jié)的經(jīng)驗教訓，借鑒其“再工業(yè)化”發(fā)展戰(zhàn)略中具有前瞻性、符合發(fā)展大勢的政策措施，根據(jù)不同類型行業(yè)的特點，有重點、有差別地推進結構優(yōu)化升級，重點通過突破研發(fā)、設計、營銷網(wǎng)絡、品牌和供應鏈管理等制約產業(yè)結構升級的關鍵環(huán)節(jié)，改造提升制造業(yè)，優(yōu)化三大產業(yè)比例關系，建立完善現(xiàn)代產業(yè)體系。
如今主要經(jīng)濟大國之間的競爭越來越集中于主導產業(yè)和戰(zhàn)略性新興產業(yè)的控制權方面，“再工業(yè)化”以及第三次工業(yè)革命使得中國取得先導性技術突破并將其產業(yè)化的需求日益迫切。《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》已明確將新一代信息技術、節(jié)能環(huán)保、新能源、生物產業(yè)、高端裝備制造、新材料、新能源汽車等七大產業(yè)確立為發(fā)展重點。未來應以戰(zhàn)略新興產業(yè)的發(fā)展為契機，進一步加快提高自主創(chuàng)新能力，突破制造業(yè)數(shù)字化、智能化關鍵技術，在工業(yè)革命制高點與市場先機的爭奪中占據(jù)有利地位，實現(xiàn)產業(yè)競爭力的持續(xù)提升。
（三）中國企業(yè)工業(yè)4.0路徑
作為世界上“最大的工廠”，中國在制造領域發(fā)揮著巨大的作用。在中國經(jīng)濟需要轉型升級的當下，中國的制造業(yè)正在從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”邁進。但是，面對發(fā)達經(jīng)濟體如火如荼的再工業(yè)化運動，以及東盟國家、印度及拉美國家試圖超過中國的阻礙。這樣的形勢之下，保持增長，同時促進產業(yè)升級，對于中國制造業(yè)領域來說，仍然是最大的挑戰(zhàn)。
德國西門子股份公司工業(yè)業(yè)務領域總裁魯思沃博士建議，通過發(fā)展技術創(chuàng)新，促進綠色制造，轉型為以服務為基礎的制造業(yè)，中國就能沿著全新的道路走向以高技術含量、優(yōu)異的產品質量、低能源消耗以及高經(jīng)濟效率和充分利用人力資源優(yōu)勢為特征的工業(yè)化。同時，他認為，提高生產力、加快產品上市、靈活的生產模式以及提高資源效率，是從“中國制造”轉向“中國創(chuàng)造”的關鍵因素。
為了實現(xiàn)這一轉變，需要先進的技術和高效的生產體系。因此，制造企業(yè)應該逐步轉向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產水平提升到一個新的高度，為“引領制造業(yè)未來”做好準備。而數(shù)字化的企業(yè)平臺，就是企業(yè)實現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務領域總裁吳和樂博士向記者介紹，數(shù)字化企業(yè)平臺是實現(xiàn)數(shù)字制造的載體。它可以實現(xiàn)包括產品設計、生產規(guī)劃、生產工程，到生產執(zhí)行和服務的全生命周期的高效運行，以最小的資源消耗獲取最高的生產效率。該平臺的實現(xiàn)需要企業(yè)以數(shù)字化技術為基礎，在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術的強力支持下，集成目前最先進的生產管理系統(tǒng)及軟件和硬件，如產品生命周期管理(PLM)軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件以及控制和驅動技術等。
在提升資源效率層面，制造業(yè)企業(yè)首先需要考慮設備層面的資源效率提升方案，例如高效電機、變頻器等進行設備層面的節(jié)能。同時，企業(yè)需要將眼光放遠，關注能夠使全生命周期資源效率提升的整體解決方案。所謂整體解決方案，指將現(xiàn)有的技術和創(chuàng)新全部整合到一個數(shù)字化企業(yè)平臺中，從企業(yè)層面到設備層面給出“基于成本設計”及“基于節(jié)能和資源設計”的完整資源方案。產品開發(fā)流程和生產流程中的所有環(huán)節(jié)在生產開始之前就已在虛擬環(huán)境達到了最優(yōu)化。產品設計和生產任務配置所消耗的時間、人力、設備和原材料資源會得到大幅縮減，生產流程也會大大改進。（主要內容來自網(wǎng)絡資源）
陜公網(wǎng)安備 61019102000282號 能源監(jiān)管熱線：12398
