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思考:德国思维下的工业4.0

2019-03-19 10:31:06来源:AI芯天下已被 97 人阅读

内容摘要:谈及德国工业4.0,自然想到德国制造业的强大。我们纵观人类工业发展历史,唯有制造业的强大,才能成就国家与民族的强盛。德国工业4.0出现后,工人由过去生产过程中的普通操作者,晋升为这一过程的管理者,更多地负责创意规划管控和决策。它的核心理念:建设智能工厂,实现智能生产。
谈及德国工业4。0,自然想到德国制造业的强大。我们纵观人类工业发展历史,唯有制造业的强大,才能成就国家与民族的强盛。德国工业4。0出现后,工人由过去生产过程中的普通操作者,晋升为这一过程的管理者,更多地负责创意规划管控和决策。它的核心理念:建设智能工厂,实现智能生产。

工业4.0意味着人更加重要,人与机器之间联系的重要性大大提高了,通过技术和拥有的数据,将人与机器更好地融合起来,这意味着减轻人的工作负担,也让人能与越来越复杂的机器完美融合。


本质:智能化、高效率、降能耗

工业4.0的未来发展前提条件是,深入实施数字化工程,人工智能的介入、机器人的大量使用会让设计的智能化、工艺的智能化、试验仿真的智能化、生产过程的智能化、保障的智能化成为现实。是大数据、云计算、移动互联网时代背景下,对企业进行智能化、工业化相结合的改进升级。

工业4.0能够整合最好的传感器、软件和技术,把一个全球公司在世界各地的工厂都汇集到一个网络里,总部可以通过互联网实时看到每个工厂运行的情况,并通过高度的可视化、自动化来实现提高效率、降低能耗的目的,也是工业4.0的本质。

起因:德国的危机意识

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。

2011年,德国率先提出“工业4.0”的概念,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,保持德国的国际竞争力。事实上,“工业4.0”概念体现出德国对美国的危机感和极高的竞争意识。

1990年到2013年,整个欧洲制造业从当年占全球份额的34%下降到了21%,德国制造业也下降了将近10%。中国的制造业从2%上升到了19%,整个亚洲占到几乎50%。

据目前德国工业4.0的发展势头看来,其“以信息物理系统为基础的智能化生产”的核心概念正在被运用。物理设备逐渐具有计算、通信、精确控制、远程协调和自我管理的功能,虚拟网络世界和现实物理世界的融合也正在逐步实现。这是一次巨大的产业革命,也是发展的必然趋势。

思维:传统制造业的跨越转变

德国工业4。0强调在满足高度定制化需求的同时,保持生产制造的高效率。中国智能制造概念更强调利用智能技术和网络技术提升中国制造业的产品质量、技术水平和商业模式。中国应该在全球最大的制造业规模的基础上,调整制造业产业结构,提升制造企业竞争力,实现向‘制造强国’的转变。

制造业要向4。0跨越,除了要具备一定的产业基础外,转变思维模式也很重要。目前中国大部分企业仍使用以功能为导向的生产流程,从以功能为导向的思维模式转变为以流程为导向,不要只关注制造流程,更要学会规划整体流程。

目前制造业出现了很多新的产业业态、技术趋势、商业模式,企业家需要树立信息的资源观,要把信息作为资产,是企业核心竞争力的来源。同时,企业也需要培养对客户需求实施感知、快速反应、及时满足的能力。

特色:工业品质的追求

一直以来德国是工业立国,工业的强大也让德国在国际事务上有了更多的话语权。德国是欧洲经济的引擎机、发动机。德国的工业制造实力在全球处于前列,这主要是德国人对

德国工业4.0将从生产系统、物流整合、新型技术应用等不同方面去变革和创新。目前来说,德国有足够的实力和水平进行这样一个变革和推动。制造业涉及到方方面面,已不是传统意义上的工业制造,而涉及到不同部门,需要多个行业跨合作。

不断推进的德国工业4.0将带给德国的发展是巨大的,这将决德国能否继续引领制造工业,掌握更多的话语权,每一次工业变革都会带来巨大的工业、生活、商业模式的改变。工业的发展与人们的生活息息相关,德国在推进工业4.0以来,智能化也在加速推进,对德国的工业及人们的工作方式都会有所改变。

模式:虚拟和现实相结合

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。当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。

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。

当德国定义工业4.0的时候,主要是关于两点:首先是确定所有事情的活动逻辑,其次是构建网络—实体系统,将虚拟和现实相结合。

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。

有着浓厚德国特色的工业4。0其实是个庞大工程。根据德国工业巨头西门子公司官网的介绍,工业4。0的核心是智能制造,通过嵌入式的处理器、存储器、传感器和通信模块,把设备、产品、原材料、软件联系在一起,使得产品和不同的生产设备能够互联互通并交换命令。

未来工厂能够自行优化并控制生产过程。而根据业界进一步的设想,除了产品和机器的互联外,工业4.0还将在未来实现工厂、消费者、产品、信息数据的互联,最终实现万物互联,从而重构整个社会的生产方式。从德国的制造业基础来说,很多条件已经具备,缺得就是如何实现智慧联接。

差异:德美国工业4.0

①美国工业互联网是想不断提高生产力,为大幅度降低工业生产成本做铺垫。而德国的工业4.0想提高柔性生产,为大幅度减少人工成本发下基础。

②美国工业互联网以大数据、传感器技术及人三者紧密结合,在关键工业领域不断升级。德国工业4。0尽力争取新一代技术在国际市场的主导及供应,灵活运用互联网和工业技术在采购、生产销售等多环节发力。与传统工业紧密结合,对其不断改造不断提高生产效率从而加快产业升级步伐。

③工业互联网注重人机网三大要素。而工业4。0注重的是智能工厂、智能生产、智能产品三大要素。

④工业互联网涉及领域有航天、医疗、铁路、天然气、电力等核心行业。工业4.0涉及领域机械工程、电气工程、计算机工程等工程的规划、制造、运营及物流。

⑤工业互联网的趋势,制造业服务化、定制个性化、组织分散化、制造资源云化。工业4。0的发展趋势,制造业中任何参与者与资源实现高技术互动、智能产品有明确身份识别、个体客户与产品实现一条龙服务、员工严格执行智能制造业生产标准、不断发展、提高网络基础设施。

总结

工业化时代,行业标准就是制空权。对于一片空白的领域,掌握了标准也就制定了游戏规则,后来者只能疲于奔命地追赶。高端制造业是德国近现代长盛不衰的稳固保障,在这个逆水行舟的时代,想要不被淘汰,就必须抢站制高点。
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