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工业4.0推动“制造”走向“智造” 靠创新实现弯道超车

2015年03月27日 10:45中国机床商务网点击:5026

  【中国机床商务网 市场分析】德国、美国、日本以及中国等全球的制造业大国都在极力发展工业4.0,我们需要重新认识新时代下的制造业。工业4.0不是简单的技术革新,而将带来生产模式乃至整个工业生态的转变,被称为是第四次工业革命。
  

 
  改变工业生态的革命
  
  在德国中部小镇凯泽斯劳滕的未来工厂车间里,三个分别装有红、黄、蓝颜色肥皂液的容器被悬置在生产线上,肥皂液顺着软管流入流水线上不断传递过来的空瓶内。所有操作由一个存储着“产品记忆”的电脑芯片指示设备自动完成。
  
  到底什么是工业4.0呢?德国汉堡科学院院士张建伟介绍说,工业4.0意味着把工业互联网、云计算、机器人等技术融合在一起,整合生产流程,使整个生产过程更智能、更具预测性。中国工业和信息化部部长苗圩表示,未来智能化的设备、产品之间将通过有线无线等通讯方式连接在一起,也就是我们常说的物联网或工业互联网。
  
  根据目前业内人士的共识,工业4.0将主要包含三大方面的内容:第一是“智能工厂”,即用智能化的方式改造生产系统和生产过程,实现工厂生产的智能化;第二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D打印技术在工业生产过程中的应用等;第三是“智能物流”,利用物联网等方式整合物流资源,充分提高物流效率。
  
  专家表示,工业4.0时代,通过计算机自主控制和联网,人、机器将通过信息互相联接,生产过程既是制造产品的过程又是处理信息的过程,制造业和信息产业将深度融合并塑造出新的产业业态和商业模式。未来,制造业将实现更高的生产效率以及生产的灵活性。工业4.0不是简单的技术革新,而将带来生产模式乃至整个工业生态的转变,被称为是第四次工业革命。
  
  工业4.0具体能实现什么?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描述了一个生产过程:接到客户订单后,工厂会立即自动向原材料供应商采购原材料。原材料到货后,将被赋予信息,“这是某客户订制的某产品的某工艺中的原材料”,原材料此时“知道”了自己的用途。进入生产流程后,原材料将会和生产设备开展“对话”,以确认进入正确的生产线。原材料被嵌入产品内后,仍保留着路径流程信息,将可实现追踪溯源。
  
  对于工业4.0在消费意义上的定义,对外经济贸易大学电子商务研究所高级研究员曹洪介绍说,工业4.0将把智能工厂、物流配送、消费者编织在一个网络中,网络将把消费者订单中的个性化要求发送给智能工厂,由其采购原料、设计并生产,再通过网络直接配送给消费者,实现定制化生产。
  
  2013年,德国发布了工业4.0专门报告。2011年以来,美国相继启动先进制造业伙伴计划、先进制造业国家战略计划,鼓励制造业重返美国。日本出台推出新增长策略,支持新能源汽车、太阳能发电等产业发展。近年来,重振制造业成为发达国家的优先战略议程。
  
  在信息化时代,曾有一种观点认为制造业已不再重要,信息产业将颠覆一切。伴随着以金融为代表的虚拟经济的空前繁荣,不少发达国家一度对制造业重视不足。2009年以来欧美多个国家受到金融危机冲击,德国经济却一枝独秀,发达国家才再一次将目光投向制造业,纷纷出台制造业支持政策。
  
  中国信息通信研究院泰尔管理研究所高级咨询师刘涛认为,金融危机后,发达国家意识到了实体经济的重要性,着力发展制造业,而此时的制造业已不再是传统意义的制造业,而是高端制造业。美德等国早已实现了工业的大规模自动化、电气化,甚至达到了信息化生产水平,本身已处于工业3.0阶段,基础稳固,实施工业4.0相当于在原有地基上层层加盖。
  
  中国电子信息产业发展研究院院长罗文分析说,中国等新兴经济体在全球制造业领域影响力和竞争力的迅速提升,则是掀起新一轮工业革命的重要推动力量。1990年—2011年间,传统工业化国家制造业增加值平均增长了17%,而以金砖四国为代表的新兴工业国家则增长了179%。在国际制造业格局发生巨大变革的当下,能否抓住工业4.0的机会,对于一国未来的核心竞争力至关重要。
  
  此外,新一代信息通信技术的发展,催生了移动互联网、大数据、云计算等创新应用,为制造业生产方式和发展模式的变革奠定了必要的技术基础。罗文说,信息技术在装备、管理、交易等环节的应用不断深化,为实现柔性生产、智能制造提供了可能;互联网理念扩展到工业生产和服务领域,将推动实现个性化定制,互联网企业与制造企业、生产企业与服务企业之间的边界将日益模糊。
  
  工业4.0将推动实现“制造”向“智造”转型,但从当前阶段进入到4.0时代仍面临不少待解难题。目前德国的工业4.0仍处于初始阶段,更多的是“研究和开发”,距离向市场推出仍有一段距离。专家表示,越来越多的机器和产品将通过互联网实现彼此沟通,用于控制流通的大数据将对企业开放,在正式运作之前,我们需要解决谁来控制这些大数据、谁来操控整个系统等问题。
  
  工业4.0时代,数据的重要性凸显,其安全性也备受关注。如何保证数据免遭受外部窃取或损害,是工业4.0大规模应用的重要前提。今后,各生产设备将实现互联互通,这就要求各设备必须讲同一种语言,即通向数据终端的“接口”要实现标准化。尽管德国总理默克尔表示,德国可成为工业4.0标准的推动者,并在欧洲甚至全球推行这些标准,各国如何在标准化问题上就分工合作达成共识仍有很长一段路要走。
  
  靠创新实现弯道超车
  
  2月9日,中德两国研究机构和企业组成的青岛中德工业4.0推动联盟在青岛西海岸新区成立,该新区将投资1亿元对区域内部分企业进行试点,这是中国首个工业4.0联盟。2014年11月,第十六届中国国际工业博览会展出了国内首套工业4.0流水线。工业4.0在中国已开始萌芽。
  
  2014年10月,中德两国签署了《中德合作行动纲要》,宣布两国将开展工业4.0合作,该领域的合作有望成为中德未来产业合作的新方向。今年的政府工作报告明确提出,中国要实施“中国制造2025”,这被称为“中国版”的工业4.0。张建伟认为,中国制造业正处于内忧外患的尴尬境地,实施工业4.0将有助于中国制造转型升级、实现弯道超车。
  
  中国互联网协会理事长邬贺铨表示,发达国家是先工业化后信息化,我国则是工业化与信息化同步发展。这些年互联网在我国已有了非常广泛的应用,目前这种应用更多是在消费领域,而非产业领域。如果能借鉴德国经验,推动互联网新技术、新应用向制造业渗透,我国的工业发展将会是跨越式的。
  
  有观点认为,我国自动化尚未完成,智能化无从谈起,尚不具备实施工业4.0的条件。比如,我国每万名工人机器人拥有量为23台,而德国的这一数字为273台,日韩为300台左右。中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平表示,这是我们必须要面对的现实,德国总体处于从工业3.0到4.0发展的阶段,我们的很多工业企业还要补上从工业2.0到3.0的课。在这个过程中,实施创新驱动战略是必由之路。
  
  罗文建议说,德国工业4.0战略十分重视产业创新、组织创新,制定了相应规章制度促进技术创新。我国也同样需要完善知识产权保护等推动创新的制度保障。我国应该充分吸收和借鉴发达国家产学研用联合模式推动制造业创新发展,选择几个重点行业和关键技术领域进行试点,以行业骨干企业为龙头,联合科研实力雄厚的大学和科研机构,组建多种形式的产学研研发联盟,共同推进技术研发和应用推广。
(来源:中国自动化网)

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