如前所述,鑒于受到可預計未來內外部的壓力,德國再次未雨綢繆,通過提出“工業4.0”戰略,來實現德國工業區位的升級,確保德國制造業未來的國際競爭力。德國“工業4.0”概念問世于2011年4月在德國舉辦的漢諾威工業博覽會,成型于2013年4月德國“工業4.0”工作組發表的名為《保障德國制造業的未來:關于實施工業4.0戰略的建議》的報告,進而于2013年12月19日由德國電氣電子和信息技術協會細化為“工業4.0”標準化路線圖。目前,“工業4.0”已經上升為德國的國家戰略,是德國面向2020年高科技戰略行動計劃的十大未來項目之一。
2.“工業4.0”的核心內容
解剖德國政府的“工業4.0”規劃,簡單可以概括為“1個核心”、“2重戰略”、“3大集成”和“8項舉措”。
1個核心。“工業4.0”的核心是“智能+網絡化”,即通過虛擬實體系統(CPS),構建智能工廠,實現智能制造的目的。通過大量部署各類傳感元件實現信息的大量采集;將IT控件小型化與自主化,然后將其嵌入各類制造設備中,從而實現設備的智能化;依托通信技術達到數據的高速與無差錯傳輸;對控制設備、制造設備的數據云存儲和分析系統,從而達到生產過程的智能化以及方便人工實時控制的目的。
2重戰略。一是“領先的供應商戰略”,關注生產領域,要求德國的裝備制造商必須遵循“工業4.0”的理念,產出具備“智能”與樂于“交流”的生產設備。該戰略注重吸引中小企業的參與,希望它們不僅成為“智能生產”的使用者,也能化身為“智能生產”設備的供應者。二是“領先的市場戰略”,強調整個德國國內制造業市場的有效整合,構建遍布德國的高速互聯網絡是實現這一戰略的關鍵。通過這一網絡,德國的各類企業就能實現快速的信息共享、最終達成有效的分工合作。在此基礎上,生產工藝可以重新定義與進一步細化,從而實現更為專業化的生產,提高德國制造業的生產效率。除了生產以外,商業企業也能與生產單位無縫銜接,進一步拉近德國制造企業與國內市場以及世界市場之間的距離。
3大集成。一是關注產品的生產過程,力求在智能工廠內通過聯網建成生產的縱向集成;二是關注產品整個生命周期的不同階段,包括設計與開發、安排生產計劃、管控生產過程以及產品的售后維護等,實現各個不同階段之間的信息共享,從而達成工程數字化集成;三是關注全社會價值網絡的實現,從產品的研究、開發與應用拓展至建立標準化策略、提高社會分工合作的有效性、探索新的商業模式以及考慮社會的可持續發展等,從而達成德國制造業的橫向集成。
信息通信技術(ICT)是3大集成實現的保證,相關技術包括:機器對機器(M2M)技術,用于終端設備之間的數據交換;物聯網(IoT)技術,將整個社會的人與物連接成一個巨大的網絡;各類實現企業系統化管理的應用軟件,如企業資源計劃系統(ERP)、產品生命周期管理(PLM)、供應鏈管理(SCM)、系統生命周期管理(SysLM)等,這些系統進一步發揮協同的作用,成為企業進行智能化生產和管理的利器。
8項舉措。一是實現技術標準化和開放標準的參考體系。這主要是出于聯網和集成的需要,沒有標準顯然無法達成信息的互換,而開放標準的參考體系,包括公開完整的技術說明等資料,有助于促進網絡的迅速普及與社會各方的參與。二是建立模型來管理復雜的系統。由于“工業4.0”的跨學科、多企協同和異地合作等特性,必然對整個系統的管理提出了很高的要求。只有事先建立并不斷完善管理模型,才能充分發揮功效。三是提供一套綜合的工業寬帶基礎設施。這是實施聯網的基礎,以保證數據傳輸的高速、穩定與可靠。四是建立安全保障機制。包括安全生產必須予以保障;在傳輸與儲存過程中需要維護信息安全;整個系統應具有健全的容錯機制以確保人為失誤不會釀成災難等。五是創新工作的組織和設計方式。由于“工業4.0”的高度自動化和分散協同性,對社會生產的組織和設計方式提出了新的要求,需要探索與建立新的生產協作方式,讓員工能高效、愉快、安全地進行生產活動。六是注重培訓和持續的職業發展。在“工業4.0”中,員工需要面對的生產設備和協作伙伴的范圍遠遠超過了目前生產方式的要求,而且工作環境的變化速度也顯著加快。面對上述兩方面的挑戰,員工的持續學習就變得尤為重要。只有全社會擁有大量的合格員工,“工業4.0”的威力才能真正得以體現。七是健全規章制度。涉及企業如何進行數據保護、數據交換過程中安全性、保護個人隱私、協調各國的不同貿易規則等。八是提升資源效率。“工業4.0”所說的資源,不僅包括原材料與能源,也涉及人力資源和財務資源。
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