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借鉴德国“工业4.0”理念建设“智能工厂”

未知 2019-10-17 09:59

  德国工业4.0这个概念在制造业中风靡一时。这工业4.0简单的说就是智能化制造。德国学术界和产业界认为,工业4.0概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。

  工业4.0项目主要分为两大主题,一是智能工厂,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;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技术在工业生产过程中的应用等。

  通过实施工业4.0战略,德国工业企业既可以满足消费者高度个性化的需求,也能够对变化的市场需求和原材料供应变动做出及时的反应和调整。更重要的是,现代生产制造方式能够将员工从过去程序化的工作中进一步解放出来,从而将更多的精力投入到更具创造性的工作中。

  回顾:工业4.0进化历程

  工业革命1.0:18世纪末期始于英国的第一次工业革命,19世纪中叶结束。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。

  工业革命2.0:第二次工业领域大变革发生在20世纪初期,形成生产线生产的阶段。通过零部件生产与产品装配的成功分离,开创了产品批量生产的新模式。20世纪70年代以后,随着电子工程和信息技术充实到工业过程之中,实现了生产的最优化和自动化。

  工业革命3.0:第三次工业革命始于第二次工业革命过程中发生的生产过程高度自动化。自此,机械能够逐步替代人类作业。

  工业革命4.0:未来10年,第四次工业革命将步入分散化生产的新时代。工业4.0通过决定生产制造过程等的网络技术,实现实时管理。

  工业4..0信息物理融合技术

  通过通信网络,将工厂内所有设备互联的智能工厂就是其中最好的一个体现。德国制造业中的所有行业正在实施该项目有关的研究,并计划为此投入2亿欧元。智能工厂或者工业4.0,是从嵌入式系统向信息物理融合系统(CPS)发展的技术进化。作为未来第四次工业革命的代表,工业4.0不断向实现物体、数据以及服务等无缝连接的互联网的方向发展。

  工业4.0体现了生产模式从集中型到分散型的范式转变,正是因为有了让传统生产过程理论发生颠覆的技术进步,这一切才成为可能。同时,分散型智能利用,代表了生产制造过程的虚拟世界与现实世界之间的交互关系,在构建智能物体网络中发挥重要作用。未来,工业生产机械不再只是加工产品,取而代之的是,产品通过通信向机械传达如何采取正确操作。

  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。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。

  对于中国的启示

  当前,作为世界工厂的中国,正受到双重的挑战:发达国家正在进行再工业化运动,东盟国家、印度和拉美国家则拥有更低的劳动力和资源成本。在这样的形势之下,如何在保持增长的同时,促进产业升级,是中国制造业不得不思考的问题。

  中国制造业未来如何适应市场的变化,有各种不同的意见。一种是强调更迅速、灵活地适应市场,用贸工技的方法跟上时代,还有一种则是技工贸的方法。比如,同样是家用电器,海尔走的是贸工技的路子,格力则是技工贸。

  我们从德国的工业4.0概念得到的启示是,格力这条路子也是可行的路子。我们和德国相比,研发投入不足。而格力强调核心技术在创新中所发挥的作用,这对于我们从制造业大国到强国的转变,是有意义的。因此,德国的工业4.0,可以作为两化深度融合的一个可选的方向。姜奇平说。

  同时,以工业4.0为代表的新一轮工业革命,也是中国制造业转型升级的重要契机。今年1月,中国工程院启动并开展了《制造强国战略研究》重大咨询项目,提出了在2020年进入制造强国行业的指导方针和优先行动。有相关专家指出,新一轮的工业革命,对于当今中国,尤其是对于中国的制造业,既是极为严峻的挑战,更是一个技术上赶超发展、结构上加快升级的重大机遇。对此,必须高度重视、密切跟踪、迎头赶上。

  中国是制造大国,在走向工业强国的路上,应该高度关注、借鉴以德国工业4.0项目计划为代表的先进理念与做法,未雨绸缪,及早制定战略,采取行动,以确立后发优势。

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