所謂工業(yè)4.0(Industry 4.0), 是基于工業(yè)發(fā)展的不同階段作出的劃分。 按照共識,工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時代,工業(yè)2.0是電氣化時代,工業(yè)3.0是信息化時代,工業(yè)4.0則是利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時代,也就是智能化時代。這個概念最早出現(xiàn)在德國,2013年的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出,其核心目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力, 在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。隨后由德國政府列入《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略》中所提出的十大未來項(xiàng)目之一。該項(xiàng)目由德國聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助,投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應(yīng)性、資源效率及基因工程學(xué)的智慧工廠,在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。德國所謂的工業(yè)4.0是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—Physical System簡稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng),制造,銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化,最后達(dá)到快速,有效,個人化的產(chǎn)品供應(yīng)。“中國制造2025”與德國“工業(yè)4.0”的合作對接淵源已久。2015年5月,國務(wù)院正式印發(fā)《中國制造2025》,部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。工業(yè)4.0已經(jīng)進(jìn)入中德合作新時代,中德雙方簽署的《中德合作行動綱要》中,有關(guān)工業(yè)4.0合作的內(nèi)容共有4條,第一條就明確提出工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化就是“工業(yè)4.0”對于未來中德經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。雙方認(rèn)為,兩國政府應(yīng)為企業(yè)參與該進(jìn)程提供政策支持。
什么是工業(yè)4.0?
“工業(yè)4.0”由德國率先提出,其核心理念是深度應(yīng)用信息通信技術(shù),推動實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的融合,在制造領(lǐng)域形成資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“信息物理系統(tǒng)”(CPS)。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——CPS 相結(jié)合的手段,推進(jìn)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
從本質(zhì)上看,“工業(yè)4.0” 是以智能制造和智能服務(wù)為標(biāo)志的生產(chǎn)方式的革命。
當(dāng)然,工業(yè)4.0相伴的是整個傳統(tǒng)工業(yè)的創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型。
此外,工業(yè)4.0 也是一個內(nèi)涵豐富、動態(tài)演進(jìn)的概念。
工業(yè)1.0到4.0 發(fā)展進(jìn)行中
工業(yè)4.0的主要趨勢
1.從數(shù)字化工廠到智能工廠
工業(yè)4.0 的初級階段是數(shù)字化工廠,高級階段將是智能工廠。智能化和網(wǎng)絡(luò)化是工業(yè)4.0的未來發(fā)展方向。智能工廠是工業(yè) 4.0的最終形態(tài),實(shí)現(xiàn)智能工廠的前提是數(shù)字化工廠。數(shù)宇化工廠是在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中,對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化,并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。其本質(zhì)是信息的集成。
智能工廠是在數(shù)宇化工廠的基礎(chǔ)上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理、服務(wù),提高生產(chǎn)過程的可控性。智能工廠已經(jīng)具有了自主能力,可采集、分析、判斷、規(guī)劃:通過整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測,利用 AR、VR、仿真及多媒體技術(shù),將實(shí)現(xiàn)擴(kuò)增展示設(shè)計(jì)與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳結(jié)構(gòu),具備協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性,具備自我學(xué)習(xí)、自行維護(hù)能力。實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作。其本質(zhì)是人機(jī)有效交互。
2.從企業(yè)內(nèi)部集成到企業(yè)間集成
工業(yè)4.0 通過企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制的變革,推動企業(yè)內(nèi)部組織流程的變革,驅(qū)動企業(yè)全流程的各個環(huán)節(jié)主動拉近與用戶的距離,大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,降低開發(fā)成本,提高企業(yè)效率,更重要的是提升產(chǎn)品與用戶需求的匹配程度,為用戶提供超值的產(chǎn)品和體驗(yàn)。
不僅如此,工業(yè)4.0同時需要企業(yè)打開邊界,將全世界的一流資源引入生態(tài)圈,實(shí)現(xiàn)真正的互聯(lián)網(wǎng)制造、企業(yè)間的集成。企業(yè)間集成將通過價值鏈上不同企業(yè)資源的整合,實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護(hù)的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù),它以產(chǎn)品價值鏈創(chuàng)造集成供應(yīng)商、制造商(研發(fā)、設(shè)計(jì)、加工、配送)、分銷商以及客戶信息流、物流和資金流,在為客戶提供更有價值的產(chǎn)品和服務(wù)的同時,重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的價值體系。
3. 從單一封閉平臺到跨行業(yè)開放平臺
工業(yè) 4.0將打破過去單一封閉的平臺格局,打造一個跨行業(yè)開放的平臺,這種平臺將是一個典型的以工廠為中心,集合眾多開放資源配合的社會化協(xié)作模式。任何單一個體為解決供需信息不透明、不匹配的矛盾,避免產(chǎn)能過?;蛴唵握也坏胶线m廠商的情況發(fā)生,必然要打破自身組織的 “聞墻”,將自己的訂單、設(shè)備、物料、人員等信息通過開放平臺進(jìn)行分享,實(shí)現(xiàn)企業(yè)一企業(yè)、企業(yè)一個人等多組織形態(tài)的社會化協(xié)作,構(gòu)建 “網(wǎng)狀〞的社會化制造生態(tài)圈。
4. 從生產(chǎn)性制造到服務(wù)型制造
隨著產(chǎn)業(yè)價值鏈水平的上升,制造業(yè)的價值分布已經(jīng)開始從制造環(huán)節(jié)向服務(wù)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移,產(chǎn)品開發(fā)、改進(jìn)、銷售、維護(hù)、回收等服務(wù)性活動所占比重越來越大。在新技術(shù)的推動下,服務(wù)型制造能力成為決定現(xiàn)在和未來制造企業(yè)競爭力的關(guān)鍵以及利潤的主要來源。傳統(tǒng)的制造企業(yè)正在將業(yè)務(wù)重心從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造過渡,全球制造業(yè)發(fā)展正呈現(xiàn)出制造業(yè)服務(wù)化,即以生產(chǎn)過程為主向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型的趨勢。
工業(yè) 4.0強(qiáng)調(diào)的正是提升制造業(yè)的體系性服務(wù)能力。制造服務(wù)化本質(zhì)上就是在實(shí)物產(chǎn)品的基礎(chǔ)上衍生出越來越多的附加服務(wù),并逐步以服務(wù)為中心重構(gòu)企業(yè)的制造模式,最終完成向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)變。
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