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什么是“工業4.0”?

發布時間:2017-09-04    點擊次數:545

德國的制造業是世界上競爭力的產業部門之一。這歸功于德國制造業能夠管理復雜的工業生產過程,不同任務由位于不同地點的合作伙伴完成。近二三十年來,德國制造業已成功地利用信息通信技術(ICT)實現對工業生產過程的管理——如今,大約90%的工業生產過程已應用ICT技術。在過去三十年甚至更早以前,IT革命使我們生活和工作的世界發生了徹底改變,其影響力可媲美分別成就前兩次工業革命的機械和電力。

隨著個人電腦向智能設備演變,一種新的趨勢開始顯現:越來越多的IT基礎設施和服務通過智能網絡(云計算)來提供。伴隨微型化和互聯網的持續發展,這一趨勢宣告了人們期盼的普適計算已成為現實。

通過無線,越來越多功能強大的、自主的微型電腦(嵌入式系統)實現了與其他微型電腦和互聯網的互聯。這意味著物理世界和虛擬世界(網絡空間)以信息-物理系統(CPS)的形式實現了融合。

新的互聯網協議IPv6于2012年推出后,目前已經有足夠多的IP地址可供智能設備通過互聯網實現直接聯網。于是,網絡資源、信息、物體和人之間能實現物聯網及服務互聯網。這也將擴展至工業領域:在制造業中,這種技術演化可以描述為“第四階段的工業化”或“工業4.0”。

在制造業中利用物聯網及服務互聯網

物聯網及服務互聯網能夠創造一個包含全部生產過程的網絡,將工廠轉變成為一個智能環境。信息物理生產系統由智能機器、倉儲系統、生產設備組成。該生產系統是數字化的,基于ICT技術實現了端到端的整合——從運入物流到生產,再到營銷、運出物流和服務(維修)。信息物理生產系統不僅使生產能夠得到更加靈活的配置,也能夠充分利用差異化管理和流程控制所提供的機會。

除了優化現有基于IT的流程,工業4.0還將釋放對具體流程和范圍內整體效應進行更多差異化跟蹤的潛力。這些都是目前難以實現的。工業4.0還將使商業伙伴(如供應商和客戶)、員工之間的關系更加緊密,并提供更多互惠互利的新機遇。

作為制造設備供應商,德國需要發掘新形式工業化的潛力,以與其獨特的地位相匹配。德國的市場包括許多提供專業解決方案的“隱形*”(即小而強的公司)——德國*名中小企業中有22家是機械和設備制造商,其中3家排名在*位之內。許多德國機械和設備制造領域的人物都認為,他們的主要競爭對手是國內廠商。機械設備與汽車、化學品同為德國主要的出口產品之一。

此外,德國的機械和設備制造商都希望保持其在未來的地位:60%的德國機械設備制造商都相信,他們的技術競爭優勢在未來五年內會得到提高,只有不到40%的制造商希望維持當前的競爭地位。

然而,機械制造領域的競爭正在日趨激烈。在亞洲同行日益威脅著德國制造商的同時,美國的對手也在采取措施,通過一系列方案對抗工業退化,大力推進“先進制造業”。

此外,制造業也在變得更加具有活力、也更加復雜。比如,激光燒結技術的進步意味著目前在幾小時內已經能夠“打印”出高質量的、復雜的3D結構。這引起了全新商業模型和服務的產生,終端消費者變得更為密切相關——消費者能夠創造自己的設計,之后發送電子郵件到一家“復印店”,他們也可以讓一些物品被掃描和“復印”。

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