德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略透視
發(fā)布時間：2015-03-11工業(yè)4.0項目是全球制造業(yè)最具競爭力的國家之一――德國于2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出的項目,，是2010年7月德國政府在《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一,，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。中國首套工業(yè)4.0流水線也已經(jīng)亮相第十六屆中國工業(yè)博覽會,，工業(yè)4.0業(yè)已進入中德合作新時代,，中德雙方簽署的《中德合作行動綱要》中也存在有關(guān)工業(yè)4.0合作的內(nèi)容。
以智能制造為主導(dǎo)的
第四次工業(yè)革命
“工業(yè)4.0”是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,，或革命性的生產(chǎn)方法,，包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式,，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)――信息物理系統(tǒng)（CPS)相結(jié)合的手段,，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。在這種模式中,，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失,，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式,。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組,。
“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題,，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn),。二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理,、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等,。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者,，同時也成為先進工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者,。三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng),、務(wù)聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源,，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率,，而需求方則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持,。
多管齊下解決
“德國制造”危機
德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的要點可以概括為：建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò),、研究兩大主題、實現(xiàn)三項集成,、實施八項計劃,。
建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)：信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。信息物理系統(tǒng)就是將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上,，讓物理設(shè)備具有計算,、通信、精確控制,、遠程協(xié)調(diào)和自治等五大功能,，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界的融合。CPS可以將資源,、信息,、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù),，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€智能環(huán)境,。這是實現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。
研究兩大主題：智能工廠和智能生產(chǎn),?！爸悄芄S”是未來智能基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分,，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)?！爸悄苌a(chǎn)”的側(cè)重點在于將人機互動,、智能物流管理、3D打印等先進技術(shù)應(yīng)用于整個工業(yè)生產(chǎn)過程,，從而形成高度靈活,、個性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈,。生產(chǎn)流程智能化是實現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵,。
實現(xiàn)三項集成：橫向集成、縱向集成與端對端的集成,。工業(yè)4.0將無處不在的傳感器,、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng),、通信設(shè)施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò),，使人與人,、人與機器,、機器與機器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向,、縱向和端對端的高度集成,。
實施八項計劃：工業(yè)4.0得以實現(xiàn)的基本保障。一是標準化和參考架構(gòu),。需要開發(fā)出一套單一的共同標準,，不同公司間的網(wǎng)絡(luò)連接和集成才會成為可能。二是管理復(fù)雜系統(tǒng),。適當(dāng)?shù)挠媱澓徒忉屝阅Ｐ涂梢詾楣芾砣遮厪?fù)雜的產(chǎn)品與制造系統(tǒng)提供基礎(chǔ),。三是一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施?？煽?、全面、高品質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)4.0的一個關(guān)鍵要求,。四是安全和保障,。在確保生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品本身不能對人與環(huán)境構(gòu)成威脅的同時，要防止生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品濫用及未經(jīng)授權(quán)的獲取,。五是工作的組織和設(shè)計,。隨著工作內(nèi)容、流程和環(huán)境的變化,，對管理工作提出了新的要求,。六是培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展,。有必要通過建立終身學(xué)習(xí)和持續(xù)職業(yè)發(fā)展計劃，幫助工人應(yīng)對來自工作和技能的新要求,。七是監(jiān)管框架,。創(chuàng)新帶來的諸如企業(yè)數(shù)據(jù)、責(zé)任,、個人數(shù)據(jù)以及貿(mào)易限制等新問題,，需要包括準則、示范合同,、協(xié)議,、審計等適當(dāng)手段加以監(jiān)管。八是資源利用效率,。需要考慮和權(quán)衡在原材料與能源上的大量消耗給環(huán)境及安全供應(yīng)帶來的諸多風(fēng)險,。
實際上，工業(yè)4.0體現(xiàn)出德國對美國的危機感和極高的競爭意識,。CPU,、操作系統(tǒng)、軟件以及云計算等網(wǎng)絡(luò)平臺幾乎都由美國掌控,。近兩年來,，谷歌開始進軍機器人領(lǐng)域，研發(fā)自動駕駛汽車,；亞馬遜進入手機終端業(yè)務(wù),，開始實施無人駕駛飛機配送商品……美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭正在從“信息”領(lǐng)域加速進入“物理”業(yè)務(wù)領(lǐng)域。顯而易見,，這一趨勢對制造業(yè)的破壞性影響只是時間問題,，因此，德國產(chǎn)生了前所未有的危機感,。
近年來,，從中國機械產(chǎn)業(yè)的高速增長中，德國看到的更多是“德國制造”自身的危機,。數(shù)據(jù)顯示,，德國以16%的份額占據(jù)2013年全球機械出口首位，中國以11%的份額,，略低于美國位于全球第三,。同時，在全球設(shè)備制造業(yè)的32個子行業(yè)中,，中國已經(jīng)在7個子行業(yè)中取得了領(lǐng)先地位,。更有甚者，美國波士頓咨詢公司的一篇相關(guān)分析報告曾提出警告：“歐洲機械制造商必須意識到,，競爭環(huán)境已經(jīng)改變,，必須對越發(fā)明顯的威脅做出反應(yīng),，否則他們將被來自中國的咄咄逼人的挑戰(zhàn)者打倒?！庇纱?，德國《世界報》網(wǎng)站在去年3月27日報道稱“中國機械制造業(yè)嚴重威脅德國”！由此看來,，德國對中國制造業(yè)的防備之心已顯而易見,。
工業(yè)4.0與“兩化深度融合”
異曲同工
工業(yè) 4.0 的核心需求是提升現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)， 以提供保證的延遲時間,、可靠性,、服務(wù)質(zhì)量和通用帶寬。為與國家IT峰會在《2011 年的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施年鑒》中提出的建議一致,，需要在德國和其制造伙伴國家之間大規(guī)模地擴大寬帶互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),。高運行可靠性和數(shù)據(jù)鏈路可用性是機械工程及自動化工程應(yīng)用的關(guān)鍵。保證的延遲時間和穩(wěn)定的連接是關(guān)鍵,，因為這直接影響應(yīng)用程序的性能,。網(wǎng)絡(luò)運營商應(yīng)該多做些工作，以滿足企業(yè)的意愿,。
德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略與我國提出的兩化深度融合有很多相通之處,。在某種程度上，兩化融合可稱為我國工業(yè)的3.0,，兩化深度融合可以說是我國工業(yè)的4.0,。在新的發(fā)展背景下,，只有將信息化的時代特征與我國工業(yè)化歷史進程緊密結(jié)合起來,，把兩化深度融合作為主線，才能為推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入新的動力,，也才能在向工業(yè)化邁進的過程中占得先機,。
超前部署建設(shè)國家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺。美,、德等世界工業(yè)強國都高度重視信息物理空間構(gòu)建,，加強戰(zhàn)略前瞻部署，并取得積極研究進展,。中國要決勝未來的競爭,，必須在構(gòu)建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺上先行一步。一方面,，在國家新的信息化發(fā)展戰(zhàn)略中加強對CPS的總體布局,，研究制定CPS建設(shè)的戰(zhàn)略目標、重點任務(wù),、發(fā)展路徑和政策舉措,。同時,，在制造業(yè)發(fā)展、智慧城市建設(shè),、國家網(wǎng)絡(luò)和信息安全等工作中加強前瞻部署與應(yīng)用推廣,。另一方面，可借鑒美國組建“國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心”的做法,，組建一批國家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺,，負責(zé)承擔(dān)基礎(chǔ)理論研究，組織力量研發(fā)突破CPS軟件,、傳感器,、移動終端設(shè)備等工具和裝備，推動重點行業(yè)企業(yè)的開發(fā)應(yīng)用,。
用標準引領(lǐng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)融合,。工業(yè)4.0戰(zhàn)略的關(guān)鍵是建立一個人、機器,、資源互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)化社會,，各種終端設(shè)備、應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)信息交換,、識別,、處理、維護等必須基于一套標準化的體系,。為了保障工業(yè)4.0的順利實現(xiàn),，德國把標準化排在八項行動中的第一位，同時建議在工業(yè)4.0平臺下成立一個工作小組,，專門處理標準化和參考架構(gòu)的問題,。我們在推進信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)企業(yè)深度融合的具體實踐中，也應(yīng)高度重視發(fā)揮標準化工作在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引領(lǐng)作用,，及時制定出臺“兩化深度融合”標準化路線圖,，引導(dǎo)企業(yè)推進信息化建設(shè)。同時,，還要著力實現(xiàn)標準的國際化,，使得中國制定的標準得到國際上的廣泛采用，以奪取未來產(chǎn)業(yè)競爭的制高點和話語權(quán),。
