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軌道交通新聞

德國“工業(yè)4.0”對我國兩化深度融合的啟示

星之球科技 來源:中國經(jīng)濟時報2014-08-07 我要評論(0 )   

今年3月,國家主席習近平訪問德國時曾在《法蘭克福匯報》發(fā)表署名文章指出,當前,全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命呼之欲出,世界各國爭相調整、適應,抓緊實施必要改革。其中...

今年3月,國家主席習近平訪問德國時曾在《法蘭克福匯報》發(fā)表署名文章指出,當前,全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命呼之欲出,世界各國爭相調整、適應,抓緊實施必要改革。其中,重點提到德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略與多國推進的工業(yè)戰(zhàn)略有異曲同工之處,“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略將深刻變革工業(yè)生產(chǎn)方式和重塑先進制造業(yè)競爭格局。我國兩化融合已取得較大進展,但隨著國際產(chǎn)業(yè)競爭大環(huán)境的變化以及新一代信息技術的應用和滲透,兩化深度融合仍面臨不少挑戰(zhàn),如何借鑒先進制造大國的新理念,優(yōu)化和調整產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展思路,不斷提升先進制造業(yè)的國家競爭力顯得尤為重要。

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的內涵和作用方式

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的作用方式是建立一種全新的工業(yè)生產(chǎn)方式。一是信息物理融合系統(tǒng)(CPS)助力智能生產(chǎn),提高工業(yè)生產(chǎn)效率。二是“去中心化”思維,使生產(chǎn)模式從“集中型”向“分散型”轉變。三是網(wǎng)絡交流,實現(xiàn)面向個性需求的柔性制造。四是實時監(jiān)測與自動控制,降低能耗水平。

制造業(yè)的數(shù)字化、虛擬化正在徹底改變人們制造產(chǎn)品的方式,制造強國紛紛掀起“再工業(yè)化”浪潮,進一步凸顯了全球工業(yè)制造激烈競爭態(tài)勢。美國的通用電氣(GE)于2012年秋季提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”(Industrial Internet)概念,將產(chǎn)業(yè)設備與IT融合結合起來,目標是通過高功能設備、低成本傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集及分析技術等的組合,大幅提高現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的效率并創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)。日本的各企業(yè)也在推進M2M和大數(shù)據(jù)應用。

2012年,德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的未來項目,與能源供給結構改革、可持續(xù)發(fā)展等項目同步公布,德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,主要是通過深度應用ICT(信息通信技術),總體掌控從消費需求到生產(chǎn)制造的所有過程,由此實現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。“工業(yè)4.0”項目主要分為“智能工廠”和“智能生產(chǎn)”兩大主題。“智能工廠”的重點是研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn);“智能生產(chǎn)”,則涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。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)技術的使用者和受益者,同時也成為先進工業(yè)生產(chǎn)技術的創(chuàng)造者和供應者。

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的作用方式是建立一種全新的工業(yè)生產(chǎn)方式。一是信息物理融合系統(tǒng)(CPS)助力智能生產(chǎn),提高工業(yè)生產(chǎn)效率。CPS是一個由傳感器、控制電腦、執(zhí)行器和網(wǎng)絡組合的控制系統(tǒng),借用技術手段實現(xiàn)人的控制在時間、空間方面的延伸,實現(xiàn)本質上人、機、物的融合。德國電子電氣工業(yè)協(xié)會預測,“工業(yè)4.0”將使工業(yè)生產(chǎn)效率提高30%。二是“去中心化”思維,使生產(chǎn)模式從“集中型”向“分散型”轉變。“工業(yè)4.0”將利用物聯(lián)網(wǎng)與服務網(wǎng)把不同的設備交互連接起來,使工廠內部、工廠之間成為一個生產(chǎn)整體。“工業(yè)4.0”的生產(chǎn)將實現(xiàn)由集中式控制向分散式增強型控制的模式轉變。這與“Web2.0”時代的“去中心化”殊途同歸。屆時,智能設備分散各地,不同的生產(chǎn)設備既能夠協(xié)作生產(chǎn),又可以各自快速地對外部變化做出反應,最終形成高度靈活的、個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務生產(chǎn)模式。三是網(wǎng)絡交流,實現(xiàn)面向個性需求的柔性制造。在“工業(yè)4.0”時代,產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、服務的過程可通過軟件和網(wǎng)絡交流,不再是依照幾個月或者幾年前的計劃,而是依照最新情況靈活調整生產(chǎn)工藝。顧客不僅在訂合同前,而且在下訂單后、設計、加工、裝配、調試階段,都可以與工廠溝通改動訂單細節(jié),從而,建立結合各種信息技術的柔性制造系統(tǒng)。四是實時監(jiān)測與自動控制,降低能耗水平。“工業(yè)4.0”時代,在生產(chǎn)間歇期間,機器人將自動斷電,如果生產(chǎn)間歇期較長,機器人就會進入“網(wǎng)絡喚醒”的待機模式;提取器將利用速度可控的馬達滿足需求;激光源可以通過全新的系統(tǒng)降低能耗。采取這些措施后,可以節(jié)約12%的總體能耗。

  我國兩化深度融合面臨的挑戰(zhàn)

“兩化”融合是經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的引擎和著力點,是促進我國工業(yè)由大變強的必由之路,但我國“兩化”的深度融合仍面臨一些突出問題。

“兩化”融合是經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的引擎和著力點,是促進我國工業(yè)由大變強的必由之路。自2008年我國大部制改革以來,工業(yè)和信息化部堅持把推進兩化深度融合作為一項中心工作來抓,圍繞改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、促進節(jié)能減排和安全生產(chǎn)、加快發(fā)展生產(chǎn)性服務業(yè)等重點任務,不斷創(chuàng)新工作思路、方法和手段,從企業(yè)、行業(yè)、區(qū)域多個層次開展了兩化融合的試點示范,取得了長足進展,在應對國際金融危機、促進產(chǎn)業(yè)轉型和調整我國經(jīng)濟結構方面發(fā)揮了較大作用。

然而,我國“兩化”的深度融合仍面臨一些突出問題。一是兩化融合總體上仍處于以局部應用為主的階段,單項業(yè)務應用有所深入,普及面有所擴大,但集成協(xié)同應用水平仍較低,信息化與企業(yè)經(jīng)營管理和決策未能有效結合,產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間未能充分實現(xiàn)順暢銜接,網(wǎng)絡化、智能化、自動化程度不夠,對市場反應不靈敏,作用和成效有限。二是“兩化”融合所需的核心技術和自主知識產(chǎn)權產(chǎn)品仍然較缺乏,芯片、電子元器件、基礎軟件專利費高昂,一些重大裝備和重要產(chǎn)品要依賴進口。在國際產(chǎn)業(yè)分工體系中,我國信息技術企業(yè)大部分居于產(chǎn)業(yè)鏈下游和價值鏈低端,深度融合所需要的工業(yè)軟件和行業(yè)應用解決方案也需要依賴于國外企業(yè)。三是我國信息網(wǎng)絡基礎設施與發(fā)達國際相比仍差距懸殊,無法滿足“兩化”深度融合的需要。四是生產(chǎn)性信息服務業(yè)相對滯后,無法有力支撐兩化深度融合中產(chǎn)業(yè)價值鏈全面提升的需要。我國工業(yè)長期存在重生產(chǎn)輕運營、重規(guī)模輕品牌、重設備投資輕管理投資的現(xiàn)象,而兩化融合對研發(fā)設計、物流運輸、信息服務和品牌營銷的智能要求較高。我國軟件及信息服務業(yè)發(fā)展相對“融合”需求發(fā)展滯后,上中下游均被國外跨國公司所控制(微軟控制上游的系統(tǒng)軟件、IBM控制了中游的中間件、SAP控制了下游的應用軟件).

  “工業(yè)4.0”對我國兩化深度融合的啟示

德國“工業(yè)4.0”對我國兩化深度融合有優(yōu)化網(wǎng)絡基礎設施、打造智能柔性平臺和完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系等方面具有重要啟示作用。

通過分析德國“工業(yè)4.0”的內涵和作用方式,結合我國當前兩化深度融合存在的問題,我們認為“工業(yè)4.0”對我國兩化深度融合有優(yōu)化網(wǎng)絡基礎設施、打造智能柔性平臺和完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系等方面具有重要啟示作用。

1。優(yōu)化網(wǎng)絡基礎建設和應用,打破傳統(tǒng)封閉性制造系統(tǒng)

在“工業(yè)4.0”中,設備和產(chǎn)品都將納入智能的物聯(lián)網(wǎng)中,物聯(lián)網(wǎng)將取代傳統(tǒng)封閉性的制造系統(tǒng),成為未來工業(yè)的基礎。在我國兩化深度融合的過程中,由于受技術差距、成本壓力和行業(yè)動力等影響,中國制造業(yè)不可能很快達到類似德國“工業(yè)4.0”的標準,我們可以把新的技術引入到舊的系統(tǒng)中,將傳統(tǒng)的工業(yè)流程系統(tǒng)改造成實時的能動系統(tǒng),這些需要網(wǎng)絡層面的實時、開放與共享。在社會信息化基礎方面,加快實施“寬帶中國”工程,推進下一代互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模商用和前沿性布局,推進三網(wǎng)融合,充分發(fā)揮下一代國家信息基礎設施對兩化深度融合的支撐作用。#p#分頁標題#e#

2。加快新興技術的應用,打造面向個性需求的智能柔性平臺

對新興信息網(wǎng)絡技術的廣泛應用,可以實時感知、采集、監(jiān)控生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),促進生產(chǎn)過程的無縫銜接和企業(yè)間的協(xié)同制造,實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能分析和決策優(yōu)化,使智能制造、網(wǎng)絡制造、柔性制造成為生產(chǎn)方式變革的方向。信息網(wǎng)絡技術與傳統(tǒng)制造業(yè)相互滲透、深度融合,正在深刻改變產(chǎn)業(yè)組織方式,加速形成新的企業(yè)與用戶關系。在兩化深度融合的過程中,顧客與業(yè)務伙伴的廣泛參與對企業(yè)價值創(chuàng)造極為重要,打造智能柔性平臺,促進生產(chǎn)要素高度靈活配置,將不斷提高個性化產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)和高質量服務的集成。

3。積極發(fā)展生產(chǎn)性服務業(yè),完善兩化深度融合的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系

作為兩化融合的“黏合劑”,生產(chǎn)性服務業(yè)是推動制造業(yè)轉型,夯實兩化深度融合的重要基礎。整合研發(fā)資源,構建產(chǎn)學研合作體系,突破一批核心技術、關鍵技術,大力培育發(fā)展支撐兩化融合的生產(chǎn)性服務業(yè),促進工業(yè)電子、工業(yè)軟件、工業(yè)信息化服務企業(yè)與工業(yè)企業(yè)的供需對接,實施一批兩化深度融合新興業(yè)態(tài)培育項目。利用產(chǎn)業(yè)政策的導向功能,優(yōu)化資源配置,提高生產(chǎn)性服務企業(yè)的專業(yè)化程度和自主創(chuàng)新能力。加大生產(chǎn)性服務業(yè)的重組整合力度,培育一批有國際競爭力的生產(chǎn)性服務業(yè)企業(yè)集團。加強對企業(yè)品牌發(fā)展的指導和服務,支持服務業(yè)龍頭企業(yè)的品牌國際化發(fā)展。

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