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中國製造2025 工業4.0 - 中國智造


“工業4.0”展現瞭一幅全新工業藍圖

在一個“智能、網絡化的世界”裏,物聯網和務聯網(服務互聯網技術)將滲透到所有關鍵領域,創造新價值的過程會逐步發生改變,産業鏈分工將重組,傳統行業界限將消失,並會産生各種新活動領域和閤作形式。

01、工業 4.0 將使工業生産過程更加靈活、堅強。

這將使得動態、適時優化和自我組織的價值鏈成為現實,並帶來諸如成本、可利用性和資源消耗等不同標準的最優化選擇。

包括在製造領域的所有因素和資源間形成全新的循環網絡、智能産品獨特的可識彆性、個性化産品定製以及高度靈活的工作環境等。

02、工業 4.0 將發展齣全新的商業模式和閤作模式。

這些模式將力爭確保潛在的商業利潤在整個價值鏈所有利益相關人之間公平共享,包括那些新進入的利益相關人。

同時,工業4.0“網絡化製造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的製造工程”等特性,也使它追求新的商業模式以率先滿足動態的商業網絡,這將引發諸如:融資、發展、可靠性、風險、責任和知識産權以及技術安全等一係列問題。

03、工業 4.0 將帶來工作方式及環境的全新變化。

全新的協作工作方式使工作可以脫離工廠,通過虛擬、移動的方式開展。

員工將擁有高度管理自主權,可以更加積極地投入和調節自己的工作。

同時,隨著工作環境和工作方式的巨大改變,可以大幅度提升老年人和婦女的就業比例,確保人口結構的變化不會影響當前的生活水平。

04、工業 4.0 將促進形成全新的信息物理係統平颱。

全新的信息物理係統平颱能夠聯係到所有參與人、物體及係統,將提供全麵、快捷、安全可靠的服務及應用業務流程,支持移動終端設備和業務網絡中的協同製造、服務、分析及預測流程等。


德國工業 4.0 戰略的要點可以概括為:建設一個網絡、研究兩大主題、實現三項集成、實施八項計劃。

建設一個網絡:信息物理係統網絡。

信息物理係統就是將物理設備連接到互聯網上,讓物理設備具有計算、通信、精確控製、遠程協調、自治等五大功能。

從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融閤CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯係在一起,從而創造物聯網及相關服務,並將生産工廠轉變為一個智能環境。

這是實現工業4.0的基礎。

研究兩大主題:智能工廠和智能生産。

“智能工廠”是未來智能基礎設施的關鍵組成部分,重點研究智能化生産係統、過程及網絡化分布生産設施的實現。

“智能生産”的側重點在於將人機互動、智能物流管理、3D打印等先進技術應用於整個工業生産過程,從而形成高度靈活、個性化、網絡化的産業鏈。

生産流程智能化是實現工業4.0的關鍵。

實現三項集成:橫嚮集成、縱嚮集成及端對端集成。

“工業4.0”將無處不在的傳感器、嵌入式終端係統、智能控製係統、通信設施通過CPS形成一個智能網絡,使人與人、人與機器、機器與機器以及服務與服務之間互聯,從而實現橫嚮、縱嚮、端對端高度集成。

01、“橫嚮集成” 通過價值鏈及信息網絡所實現的一種資源整閤,實現無縫閤作,提供實時産品與服務;

02、“縱嚮集成” 是基於未來智能工廠中網絡化的製造體係,實現個性化定製生産,替代傳統的固定式生産流程(如生産流水綫);

03、“端對端集成” 是指貫穿整個價值鏈的工程化數字集成,是在所有終端數字化的前提下實現的基於價值鏈的一種整閤,這將最大限度地實現個性化定製。

實施八項計劃:“工業 4.0”得以實現的基本保障。

01、標準化和參考架構。

需要開發齣一套單一的共同標準,網絡連接和集成纔會成為可能。

02、管理復雜係統。

適當的計劃和解釋性模型可以為管理日趨復雜的産品和製造係統提供基礎。

03、一套綜閤的工業寬帶基礎設施。

可靠、全麵、高品質的通信網絡是“工業 4.0”的一個關鍵要求。

04、安全和保障。

在確保生産設施和産品本身不能對人和環境構成威脅的同時,要防止生産設施和産品濫用及未經授權的獲取。

05、工作的組織和設計。

隨著工作內容、流程和環境的變化,對管理工作提齣瞭新的要求。

06、培訓和持續的職業發展。

有必要通過建立終身學習和持續職業發展計劃,幫助工人應對來自工作和技能的新要求。

07、監管框架。

創新帶來的諸如數據、責任、個人隱私及貿易限製等新問題,需要包括準則、示範閤同、協議、審計等適當手段加以監管。

08、資源利用效率。

需要考慮和權衡在原材料和能源上的大量消耗給環境和安全供應帶來的諸多風險。


總的來看,“工業4.0”戰略的核心就是通過CPS網絡實現人、設備、産品的實時連通、相互識彆及有效交流,從而構建一個高度靈活的個性化、數字化的智能製造模式。

在這種模式下,生産由集中嚮分散轉變,規模效應不再是工業生産的關鍵因素;

産品由趨同嚮個性轉變,未來産品都將完全按照個人意願進行生産,極端情況下將成為自動化、個性化的單件製造;

用戶由部分參與嚮全程參與轉變,用戶不僅齣現在生産流程的兩端,而且廣泛、實時參與生産和價值創造的全過程。

 

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