德國發(fā)展工業(yè)4.0有哪些優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

德國發(fā)展工業(yè)4.0有哪些優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

如果說美國的互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)模式更強調(diào)“互聯(lián)網(wǎng)”,那么德國的工業(yè)4.0模式則更注重“工業(yè)”,換言之,美國本輪再工業(yè)化進(jìn)程更依賴“軟件”優(yōu)勢,而德國則更偏重“硬件”。德國工業(yè)4.0是工業(yè)化與信息化結(jié)合的產(chǎn)物,核心是網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化,是真正意義上的工業(yè)革命。根據(jù)對德國工業(yè)領(lǐng)域的考察和研究,其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在信息物理系統(tǒng)、中小企業(yè)作用、產(chǎn)業(yè)組織、標(biāo)準(zhǔn)先行和人力勞動的靈活性等方面,未來面臨的主要挑戰(zhàn)包括短時間可能難以實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)安全問題、技術(shù)成本較高、高人工成本對競爭力的威脅、原有系統(tǒng)能否與工業(yè)4.0新系統(tǒng)結(jié)合以及信息孤島如何打破。

德國發(fā)展工業(yè)4.0的主要優(yōu)勢

——信息物理系統(tǒng)

工業(yè)4.0被認(rèn)為是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,旨在通過深度應(yīng)用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)等技術(shù)手段,將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型,其中CPS(信息物理系統(tǒng))是關(guān)鍵通用技術(shù)。德國目前居于地位的有嵌入式系統(tǒng)、傳感器和氣動式控制系統(tǒng)。信息物理系統(tǒng)制造商、M2M、嵌入式系統(tǒng)、智能傳感器和執(zhí)行器制造商很可能成為市場和創(chuàng)新者。信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用將傳統(tǒng)工業(yè)的3C(計算Computing、通信 ComMUniCATion和控制Control)拓展為6C,增加了內(nèi)容(Content)、協(xié)同(Community)、定制化(Customization)。利用新的技術(shù),工業(yè)企業(yè)可以德國具有比較優(yōu)勢的信息物理系統(tǒng)包括智能設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)流程管理,可以使訂單自動通過整個價值創(chuàng)造鏈條,自動預(yù)訂加工機器和材料,自動組織向客戶供貨,自動優(yōu)化物流體系,并在生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)數(shù)字化、可視化的智能制造。

——中小企業(yè)發(fā)揮重要作用

小而精是德國中小企業(yè)的特點,小是指企業(yè)的規(guī)模相對于大企業(yè)而言,從業(yè)人數(shù)較少,精是指產(chǎn)品的科技含量和單位產(chǎn)值較高。但其實并不是所有的制造業(yè)都是以中小企業(yè)為主的,這種企業(yè)結(jié)構(gòu)主要存在于機器設(shè)備制造業(yè)以及信息和通信產(chǎn)業(yè),而在金屬、鋼鐵和其他有色金屬制造,重型機械和電力機械制造,人造染料、纖維、肥料以及新材料和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域,則是以“大企業(yè)”為主導(dǎo),但也有大量中小企業(yè),且與大企業(yè)形成了比較和諧的共存和發(fā)展關(guān)系。各類智能互聯(lián)制造平臺將中小企業(yè)整合到新的價值網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)一步增強了中小企業(yè)的活力,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(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者,從而帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整體升級。

——產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型

德國正由傳統(tǒng)的大型企業(yè)集團(tuán)掌控的供應(yīng)鏈主導(dǎo)型向產(chǎn)業(yè)生態(tài)型演變,平臺技術(shù)以及平臺型企業(yè)將在產(chǎn)業(yè)中展現(xiàn)出更多的作用。根據(jù)德國工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖,可將工業(yè)4.0的參與者分為三類:技術(shù)供應(yīng)方、基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)方和工業(yè)用戶,分別負(fù)責(zé)提供關(guān)鍵的產(chǎn)品技術(shù)、軟件支持結(jié)構(gòu)或服務(wù)以及利用新技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)過程。從生產(chǎn)流程管理、企業(yè)業(yè)務(wù)管理到研究開發(fā)產(chǎn)品生命周期的管理形成的 “協(xié)同制造模式”(Collaborative Manufacturing Model,CMM),使企業(yè)價值鏈從單一的制造環(huán)節(jié)向上游研發(fā)與設(shè)計環(huán)節(jié)延伸,企業(yè)管理鏈從上游向下游生產(chǎn)與制造環(huán)節(jié)拓展,形成集成了工程、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈和企業(yè)管理的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造系統(tǒng)。

——標(biāo)準(zhǔn)先行

標(biāo)準(zhǔn)化是保持*的先決條件、產(chǎn)業(yè)競爭的制高點、保證制造業(yè)企業(yè)市場競爭力的關(guān)鍵,也是實行貿(mào)易保護(hù)的重要技術(shù)手段。德國是世界工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)源地,約有2/3的機械制造標(biāo)準(zhǔn)來自 “德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會DIN”,包括一系列專業(yè)委員會,如機械制造標(biāo)準(zhǔn)委員會(NAM)、機床標(biāo)準(zhǔn)委員會(NWM)、電工委員會(DKE)、技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(TUV)等,以及申克(SCHENCK)、魯爾奇(LURGI)、道依奇(DEUTZ)三大公司的標(biāo)準(zhǔn)化室等。標(biāo)準(zhǔn)的功能主要體現(xiàn)在信息提供上,減少復(fù)雜多樣性和不匹配。標(biāo)準(zhǔn)化每年為德國帶來可觀的經(jīng)濟(jì)利益,德國企業(yè)對“誰制定標(biāo)準(zhǔn)誰就擁有市場”體會頗深。

——人力勞動的靈活性

未來的工業(yè)生產(chǎn)需要大量有素質(zhì)和能力的員工來面對靈活性的需求。未來控制標(biāo)準(zhǔn)化的日常工作可以依賴信息物理系統(tǒng),而復(fù)雜的決策工作保留給人,生產(chǎn)過程中機器和人的關(guān)系將更加緊密,合作方式更加靈活,人的靈活性要與機器設(shè)備的靈活性相匹配,組成團(tuán)隊共同工作。在德國,攜帶智能裝備的人被吸納到工業(yè)4.0之中,工人通過移動終端調(diào)取相關(guān)信息、應(yīng)用和商業(yè)數(shù)據(jù),信息可以分散式獲取、加工、反饋。例如越來越多的工廠開始使用IproductionPad作為增強型輔助設(shè)備,按照不同情形給人提供相應(yīng)信息和輔助系統(tǒng)。

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