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新一轮工业革命来临:工业4.0

时间:2015-12-29【打印此页】 【返回

工业1.0、2.0、3.0、4.0是什么?

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工业4.0提出的背景

   2013年德国在分析本国机械产品对外出口数据时,发现过去5-6年的时间内这一数据没有增长,一方面来自最大的发展中国家——中国工业化过程已经基本结束;另一方面,德国产品的使用寿命周期长,一旦卖出很长时间都不会更换。在这样的背景下,德国需要寻求制造业的突破不能继续围绕把产品做好一个目标,于是提出了工业4.0,即产品的设计要为客户提供更多的价值,其内容主要针对信息与制造。

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“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命,通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密联系物理世界,感知客户真实的效用,将网络空间的高级计算能力有效地应用于现实世界中,从而在生产制造过程中,设计、开发、工程、规划、制造、运营和物流流程中实施最高标准,有关的左右数据通过传感器采集进行分析,以达到动态的、实时优化的、自我组织的价值链,并形成可以自律操作的智能生产和服务系统。

   作为虚拟网络——实体系统(Cyber-PhysicalSystem,简称CPS)融合的主要思想,早在2006年美国就提出来了。2013年12月12日,美国白宫召开了第一次CPS成员会议,讨论的内容跟德国的工业4.0几乎是一样的,但应用领域包括能源、健康服务、航空、天然火灾等级。美国以CPS为概念的先进制造一直在持续。以通用电气为代表的工业大数据计划已经启动,通用电气与亚马逊、埃森哲及威睿等企业共同合作,投资数十亿美元,致力于工业大数据产业浪潮。其目的是将航空、电力、采油、医疗器械等命脉行业通过传感器同互联网连接,经云计算平台的数据分析,来控制调节工业机器的正常运转及维护,提高机器效率,节省使用维护成本等。

工业4.0颠覆什么

   工业1.0即机械化时代,那次工业革命是基于对人力解放的需求。发生在18世纪末,主要特征是以蒸汽机为动力实现机械化生产,使经济从以农业、手工业为基础转型到以机械制造为基础的发展模式,人类开始以机械设备代替手工作业;工业2.0即流水线时代,发生在19世纪初,以电力推动的规模化生产,通过零配件和装配线成功分离而实现规模化生产,代表企业是福特汽车,其基于在商品经济日趋繁荣的环境下大规模生产对效率的需求;工业3.0即工业自动化时代,是以电子与信息技术结合为标志,使工业生产高度自动化,这次以美国硅谷主导的工业革命解决的是对制造精度的需求;工业4.0即智能化时代,在大数据时代,机械化与信息化深度融合,让信息变得更有价值,通过数据优化和高效的执行系统为产品创造更加接近用户需求的价值,即实现价值创造的需求。

   每一次工业革命都是对传统工业的颠覆,工业4.0是技术创新和商业模式创新,需要思维模式与商业模式的转型。以物联网、大数据分析为技术基础、以软件为载体,实现管理经验的软件化。利用工业大数据分析,提前预知客户需求,创造新的商业价值。“工业4.0”项目主要分为两大主题:一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现,即将工艺流程数字化;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等,将人的真实需求、效用通过数字化反馈到产品与服务系统的设计中。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。智能化工厂将是一个自我比较、自我重复、自我优化的过程。现在工厂追求的是品质和性能,未来工厂追求的是效率和效用。

    对于工业企业,未来的竞争是在看不到的市场上:服务——创新思维模式。美国辛辛那提教授李杰提出了“煎蛋理论”,工业企业核心产品和价值创造的关系犹如蛋黄、蛋白的关系。核心产品是蛋黄、价值创造是蛋白,蛋白是相对蛋黄的多维延伸。不是数据的堆砌处理、也不是传统的商业模式。需要在以下三个方面重新建立体系:⑴建立更全面的生产关系、产业联盟;⑵更广泛的数据;⑶专业人才体系与先进的技术;

    工业4.0本质上是思维模式与商业模式的转型。过去,运营企业和制造企业是买卖关系,现在要转为战略同盟,从设备买卖过渡到能力买卖,即价值导向的解决方案:改变自己的商业模式来满足客户的具体要求与未来的未知需求。背后的逻辑是基于工业大数据的分析,提前预知客户的需求。

中国制造2025战略

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 “中国制造2025”提出了我国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,是第一个十年的行动纲领。“中国制造2025”应对新一轮科技革命和产业变革,立足我国转变经济发展方式实际需要,围绕创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本等关键环节,以及先进制造、高端装备等重点领域,提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措,力争到2025年从制造大国迈入制造强国行列。

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 智能制造被定位为中国制造的主攻方向。加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造,提高精准制造、敏捷制造能力。统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化。


工业4.0资料整理自《物联网智库》


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