2015大學形勢與政策工業(yè)4.0-6P

1、工業(yè)4.0 (Industrie 4.0)是德國政府高技術戰(zhàn)略2020確定的十 大未來項目之一，并已上升為國家戰(zhàn)略，旨在支持工業(yè)領域新一代革 命性技術的研發(fā)與創(chuàng)新。工業(yè)4.0內(nèi)涵其概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉 變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務的生產(chǎn) 模式。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。德國學術界和產(chǎn)業(yè)界認為，工業(yè)4.0 '概念即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充 分利用信息通訊技術和網(wǎng)絡空間虛擬系統(tǒng)一信息物理

2、系統(tǒng)(Cyber-Physical System)2相結合的手段,將制造業(yè)向智能化轉型。工 業(yè)4.0”項目主要分為兩大主題，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)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(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。工業(yè)4.0目標德國制造業(yè)是世界上最具競爭力的制造業(yè)之一，在全球制造裝備領 域擁有領頭羊的地位。這在很大程度上源于德國專注于創(chuàng)新工業(yè)科技 產(chǎn)品的科研和開發(fā)，以及對復雜

3、工業(yè)過程的管理。德國擁有強大的設備和車間制造工業(yè)，在世界信息技術領域擁有很高的能力水平，在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程方面也有很專業(yè)的技術，這些因素共同奠定了德國在制造工程工業(yè)上的領軍地位。通過工業(yè) 4.0戰(zhàn)略的實施，將使 德國成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術（即信息物理系統(tǒng)）的供應國和主導市 場，會使德國在繼續(xù)保持國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的全球 競爭力。工業(yè)4.0擁有巨大的潛力：（1） 能滿足用戶的個性化需求。工業(yè)4.0能夠在設計、配置、 排序、規(guī)劃、制造和運行等階段中納入個性化的、用戶特定的標準，并能夠合并最后的修改。通過工業(yè)4.0，即使生產(chǎn)一次性項目和極小的生產(chǎn)量（批量大小為一）也可以實現(xiàn)獲利。

4、（2） 具有靈活性?；贑PS的特別網(wǎng)絡，使業(yè)務流程的不同 方面（如質(zhì)量、時間、任務、穩(wěn)健性、價格和生態(tài)友好性）實 現(xiàn)動態(tài)配置。這有助于材料和供應鏈的持續(xù)“調(diào)整”。這也意 味著工程流程能夠變得更加靈活，制造流程可以被改變，暫時 性短缺（比如由于供應問題）能夠被彌補，并且在短時間內(nèi)實 現(xiàn)產(chǎn)量的大幅提咼。（3）決策優(yōu)化。工業(yè)4.0能夠提供實時的、 端到端的透明度， 使工程領域的設計決策得到提早驗證，并且能夠對損壞做出更加靈活的反應，同時對生產(chǎn)領域中一家公司的所有工廠進行全局優(yōu)化。（4）有更好的資源生產(chǎn)率和效率。工業(yè)生產(chǎn)流程的首要戰(zhàn)略目標仍然適用于工業(yè) 4.0 :用定量的資源實現(xiàn)最高的產(chǎn)量（資源生產(chǎn)

5、率）和用最少的資源實現(xiàn)特定的產(chǎn)量（資源效率）。CPS使制造流程在個案基礎上實現(xiàn)整個價值網(wǎng)絡的優(yōu)化。此外，無 需停止生產(chǎn)，系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)期間對資源和能源消耗進行持續(xù) 優(yōu)化，減少其排放量。（5） 通過新服務創(chuàng)造價值更大機遇。工業(yè)4.0為價值創(chuàng)造提 供了新途徑，也促成了就業(yè)的新形式。比如，智能算法能通過智能設備用于大量的不同數(shù)據(jù)（即大數(shù)據(jù)），從而產(chǎn)生新型的 服務。這對于為工業(yè) 4.0開發(fā)B2B服務的中小企業(yè)和初創(chuàng)型企 業(yè)而言，是個巨大的機遇。（6）能應對勞動力的人口結構變化。連同工作組織和能力發(fā)展計劃，人類和技術系統(tǒng)的交互合作將為企業(yè)提供將人口結構 變化轉變?yōu)槠鋬?yōu)勢的新途徑。面對技術勞動力的短缺和日

6、益多 元化（年齡、性別、文化背景），工業(yè) 4.0將促成多樣的、靈 活的職業(yè)道路，使人們能夠持續(xù)工作，并在更長的一段時間內(nèi) 保持生產(chǎn)力。(7) 能保持生活和工作的平衡。應用CPS將使公司的工作組織形式變得更加靈活，這意味著公司能夠更好的滿足員工對 于平衡工作和個人生活、個人發(fā)展和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的需求。比 如，智能輔助系統(tǒng)提供了一個靈活性的新標準，在滿足公司要 求的同時也能夠滿足員工的個人需求，從而為工作的組織提供 了新機遇。(8) 高工資經(jīng)濟仍擁有競爭力。工業(yè) 4.0的雙重策略將使德 國增強其作為領先供應商的地位，并使其成為工業(yè)4.0解決方案的領先市場。工業(yè)4.0實現(xiàn)的5大措施專業(yè)協(xié)會將在確保順暢

7、溝通，與社會合作方、學術圈和公眾的緊密聯(lián)系方 面發(fā)揮重要作用。約50%的受訪企業(yè)表示，他們已經(jīng)從專業(yè)協(xié)會收到有 關工業(yè)4.0戰(zhàn)略的相關信息。此外，工業(yè)4.0工作組認為以下措施有助于企 業(yè)平穩(wěn)向工業(yè)4.0轉型：(1) 實時CPS解決方案的實施，將在空間、技術質(zhì)量和可靠性方面對 服務可用性和網(wǎng)絡基礎設施提出很高要求。為了確保我國的國際競爭力， 應呼吁出臺服務規(guī)范和商業(yè)模式的國際標準。(2) 目前，制造業(yè)的業(yè)務流程往往是靜態(tài)的，并僅通過極不靈活 的軟件系統(tǒng)實施。不過，不能在一夜之間將它們替換成服務型系統(tǒng)。 在舊系統(tǒng)上融入新技術(反之亦然)非常重要，舊系統(tǒng)需要通過實時功能 系統(tǒng)進行更新。（3）在物聯(lián)網(wǎng)和服務化的背景下，制造業(yè)新商業(yè)模式的發(fā)展速度將接近 互聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展速度和活力。（4）員工將參與到工作組織、CPD（Continuing Professional Development）和技術