工业4.0的战略意图以及难点分析

　　德国所提出的“工业4.0”被认为是未来工业革命的先行愿景。通过数字化和信息的互联互通,推动智能生产成为一种技术标准,实现对生产流程的自主监控,将使生产对市场和客户的需求做出快速调整。

　　工业4.0为我们展现了一幅全新的工业蓝图:在一个“智能、网络化的世界”里,物联网和务联网将渗透到所有的关键领域,创造新价值的过程逐步发生改变,产业链分工将重组,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。

　　德国行业专家表示,德国错失了发展信息和通讯技术的机会。默克尔指出,目前90%的创新在欧洲之外产生,欧洲不能错失下一代工业改革。默克尔同时对德国的制造业能否及时与现代的信息和通讯技术实现对接,保障德国制造业在世界上的领先地位表示担忧。有专家认为,中国在传统工业上与世界先进制造业还存在差距,但在信息通信技术方面有更好的基础,“工业4.0”为中国提供了更好的赶超机会。

　　德国联邦工业协会主席乌尔里希·格里洛指出,德国在信息和通讯技术等未来技术核心领域有些落后,“欧洲企业占全球通信和信息技术市场份额不到10%,德国错失了成为该领域世界领头羊的机会。”未来如果德国的工业和制造业不能弥补这一缺陷,实现制造业与信息互联技术的对接,德国工业的领先地位将可能面临危机。

　　德国工业4.0的本质是什么?

　　工业4.0,其实就是实现“智能工厂”。第一次工业革命始于18世纪后半期由蒸汽机实现工厂的机械化;第二次工业革命始于19世纪后半期用电力来实现大规模化批量生产;第三次工业革命始于20世纪后半期通过电气和信息技术实现制造业的自动化。

　　工业4.0将在前三次工业革命的基础上进一步进化,基于信息物理系统实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界,将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。

　　工业4.0报告中描述的动态配置的生产方式主要是指从事作业的机器人能够通过网络实时访问所有有关信息,并根据信息内容,自主切换生产方式以及更换生产材料,从而调整成为最匹配模式的生产作业。动态配置的生产方式能够实现为每个客户、每个产品进行不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送,杜绝整个链条中的浪费环节。

　　与传统生产方式不同,动态配置的生产方式在生产之前或者生产过程中,都能够随时变更最初的设计方案。

　　例如,目前的汽车生产主要是按照事先设计好的工艺流程进行的生产线生产方式。尽管也存在一些混流生产方式,但是生产过程中,一定要在由众多机械组成的生产线上进行,所以不会实现产品设计的多样化。管理这些生产线的MES原本应该带给生产线更多的灵活性,但是受到构成生产线的众多机械的硬件制约,无法发挥出更多的功能,作用极为有限。

　　同时,在不同生产线上操作的工人分布于各个车间,他们都不会掌握整个生产流程,所以也只能发挥出在某项固定工作上的作用。这样一来,很难实时满足客户的需求。工业4.0描绘的智能工厂中,固定的生产线概念消失了,采取了可以动态、有机地重新构成的模块化生产方式。