2011年德國(guó)初步提出工業(yè)4.0的概念,2013年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出,其目的是通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)提高德國(guó)制造業(yè)水平,建立具有適應(yīng)性、資源效率及人體工學(xué)的智能工廠,在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。目前各國(guó)正積極推進(jìn)新型制造業(yè)發(fā)展計(jì)劃,工業(yè)4.0的腳步漸行漸近。
一、工業(yè)4.0相關(guān)概述
1、工業(yè)4.0的概念
德國(guó)工業(yè)4.0:網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、軟件與自動(dòng)化技術(shù)的深度交織產(chǎn)生新的價(jià)值模型,在制造領(lǐng)域,這種資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)(CPS)”。
工業(yè)4.0的本質(zhì)是數(shù)據(jù),包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)、外部數(shù)據(jù)等。工業(yè)4.0的核心就是工業(yè)智能化,相關(guān)行業(yè)包括:智能機(jī)床、工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、RFID、傳感器、3D打印。
2、工業(yè)4.0的主題
工業(yè)4.0的四大主題是智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流和智能服務(wù)。智能工廠重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);智能生產(chǎn)主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)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(shù)的使用者和受益者,同時(shí)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;智能物流主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng),整合物流資源,充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率,而需求方,則能夠快速獲得服務(wù)匹配,得到物流支持;智能服務(wù)是應(yīng)用多方面信息技術(shù),以客戶需求為目的跨平臺(tái)、多元化的集成服務(wù)。
二、工業(yè)4.0發(fā)展分析
1、工業(yè)4.0發(fā)展現(xiàn)狀
(1)德國(guó)
2013 年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上,“工業(yè)4.0”的理念和計(jì)劃由德國(guó)政府正式發(fā)布,描繪了制造業(yè)的未來愿景。目前,“工業(yè)4.0”計(jì)劃已經(jīng)從“德國(guó)高技術(shù)2020戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃”獲得2億歐元投資,啟動(dòng)了包括“信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)”(CPPS)在內(nèi)的若干項(xiàng)目。此外,德國(guó)教育與研究部(BMDF)建立的“信息通信技術(shù)(ICT)2020——創(chuàng)新研究”計(jì)劃以及德國(guó)科學(xué)研究聯(lián)盟(FU)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)促進(jìn)組(原通信促進(jìn)組)發(fā)起的“智能服務(wù)——基于網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)服務(wù)”也都在“德國(guó)高技術(shù)2020戰(zhàn)略”框架下開展,并且與“工業(yè)4.0”緊密相關(guān),其中前者屬于“數(shù)字德國(guó)2015”ICT戰(zhàn)略,后者則成為 “未來計(jì)劃”之一,2015年3月提出了終版的戰(zhàn)略建議報(bào)告。
(2)美國(guó)
美國(guó)提出的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,旨在將人、數(shù)據(jù)與智能設(shè)備銜接,以交換數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型。相比德國(guó),美國(guó)積極推進(jìn)的“新工業(yè)戰(zhàn)略”更加注重“軟”的方面,例如大數(shù)據(jù)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)等對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)的再工業(yè)化。在美國(guó),工業(yè)4.0就是將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體連接,通過大數(shù)據(jù)分析等來重塑制造業(yè),形成效率更高生產(chǎn)系統(tǒng)。美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)范疇更廣闊,它試圖將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來,形成開放而化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。目前,美國(guó)國(guó)內(nèi)80多家ICT和互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司如GE、IBM、思科等企業(yè)成立了IIC(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟),以期打破技術(shù)壁壘,為通過大數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的創(chuàng)新。美國(guó)憑借其在工業(yè)3.0的優(yōu)勢(shì)以及互聯(lián)網(wǎng)和ICT先進(jìn)巨頭公司的影響力正推動(dòng)著工業(yè)4.0的發(fā)展。
?。?)日本
在面對(duì)德國(guó)開啟了“智能制造”這一通向未來新工業(yè)革命的大門時(shí),安倍政府也開始采取行動(dòng),制定和規(guī)劃了日本“工業(yè)4.0”的發(fā)展方向。2015年版的《日本制造業(yè)白皮書》正是日本力求贏得“產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈主導(dǎo)權(quán)”的關(guān)鍵舉措。在政界,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省把3D打印機(jī)列為優(yōu)先政策扶持對(duì)象,投資45億日元,實(shí)施名為“以3D造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開發(fā)項(xiàng)目;在業(yè)界,三菱電機(jī)、富士通、日產(chǎn)汽車和松下等日本電子、信息、機(jī)械和汽車行業(yè)的主要企業(yè)等組建名為“產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈主導(dǎo)權(quán)”的聯(lián)盟,共同探討工廠互聯(lián)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,并爭(zhēng)取使其成為標(biāo)準(zhǔn)。
2、工業(yè)4.0戰(zhàn)略規(guī)劃
美國(guó)自2008年金融危機(jī)起遇到了產(chǎn)業(yè)空心化,鑒于在其GDP總量中服務(wù)業(yè)占比70%而制造業(yè)僅占12%的不平衡結(jié)構(gòu),美國(guó)提出“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”,旨在振興“美國(guó)制造”;日本制造業(yè)產(chǎn)值占GDP 比重達(dá)20%,日本已從國(guó)家層面上開始高度重視科技附加值高的制造業(yè);德國(guó)以精益制造,提出“工業(yè)4.0”企圖再次新一輪工業(yè)革命,鞏固其競(jìng)爭(zhēng)地位;中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整站在了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的十字路口。未來制造業(yè)將回歸各國(guó)戰(zhàn)略重心,成為經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)的重要引擎。