德國發展工業4.0有哪些優勢和挑戰

德國發展工業4.0有哪些優勢和挑戰

如果說美國的互聯網+工業模式更強調“互聯網”,那么德國的工業4.0模式則更注重“工業”,換言之,美國本輪再工業化進程更依賴“軟件”優勢,而德國則更偏重“硬件”。德國工業4.0是工業化與信息化結合的產物,核心是網絡化、信息化和智能化,是真正意義上的工業革命。根據對德國工業領域的考察和研究,其主要優勢體現在信息物理系統、中小企業作用、產業組織、標準先行和人力勞動的靈活性等方面,未來面臨的主要挑戰包括短時間可能難以實現、網絡安全問題、技術成本較高、高人工成本對競爭力的威脅、原有系統能否與工業4.0新系統結合以及信息孤島如何打破。

德國發展工業4.0的主要優勢

——信息物理系統

工業4.0被認為是以智能制造為主導的第四次工業革命,旨在通過深度應用信息技術和網絡物理系統等技術手段,將制造業向智能化轉型,其中CPS(信息物理系統)是關鍵通用技術。德國目前居于地位的有嵌入式系統、傳感器和氣動式控制系統。信息物理系統制造商、M2M、嵌入式系統、智能傳感器和執行器制造商很可能成為市場和創新者。信息物理系統的應用將傳統工業的3C(計算Computing、通信 ComMUniCATion和控制Control)拓展為6C,增加了內容(Content)、協同(Community)、定制化(Customization)。利用新的技術,工業企業可以德國具有比較優勢的信息物理系統包括智能設備、數據存儲系統和生產制造業務流程管理,可以使訂單自動通過整個價值創造鏈條,自動預訂加工機器和材料,自動組織向客戶供貨,自動優化物流體系,并在生產環節實現數字化、可視化的智能制造。

——中小企業發揮重要作用

小而精是德國中小企業的特點,小是指企業的規模相對于大企業而言,從業人數較少,精是指產品的科技含量和單位產值較高。但其實并不是所有的制造業都是以中小企業為主的,這種企業結構主要存在于機器設備制造業以及信息和通信產業,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工業等領域,則是以“大企業”為主導,但也有大量中小企業,且與大企業形成了比較和諧的共存和發展關系。各類智能互聯制造平臺將中小企業整合到新的價值網絡中,進一步增強了中小企業的活力,使中小企業成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者,同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者,從而帶動產業結構整體升級。

——產業組織結構加速轉型

德國正由傳統的大型企業集團掌控的供應鏈主導型向產業生態型演變,平臺技術以及平臺型企業將在產業中展現出更多的作用。根據德國工業4.0標準化路線圖,可將工業4.0的參與者分為三類:技術供應方、基礎設施供應方和工業用戶,分別負責提供關鍵的產品技術、軟件支持結構或服務以及利用新技術優化生產過程。從生產流程管理、企業業務管理到研究開發產品生命周期的管理形成的 “協同制造模式”(Collaborative Manufacturing Model,CMM),使企業價值鏈從單一的制造環節向上游研發與設計環節延伸,企業管理鏈從上游向下游生產與制造環節拓展,形成集成了工程、生產制造、供應鏈和企業管理的網絡協同制造系統。

——標準先行

標準化是保持*的先決條件、產業競爭的制高點、保證制造業企業市場競爭力的關鍵,也是實行貿易保護的重要技術手段。德國是世界工業標準化的發源地,約有2/3的機械制造標準來自 “德國標準化學會DIN”,包括一系列專業委員會,如機械制造標準委員會(NAM)、機床標準委員會(NWM)、電工委員會(DKE)、技術監督協會(TUV)等,以及申克(SCHENCK)、魯爾奇(LURGI)、道依奇(DEUTZ)三大公司的標準化室等。標準的功能主要體現在信息提供上,減少復雜多樣性和不匹配。標準化每年為德國帶來可觀的經濟利益,德國企業對“誰制定標準誰就擁有市場”體會頗深。

——人力勞動的靈活性

未來的工業生產需要大量有素質和能力的員工來面對靈活性的需求。未來控制標準化的日常工作可以依賴信息物理系統,而復雜的決策工作保留給人,生產過程中機器和人的關系將更加緊密,合作方式更加靈活,人的靈活性要與機器設備的靈活性相匹配,組成團隊共同工作。在德國,攜帶智能裝備的人被吸納到工業4.0之中,工人通過移動終端調取相關信息、應用和商業數據,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作為增強型輔助設備,按照不同情形給人提供相應信息和輔助系統。

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