2014年德国制造业向“工业4.0”转变
- 2014-05-09 09:05:002398
德国制造业是世界具竞争力的制造业之一，尤其是装备制造业在处于地位。这在很大程度上源于德国在创新性制造技术方面的研究、开发和生产，以及复杂工业过程管理的专业性。德国拥有强大的机器和设备制造业，在信息技术领域表现出很高的水平和能力，在嵌入式系统和自动化工程方面也颇有建树，这些因素共同奠定了德国在制造工程行业中的地位。因此，德国能以其得天独厚的优势，开拓新型工业化的潜能——“工业4.0”。
2014年德国制造业向“工业4.0”转变
第四次工业革命
前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。如今，随着物联网及服务的引入，制造业正迎来第四次工业革命。不久的将来，企业能以CPS(CyberPhysicalSystems，信息物理系统)的形式建立网络，整合其机器、仓储系统和生产设施。
在制造业领域，这些CPS包括能自主交换信息的智能机器、存储系统和生产设施，它们能独立运行和相互控制。这有利于从根本上改善工业过程，包括制造、工程、材料使用、供应链和生命周期管理。
智能工厂现在似乎已开始采用一种全新的方式来生产产品。智能产品通过的特征被识别，在任何时候都能被定位，我们知道它的发展历程，了解它当前的状况，以及实现其目标状态的方式。从通过物流下订单的那一刻起，纵向可与工厂和公司业务流程联网，横向连接则可实时管理衍生价值体系，这二者共同构建了嵌入式制造系统。
“工业4.0”拥有巨大的潜力。智能工厂让客户个性化的定制需求得以满足，这也意味着，即使产品只生产一次，也能通过颇具收益的方式制造出来。在“工业4.0”中，以供应商为例，动态业务和工程流程能帮他们根据生产需要终做出相应改变，并灵活应对生产中断和故障。
现在，在制造过程中已经能够提供端到端的透明化，以促进决策优化。工业4.0将会开发出创造价值的新方法和新的商业模式。特别是，它将给初创公司和小企业的发展带来机会，下游服务也能从中受益。
采取双重策略
工业4.0将正视和解决某些当今世界面临的挑战，如资源能源利用效率、城镇化、人口结构变化等。工业4.0能持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。它能将人口结构变化和社会因素考虑在内，以适合的方式组织生产。智能辅助系统让工人从单调、程序化的工作中解放出来，能把精力集中在创新和增值业务上。
鉴于熟练工短缺的问题，工业4.0允许老工人延长职业生涯，从而*地保持生产力。灵活的工作组织形式使工人们能够更好地整合自己的工作，使私人生活和持续的职业生涯发展变得更有效率，在工作和生活之间找到了更好的平衡点。
制造工程领域的竞争变得愈加激烈，德国不是一个认识到在制造业部署物联网及服务是大势所趋的国家。而且，并非只有亚洲的竞争对手对德国工业造成威胁，美国也在采取措施，通过推进“制造业计划”来反对“去工业化”。
为了实现工业生产向工业4.0的转变，德国需要采取双重策略。德国装备制造业应寻求稳固在市场的，一如既往地把信息通信技术与其传统的高科技战略进行整合，使自己成为智能制造技术的主要供应商;与此同时，还有必要为CPS技术和产品创建新的市场，并为之服务。要实现上述CPS双重策略的目标，以下工业4.0的基本特征应该得到落实：通过价值网络实现横向集成;工程端到端数字集成横跨整个价值链;垂直集成和网络化的制造系统。
迈向工业4.0之路，德国要在研发上投入巨大的精力。为实施双重策略，所进行的研究应实现“制造系统的横向、纵向集成”和“工程端到端的集成”。此外，出于对工业4.0系统的要求和着眼于CPS技术的持续发展，工作场所中新的社会基础设施应该得到更多关注。
涉及8个关键领域
如果工业4.0得以成功实现，研发活动将需要与之适应的工业政策的支持。德国工业4.0工作组认为，需要在以下关键领域采取行动：
(1)标准化和参考架构：工业4.0会涉及联网，并通过“价值网络”集成几家不同的公司。由此，需要开发出一揽子共同标准，并需要一个参考架构来描述这些标准。
(2)复杂系统的管理：生产和制造系统正日益变得复杂，适当的计划和解释性模型能为管理这些复杂的系统打下基础。因此，工程师们应该备有开发出这些模型的方法和工具。
(3)一套综合的工业宽带基础设施：毋庸置疑，高质量的综合通讯网络是工业4.0的关键要求。无论是在德国国内，还是在德国与其他伙伴国之间，宽带网络基础设施也因此需要进一步大规模拓展。
(4)安全和安保：安全和安保对智能制造系统的成功至关重要。确保生产设施和产品本身对人或者环境不造成任何危险，这点非常重要。同时，生产设施和产品，尤其是它们所包含的数据和信息，都需要加以保护，防止被滥用和未经授权的访问。
(5)工作的组织和设计：在智能工厂，雇员的角色将发生引人注目的改变。越来越多的实时导向的控制，将改变工作内容、工作流程和工作环境。工作组织以一种“社会-技术”的方法实现，将为员工提供承担重大责任和促进个人发展的机会。这一旦成为现实，合作工作的设计、终身学习的措施以及启动参考模型课题，将变得尤为重要。
(6)培训和持续的职业发展：工业4.0将从根本上改变人们的工作和专业能力。实施适当的培训并以学习的方式组织工作因此变得尤为必要，可借此实现终身学习和基于工作地点的个人发展。为达成这一目标。