借鉴德国“工业4.0”战略及主要内容分析

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1、借鉴德国“工业4.0”战略及主要内容分析2014年8月11日　来源: 互联网　【打印】 【繁体】分享到：中研网讯：　　工业4.0概念源于2011年汉诺威工业博览会，德国业界提出该想法是想通过物联网等技术应用来提高德国制造业水平。随后，德国成立了“工业4.0工作组”，并于2013年4月发布了《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0战略的建议》的报告。同时，德国联邦教研部与联邦经济技术部也于2013年将工业4.0项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中。德国机械及制造商协会(VDMA)等协会还合作设立了“工业4.0平台”。2013

2、年12月，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。在今年4月的汉诺威工业博览会，工业4.0成为主题。德国总理默克尔将工业4.0称作是“一个里程碑”。　　目前，工业4.0的概念也引起了我国政府、产业界以及学术界的广泛关注。那么，德国工业4.0战略包含哪些主要内容？其主要战略目的与产业意图又是什么？德国工业4.0对中国工业转型升级有哪些启示与借鉴？等等问题，都值得我们深入研究。　　德国工业4.0战略的主要内容　　工业4.0认为，18世纪引入机械制造设备的工业是1.0时代，20世纪初的电气化是2.0时代，20世纪70年

3、代开始的利用电子信息化技术的自动化是3.0时代，而工业4.0，意味着基于信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem，CPS)的智能制造时代的到来。　　对德国工业4.0的核心内容进行概括的话，可以总结为：建设一个网络(Cyber-PhysicalSystem，信息物理系统)、研究两大主题(智能工厂、智能生产)、实现三大集成(横向集成、纵向集成与端对端集成)、推进三大转变。　　一是建设一大网络，即信息物理系统(CPS).CPS的核心思想是强调虚拟网络世界与实体物理系统的融合。换而言之，即强调制造业在数据分析基础上的转型。进一步讲

4、，CPS的主要特征可以用六个字母(6C)来定义，即Connection(连接)、Cloud(云储存)、Cyber(虚拟网络)、Content(内容)、Community(社群)、Customization(定制化).CPS可以将资源、信息、物体以及人员紧密联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境。　　二是研究两大主题，即智能工厂与智能生产。实现工业4.0的核心是智能工厂与智能生产。作为目标核心载体的智能工厂，即分散的、具备一定智能化的生产设备，在实现了数据交互之后，能够形成高度智能化的有机体，实现网络化、分布

5、式的生产设施；智能生产的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程。　　未来智能工厂与智能生产的实现意味着：较之传统生产模式，新的生产方式将大幅提高资源利用率，产品生产过程中的实时图像显示使得虚拟生产变为可能，从而减少材料浪费；个性化定制将成为可能并且生产速度大幅提高。　　三是实现三大集成，即价值链上企业间的横向集成、网络化制造系统的纵向集成，以及端对端工程数字化集成。　　在生产、自动化工程以及IT领域，价值链上企业间的横向集成是指将使用于不同生产阶段及商业规划过程的IT系统集成在一起，这包括了发生在公

6、司内部以及不同公司之间的材料、能源以及信息的交换(比如入站物流、生产过程、出站物流、市场营销)，横向集成的目的是提供端对端的解决方案。　　与此相对应，网络化制造系统的纵向集成是指将处于不同层级的IT系统进行集成(例如，执行器和传感器、控制、生产管理、制造和企业规划执行等不同层面)，其目的同样是为了提供一种端对端的解决方案。　　端对端工程数字化集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端实现数字化的前提下所实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将在最大程度上实现个性化定制。在此模式下，客户从产品设计阶段就参与到整条生产链，并

7、贯穿加工制造、销售物流等环节，可实现随时参与和决策并自由配置各个功能组件。　　四是促进三个转变。一是实现生产由集中向分散的转变，规模效应不再是工业生产的关键因素，工业生产的基本模式将由集中式控制向分散式增强型控制转变；二是实现产品由大规模趋同性生产向规模化定制生产转变，未来产品都将完全按照个人意愿进行生产，极端情况下，将成为自动化、个性化的单件制造；三是实现由客户导向向客户全程参与的转变，客户不仅出现在生产流程的两端，而是广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。　　归纳而言，德国工业4.0的核心，就是利用信息通信技术把产品、机器、资源和人

8、有机结合在一起，通过信息通信技术建立一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在此模式中，CPS系统将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M(Machine-to-Machine，机器对机器)通信自主实现