德国信息技术、电信和新媒体协会(bitkom)：德国工业4.0实施战略报告

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1、3德国科学顾问委员会的课题　　德国科学顾问委员会由16位来自生产与自动化、计算机科学、法学和社会学这几个专业领域的教授组成。该委员会为工业4.0平台提供与当前研究紧密相关的、科技和编程方面的研究课题。　　德国科学顾问委员会在2014年汉诺威工业博览会上(2014年4月3日)公开发表了相关的课题，这些课题还公布在工业4.0平台的网站上。以下引用的课题按照人类、技术、组织三个方面进行划分：　　人类　　1.很可能建立以人为本的工作组织形式，这种工作组织形式也可称为自组织和自治。尤其有可能出现适合老年人

2、的工作组织形式。　　2.工业4.0作为一套社会技术系统，为拓展员工的工作范围、提高员工的素质和技能、大幅提高员工的知识水平提供了机会。　　3.促进学习的工作设备(学习工具)和有利于沟通的工作方式(实践社区)会提高教学效率；而员工不断提高信息技术能力有助于在继续教育中补充新内容。　　4.把简单易用且能促进学习的设备作为学习工具，能够自然而然地把设备的功能传授给用户。　　技术　　5.工业4.0的系统对于用户来说简单易用而且操作直观。这些系统可以促进学习并给出可靠的反馈。　　6.通用的、公开的解决方案

3、模板允许多个参与者共同设计、实施和操作工业4.0系统(基于设计的工业4.0)。　　7.产品和业务流程的网络化和个性化会带来复杂性。可以通过建模、仿真、自组织对这种复杂性进行管理，更快速的分析可以扩大求解空间，并更快地确定解决方案。　　8.能够对资源有效性和资源效率进行持续的规划、实施、监控和自动优化。　　9.智能产品是良好的信息载体，能对各个生命周期阶段进行定位和识别。　　10.同样，系统组件可在内部对生产资料进行寻址和识别。工业4.0的系统组件支持生产系统和生产流程的虚拟规划。　　11.新型的

4、系统组件是可更换的，并且具有功能兼容性。　　12.系统组件提供的功能本身作为一种服务，可供外部访问。　　13.只有创造一种新型的安全文化，才能最终建立可靠、灵活、受欢迎的“工业4.0”系统。　　组织　　14.新的和现有的价值网络通过集成产品设计、生产过程和服务过程获得增值，并使分工得以动态调整。　　15.合作和竞争促使企业管理和法律发生结构性转变。　　16.有效的法律框架反映了对应的系统结构和业务流程。新的法律解决方案将可能产生新的协议模式。　　17.工业4.0的发展有利于协调区域性的和发展中市

5、场的价值创造。　　为了开展上述课题的研究，工业4.0平台在2014年汉诺威工业博览会上发表的《工业4.0研发课题白皮书》介绍了上述多个课题领域及其内容和目标。另外还粗略制定了完成这些课题的时间计划。课题领域及其时间计划(详见第4章和第5章)有工业4.0平台工作小组拟定。4工业4.0实施战略　　为了加强德国的经济地位，工业4.0平台制定了工业4.0的实施战略。一方面制定出工业4.0技术、标准、商业模式和组织模式等方面的跨部门实施方法；另一方面，加强大学和研究机构与中小企业和工业企业的紧密合作，推动

6、工业4.0的实施。　　实施工业4.0的目标是，创造新的价值链和价值网络，并不断加强它们的数字化程度，最终实现自动化。图1列出工业4.0实施战略的核心模块和相关课题领域，其中核心模块包括：　　●研究与创新　　●参考体系结构、标准化与标准　　●网络化系统的安全性　　●建立法律框架　　除“建立法律框架”以外，其他核心模块的相关内容由工业4.0平台的具体工作组拟定。而“建立法律框架”模块的工作则是由德国工业联合会(BDI)工作组来承担。　　在“研究与创新”这个核心模块，工业4.0平台与德国科学顾问委员会

7、共同制定了实施工业4.0所需的“研究与创新路线图”，并从德国工业的视角出发协调和推动创新和研究活动。以下是几个最重要的相关课题领域(详见第5章)：　　●价值网络的横向集成：这个领域的重点在于加强跨企业的合作(包括供应商、中小企业、制造企业等)，其中包括建立新商业模式的各个方面和各种方法。　　●全生命周期工程的连贯性：这个领域的中心课题是“基于产品生命周期管理(PLM)的工程”。在这个课题中，要将产品设计和生产设计结合起来，从而实现对整个价值创造过程的持续支持。这就要求对系统工程、建模和仿真中的技

8、术要素进行综合性的考虑。　　●纵向集成与网络化的生产系统：这个领域的中心课题是生产的网络化，而生产的网络化能否实现往往取决于能否满足实时的要求。课题重点包括：确保必要的应变能力和生产技术的安全性(例如，通过信息冗余和容错达到安全要求)。这既需要进一步开发相关组件和系统(例如传感器网络)，还需要深入研究预测性分析等方法。　　●工作中的新型社会性基础设施：“人”永远是工业4.0成功的决定性因素。因此，积极推动工作场所的变革，给予所有参与者(包括工会和雇主组织)支持和鼓励，都具有重大的意义。除了改革和