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中国智造 展望工业4.0新蓝图

2014-11-26 05:22| 发布者: digitser| 查看: 11039| 评论: 0|原作者: digits

摘要: 中国智造----展望工业 4.0 新蓝图 “工业4.0”为我们展现了一幅全新的工业蓝图:在一个“智能、网络化的世界”里,物联网和务联网(服务互联网技术)将渗透到所有关键领域,创造新价值的过程会逐步发生改变,产业 ...
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中国智造 展望工业4.0新蓝图

    “工业4.0”为我们展现了一幅全新的工业蓝图:在一个“智能、网络化的世界”里,物联网和务联网(服务互联网技术)将渗透到所有关键领域,创造新价值的过程会逐步发生改变,产业链分工将重组,传统行业界限将消失,并会产生各种新活动领域和合作形式。

    首先,工业 4.0 将使工业生产过程更加灵活、坚强。这将使得动态、适时优化和自我组织的价值链成为现实,并带来诸如成本、可利用性和资源消耗等不同标准的最优化选择。包括在制造领域的所有因素和资源间形成全新的循环网络、智能产品独特的可识别性、个性化产品定制以及高度灵活的工作环境等。

    其次,工业 4.0 将发展出全新的商业模式和合作模式。这些模式将力争确保潜在的商业利润在整个价值链所有利益相关人之间公平共享,包括那些新进入的利益相关人。同时,工业 4.0“网络化制造”、“自我组织适应性强的物流”和“集成客户的制造工程”等特性,也使它追求新的商业模式以率先满足动态的商业网络而非单个公司,这将引发诸如:融资、发展、可靠性、风险、责任和知识产权以及技术安全等一系列问题。

    再次,工业 4.0 将带来工作方式及环境的全新变化。全新的协作工作方式使工作可以脱离工厂,通过虚拟、移动的方式开展。员工将拥有高度管理自主权,可以更加积极地投入和调节自己的工作。同时,随着工作环境和工作方式的巨大改变,可以大幅度提升老年人和妇女的就业比例,确保人口结构的变化不会影响当前的生活水平。

    最后,工业 4.0 将促进形成全新的信息物理系统平台。全新的信息物理系统平台能够联系到所有参与人、物体及系统,将提供全面、快捷、安全可靠的服务及应用业务流程,支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、服务、分析及预测流程等。

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德国工业 4.0 战略的要点可以概括为:建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成、实施八项计划。

建设一个网络:信息物理系统网络。
    信息物理系统就是将物理设备连接到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调、自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。CPS 可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,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。这是实现工业 4.0 的基础。

研究两大主题:智能工厂和智能生产。
    “智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分,重点研究智能化生产系统、过程及网络化分布生产设施的实现。“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,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0 的关键。

实现三项集成:横向集成、纵向集成及端对端集成。
    “工业 4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过 CPS 形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间互联,从而实现横向、纵向、端对端高度集成。
    1、“横向集成”是企业之间通过价值链及信息网络所实现的一种资源整合,是为实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务;
    2、“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系,实现个性化定制生产,替代传统的固定式生产流程(如生产流水线);
    3、“端对端集成”是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将最大限度地实现个性化定制。

实施八项计划:“工业 4.0”得以实现的基本保障。
    1、标准化和参考架构。需要开发出一套单一的共同标准,不同公司间的网络连接和集成才会成为可能。
    2、管理复杂系统。适当的计划和解释性模型可以为管理日趋复杂的产品和制造系统提供基础。
    3、一套综合的工业宽带基础设施。可靠、全面、高品质的通信网络是“工业 4.0的一个关键要求。
    4、安全和保障。在确保生产设施和产品本身不能对人和环境构成威胁的同时,要防止生产设施和产品滥用及未经授权的获取。
    5、工作的组织和设计。随着工作内容、流程和环境的变化,对管理工作提出了新的要求。
    6、培训和持续的职业发展。有必要通过建立终身学习和持续职业发展计划,帮助工人应对来自工作和技能的新要求。
    7、监管框架。创新带来的诸如企业数据、责任、个人数据以及贸易限制等新问题,需要包括准则、示范合同、协议、审计等适当手段加以监管。
    8、资源利用效率。需要考虑和权衡在原材料和能源上的大量消耗给环境和安全供应带来的诸多风险。

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总的来看,“工业 4.0”战略的核心就是通过 CPS 网络实现人、设备、产品的实时连通、相互识别及有效交流,从而构建一个高度灵活的个性化、数字化的智能制造模式。

    在这种模式下,生产由集中向分散转变,规模效应不再是工业生产的关键因素;产品由趋同向个性转变,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;用户由部分参与向全程参与转变,用户不仅出现在生产流程的两端,而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。


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