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自世界最重要的技術(shù)展——2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)以來，“工業(yè)4.0(Industry 4.0)”這一理念已從德國(guó)傳播到中國(guó)。同智慧地球、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等詞匯一樣，工業(yè)4.0再一次把生產(chǎn)制造業(yè)的未來作為其關(guān)注點(diǎn)。
解讀工業(yè)4.0
按照德國(guó)西門子股份公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁魯思沃博士的說法，“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)是分布式自組織式的生產(chǎn)流程與大規(guī)模單件生產(chǎn)趨勢(shì)日益融合。因此，人、機(jī)器和數(shù)據(jù)相互連接構(gòu)成信息物理融合系統(tǒng)(CPS)。這些互聯(lián)互通的智能體通過基于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)行通訊，自行決定可行的最佳生產(chǎn)路徑。
簡(jiǎn)單來說，“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D打印技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。
雖然作為德國(guó)高科技戰(zhàn)略的一部分，“工業(yè)4.0”的發(fā)展得到了政府的大力支持，德國(guó)政府為該項(xiàng)目的投入高達(dá)2億歐元。魯思沃博士仍然認(rèn)為，盡管如此，該領(lǐng)域不會(huì)出現(xiàn)技術(shù)性爆發(fā)，而是會(huì)經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展。并且將會(huì)出現(xiàn)許多需要解決的問題，包括合適的遷移路徑、如何定義標(biāo)準(zhǔn)、傳感器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、安全措施以及概念和策略的發(fā)展等。
“只有經(jīng)歷了工業(yè)革命之后，回顧過去，才能說使用‘第四次工業(yè)革命’這個(gè)詞是否合適。但與之前的工業(yè)革命相比，過程無甚差異。”魯思沃博士說。
中國(guó)企業(yè)需加快轉(zhuǎn)型
作為世界上“最大的工廠”，中國(guó)在制造領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)的當(dāng)下，中國(guó)的制造業(yè)正在從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”邁進(jìn)。
但是，面對(duì)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體如火如荼的再工業(yè)化運(yùn)動(dòng)，以及東盟國(guó)家、印度及拉美國(guó)家試圖超過中國(guó)的阻礙。這樣的形勢(shì)之下，保持增長(zhǎng)，同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，對(duì)于中國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域來說，仍然是最大的挑戰(zhàn)。
魯思沃博士建議，通過發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)綠色制造，轉(zhuǎn)型為以服務(wù)為基礎(chǔ)的制造業(yè)，中國(guó)就能沿著全新的道路走向以高技術(shù)含量、優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量、低能源消耗以及高經(jīng)濟(jì)效率和充分利用人力資源優(yōu)勢(shì)為特征的工業(yè)化。同時(shí)，他認(rèn)為，提高生產(chǎn)力、加快產(chǎn)品上市、靈活的生產(chǎn)模式以及提高資源效率，是從“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)向“中國(guó)創(chuàng)造”的關(guān)鍵因素。
為了實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，需要先進(jìn)的技術(shù)和高效的生產(chǎn)體系。因此，制造企業(yè)應(yīng)該逐步轉(zhuǎn)向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產(chǎn)水平提升到一個(gè)新的高度，為“引領(lǐng)制造業(yè)未來”做好準(zhǔn)備。
而數(shù)字化的企業(yè)平臺(tái)，就是企業(yè)實(shí)現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。西門子(中國(guó))有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂博士向記者介紹，數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造的載體。它可以實(shí)現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全生命周期的高效運(yùn)行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。
該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)需要企業(yè)以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的強(qiáng)力支持下，集成目前最先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)及軟件和硬件，如產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件以及控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等。
在提升資源效率層面，制造業(yè)企業(yè)首先需要考慮設(shè)備層面的資源效率提升方案，例如高效電機(jī)、變頻器等進(jìn)行設(shè)備層面的節(jié)能。同時(shí)，企業(yè)需要將眼光放遠(yuǎn)，關(guān)注能夠使全生命周期資源效率提升的整體解決方案。
所謂整體解決方案，指將現(xiàn)有的技術(shù)和創(chuàng)新全部整合到一個(gè)數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)中，從企業(yè)層面到設(shè)備層面給出“基于成本設(shè)計(jì)”及“基于節(jié)能和資源設(shè)計(jì)”的完整資源方案。產(chǎn)品開發(fā)流程和生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)在生產(chǎn)開始之前就已在虛擬環(huán)境達(dá)到了最優(yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)任務(wù)配置所消耗的時(shí)間、人力、設(shè)備和原材料資源會(huì)得到大幅縮減，生產(chǎn)流程也會(huì)大大改進(jìn)。
