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行业消息

工业4.0核心概念及详细解读

2016-03-18 点击数:936

工业4••。0是德国政府提出的一个高科技战略打算••。该项目由德国联邦教导局及研究部和联邦经济技巧部联合赞助,投资预计达2亿欧元••。旨在提升制作业的智能化程度,建立具有适应性¶••⊿资源效率及的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴••。其技巧基础是网络实体系统及物联网••。

德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber-PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供给,制作,销售信息数据化¶••⊿智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供给••。

工业4.0已经进入中德合作新时代,中德双方签订的《中德合作举动纲领》中,有关工业4.0合作的内容共有4条,第一条就明确提出工业生产的数字化就是"工业4.0"对于未来中德经济发展具有重大意义••。双方认为,两国政府应为企业参与该过程供给政策支撑••。

背景

网易彩票 "工业4.0" 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技巧部联手赞助,在德国工程院¶••⊿弗劳恩霍夫协会¶••⊿等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家级战略••。德国联邦政府投入达2亿欧元••。

德国政府提出"工业4••。0"战略,并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,其目标是为了进步德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机••。 该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同,弗劳恩霍夫协会将在其下属6-7个生产领域的研究所引入工业4••。0概念,西门子公司已经开端将这一概念引入其工业软件开发和生产把持系统••。

内涵

"工业4.0"概念包含了由集中式把持向疏散式加强型把持的基础模式转变,目标是建立一个高度机动的个性化和数字化的产品与服务的生产模式••。在这种模式中,传统的行业界限将消散,并会产生各种新的运动领域和合作情势••。创造新价值的过程正在产生转变,产业链分工将被重组••。

网易彩票 德国学术界和产业界认为,"工业4.0"概念即是以智能制作为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法••。该战略旨在通过充分利用信息通信技巧和网络空间虚拟系统-信息物理系统(Cyber-Physical System)相联合的手段,将制作业向智能化转型••。

"工业4.0"项目重要分为三大主题:

一是"智能工厂",重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化散布式生产设施的实现;

二是"智能生产",重要涉及全部企业的生产物流管理¶••⊿人机互动以及3D技巧在工业生产过程中的利用等••。该打算将特别重视吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技巧的应用者和受益者,同时也成为先进工业生产技巧的创造者和供给者;

三是"",重要通过互联网¶••⊿物联网¶••⊿物流网,整合物流资源,充分施展现有物流资源供给方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支撑••。

目标

德国制作业是世界上最具竞争力的制作业之一,在全球制作设备领域拥有领头羊的地位••。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发,以及对复杂工业过程的管理••。德国拥有壮大的设备和车间制作工业,在世界信息技巧领域拥有很高的能力程度,在和主动化工程方面也有很专业的技巧,这些因素共同奠定了德国在制作工程工业上的领军地位••。通过工业4.0战略的实行,将使德国成为新一代工业生产技巧(即信息物理系统)的供给国和主导市场,会使德国在持续保持国内制作业发展的前提下再次提升它的全球竞争力••。

要害点

工业4.0有一个要害点,就是"原材料(物质)"="信息"••。具体来讲,就是工厂内采购来的原材料,被"贴上"一个标签:这是给A客户生产的XX产品,XX项工艺中的原材料••。正确来说,是智能工厂中应用了含有信息的"原材料",实现了"原材料(物质)"="信息",制作业终将成为信息产业的一部分,所以工业4.0将成为最后一次工业革命••。

商业模式

商业模式对制作业来说至关重要••。那么,在工业4.0时代,未来制作业的商业模式是什么?就是以解决顾客问题为主••。所以说,未来制作企业将不仅仅进行硬件的销售,而是通过供给售后服务和其他后续服务,来获取更多的附加价值,这就是软性制作••。而带有"信息"功效的系统成为硬件产品新的核心,意味着个性化需求¶••⊿批量定制制作将成为潮流••。制作业的企业家们要在制作过程中尽可能多的增长产品附加价值,拓展更多¶••⊿更丰富的服务,提出更好¶••⊿更完善的解决方案,满足消费者的个性化需求,走软性制作+个性化定制道路 ••。

工业4.0联盟

由德国"工业4••。0"研究机构¶••⊿中国相干院所和中德两国企业组成的青岛中德"工业4••。0"推动联盟,2月9日在中国第十一个国家级经济新区--青岛西海岸新区成立,成为中国首个"工业4••。0"联盟••。

2014年11月4日,中国首套工业4.0流水线在上亮相••。

网易彩票 青岛管委主任赵士玉介绍说,青岛中德生态园作为中德两国共同建设的生态型¶••⊿智能型¶••⊿开放型利益共同体,中德"工业4••。0"推动联盟在这里成立十分有意义••。"工业4••。0"是大数据革命¶••⊿云盘算¶••⊿移动互联时代背景下,对企业进行智能化¶••⊿工业化相联合的改良升级,是中国企业更好的提升和发展的一条重要道路••。中德"工业4••。0"联盟成立后,青岛西海岸新区将投入1亿元国民币对区域内部分企业进行试点,未来将逐步实现企业"工业4••。0"升级••。

发展现状

是德国得以启动工业4••。0的重要前提之一,重要是在机械制作和电气工程领域••。目前在德国和国际制作业中广泛采用的"嵌入式系统",正是将机械或电气部件完整嵌入到受控器件内部,是一种特定利用设计的专用盘算机系统••。数据显示,这种"嵌入式系统"每年获得的市场效益高达200亿欧元,而这个数字到2020年将提升至400亿欧元••。

有专家预计,不断推广的工业4••。0将为德国的西门子¶••⊿ABB¶••⊿通快(Trumpf)等机械和电气设备生产商,以及菲尼克斯电气(Phoenix Contact)¶••⊿浩亭(Harting)以及魏德米勒(Weidmuller)等中小企业带来大批订单••。

网易彩票 德国联邦贸易与投资署专家Jerome Hull在吸收时代周报记者专访时表现,工业4.0是运用智能去创立更机动的生产程序¶••⊿支撑制作业的改革以及更好地服务消费者,它代表着集中生产模式的转变••。

Jerome Hull介绍:所谓的系统利用¶••⊿智能生产工艺和工业制作,并不是简略的一种生产过程,而是产品和机器的沟通交换,产品来告诉机器该怎么做••。生产智能化在未来是可行的, 将工厂¶••⊿产品和智能服务通联起来,将是全球在新的制作业时代一件非常正常的事情••。

工业4.0是涉及诸多不同企业¶••⊿部门和领域,以不同速度发展的渐进性过程,跨行业¶••⊿跨部门的协作成为必定••。同样是在2013年汉诺威工业博览会上,由德国机械设备制作业联合会(VDMA)¶••⊿德国电气和电子工业联合会(ZVEI)以及德国信息技巧¶••⊿通信¶••⊿新媒体协会(BITKOM)三个专业协会共同建立的工业4.0平台正式成立 ••。

标准制定

根据德国DE杂志对该问题的解释,"安全"在这里有两层含义:一方面,人们所获取的数据必须可信的,另一方面他们必须具有安全防盗功效,可以免遭外部的窃取或侵害,如黑客攻击¶••⊿间谍••。

"谁来保证安全的数据转换,这是重要的问题••。包含政府¶••⊿研究人员和企业在内的所有人员都批准,我们需要有新的标准来实际有效地履行新的解决方案••。"Jerome Hull对时代周报记者说••。

标准化的缺失实际上是德国工业4••。0项目推行过程中所遭遇的另一个艰苦••。设备不仅必须会说话,而且必须讲同一种语言,即通向数据终端的"接口"••。

德国正致力成为这个标准的制定者和推广者••。德国总理默克尔认为,德国可成为工业4.0标准的推动者,并在欧洲甚至全球推行这些标准••。

德国官方并没有流露这些标准的相干内容,但据悉,标准的制定工作正在紧锣密鼓地进行当中••。近日,工业4.0平台刚刚发布了一个工业数据空间,访问者可以通过该空间获取世界上所有工业的信息••。这个空间有着统一的"接口"标准,并且容许所有人对其进行访问••。

摸索标准化的还有他人••。事实是,为了应对去工业化¶••⊿将物联网和智能服务引入制作业的国家并不止德国一个••。尽管提法不同,但内容却类似,如美国的"先进制作业国家战略打算"¶••⊿日本的"科技工业联盟"¶••⊿英国的"工业2050战略"等••。而中国制作业顶层设计-"中国制作2025"也已经在今年上半年推出••。

2014年11月李克强总理访问德国期间,中德双方发表了《中德合作举动纲领:共塑创新》,发布两国将开展工业4.0合作,该领域的合作有望成为中德未来产业合作的新方向••。而借鉴德国工业4.0打算,是"中国制作2025"的既定方略••。

德国联邦贸易与投资署中国事务专家Christina Otte在吸收时代周报记者书面采访时认为,中国工业转型在中国转变经济增长模式的过程中扮演着重要角色••。中国政府试图重新去平衡经济发展,即减少以投资和出口为基础的增长,寻求更多的来自内需驱动的增长••。为了实现这一目标,中国需要实现工业现代化••。为了保持GDP在一个稳固的增长程度上,它需要从劳动密集型生产模式切换至高效的高科技生产模式••。劳动力成本急剧上涨,并且在将来仍会持续扩大••。中国将在不久的将来面临合格人才的缺乏••。从长期来看,只有那些进入高端制作业的企业才有机会留在市场里••。这种由现代化所带来的压力将影响到中国几乎所有的行业,而工业主动化和新一代信息技巧的集成是要害••。

网易彩票 "德国的工业4••。0可认为中国供给一种未来工业发展的模式,赞助中国解决眼下所面临的一些寻衅,如资源和能源效益¶••⊿城市生产和人口变更等••。"Christina Otte说••。

随着中国的参加,德国对工业4.0标准的制定或将加速 ••。

四大难题

标准化

工厂要对内外各种物品与服务进行联网,那么,通信方法¶••⊿数据格式等许多内容都需要标准化••。目前在国际标准化舞台上,美¶••⊿德¶••⊿日等发达国家能够长期保持主导地位,重要凭借的就是壮大的制作业综合实力,而我国目前在国际标准化舞台上仍然处于“听众”角色,也从一个侧面反响了我国制作业整体程度的差距••。

标准先行是“工业4.0”战略的突出特点••。为了保障“工业4.0”顺利实行,德国将标准化排在举动首位,成立一个工作组,专门处理标准化和参考架构方面的问题••。2013年12月,德国电气电子和信息技巧协会发布了“工业4.0”标准化路线图••。我国在推动信息技巧与工业深度融合的具体实践中,也应高度器重标准化在制作业发展中的引领作用,及时出台“两化融合”或“两化深度融合”的标准化路线图,尽最大可能实现标准的国际化,使中国标准得到国际上的广泛采用••。

此外,跨学科¶••⊿跨领域是制作业高技巧发展的明显特点••。随着制作业技巧不断发展,各种高新技巧以前所未有的广度和深度渗透到制作业的各个环节中,使制作业的产品生产过程和管理方法都产生了深入,甚至是革命性的变更,催生了一大批新兴高技巧制作业涌现••。反过来,制作业在发展过程中,不断融入和集成各种技巧,形成极为复杂的系统化过程••。为此,只有从一开端就进行标准化的束缚和领导,才干有序开展与推广“两化融合”••。

复杂的系统管理

网易彩票 实际生产过程与各种业务管理系统协同之后,系统整体更加复杂化,对其进行管理将更加艰苦••。产¶••⊿学¶••⊿研¶••⊿用多个层面的联合机制在必定程度上能够化解系统的复杂化,不断完善管理系统••。德国“工业4.0”是由德国工程院¶••⊿弗劳恩霍夫协会¶••⊿西门子¶••⊿博世等企业联合发起的,工作组成员也是由产¶••⊿学¶••⊿研¶••⊿用多方代表组成的••。因此,“工业4.0”战略一经提出,就很快得到了学术界¶••⊿产业界的积极响应••。

从我国制作业来看,企业广泛器重技巧,但不器重流程管控,尤其是在技巧研发方面••。而未来的制作业系统将越来越复杂,这就需要产¶••⊿学¶••⊿研¶••⊿用多个层面联合来推动制作业创新发展••。因此,我国应当充分吸收和借鉴德国“工业4••。0”的联合模式,一方面,政府要通过领导和支撑的方法增进不同类型的产¶••⊿学¶••⊿研合作联盟发展;另一方面,选择几个重点行业和要害技巧领域进行试点,由创新意愿较高的企业牵头,联合科研实力雄厚的大学或科研机构,组建多种情势的研发联盟,充分调动各方资源和力量,共同推动技巧研发与利用推广••。

德国认为,迈向“工业4••。0”的道路上,生产过程与各种业务管理系统协同之后,系统整领会更加复杂化,对其进行管理将更为艰苦••。为此,需要实现“制作系统的横向¶••⊿纵向集成”和“工程端到端的集成”••。横向集成重要解决企业和企业之间复杂系统管理,实现信息无缝的交换;纵向集成重要解决企业内部的复杂系统管理,在企业的研发¶••⊿设计¶••⊿制作¶••⊿验证¶••⊿物流¶••⊿交互各环节,所有的信息都无缝隙¶••⊿高效¶••⊿顺畅地传递;端到端集成重要解决贯穿全部价值链的工程化信息系统集成的复杂系统管理问题,以保障大规模个性化定制的实行••。

通信基础设施建设

德国“工业4.0”的本质就是基于信息物理系统(CPS)实现“智能工厂”,让制作业的各个环节充分地与互联网融合,形成工业互联网••。而实现工业互联网就需要实用于工业的¶••⊿具有高可靠性的通信基础设施建设作为基础保障••。此外,随着工业互联网的形成,也必定会涌现工业大数据••。工业大数据的采集¶••⊿传输¶••⊿交互和共享,必定请求建立容量¶••⊿带宽¶••⊿存储与数据处理能力更壮大的基础实行••。

而当前的网络基础设施恐怕难以满足“工业4••。0”时代的请求••。因此,构建容量更大¶••⊿服务质量更可靠的工业通信基础设施,将成为未来制作业急切需要解决的一项课题••。

网络安全保障

工厂与外界实现联网之后,恶意软件入侵¶••⊿网络受到攻击的危险性会有所提升,这就需要制定保障网络安全的对策与解决方案••。

进入21世纪以来,各种针对工业基础设施的网络攻击就开端涌现••。例如:澳大利亚下水道监控系统和美国核电站监控系统曾被第三方经由无线网络系统侵入,波兰地铁信号系统也被入侵••。而近年来,这样的攻击更是愈演愈烈••。2012年8月,沙特国营石油公司Aramco受到网络攻击,攻击者的目标为制油/制气工程,意图通过使工程中断,让石油/天然气的生产产生异常••。

随着“工业4••。0”时代的到来,人力¶••⊿物料¶••⊿生产设备¶••⊿各种生产管理系统以及价值链上的众多协同企业都将互联,随之而来的是网络安全问题的隐忧,这就急切需要建立一套完善的工业互联网信息安全认证系统,此外在认证制度的设计和标准规范的研究与设计方面,还需要大批的经验积累••。初期,我国可以与国际认证机构合作,开展联合认证服务,同时逐步建立自己的安全认证机制••。这不仅是与国际通行做法接轨,也有利于信息安全领域的国际交换与合作,在切实进步我国信息安全程度的同时,赞助和增进工业企业提升信息安全技巧程度,领导产业健康发展••。

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