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工业4.0的目标就是“德国制造2025”
2015-12-29    来源:智造智库    发布者:王继宏

 

中国制造2025大家都不陌生,但是德国制造2025相信没多少人听过,德国制造2025就是德国希望在2025年全面实现工业4.0的目标。德国“工业4.0”的两大目标是技术领先和市场领先。1.技术领先主要体现于“在制造业中部署信息物理系统 ”,2.市场领先是指德国制造业需要努力扩大市场份额。

“工业4.0”并非一蹴而就。德国“工业4.0”战略工作组也认为,德国至少要用10多年,才能全面实现“工业4.0”。

2025年的德国制造业,通过“工业4.0”的推广,实现成本可控的大规模定制生产,使得制造业出口超过中美成为世界第一。同时,带动新一代信息技术产业发展,强化工业控制系统的信息安全。还将通过服务化、标准化巩固制造业优势,通过高效的工业节能减排生产方式,实现制造业的绿色发展和可持续发展。

“工业3.0”主要是自动化技术,利用预先设计好的制造工艺,搭建固定的生产环境。而“工业4.0”则是智能制造,采用虚拟与现实结合的方式,能够综合掌控从设计到生产的整个过程。

由此,2025年,生产制造将无需进行详细的设计,生产过程能够自行优化。

德国“工业4.0”的两大目标是技术领先和市场领先。

 

产、学、研、用多个层面的联合机制在一定程度上能够化解系统的复杂化,不断完善管理体系。德国“工业4.0”是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子、博世等企业等联合发起的,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,很快得到了学术界、产业界的积极响应。事实上,发达国家重视产、学、研合作的战略意图不仅仅是扩大市场,主要还是希望通过产、学、研合作创新,来提升竞争力,实现技术领先。

标准先行是“工业4.0”战略的突出特点。“工业4.0”战略的关键是建立一个生产设备、生产资源、生产管理系统互联互通的网络化制造,各种终端设备、应用软件之间的数据信息交换、感知、分析处理、维护等必须基于一套统一的标准化体系。因此,在“工业4.0”平台下成立一个工作组,专门处理标准化和参考架构方面的问题,以期望借助标准实现市场领先。

技术领先

除了通用电气、IBM、Cisco、Intel、AT&T成立“工业互联网联盟(IIC)”之外,美国互联网巨头也开始不再甘心满足于互联网经济领域,而是纷纷开始涉足实体制造业。

就在大家认为美国互联网巨头的人工智能和大数据技术只是进一步提升互联网应用的时候,美国的互联网巨头却悄然利用人工智能和大数据技术进军到了工业领域。Google收购机器人公司,令全球制造业未来充满了变数。Google收购策略变化的背后是其对未来发展新的定位和布局,这种改变不仅将给机器人研制生产带来巨大变化,而且很可能带动未来制造业的变革。

这些业务的延伸,加上Google本身互联网技术的优势,使得Google完全可以打造一个“智能化现实社会网络”。由人工智能系统管理汽车、家电等人类主要生活用品,由机器人进行生产、物流配送和为人们提供各类现实社会服务。这样一来,无疑会大幅提高生产效率、生活效率和社会运转效率。

对于Google来讲,一方面,可以从“智能化现实社会网络”获取的大数据中分析出消费者的潜在需求,进而开发出更能迎合消费潜力的产品,也将使其搜索引擎获得更多的广告机会。另一方面,一旦消费者和生产领域对Google的智能化服务产生依赖,Google就可能实现跨网络世界和物理世界的“主宰”。

美国互联网巨头一旦大规模进军制造业的现实物理世界,必将对制造业市场形成巨大的冲击。

技术领先主要体现于“在制造业中部署信息物理系统 ”,升级现有的电子信息技术,使生产过程透明化管理,满足未来制造业的特殊需求。通过强化制造技术物联网的融合,依靠信息物理系统 ,实现生产制造过程的创新突破,增强生产的灵活性。并通过全面融入互联网,实时响应众多消费者的需求,实现规模经济和效用,在全球市场中开拓新的市场机遇。

其次,德国制造的技术领先还将体现于价值网络的整合。对不同价值创造阶段、生命周期产品、产品范围和相应制造系统进行网络协同式的整合。尤其是,将中小企业整合到新的价值网络中,增强中小企业的活力,带动产业结构整体上的调整。

通过技术领先,从3个方面强化竞争力。

 

首先是,提高生产率。生产效率是制造企业首先会考虑的问题。在具体生产流程方面,“工业4.0”对企业的意义在于,它能够将各种生产资源,包括生产设备、工厂工人、业务管理系统和生产设施形成一个闭环网络,进而通过物联网和系统服务应用,实现贯穿整个智能产品和系统的价值链网络的横向、纵向的链接和端对端的数字化集成,从而提高生产效率, 最终实现智能工厂。

其次是,缩短产品上市时间。通过智能工厂制造系统在分散价值网络上的横向连接,就可以在产品开发、生产、销售、物流、服务的过程中,借助软件和网络的监测、交流沟通,根据最新情况,灵活、实时地调整生产工艺,而不再是完全遵照几个月或者几年前的计划。

从而,实现灵活性的提升。“工业4.0”通过CPS系统将不同设备通过数据交互连接到一起,让工厂内部、外部构成一个整体。而这种“一体化”其实是为了实现生产制造的“分散化”。“工业4.0”中,生产模式将从“由集中式中央控制向分散式增强控制”转变,“分散化”后的生产将变得比流水线的自动化方式更加灵活。

市场领先

 

资料显示,2013年,德国以16%的份额占据在全球机械出口首位,中国以11%份额,略低于美国,位于全球第三。同时,在全球设备制造业的32个子行业中,中国已经在7个子行业中取得了领先地位。

如图所示,从近年来中国机械产业的高速增长中,德国看到更多的是“德国制造”自身的危机。除了抗衡美国的技术之外,德国“工业4.0”还体现了对未来市场的危机感。

为此,德国将努力打造、拓展制造业领先市场,加强不同企业间的业务联系,促进价值链中不同企业间的网络协同,提升德国制造产业。

经济增长

 

出处:德国信息产业、电信和新 媒体协会(BITKOM)

德国信息产业、电信和新媒体协会(BITKOM)对德国“工业4.0”的经济效益进行了预测。BITKOM的预测数据显示,相对于2013年,德国经济增加值将保持1.74%的年增长率,到2025年有望高达787.7亿欧元。

其中,化工产业将从400.8亿欧元增至521亿欧元;汽车产业将从740亿欧元增至888亿欧元;机械产业将从767.9亿欧元增至998.3亿欧元;电子产业将从402.7亿欧元增至523.5亿欧元;信息通信技术产业将从936.5亿欧元增至1 077亿欧元。

社会效益

 

在工业化进程中,每个国家都不无例外地遭遇过经济发展、资源利用和环境保护之间失衡, 德国亦是如此。上世纪60至70年代的经济增长称为德国的“经济奇迹”。德国在走出战争的废墟,跻身世界经济强国之列,但同时也破坏了自然环境,以煤炭和钢铁为中心鲁尔区污浊的空气令民众呼吸困难,雾霾也成为那时的普遍现象。因此,自70年代以来,节能减排成为德国发展工业经济的一项基本国策。

所以,德国政府,尤其是工业部门一直以来积极致力于解决环境与能源等全球性问题,德国“工业4.0”战略中,充分体现了德国政府对环境与能源问题的重视。

除了提升能源使用效率,做到工业节能减排之外,2025年德国制造业的社会效益还将体现在有效解决产业工人工作压力这一问题上。比如,重体力劳动、危险性劳动或者在污染环境中的劳动等都可以通过自动化的工业机器人来替代;当工厂实现联网了,产业或许也可以在家里照顾孩子的同时,用智能手机来操控生产过程……或许源自第1次工业革命的产业工人工作压力问题会自此而终呢。

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