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2015年——第四次工業革命元年

發布時間:2015-02-13 11:44:29 互聯網

2014年的熱門詞匯“工業(ye) 4.0”,是一個(ge) 引起全世界關(guan) 注的概念,掀起了新一輪工業(ye) 革命的浪潮。2015年,隨著新一輪工業(ye) 革命的到來,傳(chuan) 統製造業(ye) 的發展方式將出現顛覆性、革命性的轉變。
  誰能執掌未來製造業(ye) 的霸權?
  衝(chong) 在最前麵的是德國。2013年德國政府推出定義(yi) 為(wei) “第四次工業(ye) 革命”的《工業(ye) 4.0戰略》,2014年工業(ye) 4.0概念受到世界各國高度關(guan) 注。2015年日本率先響應,1月23日推出《機器人新戰略》。我國2015年也將出台《中國製造2025》這項十年戰略規劃。
  可以說,全球正出現以工業(ye) 互聯網、智能製造為(wei) 代表的新一輪技術創新浪潮,2015年將成為(wei) 第四次工業(ye) 革命元年。而新一輪工業(ye) 革命將對工業(ye) 經濟乃至大眾(zhong) 生活帶來深刻的影響。
  第四次工業(ye) 革命的起源
  工業(ye) 4.0在德國被認為(wei) 是“第四次工業(ye) 革命”。第一次工業(ye) 革命發生在18世紀至19世紀,以蒸汽機的使用為(wei) 標誌,實現生產(chan) 過程機械化;第二次發生於(yu) 19世紀後半期的電力應用;第三次發生於(yu) 20世紀後半期,以“可編程邏輯控製器(PLC)”為(wei) 代表,實現生產(chan) 工程的自動化。工業(ye) 4.0被認為(wei) 是機械化(第一次)、電氣化(第二次)、自動化(第三次)後的第四次工業(ye) 革命。
  未來十年,第四次工業(ye) 革命將步入“分散化”生產(chan) 的新時代。工業(ye) 4.0通過決(jue) 定生產(chan) 製造過程等的網絡技術,實現智能製造,進行實時管理。智能製造中的生產(chan) 設備具有感知、分析、決(jue) 策、控製等功能,是先進製造技術、信息技術的集成和深度融合。智能生產(chan) 過程中,傳(chuan) 感器、智能診斷和管理係統通過網絡互聯,由程序控製上升到智能控製,從(cong) 而製造工藝能夠根據製造環境和製造過程的變化,進行實時優(you) 化,提升產(chan) 品的質量和生產(chan) 效率。
  工業(ye) 4.0本質是基於(yu) “信息物理係統”實現“智能工廠”
  工業(ye) 4.0將在前三次工業(ye) 革命的基礎上進一步進化,基於(yu) 信息物理係統(Cyber Physical System)實現新的製造方式。信息物理係統是指通過傳(chuan) 感網緊密連接現實世界,將網絡空間的高級計算能力有效運用於(yu) 現實世界中。從(cong) 而,在生產(chan) 製造過程中,與(yu) 設計、開發、生產(chan) 有關(guan) 的所有數據將通過傳(chuan) 感器采集並進行分析,形成可自律操作的智能生產(chan) 係統。
  工業(ye) 4.0中,各個(ge) 環節都將應用互聯網技術,將數字信息與(yu) 物理現實社會(hui) 之間的聯係可視化,將生產(chan) 工藝與(yu) 管理流程全麵融合。由此實現智能工廠,生產(chan) 出智能產(chan) 品。相對於(yu) 傳(chuan) 統製造工業(ye) ,以智能工廠為(wei) 代表的未來智能製造業(ye) 是一種理想狀態下的生產(chan) 係統,能夠智能判斷產(chan) 品屬性、生產(chan) 成本、生產(chan) 時間、物流管理、安全性、信賴性和可持續性等要素,從(cong) 而為(wei) 每個(ge) 顧客進行最優(you) 化的產(chan) 品定製製造。
  工業(ye) 4.0的關(guan) 鍵是信息技術應用
  工業(ye) 4.0的關(guan) 鍵技術是信息技術。具體(ti) 而言,包括生產(chan) 設備聯網實現自律協調作業(ye) 的M2M,通過網絡獲取大數據的應用,開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業(ye) 務管理係統與(yu) 實際生產(chan) 過程之間的協同。
  第三次工業(ye) 革命的自動化,僅(jin) 是將生產(chan) 工程作為(wei) 對象,對其進行信息技術的應用。工業(ye) 4.0將信息技術的應用對象大幅擴大。由此,工廠將不斷進化升級,工作組的最終報告中稱之為(wei) 由物聯網與(yu) 服務互聯網構成的“智能工廠”。
  以往,通過信息技術實現的“智能化”可在智能手機、智能電表、智慧城市、智能電網等物品和服務中見到。工業(ye) 4.0則是要實現工廠本身的智能化。除了工業(ye) 4.0之外,美國通用電氣公司(GE)也提出過類似的概念“工業(ye) 互聯網”。
  工業(ye) 4.0需要解決(jue) 四大難題
  工業(ye) 4.0是由大規模批量生產(chan) 向大規模定製生產(chan) 轉變,是由集中生產(chan) 向網絡化異地協同生產(chan) 轉變,是由傳(chuan) 統製造企業(ye) 向跨界融合企業(ye) 轉變。德國工業(ye) 4.0工作組的最終報告指出,實現工業(ye) 4.0尚存在標準化、複雜的係統管理、通信基礎設施建設、網絡安全保障等四大難題

(1)標準化:工廠要對內(nei) 外的各種物品與(yu) 服務進行聯網,那麽(me) ,通信方式、數據格式等許多內(nei) 容都需要標準化。
  (2)複雜的係統管理:實際生產(chan) 過程與(yu) 各種業(ye) 務管理係統協同之後,係統整體(ti) 更加複雜化,對其進行管理將更困難。
  (3)通信基礎設施建設:主要是指適用於(yu) 工業(ye) 的、具有高可靠性的通信基礎設施建設。
  (4)網絡安全保障:工廠與(yu) 外界實現聯網之後,惡意軟件的入侵、受到網絡攻擊的危險性將進一步提升,需要製定保障網絡安全的對策與(yu) 解決(jue) 方案。
  未來,我國製造業(ye) 將麵臨(lin) 同樣的難題。因此,加強與(yu) 德國在工業(ye) 4.0方麵的合作,或將有助於(yu) 前瞻性地解決(jue) 這些難題,為(wei) 未來製造業(ye) 發展鋪平道路。
  第四次工業(ye) 革命將是最後一次工業(ye) 革命?
  未來製造領域,信息技術將得到史無前例的深度應用。互聯網技術發展正在對傳(chuan) 統製造業(ye) 的發展方式帶來顛覆性、革命性的影響。信息技術的廣泛應用,可以實時感知、采集、監控生產(chan) 過程中產(chan) 生的大量數據,促進生產(chan) 過程的無縫銜接和企業(ye) 間的協同製造,實現生產(chan) 係統的智能分析和決(jue) 策優(you) 化,使智能製造、網絡製造、柔性製造成為(wei) 生產(chan) 方式變革的方向。從(cong) 某種程度上講,製造業(ye) 互聯網化或者工業(ye) 互聯網正成為(wei) 一種大趨勢。
  就產(chan) 品而言,隨著信息技術在製造業(ye) 領域的廣泛滲透,互聯網技術、人工智能、數字化技術嵌入傳(chuan) 統產(chan) 品設計,使產(chan) 品逐步成為(wei) 互聯網化的智能終端。汽車將不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 電子產(chan) 品,未來更將是一個(ge) 網絡產(chan) 品,或者叫大型可移動的智能終端,具有全新的人機交互方式,通過互聯網終端把汽車做成一個(ge) 包含硬件、軟件、內(nei) 容和服務的體(ti) 驗工具。
  從(cong) 製造模式而言,工廠的集中生產(chan) 將向網絡協同生產(chan) 轉變。信息技術使不同環節的企業(ye) 間實現信息共享,能夠在全球範圍內(nei) 迅速發現和動態調整合作對象,整合企業(ye) 間的優(you) 勢資源,在研發、製造、物流等各產(chan) 業(ye) 鏈環節實現全球分散化生產(chan) 。這也使得傳(chuan) 統信息技術企業(ye) 有機會(hui) 更多地參與(yu) 到製造業(ye) 之中,而傳(chuan) 統製造企業(ye) 則向跨界融合企業(ye) 轉變。企業(ye) 生產(chan) 從(cong) 以傳(chuan) 統的產(chan) 品製造為(wei) 核心轉向提供具有豐(feng) 富內(nei) 涵的產(chan) 品和服務,直至為(wei) 顧客提供整體(ti) 解決(jue) 方案,互聯網企業(ye) 與(yu) 製造企業(ye) 、生產(chan) 企業(ye) 與(yu) 服務企業(ye) 之間的邊界日益模糊。
  既然無論從(cong) 製造模式角度來看,還是從(cong) 產(chan) 品角度來看,物質產(chan) 品和服務都將被電腦存儲(chu) 和處理的信息所取代。那麽(me) ,製造業(ye) 本身將不複存在,抑或製造業(ye) 繼自動化、智能化之後不再有突破。
  種種跡象顯示,“工業(ye) 4.0”將是最後一次工業(ye) 革命。

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