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回归“工业4.0”的本源,驶向智能制造的快车道

2016-06-29杜品圣

自动化仪表 2016年6期
关键词:工业4.0工业革命德国

杜品圣

(菲尼克斯电气中国投资公司,江苏 南京 211100)

回归“工业4.0”的本源,驶向智能制造的快车道

杜品圣

(菲尼克斯电气中国投资公司,江苏 南京211100)

摘要:科技革命推动了工业革命,“工业4.0”是一种新型生产制造模式的变革。分析了德国“工业4.0”的现状和困境,阐述了对“工业4.0”的再认识。提出实现“工业4.0”四部曲的原则:实现生产制造自动化,降低生产成本,提高产品质量;实现流程管理数字化,降低运行成本,提高工作效率;实现企业管理网络化,提高管理效率,加快研发速度;实现智能制造云端化,共享社会资源,提高服务效率。最后,提出 “工业4.0”对于“中国制造2025”战略的指导意义:回归“工业4.0”的本源,驶向智能制造的快车道。

关键词:工业4.0中国制造2025智能制造科技革命自动化数字化云端化

0引言

众所周知,全球工业领域的竞争越来越激烈。 2012年,美国推出了工业互联网;2013年,法国推出了“新工业法国”,德国推出了“工业4.0”;2014年,日本推出了日本机器人战略;2015年,中国推出了“中国制造2025”。短短三年多时间,全球主流国家一致将战略目光聚焦在工业界。毫无疑问,一场新的工业革命已经开始。

2015年,冬季达沃斯世界经济论坛破天荒地将主题定为“掌控第四次工业革命”,第一次将工业革命上升到社会革命的地位,由世界著名的金融界、政界、商界和企业界的大伽们一起来讨论由德国首先提出的第四次工业革命。论坛创始人 Klaus Schwab 断言:第四次工业革命的速度、规模和系统性足以颠覆全球各个产业,此次工业革命不再是某一个产品或服务的革新,而是整个系统的创新。正因为如此,全世界各行各业的精英们,无论是教育、人文思想、人才培养、社会人士,还是金融巨头、企业领袖和IT巨头,都将社会发展聚焦在“工业4.0”上。人们在知识的海洋中漫游,努力寻找这场工业革命的来源,探索这次工业革命的起因。研讨会、高峰会风起云涌,出国访问、考察遍地皆是,文章、新书、各种评论满天飞,大数据、云制造、智能制造、工业互联、互联网+等概念被大量炒作。

很多专家对此作出许许多多充满想象力的描述和介绍,从不同的立场和领域提出自己的观点和见解。真所谓八仙过海,各显神通。一个工业领域话题的讨论从来没有这样吸引眼球,似乎一场具有颠覆性、划时代的革命真的来到了[1]。但是事情的发展是否是这样呢? 通过对现实的客观分析,文章将提出一些新的观点。

1德国“工业4.0”的困境和现状

1.1“工业4.0”的困惑

这场工业革命的宣传来势凶猛,发展迅速,影响面广。人们在这场声势浩大的“大革命”面前有点惊慌失措,束手无策。在以往的两三年间,人们过多地研究“工业4.0”到底是什么,而很少钻研“工业4.0”到底要干什么;过多地宣传“工业4.0”的未来是什么,而很少提出当前要干的是什么;过多地炫耀互联网对于工业革命的颠覆性,而很少提出如何解决目前工业制造所遇到的瓶颈和困局的方案。

大多数企业家和技术人员,特别是中小型企业,都将信将疑地听着“工业4.0”的演说,私下则在担忧自己企业发展的前途。每次工业变革都会带来赢家和输家,作为一个企业家当然要思考如何跟上这次工业革命的步伐,保持其在市场的地位,致力成为变革的赢家。但是,当真的想要在企业中推动“工业4.0”战略时,又面临着巨大的问题:要开发产品,没有任何的技术规范和技术指标;要开发技术,又不知如何与现实相结合,无处着手。

目前大家基本上都持观望态度。这个现象也出现在“工业4.0”的首创国——德国。从2012年到2015年上半年,德国的理论界和企业界过多地宣传“工业4.0”的概念和前景,大多数企业和工程人员都搞不清“工业4.0”到底要干什么,智能工厂到底如何来建造。

最近,德国民意调查机构Allensbach对“工业4.0”概念进行了调查,结果如图1所示。德国民众对德国制造、创新精神和技术都充满了自信和自豪感,但对“工业4.0”,较多德国民众却持有怀疑和不解的态度。德国政府必须改变策略,唤醒民众投入到这个工业革命中去。因此,从2015年上半年开始,德国政府对“工业4.0”的宣传和推动有了根本变化。

图1 德国民意调查结果(“工业4.0”)

1.2“工业4.0”的现状

从2015年以来,德国政府认识到,必须将实践与理论相结合,将概念转化为现实。德国副总理、经济部部长Gabriel明确提出,各企业、研究院校、公司必须加快研发步伐,尽快将研发成果应用到实践,打造可复制的样板示范工程;同时,应尽快确定一个新的业务模式。2015年5月,德国经济部和教育研究部牵头重组“工业4.0”平台,着重于“工业4.0”标准的制定,于2015年11月,发布RAMI4.0第二版,并将其上报IEC委员会。此版标准强调了实践的重要性,将成为德国DIN标准。此外,德国在很短时间内制定了“工业4.0”实施示范分布图,共记录了202个以“工业4.0”为导向的示范项目,人们可以通过网站直接阅读。

观察和分析上述示范项目可以发现,这些样本并非像“智能工厂”、“数字工厂”、“自适应工厂”那样神秘,很多技术就在我们身边,很多产品我们都已在应用。所不同的是,这些项目更强调如何利用新技术解决企业自身在生产制造、产业链及企业管理等方面所遇到的瓶颈和困局。因此,这些样板工程充其量也只能说是技术改革或深度自动化技术的应用案例而已。但是,其目的很清楚,就是用务实的创新精神来解决互联网时代对德国工业界产生的问题,如对产品的快速需求性、产品生命周期的不断缩短性以及对产品品种的多样性、小批量生产制造模式的要求。

“工业4.0”平台积极推动和建立产品数字化的标准。通过提高生产制造方式的灵活性、研究开发的适应性和市场用户的快速响应性,建立以智能工厂为导向的生产制造模式,解决由于产品生命周期不断缩短而导致的制造成本和响应速度问题,提高资源利用率,进而解决目前生产制造系统中存在的瓶颈[2]。

1.3启示和再思考

正确理解德国“工业4.0”现状,将对中国突破现有瓶颈、尽早走上智能制造快车道,具有极大的启示作用。正是由于当今德国企业界思路的改变,即从互联网思维转为思考工业领域所要解决的核心问题,使得“工业4.0”在今年又有了新的发展。中国要进入智能制造的快车道,必须将“工业4.0”的宣传回归本源,转变原来对“工业4.0”的认识。“工业4.0”的成功不在于口头上,而在于行动上。

2 “工业4.0”是生产制造模式的变革

对于人类四次工业革命,成千上万的人都采用了图2所示的发展示意图来解释。 但是,什么是这四次工业革命的内在联系?每次工业革命的焦点是什么?科技革命是否等于工业革命?

图2 四次工业革命发展示意图

人们的描述中大多强调了科技革命的作用。第一次工业革命是以蒸汽机的诞生为标志,称为蒸汽机时代;第二次工业革命是以电子、电气的诞生为标志,称为电气时代;第三次工业革命是以自动化的诞生为标志,称为自动化时代;第四次工业革命是以互联网的诞生为标志,称为“互联网+自动化”时代。许多名人的演说都有着极大的社会效应,其影响力深远。这样就产生了一种思潮,大家都简单地认为科技革命就等于工业革命。过多地讨论科技革命,使得人们把更多的注意力放在互联网、物联网等新科技的作用上,而忘记了工业革命在这些新技术的冲击下,本身所需要的演变和变革。每次工业革命都是由科技革命引起的,这一点是非常正确的,但科技革命不仅影响了工业领域,也影响了其他各行各业,其他各行各业发生的变革不等于工业领域也会朝着这个方向发展。工业领域有它的核心任务和关键技术。由于互联网技术的推动,工业领域将会产生相应的变革。如何寻找相应的模式,将互联网技术运用到工业领域中,正是我们工业领域要研究的问题。因此,简单地将科技革命等同于工业革命,而不研究在新科技革命的推动下,工业革命的核心应该做什么变革,这将会产生不小的误导。只有找出科技革命、产业革命和工业革命的内在关系,才能准确抓住工业革命的本质,推动工业革命的发展。

反复研究学习德国“工业4.0”的原著和“工业4.0”的初始宣传资料,与许多德国专家进行交流和讨论,并结合三十多年的德国生活和工作实践,本人认识到:第一次工业革命实现了家庭小作坊生产制造模式,第二次工业革命实现了人工流水线生产制造模式,第三次工业革命实现了自动化流水线生产制造模式,而第四次工业革命是努力实现互联网自动化生产制造模式。由此,我们可以得到如下结论:科技革命引导了工业革命,在新科技的推动下,工业领域产生了巨大变革,其变革的焦点是适应社会发展的需求,实现生产制造模式的变革。所以,不能简单地认为科技革命就是工业革命,而忽视了这两者之间的根本区别。其实,许多科学家、哲学家和经济学家已经梳理了这样的关系。他们都明确地认为,科技的发展和应用推动了生产制造模式的变革,生产制造模式的变革提高了生产力,而生产力又推动了社会的发展。

工业革命的核心就是生产制造模式的变革。“工业4.0”的要点就是如何在互联网时代对生产制造模式进行新的变革,使得这种模式在互联网时代能更好地提高生产力、推动社会的发展。这与几百年近代史的发展不谋而合。从18世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛!《中国制造2025》提出:力争用10年时间,迈入制造强国行列。这份中国版“工业4.0”规划的行动纲领旨在用智能制造的方法来进行生产制造模式的改变。

3中国智能制造的实施

分析和研究德国提出的“工业4.0”战略背景和原因,我们清楚地看到,当全球面临着来势汹汹的美国“第三次革命”、“工业互联网”的宣传时,德国没有跟随在美国人后面进行制造领域颠覆性的改变,而是依据自己的国情,针对工业领域面临的挑战和瓶颈,提出了完全符合自己生产制造模式变革的策略,并将其上升为国家的战略国策。在“工业4.0”策源地的德国,“工业4.0”的战略被限制在智能工厂和智能制造,其核心是生产制造模式的变革,研究如何有效地将互联网、物联网运用到工业革命之中,制定长期的战略规划图,将现实与未来有机结合,将方式与模式的改变有机结合,走出德国自己的工业发展之路。

中国智能制造的实施必须遵循因地制宜、因势利导的原则。面对当前全球新一轮工业革命,中国选择的“工业4.0”发展方向是:通过双方国家领导人的互访,为加强中德之间关于“工业4.0”和“中国制造2025”深度合作打下牢固的基础;“互联网+制造”构成了“中国制造2025”的蓝图,成为中国的“工业4.0”。虽然,中德两国在生产制造模式上面临着一些相同的挑战,但在具体的战术上仍存在一定的差异性。在生产制造模式上,中国需要由以下要素驱动向创新驱动转变,即由低成本竞争向质量效益转变、由粗放制造向绿色制造转变、由生产制造向服务型制造转变、由粗放管理向精益管理晋升。这些与德国工业的发展有很多不同之处。我们应当学习德国产业发展所具有的战略眼光,学习德国培育“工业4.0”的践行过程,从实际出发,分析和研究本国国情及工业领域面临的挑战和瓶颈,系统、科学地打造出一条从制造大国到制造强国的发展之路[2-3]。

3.1中德两国工业现状和生态环境的异同

德国在提出“工业4.0”理念的同时,也提出了实施“工业4.0”的行动纲领。中国政府也一直在积极推动智能制造、工业化与信息化融合战略以及“中国制造2025”的宏伟规划,并且提出“互联网+”的国策,制定具有中国特色的工业发展纲要和企业转型升级的方案。但是,由于中国与德国的工业发展现状不同,工业生产链的结构不同,工业生态环境的不同,使得中德两国在进行生产制造模式的变革上,有着不同的目标和任务。因此,必须找出其差异性,从而提出符合中国国情的工业发展道路。

中国要进行新的工业革命,计划在30年内从一个制造大国变革为制造强国;而德国希望在最近的一二十年内继续保持其在制造领域的领先地位,从制造强国成为制造超级强国。两国的基本目标大同小异,同时都面临着互联网时代的挑战,所以可以归纳为三同与三不同。

3.1.1中德两国工业革命的三大相同点

①中德两国都已进入互联网时代。

互联网思维改变了人类的思维方式、生活方式、社会的组织结构以及人类交流、通信媒介等。这种形态的改变不仅会影响社会意识和消费观念,同时也不可避免地直接冲击生产制造的业务模式,对制造业的结晶——产品整个生命周期的管理或企业生命周期在互联网时代的映照,起到决定性的颠覆作用。制造业如何迎接互联网时代的挑战,是中德两国同样需要面对的问题。

②生产制造模式及产品生命周期面临新的挑战。

过去宣传“工业4.0”时,许多媒体都将“工业4.0”描述为实现未来个性化生产的法宝,好像建立一个随心所欲的个性化生产制造模式将是“工业4.0”的目标。正由于这种童话般的描述搞乱了人们的头脑,使得人们忘记了工业生产制造的本质。为什么要进行工业革命?它绝不是为了实现个性化生产,而是由于互联网技术不断进入人类生活,直接影响了产品的生命周期,加快了产品的更新换代。其特点其实就是一个字:快!这给产品生产带来很多问题。首先,今后的产品需求不再是大批量,而是小批量、多品种;其次,产品的生命周期也大大缩短。过去的手机更换频率是3~5年,而现在基本是一年甚至更短。如此短的产品生命周期对传统制造模式提出了极大的挑战。

如何建立一个能适应产品如此快速变化,又具有智能化、灵活性的生产制造模式是当前问题的关键。同时,产品生命周期的缩短又对产品的价格、生产成本和投资回报率等提出了更高的要求。

德国在坚持创新和质量两个优势的同时,还必须面对来自速度和成本的挑战。而中国目前面临以下问题。第一,在实现智能制造时采用资本运作的方法,希望通过国内企业发展,最后成为上市公司,争取更多的资本。但是,由资本控制的公司更需要快速的投资回报,这对传统的制造业来说几乎是不可能完成的任务。第二,在互联网时代,如何利用新技术来解决生产制造模式的瓶颈,包括速度、成本、质量和创新效率等。这些都是中德两国试图利用建立一个新的生产制造模式来解决共同面临的瓶颈问题之所在。

③中德两国均面临着如何保持其国际制造业地位的问题。

目前,德国遇到了美国、日本等复苏本国制造行业的强劲挑战。美国掀起了工业互联网的浪潮,努力重振美国的制造行业,通过运用互联网技术占领制造业的制高点。日本则大力研发机器人,现已成为机器人技术的强国。因此,德国必须通过制造技术的改革,成为世界上制造超级强国。而中国在生产制造领域的人口红利受到第三世界国家的猛烈冲击,粗放型、低效率的生产模式大大阻碍了工业的持续发展。如何从一个制造大国转变为制造强国,已成为中国制造业未来发展的关键。

由中德两国的共同问题可知,无论是“中国制造2025”,还是德国“工业4.0”,都将聚焦生产制造模式的变革。因此,从整体上来看,“中国制造2025”的构思与德国“工业4.0”有同工异曲的感觉,但是,中国与德国在制造行业面临的不同点,使得两国在执行层和运行层有着不同的目标和任务。

3.1.2中德两国工业革命的三大不同点

①“中国制造2025”与德国“工业4.0”要解决的问题不同。

德国“工业4.0”是要解决生产制造模式的灵活性、自适应性的问题,从而降低产品的生产成本,并加快生产制造的研发速度,以适应市场、用户的需求,提高自身的竞争能力。因此,降低成本、加快产品更新换代的速度是德国实现“工业4.0”的根本目的。

中国要实现“中国制造2025”战略,将面临更大挑战。中国的工业化进程还没全部走完,从设备制造到产品工艺都与其他制造大国存在很大差距,没有核心技术、劳动生产率低、只能停留在低利润的初级加工阶段。如何在转型时期实现适合自己的“智能制造”,对中国来说是一条漫长的道路。中国不仅要解决生产成本和产品更新换代的速度问题,更要解决产品质量和生产效率的问题。这就需要通过精细化管理和自动化技术的应用,提升产品质量的一致性,提高生产效率,节能减排,更好地管理和利用资源。因此,《中国制造2025》发展规划是未来10年实施制造强国战略的行动纲领,也是30年“三步走”、实现制造强国梦的第一步。

②中德两国制造业的产业链不同。

目前,中国制造业无论在制造技术自动化,还是在生产制造的管理方面,都与德国存在着很大的差距。整个产业链从原材料、加工工艺、组装技术、检测打印技术到包装物流技术,都没有像德国那样完善和齐全。自动化技术在各个领域的应用程度不一致,在生产技术管理上也没有德国那样成熟。特别是在精细化管理与自动化生产领域实现关联整合方面,我国还处在刚起步阶段。所以,在制定《中国制造2025》发展规划时,改革规划的广度和深度应比“工业4.0”更加地深刻和完整。只有充分利用我国在IT和信息行业的优势,实施“两化融合”战略方针,提高效率、质量和管理水平,才能实现我国从制造大国到制造强国的转变。

德国在基本迈进“工业3.0”即自动化时代后,其“工业4.0”更多考虑的是如何延伸产品生命周期,即前端产品开发客户导向的快速响应及后端产品进入市场服务链的产生。因此,德国提出数字化产品、数字化生产和数字化管理的三化规划,将生产制造的产业生命周期延伸到互联网和物联网的两端,以尽快满足互联网时代对产品生命周期的要求。

中德两国有着完全不同的任务和目标。无论是我们提出的“智能制造”,还是“互联网+制造业”,都不是“山寨”德国具体的产业政策和方法、通过炒作概念简单地给制造业披上一件华丽的外衣,而是要学习德国全新的产业发展理念,脚踏实地、因地制宜地打造中国自己的“中国制造2025”体系。

③中德两国制造业的工业生态环境不同 。

中国制造业与已有百年历史的德国制造业的生态环境有根本的不同。对德国而言,除了长期积累的先进技术之外,它推动“工业4.0”的另一个优势在于制造业大企业和中小企业群体的良性关系。首先,大企业发挥着积极的领头作用。德国“工业4.0”的发动者都是大型制造业企业,如西门子、博世、菲尼克斯电气等制造业巨头。其次,一大批中小型家族企业积极参与。在德国,90%以上企业属于家族式企业,这些企业花费几十年甚至上百年的时间,致力于研究开发某一个产品,或者专业、专注于某一个领域、精益求精地研究某一项产品技术,从而成为各行各业的隐形冠军。第三,一批系统集成商、系统架构商,将这些产品和技术整合成一个装置或系统,并根据市场的趋势和客户的需求,提供一个完整的系统解决方案。专业的产品开发商、系统集成商和系统解决方案提供商形成了德国三位一体的工业生态环境,建立了一个完整的生产制造产业链体系。这种完整的工业生态结构避免了行业间的无序竞争,保持了各个公司在各自领域的领先地位以及持续发展的动力。

如同“工业4.0”一样,“中国制造2025”的实施也将会全方位地提升中国工业界的整体实力,使整个制造产业链发生冲击性的改变。为此,中国政府制定了《中国制造2025》纲要。由于中国工业发展的生态环境、生产链结构不同于德国,各企业之间的市场定位不够明确,因此一时难以形成产品生产商、系统制造商、系统解决方案提供商之间的工业生态圈。

当市场有了新的发展,产业有了新的机遇,许多公司都会进行大跨度、跳跃性的转型,对多年的技术积累、人才储备进行重组。如今,机器人、3D打印机等被炒得很热,这无疑会产生人为的价格竞争、破坏工业生态的平衡,使产业不能得到持续的发展。在“工业4.0”宣传方面,也存在着诸多模糊的观点,使得不少企业不知如何加入执行智能制造的行列,出现了“听得多、干得少,想得多、动得少”的现象。大多数企业等待着政府的支持,但并没有将智能制造战略与制定本企业技术发展、产品发展的计划真正结合起来。

中国的决策部门,顶层设计规划了“中国制造2025”战略目标、行动指南和发展路径。建立“中国制造2025”的执行平台,邀请元器件生产商、系统集成商、软件开发商、IT技术提供商和科研、大专院校一起参加。制定推进中国智能制造的开发时刻表,确定和划分研究开发任务,制定合作及知识产权归属的游戏规则,制定培养人才的行动计划,建立“中国制造2025”宣传推广的战略部署,建立内部及外部技术转让的规则等,形成一个集权威性、专业性、指导功能的团体。

我们已经充分认识到,这次工业革命需要动员和吸引大量企业、科研单位、制造商和大专院校的积极参与,以共同建立一个和谐共处的工业精神生态圈。

3.2实施智能制造战略应以解决实际问题为主导

3.2.1实施智能制造战略应从实际出发

“中国制造2025”为我国工业发展制定了纲领性方针与政策。我们必须按照这个方针,找出我国工业发展目前面临的瓶颈和挑战。

当今中国工业领域遇到许多瓶颈,如产能过剩、生产不饱满、经济下行压力大、资源浪费、环境污染等,过去的高投入、高消耗、高污染的生产模式已无法延续。为了提升竞争力,必须在新的科技领域采用新技术,打破传统理念,保持可持续发展。在解决这些问题时,我们不能好大喜功,一日求成,而是必须正视所面临的问题,一步一步地解决这些问题。如果还是一味回避这些现实问题,只进行人为的转型,到头来还是回旋在原地。一个公司如果其本身的能力不足、竞争力还没有完善,就不应该转型,而是要脚踏实地找出自身的瓶颈和短板,进行技术升级,提高企业在市场、营销、生产、研发、管理、产品、技术和解决方案等诸方面的竞争力。当市场发生变化及公司业务模式发生新的变革时,企业只有在技术能力处于领先地位的前提下,才能进行适应性转型。

德国工业之所以一直占据了国际领先地位,不在于转型,而在于专心、专注、专业,几十年甚至几百年坚持做一个产品,将产品技术不断升级,将产品做到极致。中国的一些企业,几十年来也在不断地转型,但是,其转型的转折点都是在已经成为某一行业的老大以后,再正式进军其他领域。如华为,过去进入手机行业,现在又计划进入平板机领域。对于一个企业,如果原有行业做不好,那做好其他行业的机会或可能性也是非常小的,不管是对于过去的“工业2.0”、“工业3.0”,还是现在的“工业4.0”,我们都必须要充分认识到这一点[4]。3.2.2实施智能制造战略应以提高产品质量为本

产品质量的提高是智能制造的核心和关键。生产质量、管理质量和产品质量是企业发展的生命线。在我国经济持续二三十年的高速发展之后,创新不够、产品质量欠佳是我们最大的问题。所以,无论企业界如何风云多变,我们都应坚持用创新的理念和方法来提高企业的产品质量。中国从制造大国转变为制造强国,其由大到强的转变最重要的是要提高质量,而提高产品质量则需要提高整个产业链整体水平。

产品质量的不稳定和产品质量的多变性是我们面临的最大问题之一。针对这个问题,一个最直接的解决方法就是加强自动化技术在生产制造产业链的应用,以提高产品生产质量可靠性,实现产品质量的一致性和稳定性。只有质量提高了,我们才有提高效率的基础。自动化技术的应用是实现“中国制造2025”的必要条件,而数字化技术是实现“中国制造2025”的充分条件。通过运用自动化技术达到产品质量的一致性,提供可靠的生产和控制数据,使得生产管理能够作出正确的决策。

实践证明,生产管理或企业管理的目的在于提高运行、管理的效率,而效率的提高必须建立在保证质量的基础上。目前,我国制造水平极不平衡,整体制造业格局不能像德国、美国一样完全适应目前数字化、智能化的升级改造,所以,我们必须从实际出发,因地制宜,制定各个公司的战略目标。“中国制造2025”提出的“工业2.0”补课、“工业3.0”普及、“工业4.0”示范,是针对中国制造业国情作出的最好策略。所以,不管是补课、普及,还是示范工程,其要解决的第一个问题都是质量问题。我们工业发展的第一步是用创新的方法解决质量问题,这是重中之重[3-4]。

3.2.3实施智能制造战略应以持续发展为基础

以提高质量为核心,建立智能制造的持续发展线路图。我国现有的工业产业链还没有真正地完善,只有抓住质量这个总纲,纲举目张,才能走向智能制造的正确之道 。因此,提高生产效率、产品质量、能效管理以及整体自动化水平是我们走向智能制造的第一步。

生产制造模式的变革应该充分重视自动化技术的作用,要以工业自动化技术为主导,结合信息技术,实现制造业的应用。如果我们不能生产出质量可靠、性价比高的产品,那么再好的企业经营之道都是没有意义的;而要完成这个任务,没有先进的自动控制系统是不行的。这是我们学习德国“工业4.0”战略最好的启示:一切从国情出发,从技术的现状及积累出发,从遇到的产业瓶颈出发,提出符合中国制造业发展的工业革命理念、战略目标以及规划,以最快的速度迎头赶上世界的先进水平。每个企业要根据自己企业在市场中的定位及目前产品或生产制造的状况,作出全面的分析,找到现状与未来目标的差距。

通过分析“工业4.0”的本质,对中国智能制造的方针和政策就有了更深的理解。同时,我们也应该认识到第四次工业革命不是一两年就可以实现的,它需要几十年的努力和奋斗。所以,我们必须制定一个长期、稳定发展的路径图,一步一步地向着这个方向努力,即首先制定本公司的长远规划。作为产品生产商或制造产品设备商,应以实际情况为依据,以企业发展的轨迹为出发点,坚持实现“工业4.0”四部曲的原则。第一步,实现生产制造自动化,降低生产成本,提高产品质量;第二步,实现流程管理数字化,降低运行成本,提高工作效率;第三步,实现企业管理网络化,提高管理效率,加快研发速度;第四步,实现智能制造云端化,社会资源共享,提高服务效率。

我们要用创新精神来提高质量。提高质量最直接的方法是实现生产技术的自动化,实现产品质量的一致性和稳定性。为了用数字化技术提高生产、运行和管理的效率,必须将产品的生产和管理信息数字化,使生产制造数据透明化,并通过分析、归纳和总结这些数据实现流程制定的最优化。最后,利用互联网、云计算等方法和大数据、信息安全的技术来实现具有模块化、智能化、自调整和自组态功能的“工业4.0”生产制造模式。

4结束语

“‘工业4.0’到底要干什么”是了解“工业4.0”的根本问题之一。“工业4.0”没有宣传产品、具体技术和解决方法,仅仅运用符合社会发展需要的互联网概念,描述工业发展的未来。本质上,德国希望高举“工业4.0”的旗帜来重振德国工业精神,解决德国制造业面临的瓶颈和挑战,用德国的工业精神来实现“工业4.0”的未来。所以,找准“工业4.0”的本质,对于我们

如何精准领会“工业4.0”精神,推动“中国制造2025”有很好的借鉴作用。

本文分析了中国工业与德国工业面临挑战的三大相同点和不同点,提出了实现“中国制造2025”的思路、实施方法,阐述了“生产制造自动化、流程管理数字化、企业信息网络化、智能制造云端化” 的四部曲规划路径图,介绍了质量、创新、成本与速度相统一的新型生产制造模式。千里之行,始于足下。我们将不断创新、不断实践,从而共同推进“中国制造2025”战略向前发展[5]。

参考文献

[1] 杜品圣.德国工业4.0在探索和争议中前进[J].自动化博览,2015(6):16-20.

[2] 杜品圣.智能工厂——德国推进工业4.0战略的第一步(上)[J].自动化博览,2014(1):22-25.

[3] 杜品圣.智能工厂——德国推进工业4.0战略的第一步(下)[J].自动化博览,2014(2):50-55.

[4] 杜品圣.菲尼克斯实现工业4.0战略的具体方案[J].自动化与仪器仪表,2014(S1):32-35.

[5] 杜品圣.德国智能工厂建设路径[J].中国工业评论,2016(1):44-54.

Return to the Origin of “Industry 4.0”,Head towards the Fast Track of Intelligent Manufacturing

Abstract:The scientific and technical revolution has promoted the industrial revolution, “Industry 4.0” is a new transformation of production and manufacturing patterns. The current situation and dilemma of the German “Industrie 4.0” are analyzed, and the further understanding of the “Industry4.0” is expounded. The principle of four steps to implement “Industry 4.0” is indicated: achieving the automation of production and manufacturing, reducing costs of production, improving quality of products, realizing digitization of process management; and reducing costs of operation, improving efficiency of work; as well as implementing the networking of enterprise management, enhancing management efficiency, accelerating the R&D speed; implementing cloud migration of intelligent manufacturing, sharing the social resources and improving efficiency of services. Finally, the guiding significance of “Industry 4” to the strategy of "Made in China 2025" is proposed, that is : Return to the origin of "Industry 4.0", head towards the fast track of intelligent manufacturing.

Keywords:Industry 4.0Made in China 2025Intelligent manufacturingScientific and technical revolutionAutomationDigitizationCloud migration

中图分类号:TH-3;TP1

文献标志码:A

DOI:10.16086/j.cnki.issn 1000-0380.201606001

修改稿收到日期:2016-04-29。

作者杜品圣(1951-),男,1989年获德国工程博士,中国自动化学会理事,中国自动化学会专家咨询委员会委员;长期从事自动控制技术在工业中的应用研究及技术管理,主持完成了近百个工程项目的自动化控制系统的开发和应用。

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