【編者按】德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略為我們展現(xiàn)了一幅全新的工業(yè)藍(lán)圖塔橡，深入分析其愿景與要點(diǎn)佳镜，可以洞察德國提出工業(yè)4.0的目的與戰(zhàn)略意圖往湿。在新的發(fā)展背景下妖异，將信息化的時(shí)代特征與我國工業(yè)化歷史進(jìn)程緊密結(jié)合起來，把兩化深度融合作為主線领追，為推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入新的動(dòng)力他膳，從而在向工業(yè)化邁進(jìn)的過程中占得先機(jī)，這是4.0戰(zhàn)略對我國推進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要啟示绒窑。

“工業(yè)4.0”的概念源于2011年德國漢諾威工業(yè)博覽會棕孙，其初衷是通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)提高德國制造業(yè)水平。在德國工程院些膨、弗勞恩霍夫協(xié)會椅洗、西門子公司等學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的大力推動(dòng)下，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部于2013年將“工業(yè)4.0”項(xiàng)目納入了《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的十大未來項(xiàng)目中捅冈，計(jì)劃投入2億歐元資金耍缩，支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。隨后舌多，德國機(jī)械及制造商協(xié)會（VDMA）等設(shè)立了“工業(yè)4.0平臺”交印，德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會發(fā)表了德國首個(gè)工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。

德國政府認(rèn)為盘秕，盡管德國擁有強(qiáng)大的機(jī)械和裝備制造業(yè)丘梭，但中國對德國工業(yè)構(gòu)成了競爭威脅嫂镇，美國也在通過各種計(jì)劃促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展，因此柄叹，制定“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的目的就是為了“確保德國制造的未來”竞茂。當(dāng)前，正值我國大力推動(dòng)兩化深度融合漓客、促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時(shí)期固啡，德國推行“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的理念、內(nèi)容和做法等諸多方面蝙斜，都值得我們認(rèn)真關(guān)注揍瑟、學(xué)習(xí)并給出積極回應(yīng)。

戰(zhàn)略愿景與要點(diǎn)

與美國流行的第三次工業(yè)革命的說法不同乍炉，德國將制造業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的漸進(jìn)性進(jìn)步描述為工業(yè)革命的四個(gè)階段绢片，即工業(yè)4.0的進(jìn)化歷程。

工業(yè)1.0岛琼。18世紀(jì)60年代至19世紀(jì)中期底循，通過水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)的工廠機(jī)械化可稱為工業(yè)1.0。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng)槐瑞，經(jīng)濟(jì)社會從以農(nóng)業(yè)熙涤、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式。

工業(yè)2.0困檩。19世紀(jì)后半期至20世紀(jì)初祠挫，在勞動(dòng)分工的基礎(chǔ)上采用電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)可稱為工業(yè)2.0。這次工業(yè)革命悼沿，通過零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離等舔，開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。

工業(yè)3.0摊咨。始于20世紀(jì)70年代并一直延續(xù)到現(xiàn)在恤诀，電子與信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得制造過程不斷實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化氏长，可稱為工業(yè)3.0碑肚。自此，機(jī)器能夠逐步替代人類作業(yè)壳荣，不僅接管了相當(dāng)比例的“體力勞動(dòng)”尔芯，還接管了一些“腦力勞動(dòng)”。

工業(yè)4.0吟钻。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為拓嗽，未來10年，基于信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem拯骤，CPS）的智能化大愁，將使人類步入以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。產(chǎn)品全生命周期和全制造流程的數(shù)字化以及基于信息通信技術(shù)的模塊集成婚蛮，將形成一個(gè)高度靈活乎壮、個(gè)性化、數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式例获。

“工業(yè)4.0”為我們展現(xiàn)了一幅全新的工業(yè)藍(lán)圖：在一個(gè)“智能汉额、網(wǎng)絡(luò)化的世界”里，物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)（服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）將滲透到所有的關(guān)鍵領(lǐng)域榨汤，創(chuàng)造新價(jià)值的過程逐步發(fā)生改變蠕搜，產(chǎn)業(yè)鏈分工將重組，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失收壕，并會產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式妓灌。

首先，工業(yè)4.0將使得工業(yè)生產(chǎn)過程更加靈活蜜宪、堅(jiān)強(qiáng)虫埂。這將使得動(dòng)態(tài)的、適時(shí)優(yōu)化的和自我組織的價(jià)值鏈成為現(xiàn)實(shí)圃验，并帶來諸如成本掉伏、可利用性和資源消耗等不同標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)化選擇。包括在制造領(lǐng)域的所有因素和資源間形成全新的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)澳窑、智能產(chǎn)品獨(dú)特的可識別性斧散、個(gè)性化產(chǎn)品定制以及高度靈活的工作環(huán)境等。

其次圾篱，工業(yè)4.0將發(fā)展出全新的商業(yè)模式和合作模式啸席。這些模式將力爭確保潛在的商業(yè)利潤在整個(gè)價(jià)值鏈所有利益相關(guān)人之間公平地共享，包括那些新進(jìn)入的利益相關(guān)人玫惧。同時(shí)凰拇，工業(yè)4.0“網(wǎng)絡(luò)化制造”、“自我組織適應(yīng)性強(qiáng)的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征蝗广，也使得它追求新的商業(yè)模式以率先滿足動(dòng)態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)而非單個(gè)公司堡脱，這將引發(fā)一系列諸如融資、發(fā)展音族、可靠性光蜀、風(fēng)險(xiǎn)、責(zé)任和知識產(chǎn)權(quán)以及技術(shù)安全等問題宇团。

再次估态，工業(yè)4.0將帶來工作方式和環(huán)境的全新變化。全新的協(xié)作工作方式使得工作可以脫離工廠纺倍，通過虛擬的嗡身、移動(dòng)的方式開展倔撞。員工將擁有高度的管理自主權(quán)，可以更加積極地投入和調(diào)節(jié)自己的工作慕趴。同時(shí)痪蝇，隨著工作環(huán)境和工作方式的巨大改變，可以大幅度提升老年人和婦女的就業(yè)比例冕房，確保人口結(jié)構(gòu)的變化不會影響當(dāng)前的生活水平躏啰。

最后，工業(yè)4.0將促進(jìn)形成全新的信息物理系統(tǒng)平臺耙册。全新的信息物理系統(tǒng)平臺能夠聯(lián)系到所有參與的人員给僵、物體和系統(tǒng)，將提供全面详拙、快捷帝际、安全可靠的服務(wù)和應(yīng)用業(yè)務(wù)流程，支持移動(dòng)終端設(shè)備和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同制造饶辙、服務(wù)胡本、分析和預(yù)測流程等。

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的要點(diǎn)可以概括為：建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)畸悬、研究兩大主題粮锻、實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成、實(shí)施八項(xiàng)計(jì)劃蒂拯。

建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)：信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)刃拼。信息物理系統(tǒng)就是將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算任肯、通信额晶、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能绿窿，從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合豌挫。CPS可以將資源、信息纹轩、物體以及人緊密聯(lián)系在一起泄艘，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能環(huán)境缅科。這是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)宗商。

研究兩大主題：智能工廠和智能生產(chǎn)『孽耍“智能工廠”是未來智能基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分裕照，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)〉魉“智能生產(chǎn)”的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動(dòng)晋南、智能物流管理惠猿、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程，從而形成高度靈活负间、個(gè)性化偶妖、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。生產(chǎn)流程智能化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵唉擂。

實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成：橫向集成、縱向集成與端對端的集成檀葛⊥嫠睿“工業(yè)4.0”將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)屿聋、智能控制系統(tǒng)空扎、通信設(shè)施通過CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人润讥、人與機(jī)器碎师、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向跛脾、縱向和端對端的高度集成批贴。“橫向集成”是企業(yè)之間通過價(jià)值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的一種資源整合癣跟，是為了實(shí)現(xiàn)各企業(yè)間的無縫合作用噪，提供實(shí)時(shí)產(chǎn)品與服務(wù)；“縱向集成”是基于未來智能工廠中網(wǎng)絡(luò)化的制造體系景顷，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制生產(chǎn)誓籽，替代傳統(tǒng)的固定式生產(chǎn)流程（如生產(chǎn)流水線）；“端對端集成”是指貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的工程化數(shù)字集成强男，是在所有終端數(shù)字化的前提下實(shí)現(xiàn)的基于價(jià)值鏈與不同公司之間的一種整合洪业，這將最大限度地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。

實(shí)施八項(xiàng)計(jì)劃：“工業(yè)4.0”得以實(shí)現(xiàn)的基本保障眨仪。一是標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)峭桅。需要開發(fā)出一套單一的共同標(biāo)準(zhǔn)，不同公司間的網(wǎng)絡(luò)連接和集成才會成為可能柑爸。二是管理復(fù)雜系統(tǒng)检柬。適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和解釋性模型可以為管理日趨復(fù)雜的產(chǎn)品和制造系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。三是一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施竖配『沃罚可靠、全面进胯、高品質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)是“工業(yè)4.0”的一個(gè)關(guān)鍵要求用爪。四是安全和保障原押。在確保生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品本身不能對人和環(huán)境構(gòu)成威脅的同時(shí)，要防止生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品濫用及未經(jīng)授權(quán)的獲取偎血。五是工作的組織和設(shè)計(jì)诸衔。隨著工作內(nèi)容、流程和環(huán)境的變化颇玷，對管理工作提出了新的要求笨农。六是培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展。有必要通過建立終身學(xué)習(xí)和持續(xù)職業(yè)發(fā)展計(jì)劃帖渠，幫助工人應(yīng)對來自工作和技能的新要求谒亦。七是監(jiān)管框架。創(chuàng)新帶來的諸如企業(yè)數(shù)據(jù)旬效、責(zé)任炬费、個(gè)人數(shù)據(jù)以及貿(mào)易限制等新問題，需要包括準(zhǔn)則讯匈、示范合同艾蜓、協(xié)議、審計(jì)等適當(dāng)手段加以監(jiān)管策坏。八是資源利用效率零反。需要考慮和權(quán)衡在原材料和能源上的大量消耗給環(huán)境和安全供應(yīng)帶來的諸多風(fēng)險(xiǎn)。

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