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自世界最重要的技術展——2013年漢諾威工業(yè)博覽會以來，“工業(yè)4.0(Industry 4.0)”這一理念已從德國傳播到中國。同智慧地球、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等詞匯一樣，工業(yè)4.0再一次把生產(chǎn)制造業(yè)的未來作為其關注點。
解讀工業(yè)4.0
按照德國西門子股份公司工業(yè)業(yè)務領域總裁魯思沃博士的說法，“工業(yè)4.0”的基礎是分布式自組織式的生產(chǎn)流程與大規(guī)模單件生產(chǎn)趨勢日益融合。因此，人、機器和數(shù)據(jù)相互連接構成信息物理融合系統(tǒng)(CPS)。這些互聯(lián)互通的智能體通過基于互聯(lián)網(wǎng)的技術進行通訊，自行決定可行的最佳生產(chǎn)路徑。
簡單來說，“工業(yè)4.0”項目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D打印技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。
雖然作為德國高科技戰(zhàn)略的一部分，“工業(yè)4.0”的發(fā)展得到了政府的大力支持，德國政府為該項目的投入高達2億歐元。魯思沃博士仍然認為，盡管如此，該領域不會出現(xiàn)技術性爆發(fā)，而是會經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展。并且將會出現(xiàn)許多需要解決的問題，包括合適的遷移路徑、如何定義標準、傳感器技術的進一步發(fā)展、安全措施以及概念和策略的發(fā)展等。
“只有經(jīng)歷了工業(yè)革命之后，回顧過去，才能說使用‘第四次工業(yè)革命’這個詞是否合適。但與之前的工業(yè)革命相比，過程無甚差異。”魯思沃博士說。
中國企業(yè)需加快轉型
作為世界上“最大的工廠”，中國在制造領域發(fā)揮著巨大的作用。在中國經(jīng)濟需要轉型升級的當下，中國的制造業(yè)正在從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”邁進。
但是，面對發(fā)達經(jīng)濟體如火如荼的再工業(yè)化運動，以及東盟國家、印度及拉美國家試圖超過中國的阻礙。這樣的形勢之下，保持增長，同時促進產(chǎn)業(yè)升級，對于中國制造業(yè)領域來說，仍然是最大的挑戰(zhàn)。
魯思沃博士建議，通過發(fā)展技術創(chuàng)新，促進綠色制造，轉型為以服務為基礎的制造業(yè)，中國就能沿著全新的道路走向以高技術含量、優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量、低能源消耗以及高經(jīng)濟效率和充分利用人力資源優(yōu)勢為特征的工業(yè)化。同時，他認為，提高生產(chǎn)力、加快產(chǎn)品上市、靈活的生產(chǎn)模式以及提高資源效率，是從“中國制造”轉向“中國創(chuàng)造”的關鍵因素。
為了實現(xiàn)這一轉變，需要先進的技術和高效的生產(chǎn)體系。因此，制造企業(yè)應該逐步轉向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產(chǎn)水平提升到一個新的高度，為“引領制造業(yè)未來”做好準備。
而數(shù)字化的企業(yè)平臺，就是企業(yè)實現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務領域總裁吳和樂博士向記者介紹，數(shù)字化企業(yè)平臺是實現(xiàn)數(shù)字制造的載體。它可以實現(xiàn)包括產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務的全生命周期的高效運行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。
該平臺的實現(xiàn)需要企業(yè)以數(shù)字化技術為基礎，在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術的強力支持下，集成目前最先進的生產(chǎn)管理系統(tǒng)及軟件和硬件，如產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件以及控制和驅動技術等。
在提升資源效率層面，制造業(yè)企業(yè)首先需要考慮設備層面的資源效率提升方案，例如高效電機、變頻器等進行設備層面的節(jié)能。同時，企業(yè)需要將眼光放遠，關注能夠使全生命周期資源效率提升的整體解決方案。
所謂整體解決方案，指將現(xiàn)有的技術和創(chuàng)新全部整合到一個數(shù)字化企業(yè)平臺中，從企業(yè)層面到設備層面給出“基于成本設計”及“基于節(jié)能和資源設計”的完整資源方案。產(chǎn)品開發(fā)流程和生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)在生產(chǎn)開始之前就已在虛擬環(huán)境達到了最優(yōu)化。產(chǎn)品設計和生產(chǎn)任務配置所消耗的時間、人力、設備和原材料資源會得到大幅縮減，生產(chǎn)流程也會大大改進。
