http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 17:08:14 來源:今日自動化
“工業4.0”是2013漢han諾nuo威wei國guo際ji工gong業ye博bo覽lan會hui上shang的de最zui大da熱re詞ci。這zhe項xiang由you德de國guo聯lian盟meng教jiao研yan部bu與yu聯lian邦bang經jing濟ji技ji術shu部bu聯lian手shou推tui動dong的de戰zhan略lve性xing項xiang目mu,被bei看kan作zuo是shi提ti振zhen德de國guo製zhi造zao業ye的de有you力li催cui化hua劑ji,也ye被bei認ren為wei將jiang是shi全quan球qiu製zhi造zao業ye未wei來lai發fa展zhan的de方fang向xiang。
德de國guo製zhi造zao工gong業ye是shi世shi界jie上shang最zui具ju競jing爭zheng力li的de製zhi造zao工gong業ye之zhi一yi,在zai全quan球qiu製zhi造zao裝zhuang備bei領ling域yu擁yong有you領ling頭tou羊yang的de地di位wei。這zhe在zai很hen大da程cheng度du上shang源yuan於yu德de國guo專zhuan注zhu於yu創chuang新xin工gong業ye科ke技ji產chan品pin的de科ke研yan和he開kai發fa,以yi及ji對dui複fu雜za工gong業ye過guo程cheng的de管guan理li。德de國guo擁yong有you強qiang大da的de設she備bei和he車che間jian製zhi造zao工gong業ye,在zai世shi界jie信xin息xi技ji術shu領ling域yu擁yong有you很hen高gao的de能neng力li水shui平ping,在zai嵌qian入ru式shi係xi統tong和he自zi動dong化hua工gong程cheng方fang麵mian也ye有you很hen專zhuan業ye的de技ji術shu,這zhe些xie因yin素su共gong同tong奠dian定ding了le德de國guo在zai製zhi造zao工gong程cheng工gong業ye上shang的de領ling軍jun地di位wei。在zai挖wa掘jue新xin型xing工gong業ye化hua的de潛qian能neng方fang麵mian,德de國guo將jiang獨du一yi無wu二er地di開kai啟qi一yi個ge新xin的de工gong業ye時shi代dai:工業4.0。
前三次工業革命的到來造就了機械、電氣和信息技術。如今,物聯網和製造業服務正宣告著第四次工業革命——工業4.0的到來。在未來,廠商們將以“信息物理係統”(Cyber-Physical Systems:CPS)為框架建立包含其設備、倉儲係統和工業產品的全球性網絡。在製造業領域,CPS包含能夠獨立交換信息的小型智能機械、存儲係統和高效的產品設備,他們能夠獨立地完成運作和互相控製。隨著CPS的設備基礎改進到涉及製造、工程、材(cai)料(liao)使(shi)用(yong)和(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)以(yi)及(ji)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)管(guan)理(li)的(de)工(gong)業(ye)工(gong)序(xu),智(zhi)慧(hui)工(gong)廠(chang)似(si)乎(hu)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)途(tu)徑(jing)來(lai)生(sheng)產(chan)產(chan)品(pin)了(le)。智(zhi)能(neng)產(chan)品(pin)的(de)特(te)征(zheng)十(shi)分(fen)明(ming)顯(xian),它(ta)們(men)總(zong)是(shi)被(bei)投(tou)以(yi)關(guan)注(zhu)的(de)目(mu)光(guang),我(wo)們(men)都(dou)知(zhi)曉(xiao)它(ta)的(de)發(fa)展(zhan)曆(li)程(cheng),也(ye)了(le)解(jie)它(ta)的(de)當(dang)前(qian)狀(zhuang)況(kuang),同(tong)時(shi)我(wo)們(men)也(ye)了(le)解(jie)它(ta)實(shi)現(xian)的(de)方(fang)式(shi)。當(dang)指(zhi)令(ling)經(jing)過(guo)CPS係(xi)統(tong)時(shi),縱(zong)向(xiang)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)工(gong)廠(chang)和(he)公(gong)司(si)的(de)商(shang)業(ye)流(liu)程(cheng),橫(heng)向(xiang)則(ze)連(lian)接(jie)了(le)可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)管(guan)理(li)的(de)衍(yan)生(sheng)價(jia)值(zhi)體(ti)係(xi),這(zhe)兩(liang)方(fang)麵(mian)共(gong)同(tong)構(gou)建(jian)了(le)嵌(qian)入(ru)式(shi)製(zhi)造(zao)的(de)係(xi)統(tong)網(wang)絡(luo)。此(ci)外(wai),每(mei)一(yi)條(tiao)指(zhi)令(ling)都(dou)需(xu)要(yao)流(liu)經(jing)過(guo)程(cheng)鏈(lian)條(tiao)中(zhong)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie)。
工業4.0yongyoujudadeqianli。zhihuigongchangrangyonghudegexingdingzhihuaxuqiudeyimanzu,zhejiuyiweizhe,jishishiyicixingdechanpinyekeyitongguopojushouyidefangshizhizaochulai。zaigongye4.0中zhong,對dui供gong應ying商shang而er言yan,動dong態tai商shang業ye模mo式shi和he工gong程cheng流liu程cheng使shi生sheng產chan和he交jiao付fu變bian得de更geng加jia靈ling活huo,而er且qie對dui於yu生sheng產chan中zhong斷duan和he故gu障zhang可ke以yi靈ling活huo反fan應ying。現xian在zai工gong業ye製zhi造zao在zai製zhi造zao流liu程cheng中zhong已yi經jing能neng夠gou提ti供gong端duan到dao端duan的de透tou明ming化hua,以yi促cu進jin選xuan擇ze決jue策ce的de製zhi定ding。工gong業ye4.0將會發掘出創造價值的新方法,開發出商業新模型。特別需要說明是,工業4.0還將給新興公司和小型投資者的發展帶來契機,下遊的服務也將從中受益。
此外,工業4.0將致力於解決當今世界遇到的一些挑戰,比如資源效率、城鎮化和人才結構調整等。工業4.0能neng夠gou持chi續xu帶dai來lai覆fu蓋gai整zheng個ge價jia值zhi網wang絡luo的de資zi源yuan生sheng產chan率lv和he效xiao率lv的de增zeng益yi。同tong時shi能neng夠gou將jiang人ren口kou結jie構gou變bian動dong和he社she會hui因yin素su考kao慮lv在zai內nei,並bing設she定ding合he適shi的de方fang式shi來lai組zu織zhi生sheng產chan。智zhi能neng輔fu助zhu係xi統tong可ke以yi把ba工gong人ren從cong單dan調tiao、程式化的工作中解放出來,使其能夠將精力集中在創新和增值業務上。在關於熟練工短缺的問題上,工業4.0允yun許xu高gao齡ling的de工gong人ren延yan長chang他ta們men的de工gong作zuo生sheng涯ya,使shi他ta們men能neng夠gou長chang時shi間jian地di保bao持chi生sheng產chan力li。靈ling活huo的de工gong作zuo組zu織zhi形xing式shi使shi得de工gong人ren們men能neng夠gou更geng好hao地di整zheng合he他ta們men自zi己ji的de工gong作zuo,私si人ren生sheng活huo和he持chi續xu的de職zhi業ye生sheng涯ya發fa展zhan將jiang變bian得de更geng有you效xiao率lv,可ke以yi說shuo,工gong業ye4.0為工作和生活找到了一個更好的平衡點。
製(zhi)造(zao)業(ye)工(gong)程(cheng)領(ling)域(yu)的(de)全(quan)球(qiu)化(hua)競(jing)爭(zheng)變(bian)得(de)愈(yu)加(jia)激(ji)烈(lie),德(de)國(guo)並(bing)不(bu)是(shi)唯(wei)一(yi)一(yi)個(ge)在(zai)製(zhi)造(zao)業(ye)部(bu)署(shu)物(wu)聯(lian)網(wang)和(he)行(xing)業(ye)服(fu)務(wu)的(de)國(guo)家(jia)。而(er)且(qie),並(bing)不(bu)是(shi)隻(zhi)有(you)亞(ya)洲(zhou)的(de)很(hen)多(duo)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)對(dui)德(de)國(guo)造(zao)成(cheng)了(le)威(wei)脅(xie),遠(yuan)在(zai)大(da)洋(yang)彼(bi)岸(an)的(de)美(mei)國(guo)也(ye)在(zai)通(tong)過(guo)程(cheng)序(xu)提(ti)升(sheng)“先進製造業”來采取措施反對“限製工業化”。
為了實現工業製造到工業4.0的轉變,德國需要實現一項雙重策略。不僅應該一如既往地把“信息和通訊科技”和“自身的傳統高科技策略”進行整合,以努力成為智能製造科技的主要供應商,尋求穩固自身在全球市場的領導地位。同時,還應創造並服務於CPS科技和產品。
為了達成這個雙重要求,以下幾個工業4.0的特征應該被執行:
⑴ 橫向集成需要通過價值網絡
⑵ 端到端的工程立體集成橫跨整個價值鏈
⑶ 垂直集成和網絡化的製造係統
通向工業4.0之路將會要求德國在研發上投入巨大的精力,為了實現雙重策略,所進行的研究首先必須實現“製造係統的水平和垂直集成”和“工程上端到端的集成”。此外,出於對工業4.0係統的要求和CPS科技持續發展的目的,在工作場所中新的社會基礎設施應該得到更多關注。
如果工業4.0被成功實現,研發也需要與之適應的工業化政策的支持。為此,以下8個領域需要進一步改進:
標準化和參考架構
工業4.0將(jiang)會(hui)涉(she)及(ji)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)的(de)設(she)計(ji)並(bing)通(tong)過(guo)價(jia)值(zhi)網(wang)絡(luo)集(ji)成(cheng)幾(ji)家(jia)不(bu)同(tong)的(de)公(gong)司(si)。如(ru)果(guo)一(yi)攬(lan)子(zi)共(gong)同(tong)標(biao)準(zhun)得(de)以(yi)實(shi)現(xian),這(zhe)種(zhong)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)關(guan)係(xi)將(jiang)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng),而(er)且(qie)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)參(can)照(zhao)架(jia)構(gou)來(lai)為(wei)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)提(ti)供(gong)描(miao)述(shu)並(bing)促(cu)進(jin)標(biao)準(zhun)的(de)實(shi)現(xian)。
複雜係統的管理
製造係統正在日益變得複雜,適當的計劃、描述和說明模型可以為這些複雜係統提供管理基礎。工程師們應該為了發展這些模型而進行更多的方法創新和工具應用。
一套綜合的工業基礎寬帶設施
毋庸置疑,綜合並高質量的通訊網絡是工業4.0的關鍵要求。無論是在德國國內,還是在德國與其他合作國家之間,寬帶網絡基礎設施也因此需要進一步的、大規模的拓展。
安全和安保
anquanheanbaoshizhinengzhizaoxitongchenggongdeguanjian。baozhangshebeihechanpinzishenbuhuiyinqishiyongzhedeweixian,yebuhuiduihuanjingzaochengwuranshifenzhongyao。tongshi,shebeihechanpinzhongbaohandexinxitebiexuyaobeibaohu,yifangzhizhexiexinxibeilanyonghuozhezaiweibeishouquandeqingkuangxiashiyong。zhejiangduianquanheanbaodejiagouheteshushibiemadejichengtiaoyongchanshenggenggaodeyaoqiu,tongshixiangguandepeixunhezhiyeshengyadechixufazhanguihuayeyaodedaojiaqiang。
工作的組織和設計
在智慧工廠裏,雇員的角色將會發生引人注目的改變。越來越多的實時導向性控製將會讓工作內容、工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)和(he)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)發(fa)生(sheng)轉(zhuan)變(bian)。針(zhen)對(dui)組(zu)織(zhi)工(gong)作(zuo)的(de)社(she)會(hui)科(ke)技(ji)的(de)實(shi)現(xian)將(jiang)會(hui)給(gei)工(gong)人(ren)提(ti)供(gong)承(cheng)擔(dan)重(zhong)大(da)責(ze)任(ren)和(he)加(jia)強(qiang)個(ge)人(ren)發(fa)展(zhan)的(de)機(ji)會(hui)。當(dang)上(shang)述(shu)內(nei)容(rong)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi),進(jin)行(xing)合(he)作(zuo)的(de)工(gong)作(zuo)設(she)計(ji)和(he)職(zhi)業(ye)生(sheng)涯(ya)的(de)學(xue)習(xi)途(tu)徑(jing)對(dui)於(yu)啟(qi)動(dong)參(can)照(zhao)模(mo)型(xing)課(ke)題(ti)將(jiang)變(bian)尤(you)為(wei)必(bi)要(yao)。
培訓和持續性的職業發展
工業4.0將從根本上改變工人們的工作和職業訴求。實施適合的培訓策略並用培養學習的方式組織工作也因此而變得非常必要,可以借此實現“活到老學到老”和基於工作地點的廣泛的個人發展。為了達成這項目標,模型課題和“最好的實用網絡”應該被進一步開發和提升,立體學習技術也應該投入研究。
規章製度
在工業4.0xiajianlixindezhizaoliuchengheshuipingdeshangyewangluojiagoushibixuzunshoufalv,eryicunzaidelifayetongyangxuyaozaibiyaoshikaolvchuangxinduifalvdailaideyingxiang。mianlindetiaozhanbaokuohezuoxinxidebaohu、責任議題、管理私人信息和貿易限製等。這將不僅對立法,也對其他代表商務行為的活動提出了要求——製度將作為一個涵蓋麵廣泛的適用工具而存在,其中的內容條款包括指導方針、標準合同和公司集體協議,或者如審計類型的自律行為。
資源效率
除高花費以外,僅是製造工業在原材料和能源上的消費便已足夠引起一係列關於環境與安全的探討。工業4.0將會使得從原材料變為產品的過程更加多產和高效。企業將會權衡“投資在智慧工廠中的額外資源”與“帶來的潛在節約”之間的利弊,這對企業將非常必要。
通向工業4.0的de路lu將jiang會hui是shi一yi段duan革ge命ming性xing的de進jin展zhan。現xian有you的de基ji礎chu科ke技ji和he經jing驗yan將jiang不bu得de不bu為wei了le適shi應ying製zhi造zao工gong業ye中zhong的de特te殊shu設she備bei而er進jin行xing改gai變bian和he革ge新xin,而er且qie對dui於yu新xin地di域yu和he新xin市shi場chang的de創chuang新xin解jie決jue方fang案an將jiang不bu得de不bu重zhong新xin探tan索suo。一yi旦dan這zhe些xie革ge新xin被bei成cheng功gong實shi現xian,工gong業ye4.0將會使德國在繼續保持國內製造工業發展的前提下再次提升它的全球競爭力。(譯/王寶陽)