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当电气中国工业40中国启示录

发布时间:2021-09-15 03:18:27 阅读: 来源:球阀厂家
当电气中国工业40中国启示录

电气中国:工业4.0中国启示录

中国与德国,全球两个最主要的制造业大国正在试图达成对于未来工业化发展的新共识。

10月9日~12日,国务院总理李克强在柏林与默克尔总理共同主持第三轮中德政府磋商并对德国进行正式访问。期间,双方签署了50项左右的商业和政府间协议,双边贸易与相互投资及技拉力实验机由于其利用范围普遍而被广阔客户所应用术合作协定总额达181亿美元。作为本轮磋商的核心成果,一份逾万字的《中德合作行动纲要》更因涉及层次高、领域广、项目多被称为迄今为止中德关系史上最 强 合作文件。

在这份涵盖了政治、经济、文化、工业、农业、卫生、社会保障等领域的纲要中,双方对于 工业4.0合作 的内容尤为引人瞩目。中德双方均认可了工业生产的数字化,即 工业4.0 对未来两国经济发展的重要意义,双方还认为,该进程应由企业自行推进,两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。

对此,亚洲制造业协会首席执行官兼秘书长罗军在接受采访时表示,德国 工业4.0 战略对于我国目前正在制定的《中国制造2025》战略具有非常重要的借鉴意义。 互联的出现大大地缩短了人与人之间的距离,使社会分工变得更为具体,让我们的一切需要垂手而得。而未来的制造业将是建立在以互联和信息技术为基础的互动平台之上,将更多的生产要素更为科学地整合,变得更加智能化、自动化、络化、系统化,而生产制造个性化、定制化将成为常态。

工业4.0时代来临

当前世界工业市场正在呈现出前所未有的快速变化,几乎全世界的制造企业都不得不设法提高生产效率以应对劳动力成本的上升,资源短缺和政府环保标准提高等多方面挑战。制造业的未来究竟路在何方,工业的发展趋势又将是怎样的,成为摆在每一个国家面前的问题。

德国率先给出了答案。相比工业1.0的机器制造,机械化生产;工业2.0的流水线,批量化生产;工业3.0的高度自动化,无人化(少人化)生产,由德国最早在2011年汉诺威工业博览会上提出的 工业4.0 被定义为 络化生产,虚实融合 。

德国的学术界和产业界试图借助 工业4.0 向世界描绘出一幅全新的工业蓝图,在一个智能、络化的世界里,物联和务联将渗透到所有的关键领域,创造新价值的过程逐步发生改变,产业链分工将重组,传统的行业界限将消失,并产生各种新的活动领域和合作形式。未来10年,基于信息物理系统的智能化,人类将步入以智能制造为主导的第四次工业革命。

为了实现这一愿景,德国上下几乎举全国之力。联邦政府责成教育和研究部与经济部牵头共同推进该战略,在《高技术战略2020》框架下先期投资2亿欧元,大力支持德国三大工业协会 德国信息技术、通讯、新媒体协会、德国机械设备制造业联合会以及德国电气和电子工业联合会成立跨领域研究平台,并发布首个工业4.0标准化线路图。

有业内人士分析称,德国之所以要积极践行 工业4.0 战略与其工业所面临的全球竞争格局不无关系。

尽管在此前次贷危机、欧债危机致使全球蔓延衰退忧虑之时,德国得以凭借其实体经济制造业的绝对优势在危机中独善其身。不过危机过后,包括美国、英国等在内的国家开始反思以往的策略,积极重振制造业。 德国拥有世界一流的机器设备和装备制造业,尤其在嵌入式系统和自动化工程领域更是处于领军地位,但德国工业面临的挑战及其相对弱项也十分明显。 中国电子信息产业发展研究院院长罗文认为,一方面,机械设备领域的全球竞争正日趋激烈,不仅美国积极重振制造业,亚洲的机械设备制造商也正奋起直追,威胁德国制造商的地位;另一方面,软件与互联技术是德国工业的相对弱项。为了保持作为全球领先的装备制造供应商以及在嵌入式系统领域的优势,面对新一轮技术革命的挑战,德国提出自己的 工业4.0 战略,目的就是充分发挥德国的传统优势,大力推动物联和服务互联技术在制造业领域的应用,在向工业化第四阶段迈进的过程中先发制人。

对于未来工业化发展之路提出设想的也并非仅有德国而已。2011年,美国经济趋势基金会主席杰里米?里夫金出版了《第三次工业革命:新经济模式如何改变世界》一书,书中提出的 第三次工业革命 概规矩以断口在标距长度中间的 区段内为准念风靡全球。在这本书中,第三次工业革命中被定义为建立在互联、新材料、新能源等新技术基础上的新一轮产业革命,这些新技术的使用对传统制造业将产生根本性的变革。此后,美、日、欧等国家和地区纷纷着手规划,出台各种支持政策,利用新能源、物联、3D打印等技术加快对传统制造业的转型升级,希望在新一轮浪潮中搏得先机。

以美国为例,在此之前美国制造业面临巨大挑战。数据显示,2000年前后,美国约三分之一的制造业工作岗位流失海外。为落实振兴制造业的战略,奥巴马政府在2012年宣布出资10亿美元,打造一个全球制造业创新络。2013年财年,联邦政府加大了对先进制造研发项目的投资,2013财年的投资额为2亿美元,项目涉及先进材料、智能制造、生物制造等领域。在2014年的国情咨文中奥巴马宣称,美国将有机会在下一波高技术制造业就业岗位的竞争中压倒其他国家。

对于目前各国提出的未来工业发展理念,罗军认为,德国 工业4.0 战略可视为第三次工业革命的延续, 德国 工业4.0 战略的核心是通过以互联技术和信息技术的平台,实现各种资源要素和生产要素的充分整合,使我们的生产生活变得更加智能化、自动化、个性化、便捷化。这些要素的整合是建立在互联技术平台的基础之上,而这正是第三次工业革命的外延式拓展。

中国社会科学院工业经济研究所研究员张其仔也同意这一观点。他指出,第三次工业革命实现了数字化制造,但整个生产过程的信息管理,采取的是集中式控制系统。第四次工业革命将实现全过程、全领域的智能化,不仅包括机器设备,而且还包括被加工的材料、被组装的零部件,都会装上智慧化的大脑,实现机器与机器的对话,机器与材料的对话,生产过程不再是机械的加工过程,而是变成了生物过程,生产系统将变为生物系统。 作为前三次工业革命的进一步深化,德国提出的 工业4.0 战略是一项整体优化战略,是要通过充分利用德国人力资源方面技术和知识,极大限度地发掘现有技术和经济的潜能。

而作为全球制造业大国之一,中国显然也在寻找通往先进制造业的最优路径,并寄希望从不同国家的工业变革中获取经验。据悉,根据本次公布的《中德合作行动纲要》,中国工业和信息化部、科技部和德国联邦经济和能源部、联邦教研部未来将以加强此领域信息交流为目的,建立 工业4.0 对话机制。双方将会欢迎两国企业在该领域开展自愿、平等的互利合作。加强两国企业集团及行业协会之间专业交流有利于深化合作,并为双方合作提供更为有利的框架条件和政策支持。

未来制造 数字之道

在未来智能工厂中,人类、机器和资源能够互相通信,就像社交络中一样自然。智能产品 知道 它们如何被制造出来的其性能特点主要体现在以下:细节,也知道它们的用途。它们将主动地对制造流程,回答诸如 我什么时候被制造的 、 对我进行处理应该使用哪种参数 、 我应该被传送到何处 等问题。 被称为德国 工业4.0 的路线图的《德国工业4.0战略计划实施建议》中如此描述未来的制造业场景。

智能工厂 ,正是德国 工业4.0 计划的重头戏。愿景中的智能工厂里,固定的生产线概念消失了,采取了可以动态、有机地重新构成的模块化生产方式。

例如,生产模块可以视为一个 信息物理系统 ,正在进行装配的汽车能够自律在生产模块间穿梭,接受所需的装配作业。其中,如果生产、零部件供给环节出现瓶颈,还能够及时调度其他车型的生产资源或者零部件,继续进行生产。也就是为每个车型自律性选择适合的生产模块,进行动态的装配作业。在这种动态配置的生产方式下,可以发挥出MES原本的综合管理功能,能够动态管理设计、装配、测试等整个生产流程,既保证了生产设备的运转效率,又可以使生产种类实现多样化。

作为 工业4.0 的倡导者之一,西门子一直尝试利用信息物理融合系统等手段,将制造业向 数字制造 转型,以此适应全球制造业迈进工业4.0时代的需求。

在成都高新西区,有一座外部看起来 不起眼 ,内部却隐藏巨大玄机的工厂。这家工厂实现了从管理、产品研发、生产到物流配送全过程的数字化,并且通过信息技术,与德国生产基地和美国研发中心进行数据互联。这个完整的数字化企业平台就是西门子工业自动化产品成都生产研发基地。(以下简称 西门子成都工厂 )

据了解,如今在西门子成都工厂研发生产的每一件新产品,都会拥有自己的数据信息。这些数据在研发、生产、物流的各个环境中被不断丰富、实时保存在一个数据平台中。而这座工厂的运行,都是基于这些数据基础,ERP、产品全生命周期管理系统、制造执行系统、控制系统及供应链管理全部实现了无缝的信息互联,从而造就了一幅透明工厂的画面。

西门子为此还推出了统一工程软件平台,技术人员使用统一的工程平台就可以规划生产,并能够根据实际情况进行调试和运行,必要时还可以扩展。技术人员在计算机屏幕上可以像堆叠乐高积木那样把单个部件链接在一起,一步步构建自动化生产系统。

传统制造一般是先出一张图纸,然后交给生产部门做出样品,图纸返回研发部改进后再生产。在数字化制造下,研发到制造基于同一个数据平台,改变了传统制造节奏,研发和生产几乎同步,完全不需要纸质的图纸。 该工厂内部人士介绍说,这种制造将是基于大数据、互联、人,并结合各种信息技术进行柔性制造,不仅可以实现定制化生产,也可以实现更高的工程效率、更短的上市时间及生产灵活性。

端到端的生产依靠数字化好集成化的技术完成,能够独立解决问题,智能化产品包含了每个生产步骤的所有信息,既包含单个的组织结构,也包含制造设备的控制信息等。据西门子成都工厂总经理柏大山介绍, 成都工厂产品的一次通过率可达到99%以上。 另一组数据也显示,通过数字化工厂规划,可以减少产品的上市时间减少30%,通过优化规划质量,可以降低制造成本13%,而在新产品上市比例、设备生产效率、产品交付能力及营运利润率等多个方面,数字化工厂的指标均远远高于传统制造企业。

数字化成为实现工业4.0愿景必不可少的条件,它能够实现分布式的、独立的、且能够自我优化的过程。 工业4.0 不仅仅意味着技术的转变、生产过程的转变,同时也意味着整个管理和组织结构的调整。我们必须放弃孤岛式的想法,要为变革做好准备。我们认为任何一个公司或者国家单打独斗都不可能改变全球的制造企业,这需要我们大家进行协作,各个企业、学科、行业都要进行合作。 西门子工业业务领域全球首席执行官鲁思沃在接受采访时表示。

工业4.0 要实现的是络化,而络化又有三个不同的层次,首先是垂直的一体化,即通过物联、信息物理系统能够把设备、生产系统以及业务系统打通,这称之为垂直纬度的一体化。其次,就是整个产品生命周期络化的打通和融合,所有的生命周期就是产品设计、生产、运营到服务,整个产品生命周期过程中的一体化。再次还有一个纬度就是我们称之为互联经济或者络经济的时代,任何一个企业都不是独立的,有上下游、供应商、客户、合作伙伴,这就需要在互联经济下与不同的合作伙伴进行融合。 德国SAP全球副总裁徐莉表示,工业4.0时代最终是要实现融合,企业能够利用技术实现设备、信息流、物流甚至是资金流各个环节在各种不同阶段的融合。

仔细研究下不难发现,与中国自上而下的传达方式不同,德国的经济战略首先是企业战略的表达,2013年德国总理默克尔在正式提出德国 工业4.0 战略之前,就已经与众多德国企业有过深度沟通。而作为一项系统工程,以SAP、西门子为代表的德国企业都积极参与到工业4.0的战略实施中。德国去年的一项企业调整显示,47%的公司表示已经积极参与到 工业4.0 战略中,18%的公司表示正在参与战略研究工作,12%的公司声称已经付诸实践。为了更好地让创新型中小企业加入,德国联邦和地方政府制定了专项扶持计划,有关资助和优惠政策明显向中小企业大力倾斜。

在鲁思沃看来,这场变革将是一个渐进的过程, 工业4.0 时代的真正到来可能需要20年左右的时间,在此期间变化将不断出现和递进。

当然,由此带来的挑战也将不断出现。 生产设备经济成本以及已经安装的碎片化的工业软件正在阻碍前进的步伐,因此不能做到快速而彻底地替代现有的存量市场。 西门子工业业务领域工业自动化集团首席执行官胡桉桐认为,在实现 工业4.0 的过程中,数据安全和功能安全也是关键因素。

与此同时,在接受采访时众多业内人士也认为, 工业4.0 将发展出新的商业模式和合作模式, 络化制造 、 自我组织适应性强的物流 和 集成客户的制造工程 等特征,也使得它率先满足动态的商业络而非单个公司,这将引发一系列诸如融资、发展、可靠性、风险、和知识产权以及技术安全等问题。

中国工业的 4.0 启示

在 工业4.0 描绘的场景中,传统制造业将面对巨大的冲击,而信息产业的发展将最终颠覆未来的制造业。其实,德国 工业4.0 战略与我国提出的两化深度融合颇有相通之处。在某种程度上,两化融合可称为我国工业的3.0,两化深度融合可以说是我国工业的4.0。

不论是美国提出的再工业化还是德国提出的 工业4.0 ,又或者是我国一直提的两化融合,最基础的都是建立在以互联为基础的信息平台上。 罗军认为,这也意味着未来的产业一定将是平台产业和平台经济。

毫无疑问的是,新一轮的工业革命,对于当今中国,尤其是对于中国的制造业,既是极为严峻的挑战,更是一个技术上赶超发展、结构上加快升级的重大机遇。 在新的发展背景下,只有将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来,把两化深度融合作为主线,才能为推动工业转型升级注入新的动力,也才能在向工业化迈进的过程中占得先机。 罗文表示。

此前为了进一步推动两化深度融合,工信部曾在去年9月针对当时制约工业转型升级的突出矛盾和问题,制定了《信息化和工业化深度融合专项行动计划(年)》。

何谓两化的深度融合?我们从德国提出的工业4.0概念中,是可以得到一些启示的。 中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平此前在接受媒体采访时表示,中国制造业未来如何适应市场的变化,有各种不同的意见。一种是强调更迅速、灵活地适应市场,用 贸工技 的方法跟上时代,还有一种则是 技工贸 的方法。比如,同样是家用电器,海尔走的是贸工技的路子,格力则是技工贸。

我们从德国的工业4.0概念得到的启示是,格力这条路子也是可行的路子。我们和德国相比,研发投入不足。而格力强调核心技术在创新中所发挥的作用,这对于我们从制造业大国到强国的转变,是有意义的。因此,德国的工业4.0,可以作为两化深度融合的一个可选的方向。 姜奇平表示。

而为了更为长远的看待和把握未来工业的发展趋势,我国从以往的 五年规划 转而将规划年限扩展至2025年。今年6月初,中国工程院院士李培根首次在2014年国际工程科技大会上披露了正在制定的 中国制造2025规划 四大转变和一条主线:即由要素驱动向创新驱动转变;由低成本竞争优势向质量效从各种不同角度开发出丰富的节能方案益竞争优势转变;由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变;由生产型制造向服务型制造转变。主线则是将体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、智能化制造作为今后发展的主线。

据悉,此前项目组通过 制造强国的主要指标研究 、 制造业创新发展战略研究 和 制造质量强国战略研究 3个综合课题组以及机械、运载、能源、冶金化工、信息电子、轻工纺织、仪器和制造服务业8个领域课题组同时展开。这也意味未来公布的《中国制造2025规划》将在总纲要的基础上,还会明确相关领域的专项行动规划。

事实上,无论是我国政府着手制定《中国工业2025》规划,无论使是美国战略,还是德国战略,核心都是抢抓未来全球制造业制高点。全球制造业未来发展趋势都是朝着更加智能化、自动化、个性化、定制化等方向发展。 罗军表示。

中国的制造业不可能在一夜之间完全达到 工业4.0 的标准,在向 工业4.0 推进过程中,需要把新的技术引入到旧的系统中,将传统的工业流程系统改造成实时的能动系统,通过与跨国公司合作,开展工厂4.0试点,对传统工厂生产模式的智能化改造。 张其仔表示,在向未来制造业转型升级的过程中,政府还需要大力推进标准的国际化建设和产品安全设计,并利用市场规模优势,对传统工厂的生产模式进行改造。

而在张其仔看来,为了推进 工业4.0 的落实,德国三大工业协会共同建立了 第四次工业革命平台 办事处,吸引并协调所有参与本次革命的资源,这种组成跨界研究小组或者平台方式非常值得借鉴。

事实上,政府支持产学研合作的动机不单纯来自于市场考量,通过产学研合作创新促进竞争往往成为发达国家重要的战略意图。我国应该充分吸收和借鉴发达国家产学研用联合模式,一方面,针对不同类型自发的产学研合作络或产业研发联盟,政府要通过引导和支持的方式促进其发展;另一方面,选择几个重点行业和关键技术领域进行试点,以行业骨干企业为龙头,联合科研实力雄厚的大学和科研机构,组建多种形式的产学研研发联盟,充分调动各方资源和力量,共同推进技术研发和应用推广。 罗文建议称。

而在更深层的制度保障体系建设方面,中国需要走的道路后续更为艰难。罗军认为,要想在未来全球制造业战略中取得突破,首先应拓宽融资渠道,健全投融资体系。 我们都知道企业是市场竞争的主体,科技创新的主体是企业,但是,我们的企业目前并不是科技创新的主体。此前我去美国硅谷考察,发现很多年轻人带上自己的创意,拿着商业计划书就去找风险投资商。在国内,创业者首先就是去找政府,找市长,因为太多的资源在政府手中。风险投资体系不健全,融资渠道太窄,很难找到资金和政策;而银行的贷款年息是6%,对于大多数制造业企业来讲不堪重负。

其次是全社会要营造创新氛围,将创新落到实处。 国家经济的基础是实体经济,应鼓励创新,特别是原始创新,要把扶持创新的资金和政策落到实处。建议成立科技银行,业务只能限定在高新技术的政策性扶持上,政府采取贴息等政策扶持。 罗军说。

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