行业动态

工业4.0的价值、挑战及措施

发布时间：2014-08-21 10:54:08 阅读次数：3922次

工业4.0的价值

根据工业-科学研究联盟的倡议，工业4.0平台的参与者制定了其工作目标——实施政府确保德国工业竞争力的战略举措。

　　工业4.0拥有巨大的潜力：

　　（1）满足用户的个性化需求

　　工业4.0能够在设计、配置、排序、规划、制造和运行等阶段中纳入个性化的、用户特定的标准，并能够合并最后的修改。通过工业4.0，即使生产一次性项目和极小的生产量（批量大小为一）也可以实现获利。

　　（2）灵活性

　　基于CPS的特别网络，使业务流程的不同方面（如质量、时间、任务、稳健性、价格和生态友好性）实现动态配置。这有助于材料和供应链的持续“调整”。这也意味着工程流程能够变得更加灵活，制造流程可以被改变，暂时性短缺（比如由于供应问题）能够被弥补，并且在短时间内实现产量的大幅提高。

　　（3）优化决策

　　为了在全球市场获得成功，采取正确的决策（往往在没有事先通知的情况下）变得越来越重要。工业4.0能够提供实时的、端到端的透明度，使工程领域的设计决策得到提早验证，并且能够对损坏做出更加灵活的反应，同时对生产领域中一家公司的所有工厂进行全局优化。

　　（4）资源生产率和效率

　　工业生产流程的首要战略目标仍然适用于工业4.0：用定量的资源实现最高的产量（资源生产率）和用最少的资源实现特定的产量（资源效率）。CPS使制造流程在个案基础上实现整个价值网络的优化。此外，无需停止生产，系统能够在生产期间对资源和能源消耗进行持续优化，减少其排放量。

　　（5）通过新服务创造价值机遇

　　工业4.0为价值创造提供了新途径，也促成了就业的新形式。比如，智能算法能通过智能设备用于大量的不同数据（即大数据），从而产生新型的服务。这对于为工业4.0开发B2B服务的中小企业和初创型企业而言，是个巨大的机遇。

　　（6）应对劳动力的人口结构变化

　　连同工作组织和能力发展计划，人类和技术系统的交互合作将为企业提供将人口结构变化转变为其优势的新途径。面对技术劳动力的短缺和日益多元化（年龄、性别、文化背景），工业4.0将促成多样的、灵活的职业道路，使人们能够持续工作，并在更长的一段时间内保持生产力。

　　（7）生活和工作的平衡

　　应用CPS将使公司的工作组织形式变得更加灵活，这意味着公司能够更好的满足员工对于平衡工作和个人生活、个人发展和持续职业发展的需求。比如，智能辅助系统提供了一个灵活性的新标准，在满足公司要求的同时也能够满足员工的个人需求，从而为工作的组织提供了新机遇。随着劳动力规模的下降，该系统将在招募最佳员工的时候使CPS公司获得更多优势。

　　（8）高工资经济仍拥有竞争力

　　工业4.0的双重策略将使德国增强其作为领先供应商的地位，并使其成为工业4.0解决方案的领先市场。

　　然而，工业4.0对于相关行业而言，并不会构成一个专业的技术或IT相关的挑战。不断变化的技术将引起深远的、广泛的影响，为开发新的业务和企业模型、促进更大规模的就业提供新的机会。

　　在二十世纪80年代，德国通过将可编程序控制器（PLS）整合到制造技术，实现了更加灵活的自动制造，同时通过一种基于社会伙伴关系的措施对劳动力的影响进行管理，从而成功地实施了第三次工业革命（工业3.0）。德国雄厚的工业基础、成功的软件工业和语义技术领域的专业技能，都意味着德国处于实施工业4.0的极其有利地位。当前的障碍是可以克服的，比如技术接受问题、劳动力市场中技术工人的短缺问题等。

　　然而，只有所有利益相关者密切合作起来，释放物联网及服务互联网对于制造业的潜力，才能确保德国工业的未来。

　　自2006年以来，德国政府就一直通过高技术战略推动物联网和服务互联网。目前已经成功推出一些技术项目。工业-科学研究联盟目前在跨行业的层面上，推动工业4.0项目的进展。该项目实施的下一步是工业4.0平台的建立。

　　该平台的秘书处由专业协会德国信息技术、电信和新媒体协会（BITCOM）、德国机械设备制造商联合会（VDMA）和德国电子电气制造商协会（ZVEI）组成。下一步任务将是为关键主题确定研发路线图。

　　保障德国制造业的未来——这是工业4.0平台所有参与者为他们自己设定的目标。该平台邀请所有利益相关者继续探索工业4.0提供的机遇，这样我们可以一起推动并确保其革命愿景的成功实现。
工业4.0面临的挑战
德国工业4.0战略愿景的实施，将是一个不断演进的过程，不同公司和行业演进的速度各不相同。今年初，BITKOM、VDMA和ZVEI开展的关于“德国工业4.0战略前景”的调查再次证实了德国工业竞争力的重要性，以及对更全面和有针对性信息的需求（图1）。在调查中，47％的公司表示它们已经积极参与到工业4.0战略中；18％的公司表示它们正参与德国工业4.0战略的研究工作；而12％的公司声称它们已把该战略付诸实践。

图1 工业4.0趋势调查结果（2013年1月）

　　实施工业4.0战略愿景中碰到的三大挑战，分别是标准化、工作组织和产品可用性。

　　除了积极参与工作组，参与调查公司所提出的扶持措施还包括举办有针对性的研讨会，他们可以在研讨会上分享经验和获得信息。

　　专业协会将在确保顺畅沟通，与社会合作方、学术圈和公众的紧密联系方面发挥重要作用。约50％的受访企业表示，他们已经从专业协会收到有关工业4.0战略的相关信息。

    德国工业4.0战略愿景的实施，将是一个不断演进的过程，不同公司和行业演进的速度各不相同。今年初，BITKOM、VDMA和ZVEI开展的关于“德国工业4.0战略前景”的调查再次证实了德国工业竞争力的重要性，以及对更全面和有针对性信息的需求（图1）。在调查中，47％的公司表示它们已经积极参与到工业4.0战略中；18％的公司表示它们正参与德国工业4.0战略的研究工作；而12％的公司声称它们已把该战略付诸实践。

工业4.0实现的5大措施
    专业协会将在确保顺畅沟通，与社会合作方、学术圈和公众的紧密联系方面发挥重要作用。约50％的受访企业表示，他们已经从专业协会收到有关工业4.0战略的相关信息。

　　此外，工业4.0工作组认为以下措施有助于企业平稳向工业4.0转型：

　　（1）实时CPS解决方案的实施，将在空间、技术质量和可靠性方面对服务可用性和网络基础设施提出很高要求。为了确保德国的国际竞争力，应呼吁出台服务规范和商业模式的国际标准。

　　（2）目前，制造业的业务流程往往是静态的，并仅通过极不灵活的软件系统实施。不过，不能在一夜之间将它们替换成服务型系统。在旧系统上融入新技术（反之亦然）非常重要，旧系统需要通过实时功能系统进行更新。

　　（3）在物联网和服务化的背景下，制造业新商业模式的发展速度将接近互联网本身的发展速度和活力。

　　（4）员工将参与到工作组织、CPD（Continuing Professional Development）和技术开发的创新性社会技术设计的早期阶段工作中。

　　（5）为了成功过渡到工业4.0，ICT产业（习惯上认为创新周期短）应和机械、设备制造商以及机电系统供应商（倾向于认为创新周期较长）密切配合，以开发出所有合作伙伴都能接受的商业模式。