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什么是工業(yè)4.0
【概要描述】
1、簡介
“工業(yè)4.0” 研究項(xiàng)目由德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下形成，并已上升為國家級戰(zhàn)略。德國聯(lián)邦政府投入達(dá)2億歐元。
德國政府提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出，其目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。
該戰(zhàn)略已經(jīng)得到德國科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)同，弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)將在其下屬6－7個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究所引入工業(yè)4.0概念，西門子公司已經(jīng)開始將這一概念引入其工業(yè)軟件開發(fā)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)。
2、起源
其源于2011年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)，最初的想法只是通過物聯(lián)網(wǎng)等媒介來提高德國制造業(yè)水平。兩年后的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，由“產(chǎn)官學(xué)”組成的德國“工業(yè)4.0工作組”發(fā)表了題為《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃實(shí)施建議》（《建議》），稱物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化宣告著第四次工業(yè)革命到來。借鑒德國版工業(yè)4.0計(jì)劃，也是擬議中的中國制造業(yè)頂層設(shè)計(jì)——“中國制造2025”的既定方略。
3、內(nèi)涵
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價(jià)值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。
德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System)[4]相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。
4、目標(biāo)
德國制造業(yè)是世界上最具競爭力的制造業(yè)之一，在全球制造裝備領(lǐng)域擁有領(lǐng)頭羊的地位。這在很大程度上源于德國專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開發(fā)，以及對復(fù)雜工業(yè)過程的管理。
德國擁有強(qiáng)大的設(shè)備和車間制造工業(yè)，在世界信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平，在嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面也有很專業(yè)的技術(shù)，這些因素共同奠定了德國在制造工程工業(yè)上的領(lǐng)軍地位。通過工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實(shí)施，將使德國成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)（即信息物理系統(tǒng)）的供應(yīng)國和主導(dǎo)市場，會(huì)使德國在繼續(xù)保持國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的全球競爭力。
5、合作
2014年10月10日，中國國務(wù)院總理李克強(qiáng)訪問德國期間，中德雙方發(fā)表《中德合作行動(dòng)綱要：共塑創(chuàng)新》，宣布兩國將開展“工業(yè)4.0”合作，該領(lǐng)域合作有望成為中德未來產(chǎn)業(yè)合作的新方向。
雙方將以中國擔(dān)任2015年德國漢諾威消費(fèi)電子、信息及通信博覽會(huì)（CeBIT）合作伙伴國為契機(jī)，推進(jìn)兩國在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域合作。
雙方認(rèn)為，該進(jìn)程應(yīng)由企業(yè)自行推進(jìn)，兩國政府應(yīng)為企業(yè)參與該進(jìn)程提供政策支持。[6]
6、作用
產(chǎn)業(yè)集成
在工廠4.0里，機(jī)器、裝置、工件及其它元件將能實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)及信息。這代表了從呆板的集中式工廠控制系統(tǒng)到分散式智能工廠控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。仍由中央主控電腦執(zhí)行的任務(wù)將會(huì)由組件來替代執(zhí)行。這些元件將智能地彼此聯(lián)網(wǎng)，可以自行配置，且過程簡單，并且獨(dú)立滿足生產(chǎn)訂單的各種需求。
物聯(lián)網(wǎng)
專家們預(yù)測，工業(yè)4.0時(shí)代將終結(jié)如今無數(shù)不同現(xiàn)場總線的混亂局面。未來將會(huì)只有一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議——基于具有實(shí)時(shí)能力的WLAN或以太網(wǎng)的一種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。
這種趨于簡單的趨勢，基于和新的自適應(yīng)和智能安裝平臺(tái)相同的理念。直到現(xiàn)在，當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生改變時(shí)，生產(chǎn)裝置還是需要部分修改。然而，新的高度自適裝置可以自動(dòng)適應(yīng)未來的產(chǎn)品修改。在未來的工廠里，我們不需要再為機(jī)器設(shè)定時(shí)間而費(fèi)力討論。
簡單便捷
在工業(yè)4.0時(shí)代，機(jī)器人將積極配合人類。智能傳感器將使機(jī)器人和人類一樣，能選擇不同的路徑。機(jī)器人將能知道環(huán)境變化，即使在復(fù)雜的情況下也能作出判斷。
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