感受“工業4.0”概念 記2014德國漢諾威工博會
http://www.debgrams.com 2014-04-16 08:30 來源：新民網
2014年漢諾威工業博覽會的主題“融合的工業——下一步”很好地契合了德國自2013年以來力推的創新概念“工業4.0”。除了相關的報告和論壇，今年的工博會甚至專門推出了一個包含15家參展企業的“工業4.0”之旅。置身其中，人們可以明顯感受到“工業4.0”的概念對于德國的意義，盡管這一進程目前來看仍然很緩慢。
業界倡議到國家戰略
德國業界提出的“工業4.0”概念源于2011年漢諾威工業博覽會，最初的想法只是通過物聯網等媒介來提高德國制造業水平。隨后，德國成立了“工業4.0工作組”，并于2013年4月發布了報告《保障德國制造業的未來：關于實施工業4.0戰略的建議》。與此同時，德國機械及制造商協會（VDMA）等合作設立了“工業4.0平臺”。德國電氣電子和信息技術協會則于2013年12月發表了德國首個“工業4.0”標準化路線圖。
在德國工程科學院等德國學術界和產業界的建議和推動下，德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部于2013年將“工業4.0”項目納入了《高技術戰略2020》的十大未來項目中。
聯邦政府資助2億歐元，用來“奠定德國在關鍵技術上的國際領先地位，夯實德國作為技術經濟強國的核心競爭力”。這其中的“工業4.0”項目分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。
在接受了業界的建議后，德國總理默克爾在不同的場合多次談到了德國的“工業4.0”戰略。4月6日，默克爾在漢諾威工業博覽會開幕儀式上表示，對于德國來說，“工業4.0”是一個里程碑。德國希望能夠在傳統制造業仍然保持世界領先地位，并且在適當的時候將其與現代信息技術結合起來。如果不這樣的話，就會在一些領域失去與世界接軌的機會。
信息技術與機器的融合
然而對于企業而言，到底什么是“工業4.0”，工博會上十幾家積極參與這一概念推廣的企業都有各自不同的理解。有的致力于與機器的互聯互通，希望打造個性化的智能生產線；有的在宣傳自己的工業解決方案，核心是工業軟件的應用；還有的信誓旦旦要將大數據、云計算和物聯網整合進工廠。然而這些進展僅僅只能算是“工業4.0”的基礎。德國工程科學院院長孔翰寧博士在工博會的論壇中作關于“工業4.0”報告時說：“現在已經有企業成功地提供工業4.0的基礎，還有模型工廠，比如德國人工智能研究中心（DFKI）。”
在展會現場接受科技日報記者采訪時，博世力士樂公司的赫爾茲利貝女士說：“‘工業4.0’意味著信息技術（IT）與工廠走到一起。IT企業與工廠能夠相互理解并交換信息。任何時候都能夠通過IT獲取產品信息。它與之前的工業自動化的最大區別就在于與機器之間的對話。通過工程師的努力，現在我們首次真正實現了信息技術與機器的連接。”
赫爾茲利貝介紹了她們研發的面向“工業4.0”的裝配生產線模型。這套結合射頻識別標識（RFID）的設備能夠讀取單個零件的信息，然后執行獨立的裝配步驟，進而實現全自動裝配單個產品。盡管整個系統包含很多的設備，赫爾茲利貝說：“我們的產品最重要的部分是軟件。”
2014年漢諾威工業博覽會上展示的面向“工業4.0”的裝配生產線模型
費斯托公司則展示了他們研發的專門供大學和企業使用的試驗和學習工廠，通過這個系統，年輕人可以學習到工廠和自動化應用的入門技能。該公司的芭爾女士向科技日報記者介紹說：“‘工業4.0’能夠實現更多的自動化，但這并不意味著就不需要人工。企業的生產準備仍然需要很多具備更高技能并且有創造性的員工。”孔翰寧博士也持同樣的觀點。他說：“智能工廠不會是無人的。它仍然有需要參與和決定的空間。減少的是生產環節的工人，但同時會創造更多的間接崗位，例如系統設計、研發和整合。”
邁向未來工廠的道路
凱澤斯勞滕工業大學的德特勒夫·齊爾克教授參與完成了德國人工智能研究中心建造的未來工廠模型。在他看來，2016年才會有首個“智能工廠”的大型組件在現實工業領域投入使用，而構建一個完整的工廠可能要到2023年之后。齊爾克教授認為，缺少為“工業4.0”做好充分準備的年輕科研人員，缺乏相關的標準，以及建立在相互滲透和交換基礎上的系統的安全性問題是延緩“智能工廠”進入現實生活的三個主要原因。與此類似，德國電子技術和信息技術協會近期的一份調查顯示，德國多數高校和企業認為，“工業4.0”將會實現，但不會早于2025年。
由于“工業4.0”概念寬泛，仍然在世界上處于強勢地位的德國制造業至少目前還沒有馬上升級的緊迫感。因此德國政府對其的支持似乎也有些“雷聲大雨點小”。“工業4.0”項目雖然入選《高技術戰略2020》的十大未來項目，但聯邦政府在2012—2015年間向十大項目資助84億歐元中，“工業4.0”項目僅獲2億歐元，連一個零頭都不到。
此外，隨著制造業向智能化轉型，德國將會面臨信息和通訊技術領域的制約。德國總理默克爾敦促說，“工業4.0”意味著未來的智能工廠能夠自行運轉，零件與機器可以進行交流。為了實現這樣的目標，信息通信業、機械制造業等行業需要增進合作，而不能把目光只是放在自身領域。德國聯邦工業協會（BDI）主席烏爾里希·格里洛則表示：“歐洲企業占全球通信和信息技術市場份額不到10%。”未來如果德國的工業和制造業不能彌補這一缺陷，實現制造業與信息互聯技術的對接，德國工業的領先地位可能面臨危機。
面對“工業4.0”時代數據安全這一核心問題，孔翰寧博士說：“非常清楚的一點是，數據安全是必要條件，必須保護所交換信息免于未經授權的訪問、操縱或者濫用。”孔翰寧博士還列舉了實現“工業4.0”需要加強的關鍵技術，例如傳感器和信息物理融合系統（CPS）、大數據和智能數據、語義技術、云計算、新的接口等。而其中處于核心地位的信息物理融合系統的概念最早是由美國國家基金委員會在2006年提出的。
德國在積極推廣“工業4.0”的概念，但嚴格說來這是基于德國高度自動化的制造業基礎之上的轉型。其他國家很難不顧成本投入和技術基礎制約來簡單套用“工業4.0”的概念。在提升制造業競爭力方面，德國也從未準備與別人合作。其在《關于實施工業 4.0 戰略的建議》中甚至坦言，德國擁有強大的機械和裝備制造業，德國制定“工業4.0”戰略的目的，就是為了“確保德國制造的未來”。
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