工業4.0 從自動生產到智能制造
http://www.debgrams.com 2015-02-28 14:25 來源：《大飛機》雜志
“全面感知+可靠通信+智能駕駛”汽車；自主上菜、送餐、站一邊聽招呼的機器人服務員；根據顧客需求定制個性化產品；自動實現生產、包裝、運送的智能工廠??近年來，隨著信息化與制造業的不斷融合，以智能制造為主要特征的新一輪工業革命——工業4.0的浪潮席卷而來。
馬云曾說，很多人沒搞清楚電腦是什么時，互聯和移動互聯來了；還沒搞清楚移動互聯，大數據時代來了。如今，當我們還沉浸在工業自動化的歡愉中時，以“智能制造”為主要標志的工業4.0時代來了。
可以預見，在這一進程中，無數傳統行業將發生顛覆性重構，產業鏈和社會分工將重新組織，世界工業版圖將重新描繪??面對這場變革，無論前方是艷陽高照，還是暗流涌動，我們都無法逃避，只能勇敢面對。
信息化催生工業4.0
回顧人類工業發展史，科學和技術的每一次革新，都首先體現在制造業上，都極大地促進了人類生產方式的改變和創新。
18世紀末期，英國發生第一次工業革命，蒸汽動力實現了生產制造的機械化，人類進入工業1.0時代。20世紀初期，電力的廣泛運用促進了生產流水線的出現，工業進入2.0時代。20世紀70年代以來，電子技術和計算機技術獲得快速發展，機械自動化生產制造方式逐步取代了人類作業，這正是當下工業3.0時代的典型特征。
近來年，隨著網絡信息技術、大數據、云計算運用威力初顯，一項更為偉大的工具——互聯網技術正在參與到生產過程中去，信息化和工業化的交織，正在催生著人類工業4.0時代的到來。
這種以智能制造為主導的新型工業形式，首先以德國人在2011年的德國漢諾威工業博覽會上提出的，以實現資源、信息、物品和人相互關聯的“虛擬網絡—實體物理系統（Cyber-Physical System，CPS）”為標志。2013年，德國政府將其上升為國家戰略。
根據德國版“工業4.0”描繪的美好前景，在現代智能機器人、傳感器、數據存儲和計算能力成熟后，現有工廠將能夠通過工業互聯網把供應鏈、生產過程和倉儲物流智能連接起來，真正使生產過程全自動化，產品個性化，前端供應鏈管理、生產計劃、后端倉儲物流管理智能化。人類從此進入智能制造時代。
智能制造時代圖譜
那么，智能制造時代到底是啥樣呢？
在2014年德國漢諾威工業博覽會上，一個由多家德國公司聯合研發的“智能工廠”向世人初步展示這一場景：展臺上一條模塊化生產線正在生產名片盒。與傳統生產線不同的是，關于制作這一名片盒的所有信息都通過互聯網被輸入到產品零部件本身，這些產品零部件通過與生產設備進行信息交流，指揮設備“你應該這樣生產我”。
而在未來的智能工廠中，這只算是小菜一碟。因為在將來，工廠里所有的加工設備、原材料、運輸車輛、裝料機器人都裝有前文提到的那個CPS，都是“能說話，會思考”的。
原材料將直接和加工設備聯系，告訴它“我需要找哪臺設備進行加工”。然后，這些工件會告知負責下道工序的加工設備，“我還需要哪些材料”。接下來，運輸車輛知道自己的任務來了，它會根據地下鋪設的感應線路，把材料送給裝料機器人。生產所有的后續工序，包括生產銷售文件都由這些工件自己攜帶。如果工件出了錯，或者顧客有了個性化要求，研發部門的智能工程師會立刻報警，并將演算后的改進措施發給工件。
控制這些智能工廠的企業，其業務流程和組織將會重組再造，產品研發、設計、計劃、工藝到生產、服務的全生命周期數據信息將實現無縫鏈接。由此產生海量數據及其分析運用，將催生率先滿足動態的商業網絡、異地協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理等新型商業模式的興起。
對于整個制造業產業體系來說，諸如全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等產業新價值鏈也將會出現，由此產生的生產力是極為巨大的。根據美國通用電氣公司預測，這種變革將至少會為全球GDP 增加10萬億?15萬億美元——相當于再創一個美國經濟。
更為深遠的影響是，制造業的這種革命將會滲透到人類社會。所有人和人、人和物以及物和物之間通過互聯網實現“萬物互聯”，這將重構整個社會的生產工具、生產方式和生活場景。這種如同科幻電影般的景象或許更讓人激動。
中國制造升級版
制造業的興衰，印證著大國的興衰。
2008年金融危機爆發后，美國的《制造業促進法案》、《先進制造伙伴計劃（AMP）》，日本的《日本制造業》，英國的《英國發展先進制造業的主要策略和行動計劃》相繼出臺。歐盟斥資2000億歐元重點推動智能制造、ICT（信息、通信和技術）驅動制造升級、物聯網應用等??各個發達國家紛紛將信息化條件下的高端制造業作為實現“再工業化”、重振雄風的突破口。
有數據顯示，我國沿海地區勞動力綜合成本已經與美國本土部分地區接近。隨著人口紅利的消失，制造業人工成本上升和新一代勞動力就業意愿的下降，我國制造業的國際競爭力將面臨重大危機。推進“工業化和信息化”融合，搶先進入工業4.0時代，保持住我國制造業的競爭力，已經是必須選擇的命題。
2014年10月，李克強總理訪問德國期間簽訂了“工業4.0”戰略合作框架。“這意味著我國要在工業化與信息化同步發展的戰略中更快地促進兩者的融合。”中國工程院原副院長、院士鄔賀銓說。
在2014年5月由科技部、中國科學院、中國工程院主辦的智能制造國際會議上，工業和信息化部部長苗圩提出的“打造中國制造業升級版”引發廣泛關注。苗圩認為，以信息化實現工業化的“升級”，關鍵在于兩點。
一是深入實施創新驅動發展戰略。重點是通過長期的基礎研究，突破如智能機器人核心部件、高端芯片、新型顯示、關鍵電子元器件等關鍵技術、共性技術，并將這些科技成果轉化成現實的生產力。現在的問題是，我們如何讓企業成為有環境、有條件、能擔當的創新主體？
二是推進信息化和工業化的深度融合。例如制定信息技術改造提升傳統產業的管理體系和技術體系的“國標”，用互聯網思維推動物聯網、大數據、云計算技術在工業領域的應用，推進制造方式、銷售和服務模式的互聯網化等等。
盡管前路漫漫，作為“世界工廠”，我們也擁有很多機遇，比如良好的政策環境、互聯網時代眾多的弄潮兒、足夠堅實的創新底蘊等。在這個狹路相逢勇者勝的大時代，我們相信，只要腳踏實地，勇于開拓，命運就永遠操控在自己手里。
編輯精選
