德国工业4.0简介

        工业4.0是一个德国政府提出的高科技战略计划,由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元,用来提升制造业的计算机化、数字化、与智能化。目标是建立具有适应性、资源效率、及人因工程学的智能工厂,在商业流程及价值流程中整合客户以及商业伙伴。其技术基础是智能整合感控系统及物联网。

      工业 4.0是指第四次工业革命,工业1.0——18世纪60年代至19世纪中期,通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。工业2.0——19世纪后半期至20世纪初,在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。这次工业革命,通过零部件生产与产品装配的成功分离,开创了产品批量生产的新模式。工业3.0——始于20世纪70年代并一直延续到现在,电子与信息技术的广泛应用,使得制造过程不断实现自动化,可称为工业3.0。自此,机器能够逐步替代人类作业,不仅接管了相当比例的“体力劳动”,还接管了一些“脑力劳动”。

      工业4.0概念最早是在2011年的汉诺威工业博览会提出。2012年10月由罗伯特·博世有限公司的齐格弗里德傣族及德国科学院的 亨宁·孔翰宁组成的工业4.0工作小组,向德国联邦政府提出了工业4.0的实施建议。2013年4月8日的汉诺威工业博览会中,工业4.0工作小组提出了最终报告。

      工业4.0项目主要分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;  二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使 用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。

      德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一,在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发,以及对复杂工业过程的管理。德国拥有强大的设备和车间制造工业,在世界信息技术领域拥有很高的能力水平,在嵌入式系统和自动化工程方面也有很专业的技术,这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。通过工业4.0战略的实施,将使德国成为新一代工业生产技术(即信息物理系统)的供应国和主导市场,会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。

      有关工业4.0 或第四次工业革命可以实现的时间,各方说法不一,德国电气电子及信息技术协会的会员中只有四分之一认为 2020 年前会有大规模的实施,而工业通讯标准、安全性、及人员培训都是较大的问题。专家们相信工业 4.0 或第四次工业革命会在今后的 10至20年实现。

        类似计划

      在美国一个称为「智能制造领导联盟」的组织,也发起倡议致力于制造业的未来。智能制造领导联盟是一个非营利性组织,由制造业公司、供货商、技术公司、制造商集团、大学、政府机构、及实验室所 组成。联盟的目标是让这些制造业的利益相关者形成协同研发、实作、及推广的团体,可以发展出相关的方法、标准、平台、及共享的基础架构,促进智能化制造的 推动与广泛采用。

通用电气也在进行一个称为工业互连网的类似计划。工业互连网是要将两次重大转型变革所带来的发展成果汇集在一起:工业革命所带来的众多机器、设备、及制造业大军,与数字革命带来的运 算、信息、及通讯系统。依照通用电气的观点,上述的成果结合将带来三大要素,展现出工业互连网的本质:智能机器、先进分析、及参与工作者。