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工業(yè)4.0，從概念到現實(shí)
第三，德國為什么那么重視工業(yè)4.0？上個(gè)月德國總理默克爾在企業(yè)家協(xié)會(huì )上說(shuō)：如果德國生產(chǎn)制造業(yè)不及時(shí)進(jìn)行革命的話(huà)，總有一天google，微軟，蘋(píng)果將會(huì )成為生產(chǎn)制造領(lǐng)域的新巨頭。過(guò)去我們已經(jīng)看到這個(gè)趨勢，谷歌在收購機器人公司，進(jìn)入生產(chǎn)制造領(lǐng)域的意圖非常明顯。德國是當前的制造強國，而這種強國地位5年、10年之后是否還能保持，是個(gè)很大的問(wèn)題。而中國是制造大國，多年來(lái)我們就提出從制造大國向制造強國轉變，德國更是希望從制造強國變?yōu)橹圃鞓I(yè)超級大國，兩者的共同之處都是“變”。大和強的區別是什么？是質(zhì)量和創(chuàng )新。從大到強，第一步不是IT，互聯(lián)網(wǎng)，而是確保質(zhì)量，提升創(chuàng )新意識。質(zhì)量如何保證，答案就是自動(dòng)化。德國的自動(dòng)化已經(jīng)非常強大，而從制造強國變?yōu)橹圃鞓I(yè)超級大國，關(guān)鍵的就在于互聯(lián)網(wǎng)。事物的發(fā)展要具備充分條件和必要條件，必要條件就是自動(dòng)化，充分條件是信息化，只有這兩個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足的時(shí)候才能搞好工業(yè)4.0，二者缺一不可。生產(chǎn)管理系統如ERP，MES ，SAP ，EPLM，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與生產(chǎn)制造系統結合，這就是德國的出發(fā)點(diǎn)。
什么是工業(yè)4.0？我認為工業(yè)4.0是對于未來(lái)制造業(yè)的一種描述，2012年德國發(fā)布了一本白皮書(shū)，里面描述了德國的未來(lái)發(fā)展路徑，新能源，第4次工業(yè)革命、我們面臨的是什么？我們需要是什么？
這本書(shū)中有4張非常著(zhù)名的畫(huà)，總結四次工業(yè)革命的變革：18世紀中葉的第一次工業(yè)革命是小作坊的生產(chǎn)制造模式，以蒸汽機的誕生為標志；20世紀前期的第二次工業(yè)革命是人工流水線(xiàn)的生產(chǎn)制造模式的變化；20世紀后期的第三次工業(yè)革命是自動(dòng)化流水線(xiàn)的生產(chǎn)制造模式；21世紀開(kāi)始的第四次工業(yè)革命是互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造模式。我們知道，產(chǎn)業(yè)革命，科技革命，工業(yè)革命是有內在聯(lián)系的。蒸汽機是一個(gè)科技革命，怎么能代表工業(yè)革命呢？因為工業(yè)革命就是生產(chǎn)制造模式的革命，所以工業(yè)4.0也是一種模式的革命，不是系統或元器件的革命或變革。過(guò)去很多哲學(xué)家和經(jīng)濟學(xué)家已經(jīng)梳理了這樣的關(guān)系：生產(chǎn)力推動(dòng)了社會(huì )的發(fā)展，生產(chǎn)制造方法的改革提高了生產(chǎn)力。
所以德國發(fā)展第4次工業(yè)革命，落腳點(diǎn)不是在IT、網(wǎng)絡(luò )或通訊，而是在制造領(lǐng)域的革命，工業(yè)戰略4.0標志著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：網(wǎng)絡(luò )物理生產(chǎn)系統（CPPS，cyber-physical production systems）將形成第四次工業(yè)革命的基礎。大家都知道，美國推出了CPS，而到德國的時(shí)候沒(méi)有用CPS的概念，而是用CPPS的概念。生產(chǎn)制造系統采用聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統，以及物聯(lián)網(wǎng)和基于WEB的服務(wù)，將帶來(lái)我們走上第四次工業(yè)革命的道路，所以在工業(yè)4.0的戰略中，各個(gè)公司要找準自己的地位，而不是人云亦云。
工業(yè)戰略4.0的目標是什么？智能自適應化，機電控制模塊化，過(guò)去大家都強調機電一體化，但機電一體化是個(gè)被動(dòng)的執行機構，這個(gè)執行機構必須和控制系統結合在一起，成為一個(gè)自動(dòng)化的模體，叫機電控制一體化，第三個(gè)叫互聯(lián)移動(dòng)實(shí)用化，PLM管理一體化
那么工業(yè)戰略4.0到底應用哪些技術(shù)？我認為數字工、廠(chǎng)工業(yè)自動(dòng)化控制系統、無(wú)縫一致的通信技術(shù)、Web 2.0、云計算和大數據、機器與機器之間的通信（M2M )、軟件技術(shù)、參與人的角色、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )物理系統、嵌入式控制技術(shù)、機械制造設計技術(shù)等等都是包含其中的。
在工業(yè)戰略4.0之下，那么工廠(chǎng)的結構就不是金字塔的結構，如現場(chǎng)層，控制層，管理層，以及后面的ERP層，而成為一個(gè)平面的結構，所以傳統的控制體統要改革，改成什么樣的呢？產(chǎn)生了一個(gè)三維度的控制系統的框架，這個(gè)系統將協(xié)同生命周期鏈，管理鏈，和產(chǎn)業(yè)鏈有機結合起來(lái)，所以現在的PLM應該叫企業(yè)的生命周期管理EPLM。
過(guò)去的系統設計都是預知系統的設計，而工業(yè)4.0控制的關(guān)鍵在于系統能自行配置和智能生產(chǎn)系統流程網(wǎng)絡(luò )化的設計，這是根本的區別。所以互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化是實(shí)現工業(yè)4.0 戰略的關(guān)鍵，這個(gè)方向上有很多的課題可以做，等待著(zhù)年輕人去實(shí)現。德國為了推動(dòng)工業(yè)4.0的發(fā)展，成立由IT，電子，電氣及設備裝置生產(chǎn)廠(chǎng)商，研究單位，大專(zhuān)院校組成工業(yè)智能制造戰略平臺，制定中國工業(yè)制造發(fā)展綱要，所以工業(yè)4.0不是一兩個(gè)企業(yè)完成的而是成百上千企業(yè)共同努力實(shí)現的。菲尼克斯電氣也是這個(gè)聯(lián)盟的一個(gè)重要成員，參與一個(gè)研究群中的項目開(kāi)發(fā)工作。
最后，德國工業(yè)戰略4.0給我們帶來(lái)的啟示？從德國的發(fā)展路徑可以看出，要搞工業(yè)4.0首先要完成工業(yè)3.0 ，IT行業(yè)的專(zhuān)家與自動(dòng)化專(zhuān)家必須一起合作，長(cháng)期的規劃，跨行業(yè)，跨專(zhuān)業(yè)的整合協(xié)調作戰。
而實(shí)現中國工業(yè)4.0也不是一蹴而就的，需要四部曲：生產(chǎn)制造自動(dòng)化、流程管理數字化、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )化、智能制造云端化。通過(guò)這四化，我們會(huì )沿著(zhù)自己的路徑，一步步實(shí)現我們的理想。