2013年，專精先進(jìn)制造業(yè)的德國，率先提出了“工業(yè)4.0”計劃。而制造業(yè)規(guī)模上已經(jīng)成為世界第一的中國也不甘人后，在2015年提出了“中國制造2025”。
一時間，風(fēng)起云涌，沸沸揚揚，整個工業(yè)界乃至經(jīng)濟(jì)界，直到普通媒體，都在熱議這兩個名詞。
德國提出這一愿景，最主要是為了實現(xiàn)工廠大規(guī)模的個性化定制，形成具有精益制造、高科技的智能工廠，并將成本控制在消費者可以接受的范圍內(nèi)，同時提高質(zhì)量水平、節(jié)約人工成本。
“中國制造2025”的目標(biāo)涵蓋了“工業(yè)4.0”，但涉及的內(nèi)容更加繁多。中國制造和德國制造的起跑線是不一樣的。
德國制造業(yè)是世界上投入最大、最專注、最精尖，最具競爭力的，在全球制造裝備領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)頭羊地位，擁有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。而中國制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)?shù)牟罹啵诙鄠€領(lǐng)域都需要提升。
而在那些“補課”“追趕”“提升”的額外任務(wù)清單之外，最具新意、最受關(guān)注的，依然是與德國“工業(yè)4.0”相同的目標(biāo)任務(wù)——智能制造。這是各大國搶占新一輪發(fā)展的制高點。
共同的核心目標(biāo)——智能工廠
可見，扒去那些看似遙遠(yuǎn)模糊而高深莫測的概念，“中國制造2025”與“工業(yè)4.0”的主攻方向都是相同的——推進(jìn)制造過程智能化。
據(jù)工業(yè)風(fēng)向標(biāo)了解到智能制造的基本依托，在于信息化與工業(yè)化的深度融合，既物聯(lián)網(wǎng)的全面應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)融合的集中體現(xiàn)，也是智能制造的基礎(chǔ)性設(shè)施。高級的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將打通所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)壁壘，無線掌控一切。
有了物聯(lián)網(wǎng)做基礎(chǔ)，還需要打造出一個個的實施節(jié)點。
這需要緊密圍繞重點制造領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)，深入研究制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、智能測量等智能控制核心裝置，加快推動工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)智能交互、智能物流管理等技術(shù)裝備的工程應(yīng)用。
而整個智能制造體系的綜合呈現(xiàn)，就是智能工廠——數(shù)字化車間。
它是通過信息系統(tǒng)來控制產(chǎn)品的生產(chǎn)，實現(xiàn)精準(zhǔn)制造、增加生產(chǎn)的靈活性，提升生產(chǎn)效率和精度，同時大幅度降低成本。最終實現(xiàn)真正的柔性制造、無人工廠、遠(yuǎn)程協(xié)同生產(chǎn)。
就此，“中國制造2025”提出了一個宏偉的愿景：到2025年，制造業(yè)重點領(lǐng)域全面實現(xiàn)智能化，試點示范項目運營成本降低50%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%，不良品率降低50%。
智能工廠不僅是制造，還在于連接
要想實現(xiàn)成本降低50%、生產(chǎn)周期縮短50%這種看起來不可能的目標(biāo)，單一提升制造節(jié)點本身是不可能實現(xiàn)的。
因為智能工廠的核心要義除了先進(jìn)，還在于連接。
智能工廠意味著人類、機(jī)器和資源能夠?qū)崿F(xiàn)互相通信，生產(chǎn)設(shè)備不再是過去單一而獨立的個體，信息在不同的設(shè)備之間“流動”，實現(xiàn)機(jī)器對話機(jī)器，機(jī)器對話生產(chǎn)部件，就像社交網(wǎng)絡(luò)中一樣自然。
工業(yè)風(fēng)向標(biāo)認(rèn)為智能設(shè)備“知道”它們?nèi)绾伪恢圃斐鰜淼募?xì)節(jié)，也知道它們的用途。智能集成感控系統(tǒng)按照實現(xiàn)設(shè)定的程序自己完成生產(chǎn)全部過程，減少人在生產(chǎn)中的參與，以此提升產(chǎn)品質(zhì)量，解放人力。
徹底打通企業(yè)從上到下的生產(chǎn)管理信息流，這比早期的數(shù)字化工廠、柔性智能自動化工廠，又是一個大臺階的飛躍。
工業(yè)4.0時代直接將人、設(shè)備與產(chǎn)品實時聯(lián)通，工廠接受消費者的訂單直接備料生產(chǎn)，省卻了銷售和流通環(huán)節(jié)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)整體成本降低50%、生產(chǎn)周期縮短50%的目標(biāo)。
綜合的提升與附加的好處——綠色制造
最終，我們能將所有工業(yè)相關(guān)的技術(shù)、銷售與產(chǎn)品體驗統(tǒng)合起來，建構(gòu)出一個有感知意識的新型智能工業(yè)世界。
工業(yè)4.0時代的智能工廠，機(jī)器設(shè)備具有強大數(shù)據(jù)處理能力，它們提供的信息、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和動態(tài)分析能夠使生產(chǎn)變得更精益、更節(jié)能。
現(xiàn)在的許多生產(chǎn)線的能效低于60％，這意味著它們還有相當(dāng)大的提升空間。節(jié)約水電對現(xiàn)代工廠管理來說也是一個重要因素，智能工廠能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。
進(jìn)一步，更可利用智能物聯(lián)網(wǎng)預(yù)測部分狀況，通過先進(jìn)分析，及時精準(zhǔn)生產(chǎn)或調(diào)度現(xiàn)有資源、減少多余成本與浪費等等，創(chuàng)建具有適應(yīng)性、資源效率的智能工廠。
以上這樣的架構(gòu)雖然還在摸索，但如果得以從操作智能、運營智能和商業(yè)智能三個層次，把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、客戶等緊密地連接在一起，最終能進(jìn)一步通過分析各種大數(shù)據(jù)，直接生成滿足客戶需求的產(chǎn)品。
這將意味著，工業(yè)4.0將是一件非常激動人心的實體經(jīng)濟(jì)形態(tài)大變革。
方興未艾的未來
工業(yè)4.0的關(guān)鍵自然是智能工廠。當(dāng)然，這當(dāng)中的難點非常之多，需要大量的跨專業(yè)的技術(shù)整合。將來的人才也需要更高的要求。
在最早的發(fā)起者德國，聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)及科技部預(yù)計將投資達(dá)2億歐元，用來提升制造業(yè)智能化。
德國機(jī)械及制造商協(xié)會、德國電氣電子及信息技術(shù)協(xié)會設(shè)立了“工業(yè)4.0平臺”，發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。博世、西門子等著名大企業(yè)積極投入其中。
在美國，以智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟的組織，也發(fā)起積極推進(jìn)智能化制造業(yè)的未來。目標(biāo)是促進(jìn)智能化先進(jìn)制造，帶來制造業(yè)向美國回歸。
而在中國，對于許多剛完成了自動化的制造業(yè)企業(yè)而言，智能制造似乎還只是一個遙遠(yuǎn)的愿景。但需要指出的是，已有部分自動化程度較高的工程以及標(biāo)桿性的海爾互聯(lián)網(wǎng)工廠嶄露頭角。
對實現(xiàn)“中國制造2025”的目標(biāo)來說，這將是一個很好的開始。