工业4.0背景

工业4.0背景（精选11篇）

工业4.0背景 第1篇

一、工业4.0下的机械加工业

1. 工业4.0。简单来说, 可以这样来划分:【工业1.0】蒸汽时代, 生产方式进入机械化;【工业2.0】电器时代, 生产方式进入自动化;【工业3. 0】信息时代, 生产方式变为电子化;【工业4.0】智能时代, 生产方式智能化。云计算下的云敏捷生产。其核心是信息物理系统的深度融合。

所谓的工业4.0 (Industry4.0) 指的是企业将产品、机械、物流系统、生产设施、服务通过信息物理融合系统 (Cyber-Physical System, CPS) 和物联网 (Internet of things, IOT) 整合成一个全球网络。在生产环节里, 这种CPS网络由智能机械、智能仓储系统和智能生产设施组成, 这些组成部分之间能够独立自主地交换数据和信息、触发行动指令和交互控制。这种CPS网络将根本性地改变生产制造、工程设计、材料使用、供应链和产品生命周期管理等环节。每一个智慧产品都是可以通过数据标签来确定的, 随时在线, 随时定位, 记载自己生命周期的全部历史, 目前状态完全可查, 并且实现目标状态的路径可选, 最后达到快速、有效、个人化的产品供应。

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3 D打印技术在工业生产过程中的应用等。

2. 工业4.0对机械加工的新要求。三次工业革命以来, 通过大规模的标准化生产, 人们的基本需求得到了满足, 但是人们的个性化需求受到了压制。个性化或定制化的产品不可能依照现有的标准化流水线生产来大批量生产, 这就对现有的机械加工业提出了新的要求。

工业4.0对机械加工业的新要求: (1) 满足客户的个性化需求; (2) 低成本的个性化生产; (3) 大规模的的个性化生产; (4) “少人化”生产。

工业4.0最终要实现的目标也不光是自动化, 而且是分散地自动化生产。未来客户的需求会及时得到响应, 但不一定集中在一个工厂, 可能是在消费者周边就近自动化生产, 同时每个客户的需求是不一样的, 个性化或定制化的产品不可能大批量生产.这使得3D打印技术拥有广阔的应用前景。

二、当前的机械加工流程

目前我国的传统机械加工业还处于离线的产品开发和服务和离线的营销和合作模式中, 消费者的需求不能及时反馈到生产厂家, 两者没有交流和互动, 这使得产品的开发不够及时、不能满足消费者的真实、个性化需求。生产厂家的信息化、自动化、网络化程度还很低, 主要依靠人力, 这会导致生产效率低、废物率高、生产时间长等问题。

传统的机械加工流程如图1所示:

如上图所示, 目前我国机械加工业的现状为: (1) 信息化低。机械设备的信息化程度低, 组织管理信息化低; (2) 网络化低。没有高效网络将企业的人、设备、原料、环境等有机的联系起来, 不能进行及时人与人、人与设备的联系交流; (3) 自动化程度低。生产过程中产品与设备没有信息交流只能依靠工人的直接操作来进行生产, 设备和设备之间也没有联系, 甚至需要工人将半场品从一个设备搬运到另一个设备来进行下一步的加工。

三、机械加工的升级优化

工业4.0以CPS为基础。这意味着网络进入工厂大生产, 是一个崭新的工业制造逻辑和方式。所谓CPS, 就是通过网络将实体物件进行相互连接, 应用相同的语言, 进行沟通并相互理解。过去是以中心控制指挥系统为核心来指挥生产, 现在有了CPS就会产生完全不同的生产结构。CPS运用到工业生产中, 产品和机器之间可以进行信息互联和沟通, 由产品所附带的信息告诉机器需要什么样的生产过程, 以制造出符合客户要求的产品。

工业4.0的愿景是在整个生产过程中, 无论原料、半成品还是待交付的产品, 均有各自编码标签, 在原料上生产线之后, 可全程自动确定每道工序、生产的每个流程, 包括加工、装配或物流包装等, 一切过程数据也都记录在案可供追溯;更重要的是在一条生产线上, 可通过预先设置控制程序, 自动装配不同元件, 生产出各具特性的产品。由于“产品”与“机器”实现了“沟通”, 整个生产过程都实现I T控制, 生产效率会大大提高, 而且可以对所有元件及工序进行实时监测和处理, 工厂可做到24小时内为客户供货。此外, 由于实时监测可以挖掘分析质量数据, 使得次品率大大降低。

根据工业4.0的概念要求和现有机械加工的情况, 提出了对现有机械加工业的升级优化建议:

1. 创造满足定制化生产的设备, 客户的需求是个性化的, 这就要求在一条生产线上需要生产不同风格类型的产品。

没有能满足定制化生产的设备是不可能实现个性化生产的。以互联网为载体基于功能强大、嵌入操作系统和高性能应用程序软件的机床智能设备 (比如3 D打印技术) 可通过预先设置控制程序, 自动装配不同元件, 流水生产出各具特性的产品。减少加工成本、提高加工工件质量、改善工艺流程、提升生产效率增强市场竞争力。

2. 智能化车间。

机器不仅是生产工具和设备, 更是工厂信息网络的节点, 机器不仅延伸人的体力, 也延伸了人的脑力, 能够识别工件, 与人交互, 按照人编制的控制程序工作, 机器与机器 (物与物) 之间也能够相互进行通信, 感知相关设备和环境的变化, 协同完成加工任务, 构成基于物联网的智能化车间。

3. 建立高效的数字化企业平台。

数字化企业平台是实现智能制造的载体。它可以实现包括产品设计、生产规划、生产工程, 到生产执行和服务的全生命周期的高效运行, 以最小的资源消耗获取最高的生产效率。该平台的实现需要企业以数字化技术为基础, 在物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术的强力支持下, 集成最先进的生产管理系统及软件和硬件, 如产品生命周期管理 (PLM) 软件和制造执行系统 (MES) 软件以及控制和驱动技术等。最终实现不管你身处何处, 都好像在办公室和车间一样, 与你的同事和客户保持密切联系, 调阅各种文件和档案, 处理各种生产问题。

4. 将重心调整到技术开发和设计的早期阶段。

工业4.0学习感想 第2篇

工业4.0学习感想

通过公司组织的工业4.0集体学习，一天的学习，在老师的讲解和引导下，对工业4.0 有了更加清晰的理解和认识，通过这次学习也理解和感悟到工业4.0 是一项复杂的系统工程，涉及到多个方面，比如技术装备，管控手段，组织结构，技术创新，节能降耗，产业升级等等。以往认为德国的工业4.0 和中国的2025 中国制造，无非是工业技术装备最终实现现代化，通过这次学习，才真正转变了观念和认识，才知道，技术装备的现代化，只是工业4.0 和2025中国制造的部分内容而已，大数据、云计算、物联网、移动互联、新材料、新技术、新工艺等均是工业4.0的范畴和内容。工业革命的改变是工具的改变、能源的改变、生产方式的改变、更主要的是思想认识的改变，从起初的能源获取方式到后来的能源传输方式，继而又转变成信息传输方式，现在的工业4.0的改变就是将信息传输方式转变成信息利用方式。

深入学习工业4.0的内容和国家关于产业升级结构调整的政策法规，结合我们公司现状和实际情况，真正对产业升级和结构调整认识到位，积极树立技术创新、产业升级、节能降耗，强化管理变革、技术变革，生产控制变革和业务流程变革，力求在现有的条件下，努力做到技术装备现代化，管控手段现代化，组织结构优化的目标。在日常管理的实践中，我们认为，质量看得见过程是关键，把管理的过程作为关键控制点，把日常的基础性工作，做细做扎实，在工作中，努力去除过剩浪费、多余加工浪费、无效搬运浪费、无效动作浪费、返工浪费，将工作先细化，再优化，做事要有目标有标准，有方案有措施有预案，并且针对“人、机、料、法、环”这五大因素进行逐一进行分析并加以控制，使其在综合质量方面全面提高。

工业4.0背景下数字化砖构应用 第3篇

关键词：工业4.0；数字化；砖构应用

数字化砖构指的是将传统的材料砖应用到现代建筑中，数字化砖构的两大前提是：数字化创新了砖的传统型，并且促进了砖的美学性；数字化创新了砖模块构造，使砖朝着复杂化及性能化的方向发展。由此可见数字化砖构在现社会中有着重要的作用，不仅创新了传统，还连接了未来。

1 浅析工业4.0

工业4.0也可以被称作“第四次工业革命”，它起源于2011年，由德国政府在汉诺威工业博览会确定的《高技术战略2020》中未来的十大项目之一，在其发展的过程中已经成为国家战略，创新了传统工业领域的研究与开发。

工业4.0实现了集中式控制转变为分散式增强型控制的目的，它的最终目标是创建一个具有较强灵活性、数字化、个性化的产品服务生产模式。在此模式中，将会创新传统的行业界限，出现不同的全新合作形式及领域，行业产业链将会重新组合。

工业4.0主要有两个主题，分别是智能工厂和智能生产。智能工厂指的是智能化的生产系统及过程，还包括网络化、分散化的生产设施；智能生产指的是行业企业中的生产管理、人与机器之间的互动和工业生产过程中3D技术的运用等。工业4.0吸引了众多的中小企业，使其能够在生产中使用智能化生产技术，从中获得相关的利益。同样这些中小企业在使用智能化生产技术的过程中也逐渐成为其的供应者和创造者。[1]

工业4.0四方面的优势：其一，产业集成。工业4.0中的工件、装备及其他部件都可以进行数据及信息互换，创新了集中式控制系统，成为分散式职能控制系统。在工作中依旧使用中央电脑进行，元件可以互相联网，自由配置，且整个过程中简单优化，并且能够独立完成订单生产中的不同需求；其二，产业集成的基础就是集成自动化，它具有状态监测、诊断及电气与气功自动化的特点，其中包括中断控制器、网络服务器的IT服务及压力传感器等；其三，物联网。工业4.0时代创新了混乱的现场总线现象，今后工业的发展将会是一个基于实施能力以太网的互联网协议。互联网协议具有简单的优势，在未来工业生产中不必再为设计机器的时间而费时费力；其四，简单便捷。工业4.0时代中，机器人能够辅助人类完成生产，智能传感器使机器人与人类一样，能够了解环境的变化，选择不同的路径，在任何環境中都能够有效的做出判断。[2]

2 砖

2.1 传统制造业的发展

在德国法兰克福展示中心有一座高为21米的动态雕像，雕像为一个锤击工人用锤子一下一下地敲击着一块金属。象征着我们的世界是由工人创造的，这座雕像是艺术家乔纳森.波洛夫斯基为了表示他对工人们的敬仰之情而创造的。随着时间的流逝和世界的不断改变，传统的抡着锤子的工人已经在此过程中逐渐消失。欧洲模具展是一项法兰克福举办的最大规模的贸易展览会，其中并没有一些要靠人们辅助且沾满油渍的老旧机器，而是一些由美国、欧洲及亚洲制造的具有自动化、赶紧的机械工具，人们可以坐在电脑前操作这些机械工具，其中锤子已经消逝。

在2011年举办的欧洲模具展中，3D打印技术终亮相，创新了传统由扭曲、敲击等一系列工具生产的过程，3D打印技术可以直接生产产品，我们可以将它称作“添加技术”。美国的一家三维公司就是用3D打印机只做了一把精美的锤子，由于锤子代表这工业革命的生产工具，在它被3D打印机创造出来的那一刻，就象征着传统的劳动制造时代已经过去了，迎来的是数字化、工业化的时代。[3]

2.2 砖的传统性

在建筑行业有这么一句话：“建筑学是由两块砖被认真排放在一起的那一刻开始的。”这句话出自德国著名的现代主义建筑大师密斯之口，砖是建筑行业中传统的材料，和工业制造中的锤子一样，都是行业的代表。

砖是社会及人类在发展过程中最为完善的建筑材料，在人类近万年的发展过程中，砖也不断地完善，包括重量、尺寸、材料、比例等等。在我国，砖也有着悠久的历史。在传统建筑设计与制造过程中，砖是最基础的材料，其重量及尺寸都适合工人的操作，在砌砖的过程中，对重量、砂浆的控制及砖的对齐都取决于墙面的视觉效果。这种传统的工业生产形势为人类表现了建筑的成品视觉，这也是建筑设计师与人们喜爱砌砖建筑的原因，砌砖建筑整体规整、具有仔细的细节，在创建成功之后的建筑纹理还会随着使用时间和墙面空间的变化而变化。那么锤子被3D打印技术创造的今天，砖又会发生着怎样的变化呢？[4]

3 砖的现代化与数字化

3.1 砖在建筑中的维护作用

密斯将“钢结构和玻璃”作为现代摩天楼建筑的构成，建筑设计的材料主要有两种：填充围护和框架结构。砖在传统中被密斯认为是建筑学的基础及要点，在建筑学发展迅速的过程中，砖由原本建筑的基础变为了现代建筑的维护材料，也从结构变为了填充，从承重变为了贴面。砖的现代化转变直接的反映了建筑工程由传统的手工业转变为了现代化的大型工业集约化。在机械化及工业化的背景下，建筑施工中砖的优点被逐渐取代，但是缺点也逐渐的显露出来。在手工业被机器取代的时代中，砖在建筑工程中的地位以不如之前，但是砌砖房子作为地域化的建筑形象深固在人们心中，所以面砖也取代了砖在大规模的建筑中被人们广泛应用。基层砖作为建筑物体维护内胆的作用，面层砖作为建筑物体美化的作用。

在传统的建筑工程中，砖有多功能性及统一性，同时还具有围合、保温等功能，可以构建一座建筑物。在现代建筑工业中，砖由面砖替代。面砖具有整齐、美化、可复制的特点。在社会不断演化的过程中，复制技术也在不断地演化，其主要特点是复制产品精美、复制产品被大量生产。在此过程中，面砖的出现被广泛应用在城市中的建筑物中，但是设计者与使用者及受众的距离在无形中被越拉越远，面砖也犹如3D打印技术创造出来的锤子，代表了传统工业的生产。[5]

3.2 砖在建筑中的美学应用

在现社会的建筑中，砖已经被全新的建筑材料及方式所代替，这也是社会发展的需求。砖创新了传统结构系统的束缚，从材料及性能方面发展了其他的特质，比如砖的美学化。在砌砖过程中，美学化主要表现为其具有多样化的表面及纹理。传统砌砖逻辑主要是以“顺”和“丁”为基础，在时代发展的过程中出现了多种的砌砖逻辑，比如五顺一丁、三顺一丁等等，但是他们的本质还是在于砖和砖之间的平行与垂直。[6]

比如上海AU SPACE厂房的改造。此项目前身与1940年创建，是上海第一个棉纺织厂。对此项目的改造首先进行改造计划：使用混凝土空心砖，这种砖有一种柔顺感，能够表现出人们对其的历史纪念，另外创新了传统砖墙的表现，使原本棱角分明的效果成为了丝柔顺滑的效果。在这个项目设计中，数字化有着重要的作用。以数字化为基础，创新传统材料的表现是一件复杂的事情，主要在于传统砖的思维逻辑已经深深驻扎在人们的心中，但是数字化砖的特点是连续性和非线性，这种模式在设计中突破了传统砖墙面的意境。另外，数字化砖面的实现是将设计元素为基础，将其转化为数据进行整理与联系，这使原本没有任何关联的设计元素“砖墙”与“丝绸”有了相互转换的可能性。在此项目中可以看出来，在砌砖中以丝绸中的灰度质感与砖的旋转角度为基础，在灰度与角度两者之间创建数学练习，从而实现转化的目的，使砖墙面具有丝绸般柔滑的效果。[7]

3.3 砖的曲面曲度

设计翻译至数字媒介到建筑的过程，镶嵌铺装是尤为重要的。曲面指的是数字媒介使用指定的数字当时进行描述，在抽象化的环境中逻辑性被翻译出来时，就需要借助一定的建造技术，在此过程中，个体被指定为二维平面材料，整个建筑建造包括平面和曲面（详情见图1）。

一般曲面的施工及成本都比平面要难控制，镶嵌拼接是最简单的方式。在进行曲面拼接过程中，不同的材料会出现不同的效果，这就像较高分辨率打印出的图像完整细腻，较低分辨率打印出的图像不清晰。在进行数字化加工时，没有抽象的绝对曲面，任何曲面都考虑拟合曲面的加工方式及材料。

在此过程中，砖还是最基础且最具潜力的材料。由于砖具有较好的拟合曲面曲度，还能够使曲面具有独特的质感，并且具有尺寸小的特点。在数字化背景下，尺寸小就代表短促曲面拟合线，表示其与设计的曲线能够更加接近，使建筑建造中的翻译信息更加完整。此翻译是通过砖进行的，使建筑物的抽象曲面与受众群体有较好的共鸣及表现能力。[8]

3.4 数字化砖构的应用案例

比如编程砌筑墙体。砖砌墙体是劳动密集背景下的产物，在现社会中被人们逐渐遗忘，那么砖怎样才能够恢复自身的作用，被广泛应用到大型建筑中？在现代建筑业中使用机器人无疑是最有效的方式，不仅可以提高施工的精度及生產率，还能够完成较为复杂的砌筑设计。通过工业机器人的成熟性，能够有效实现曲面砖墙的放线定位。砖在意义上还是传统的砖，但是砖的摆放形式进行了创新。

在设计墙体模型中融入数学公式，使每一块砖的角度和位置都能够通过数学算法来实现和描述，那么砖面的建筑就可以通过计算机编程得到结果。机器人实现了设计程序的过程，最终呈现给众人加工过程及结果。建筑设计师可以根据不同砖的不同属性进行指定不同的程序，工业机器人在建筑过程中不会因为砖的不同而浪费时间，这点是通过人工实现不了的[9]（详细见图2）。

在进行编程砌砖过程中，砖通过传统建筑将其中的特性进一步的放大。就算机器人在砌砖过程中非常灵巧，墙面还是要保持稳定并且能够承载足够的负荷，所以算法的设计要以建筑的构造为基础。研究人员全面掌握了砖的砌筑构造、高度、强度、稳定性及摆放形式，进而推算物理圆形，以算法为前提，使最终结果得到最优化。

为了使砖和砖之间能够相互固定，可以实现砖的固定构造。由于砖在不同的空间位置及角度都有所不同，这就使砖重叠的各个部分都各不相同。那么可以根据算法进行推算，在砖重叠的部分分别布置四条平行固定条，以墙体为中心相互对称，使建筑有较好的稳定性。固定条在砖与砖之间具有抗剪强度及抗压强度，具有较好的性能。

在2011年，苏黎世联邦理工学院带领学生在纽约结构使用机器人砌墙技术，创建了一面长约22米的异形曲面砖墙。这面墙由7000块砖构成，实现了墙面的曲折环绕。三维方向砖的不同旋转角度及进深为受众带来了一定的视觉效果，由工业机器人与传统砖块营造出了一种神奇的风景。[10]

4 结语

在现代建筑中，砖的构建文化有着重要的作用，数字化砖构方式创新了砖的传统性，并且使砖能够流传至今，并且合理运用在现社会中的建筑建造中。砖具有较强的现代性，目前数字化思想对于砖的理解还可进一步的研究，数字化还具有更深层次的挖掘空间，其建造工具及设计方式的创新也能够为数字化砖构带来全新的可能。

参考文献：

[1]袁烽，张立名.砖的数字化建构[J].世界建筑，2014（7）：26-29.

[2]彭俊松.工业4.0驱动下的制造业数字化转型[M].机械工业出版社，2016.

[3]宋拥政.工业4.0下数字化、智能化、网络化的钣金加工技术展望[J].金属加工：热加工，2014（23）：39-40.

[4]金和平，潘建初.水利水电工业4.0应用及展望——三峡集团物联网数字化技术应用实践[J].工业技术创新，2015，2（5）：569-575.

[5]赵霞.建筑工业4.0视角下基于BIM的建筑集成设计方法研究[D].北京交通大学， 2015.

[6]郝静，张凯.基于“工业4.0”背景下的高校数字化工厂实践平台建设研究[J].价值工程，2016（30）.

[7]陈日飙.工业4.0背景下建筑产业化的思考[J].深圳土木与建筑，2015（3）：18-20.

[8]王晶.新时代工业建筑[J].华东科技（学术版），2016（1）：52-53.

[9]包龙生，孟玲剑，李伟，等.钢箱梁桥牵引滑梁设计与施工关键技术[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2015（2）：259-266.

工业4.0背景 第4篇

关键词：工业4.0,居民收入倍增,路径

工业4.0 是德国政府提出的一个高科技战略计划,其核心是开展以智能制造为主导的第四次工业革命。我国也及时提出“中国制造2025”,明确要大力发展中国先进制造业。党的十八大首次提出“城乡居民人均收入比2010 年翻一番”。在工业4.0 发展背景下实现居民收入倍增计划,必然面对新的挑战,需要将居民收入倍增做是一项系统工程,结合宏观经济发展与环境状况,与产业转型升级、分配制度等相联系,全面规划实施路径。

一、工业4.0 背景下我国居民收入倍增的制约因素

当前,我国经济发展已经进入新常态,即由过去长期的高速增长转为中速或中高速增长。尽管我国经济30 多年发展为实施城乡居民收入倍增计划奠定了基础,但在“工业4.0”下实施收入倍增计划也存在不可忽视的制约因素。

(一)转变经济发展方式难度加大,经济难以保持高速发展

实施“工业4.0”战略意味着我国必须要实现经济转型和产业升级,这是做大做强经济总量的重要保障,同时,做大做强经济总量又是实现居民收入倍增的的重要前提。按照“工业4.0”下新型工业化的要求,必须使产业由集中式控制向分散式增强型控制转变,以建立起真正体现高度灵活个性化和数字化的生产模式。在这种“工业4.0”模式下,无疑会产生新的活动领域以及新的合作形式。我国当前经济发展正面临深刻转型,宏观环境倒逼经济转型难度继续加大,经济下行压力在不断增加。同时,30 多年的经济持续增长给资源和环境带来越来越大的压力,在经济新常态下日益体现,加大了实现经济转型和升级的难度。同时,我国经济转型升级的速度也受到其他许多因素的影响和制约,许多中小企业未建立起完善的现代企业制度,仍严重依赖传统发展方式以及发展模式,加上可能受到规模、技术、资金、市场等多方面的制约,企业缺乏核心能力和较强的市场竞争力。以上情况必然会影响“工业4.0”下我国实现经济转型和产业升级的规模和速度,从而影响经济总量倍增,增加实现收入倍增的困难。

(二)在居民收入倍增的同时,缩小收入差距的挑战增大

“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命,必然会对企业商业模式和分配结构产生影响。我国政府一直致力于实现共同富裕目标,极力缩小全国目前存在的城乡、区域、行业、社会成员之间的薪酬差距,同时,采取多种措施扩大中等收入者的比重。但是,由于多种因素,我国过去没有能够实现在GDP高速增长的同时,实现收入水平跟随GDP同步增长,以及实现分配差距缩小目标。因此,在“工业4.0”发展背景下,缩小收入差距的挑战集中表现在以下两方面。

一是可能陷入“中等收入陷阱”。在“工业4.0”发展挑战下,我国在实施城乡居民收入倍增计划、实现经济转型和升级过程中,面临着拉美等国家出现过的“中等收入陷阱”的挑战。要避开“陷阱”的唯一出路在于深化改革。重点在深化收入分配制度改革,同时,要放开市场、降低门槛、破除垄断,释放民间资本的内生活力。

二是现有的分配格局难以打破。在传统的分配体制下,政府部门、企业部门和居民部门三方博弈困难重重,既得利益集团和部门逐渐积累形成刚性利益格局。改革是第二次革命,也是实现工业4.0 背景下我国经济发展的最大红利。打破现有的分配格局,改革传统分配体制,必然会触动某些集团和部门的利益和权力,也毫无疑问会引起不同程度的抵制和反对,这就需要我们以壮士断腕的勇气以及超常的智慧来推动分配改革,这无疑是改革收入分配制度的最大难点。

二、工业4.0 背景下我国居民收入倍增的基本路径

(一)深入实施创新驱动战略,大力提高劳动生产率

2015 年5 月19 日,国务院印发《中国制造2025》,全面部署推进实施制造强国战略,并提出了九大任务、十大重点领域和五项重大工程。这一规划提出了“制造强国”的若干发展目标,创新驱动成为第一位的根本要求,“需要坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置,完善有利于创新的制度环境,推动跨领域跨行业协同创新,突破一批重点领域关键共性技术,促进制造业数字化网络化智能化,走创新驱动的发展道路。”为企业争取难得发展的机遇,加快科技创新和转型升级的步伐,努力为做大做强制造,尤其是进一步推动两化深度融合,为谋求智能绿色发展添薪加力,为实现居民收入倍增奠定牢固的经济基础。

(二)将“智能制造”定位为主攻方向,培育新的经济增长点

面对“工业4.0”的挑战,要按照“中国制造2025”规划要求,将“智能制造”定位为主攻方向,使其成为工业下一步发展的行动指南。加强质量技术攻关、自主品牌培育,强化企业质量主体责任;坚持把质量作为建设制造强国的生命线,走以质取胜的发展道路。同时,面对未来,我国经济增长将更多地依赖消费拉动的形势。根据消费升级一般规律,居民在收入迅速增长以后,消费将逐步升级到教育、休闲、文化、旅游、体育等方面。这就需要培育和围绕这些消费热点,从市场准入、财税、信贷等各方面科学规划,以实现居民收入增长→消费增加→经济增长→收入进一步增长的良性循环,更好地实现居民收入倍增的目标。

(三)鼓励创业增收,增加居民创业型经营性收入

在“工业4.0”背景下,伴随着“互联网+”时代移动互联网、云计算、物联网、大数据技术等与现代制造业的结合,迎来了大众创业、万众创新的“创客”风潮。创业者收入集中表现为经营性收入。要鼓励创业增收,增加居民创业型经营性收入。一是要优化创业环境,引导居民积极创业、轻松创业。银行、资本市场、政府三方要共同发挥作用,通过银行小额贷款、资本市场创业融资、政府设立创业基金等方式,解决具有较好创业设想人员的创业资本短缺问题。政府要制定税收优惠政策,形成有利于居民创业的税赋环境,避免税费负担成为初创企业和个体户生存和发展的障碍。二是降低普通百姓的创业门槛,使其能够顺利创业。要放宽行业准入,打破垄断壁垒,扩大民间资本创业投资空间。保护普通百姓创业的平等地位,消除在经营过程中遇到因权力和裙带关系产生排斥性和选择性现象。三是保护和发挥好民间自发创业机制。要充分利用中小企业地理集聚效应,带动附近居民仿效创业;发挥民间经营帮带作用,强化民间经营氛围。要鼓励城乡居民多开展工体工商经营,鼓励农村劳动力从事非农经营。

(四)以新型城镇化实现城乡之间的包容性发展

包容性发展是一种收入增加和经济发展同步的增长,是广大群众都能共享发展成果的发展。目前,在发展“工业4.0”背景下,我国提出了要实现城镇化与新型工业化、信息化、农业现代化的同步推进和共同发展,就需要通过协同发展,不断释放国内超大规模的内需潜力。我国实现居民收入倍增的一个重要难点是农村。由于长期政策等多种因素影响,使得实现农民的收入倍增成为我国收入倍增的难点和重中之重。没有农民的小康和富裕就没有全国人民的小康和富裕。新型城镇化目的就是破除影响目前存在的城乡二元结构,使农民成为市民,离土不离乡,进厂不进城,真正享有与城市居民平等的就业、教育、公共服务和社会保障等权益,公平对待农民,让农民在平等参与现代化进程中能够共享成果,以缩小并消除城乡差距。同时,也必须尽快破除传统户籍制度,促进人口流动,在公共财政使用以及城市规划与公共设施建设上,都充分考虑流动人口的需求,破除体制机制弊端,实现人口和生产要素相互流动,将符合条件的农村居民点建设成为城镇城市,实现城乡互动,促进城乡居民收入共同提高。

(五)尽快制订出台收入分配方案,促进收入公平分配和共同富裕

我国制造业规模经过几十年的快速发展已经跃居世界第一位,但仍处于工业化进程中,大而不强,自主创新能力弱,这也与收入分配制度相关,比如制造业企业整体薪酬偏低、对优秀人才的薪酬激励制度不够完善等。在“工业4.0”发展背景下,要明确“提低、扩中、调高”改革方向。一方面,要引导大力发展先进制造业,通过宏观政策改革来缩小收入差距;另一方面,需要建立与产业发展和升级相配套的分配方案和制度,包括企业的治理结构、组织激励机制、劳动者素质和谈判能力、绩效考核、企业创业创新文化,以及税收、财政政策等。同时,从目前既有的分配格局出发,突出就业、创业、投资、社保、帮扶五大增收渠道,使中低收入群众收入有明显的增加。在工业化进程中,通过将制度创新与政府扶持相结合,立体开发,全面促进居民收入倍增计划的实现。

参考文献

[1]阿尔冯斯·波特霍夫,恩斯特·安德雷亚斯·哈特曼.工业4.0(实践版):开启未来工业的新模式、新策略和新思维[M].北京:机械工业出版社,2015.

[2]约瑟夫·熊彼特.经济发展理论[M].北京:商务印书馆,1990.

工业4.0背景 第5篇

再来看“智能城市”，“智能家居”模式也可以在城市街道实现。比如交通系统，公交站点可以和公交公司总部连接起来，当公交车站有很多人等候的时候，总部可以自动派下一班车过去。现在我们可能是每隔10分钟或者20分钟发一班车，未来可以完全按照人们的需要进行发车。要实现这些，所需要做的就是将交通系统的各个环节都连接起来，完全靠智能系统掌握乘客的需求。

还有“智能工业”，工厂的生产流程也可以高度智能化。智能化的工厂完全可以由物联网来加以控制，也就是说，生产流程完全由电脑来加以整合。实时的生产监控程序知道需要怎样的新材料，怎样的工序来确保生产流程顺利进行。这个不是简单的生产自动化的问题，而是实现智能的控制，如果系统监测到生产流程中突然出现故障的话，机器会自动暂停运作，自我修复，而不是继续运行，不断生产残次品。所以通过信息技术，我们可以保证对能源最有效的利用，这些都是将来智能化工厂所应具备的特点。

物联网体现了一种全面的，整体性的发展观念，这种全局的发展观使我们生活的各个方面变得更有效，更高科技，更环保，同时在社会意义上也更包容。我们可以在许多方面实现智能化，包括智能化经济，智能化生产、智能化工厂、智能化生活、智能化家居、智能化的交通、智能化物流、智能化供应链、智能化治理、智能化环境等等。

智能化工厂意味着什么呢？首先各种数据需要进行整合。比方说，一个小小的手机里很多感应器，这些感应器会产生出各种数据。过去，这类数据都是要储存到数据库中并进行结构化处理，但是现在我们可以看到，所有的数据都是自动存储在大数据库当中，这个大数据库是没有加以结构化的，没有按照某种方式进行分类，这是大数据的一个方面，它和智能化技术密切相关。所以首先要整合生产过程中产生的所有数据，然后对这些数据进行分析，这些数据分析能够确保整个生产流程正确运行，如果发生故障则自动发出警告。

智能化工厂需要做的是，它的生产流程要基于信息技术系统进行运作和控制，从而发现生产过程中的需求。信息技术系统产生的是数字化数据，但这些数据能够影响生产流程，这个过程中又会产生新的数据，反馈到信息技术系统。所以两者之间不断地进行相互反馈，这使得整个生产流程变得极其高效。

信息技术系统也可以把不同的工厂连接起来。比如一家工厂在进行生产的时候，某种原料用完了，它的供应商会自动获取信息，及时提供原料，因此整个生产系统也不会因为原料不足而停止运作。这种将信息技术和生产结合的方式，可以催生出一些新型的、智能化的商业模式。

为什么德国对信息技术和实体生产结合感兴趣呢？德国有非常发达的制造业，整个制造业的产值是非常大的，这是德国和其他经济体不同的地方，有一些国家更多依靠金融行业，他们整个生产的稳定性或者整个经济的稳定性不如我们。而且我们走的是一个制造业大国的道路，现在中国和我们还是比较像的，也是高度重视制造业，很多经济的增值部分都是在制造业部门。我们的制造业不能一成不变，我们需要提升制造业的效率，让成本更加低廉，所以需要对其进行信息化改造，这就是我们为什么重视工业4.0的原因。

德国的制造商和一些研发机构、大学的团队正在开展合作，我们专门建立了一个研究联合会，各方在这个平台进行分工，进行相关实验，模块制造，产品加工等。比如戴姆勒公司就和一些大学在这个平台上开展合作。联合会还会关注环境，研究有关环境保护的方案。联合会还有一个小组专门研究新的技术、新的生产方式的改变会怎样影响人类的工作。这一点非常重要，在德国，政府和学者非常谨慎，一开始就强调一定要让工会参与其中，为什么呢？工业4.0用了很多信息科技技术，这毫无疑问会重塑整个生产流程，工人们就会受到影响。大家都知道，在工业1.0时代发生过工人捣毁机械的事件，为什么呢？因为他们觉得这些机械夺走了他们的饭碗。现在的情况是类似的，信息技术可能会让员工丢掉工作，所以在这种担心下，他们会不配合甚至进行破坏。我们需要和他们讨论，告诉他们未来整个工作环境是怎么组织的，希望他们来参与进去，最终让科技来改善他们的生活，而不是让他们的处境变得更糟。

工业4.0背景下的个性化定制探讨 第6篇

2013年德国提出了“工业4.0”发展战略, 我国借鉴德国智能生产经验, 提出了中国版的“工业4.0”规划《中国制造2025》, 将互联网等新一代信息技术与制造行业进行深度融合, 不断转型升级, 这也为定制服务提供了物质基础和技术支持, 个性化定制的商业模式也将越来越普及。因此个性化定制越来越受到人们的关注, 并不断成为智能制造的核心内容, 如何开展个性化定制服务成为关键。谁先进行个性化定制服务, 谁就抢占了市场先机。

一、工业4.0引发制造变革

1. 工业4.0的概念

“工业4.0”是2013年德国在汉诺威工业博览会上提出的概念。它描绘了智能制造的宏伟蓝图, 认为这是继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后的第四次工业革命。不久的未来企业将建立信息物理融合系统 (CPS) 进行高度数字化和网络化生产, 将传统制造业向智能化转型。

2. 工业4.0的内涵

在工业4.0蓝图中, 人与人、人与设备、设备与设备间将通过互联技术融合在一起, 实现无缝对接, 同时它也将企业与企业、企业与消费者对接在一起。其核心物理信息系统 (CPS) 使产品设计过程、服务过程和企业管理实现数字化、网络化和智能化。物联网与信息技术的应用将产品从地域限制中解放出来, 从而更快、更好地满足用户的个性化需求, 这也是智能制造时代竞争优势的核心来源。

工业4.0下的智能工厂, 不像以往的一套流水线或一个车间, 而是一个包含设计、采购、制造、营销和服务的全流程生态圈, 是一种满足用户需求的系统。解放企业界限, 将最有效的资源引入到自己的智能制造终端上, 才能更快满足用户需求。

二、个性化定制概述

1. 个性化定制的定义

个性化定制又称为个性化服务, 是一个公司根据用户的需求而设计生产的服务, 或是企业依据用户身份、爱好、品位等个人特色及购买行为、习惯等因素为用户提供特色的产品与特殊化的服务。其核心内容是尊重用户的个性化需求, 通过对每位用户开展差异性服务, 最大程度地满足用户需求。

2. 个性化定制的优势

个性化定制是企业以人为本经营理念的体现, 是工业4.0背景下企业核心竞争力的重要体现。其优势主要有:

(1) 提高了用户的忠诚度。生产前用户可以通过便捷的信息渠道, 及时地与产品提供或设计部门进行沟通和联系, 极大地缩短了选择产品的时间;同时生产过程中, 用户也可以通过网络系统及时关注生产进程, 有任何问题可以直接协调解决, 从而提高对于成品的满意度。由此可知, 用户的粘性和对企业的忠诚度会大大提升。

(2) 降低库存成本。先前企业都是先生产后销售, 产品不一定能全部售出, 所以剩余产品产生了库存成本。然而基于工业4.0, 用户可以先定制, 企业后生产, 需求多少就生产多少, 降低了库存积压, 很大程度上提高了产品周转率, 资金使用效率大大提高。

(3) 可以降低销售成本。其一, 个性化定制使得生产厂家直接面对消费者, 省去了中间渠道商和销售的费用;其二, 在定制服务中, 产品是根据用户需求或者是根据用户自身设计生产的, 只要保证质量和合理定价, 这些产品自然就会到达用户手中, 因而基本可以省略销售费用和产品推广的费用。

3. 现阶段个性化定制遇到的问题

由于现阶段是工业4.0的起步阶段, 生产设备还没完全达到智能标准, 生产的工具有限, 并且还没有形成全套的生产系统, 因而在产品生产的质量上会出现些许问题。某些个性化产品的零件由于需求较少, 在购买和材料的提供上出现了一定的困难。其次就是知识产权的保护问题, 在互联网时代, 信息传递快速便捷, 用户在个性化产品中的创意和设计容易被他人共享或盗用, 所以需要使用知识产权在分享与保护中做一个权衡。

4. 个性化定制的模式

(1) 用户自己设计个性化产品。此种模式下, 用户部分或完整地投入自己的想法, 企业则将用户的想法或设计的产品变为现实。用户可以获得极大的参与度, 良好的体验最容易被用户所接受。相对于下面的模式, 它所产出的商品更具有特色与个性。

(2) 企业为用户提供个性产品。一方面, 企业可以销售产出的个性化成品供用户直接消费。另一方面, 企业也可以提供用户产品的多元素模块用以组合搭配, 并最终把产品变为现实。较上面的模式, 半自主性的设计过程更加简单方便, 比较适合初级设计者。

三、个性化定制策略

1. 以用户为中心, 提升用户体验

基于工业4.0的智能工厂只是智能生产的最终载体, 而非智能生产本身。用户才是构造真正智能定制体系的关键和核心。因而, 工业4.0不仅仅是搭建智能工厂, 以智能工厂为载体创造超预期的用户体验才是最终目的。

传统的商业模式是“先制造、后销售、再消费”, 企业提供什么, 消费者被动地去接受企业所提供的产品。企业先前所提到的“以用户为中心”的思想本质上还是以企业为主导的, 消费者相对于企业依然是弱势群体, 沟通仍然是单向的。而基于工业4.0智能制造的背景下, “先个性化定制、再制造、后消费”的新型商业模式给予了用户极大的自由度和参与度, 用户需要什么, 企业提供给用户个性化服务, 企业真正地去理解思考用户的需求。工业4.0时代, 企业创新的目的是为企业本身还是为用户就成为了关键所在。假若企业再以自身为中心, 则难以在智能制造时代生存下来。

企业将用户接入产品设计、制造、交付的全流程中, 通过规范化的模块实现定制生产, 用户只需要将不同模块进行选择与组合, 就能构建出成千上万种符合用户特色的个性化产品, 使产品设计极大简化。每个用户都可以充当设计师, 感受设计带来的舒适体验与满足感。海尔集团提出“你来设计我来实现”的口号, 用户可以自由决定产品的外观、性能、颜色、大小。今年, 海尔完成了首台个性化空调的定制, 开启了个性化制造的时代。工业4.0也使工厂变得透明, 用户可以通过网络系统实时零距离地接触整个定制生产过程, 了解供应链情况, 掌握制造进度, 追踪货物交付。一切尽在用户的掌控之中, 提高了用户在商业过程中所处的地位, 提升了用户的体验和主动性。

2. 注重“长尾”部分的开发

(1) 长尾理论概述。2004年, 美国《连线》杂志总编辑克里斯安德森首次提出长尾概念, 用以描述亚马逊和Netflix之类的网站的商业和经济模式。在《长尾理论》一书中他提出, 只要储存和流通的渠道足够大, 需求不旺或者销售不佳的产品共同占据的市场份额就可以和那些数量不多的热卖品所占据的市场份额相匹敌甚至更大, 这就是长尾理论。如图1所示, 图形的左半部分是主要部分, 指的是热门产品, 主要满足大众化的需求;图形的右半部分是长尾部分, 指的是销售不佳的产品, 满足用户的个性化需求。

长尾理论可以表示为, 一定条件下, 长尾部分面积≥主要部分面积。虽然单从特定产品看它的需求量不大, 但是当品种繁多的冷门产品加总在一起时, 它们所占的市场份额足以和主流市场的份额相匹敌, 甚至超过主流市场的总体份额。

它是对“二八定律”的突破, “二八定律”认为20%的热门产品会带来80%的收入, 即为图表的左半部分, 因而他们重视热门产品的生产和销售。然而长尾理论正好相反, 关注80%的冷门产品市场, 他们相信将冷门产品集合在一起经营所销售的份额与热门产品的销售份额可以是一样的, 甚至更多。

基于工业化4.0的智能制造使个性化定制成为可能, 最大程度地降低了定制成本, 尾部的关注度得到提升。由此, 图1中的曲线从实线的位置变到了虚线所在的位置, 长尾的部分变得更长更扁平, 各类非大众产品的市场份额总和在不断提高, 主体部分和长尾部分间的差距在不断减小, 当到达一定程度, 长尾部分众多销量不高的产品共同所占有的市场份额将与主体部分数量不多的热卖产品所占有的市场份额相同, 甚至将其超越。

(2) 从大规模生产向多品种小批量定制转变。传统的规模生产是以产品生产为中心的, 以规模经济为理论基础, 是生产方的规模经济;而长尾部分多品种小批量定制是范围经济主导的, 关注消费者需求, 更加注重产品的多样性以及对个性化的追求, 消费者对于众多差异化产品的分散需求形成规模优势。随着物质文化需求不断提高, 人们对于与众不同的表达意愿越来越强烈, 追求个性化并且偏向于琳琅满目的另类产品。信息技术时代产生了长尾理论, 多品种小批量定制正是长尾理论的体现, 同时依托于智能制造网络, 企业能大大降低销售、库存和信息传递等小批量定制成本, 能够迅速增加产品种类, 满足更多消费者的个性需求。如今, 许多互联网企业通过销售如音乐、游戏币和电子书籍等虚拟产品获得高额利润, 其支付和配送费用基本可以忽略不计, 把长尾理论发挥到了极致, 这也是对长尾理论的最好诠释。因而基于工业4.0, 小批量生产更适用于个性化定制, 大规模制造向多品种小批量生产转变迫在眉睫。

摘要：随着工业4.0的出现与发展, 智能制造使得个性化定制等新模式不断涌现, 这将极大地改变现有商业运营模式, 甚至将其颠覆。本文主要分析了工业4.0与个性化定制间的内在关系, 阐述个性化定制的模式, 探讨个性化定制的优势与现阶段问题, 最终提出了一些个性化定制的发展策略:提高用户体验与关注“长尾”部分的开发。

关键词：工业4.0,个性化定制,用户体验

参考文献

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[3]褚丽娜.探析移动电子商务的个性化定制方向[J].商场现代化, 2014 (23) :99-100.

[4]吴兴杰.阿里巴巴的第二次春天在哪里?——2020年后工业4.0时代的“智能制造”将会颠覆电商平台[J].商业文化, 2014 (31) :6-27.

[5]克里斯安德森.乔江涛, 译.长尾理论[M].北京:中信出版社, 2006.

工业4.0背景 第7篇

工控行业是面向制造业服务的一项重要技术产业,其产品囊括了工业计算机、仪器仪表、变频传动、执行机构、工业电器等门类,据中国工控网有关数据统计,我国是控制系统应用数量最大、技术变化最快的国家,2013年中国相关自动化产品市场已近3000亿元,而基于行业电商平台的销售规模不足2%。随着工业4.0的兴起,今后几年内,大量可自律操作的智能生产和服务系统将大量出现,并促使制造业向智能化、服务化、数据化和网络化的转型升级。同时,工业4.0还将重塑现有工业品价值链体系,工控产品销售的“去渠道化”必成趋势,这将对国内现有数千家传统产品销售商带来巨大冲击,同时也给行业电商发展带来巨大商机。

1 现有的工控电子商务发展现状分析

近几年来,国内涌现了不少专注于工控领域的电商平台,主要有三种模式:一是由大型产品经销商构建的第三方电子商务平台,如GKcity工控商务网、工业电气分销网、固安捷工业品超市、工品聚、工品汇等。二是由垂直行业门户网站建设的电商采购平台,如中国工控网和中华工控商城。三是由厂商自建的产品商城,如ABB在线、研华在线、OMRON在线等。虽然,现有的电商平台抑制了一些企业关系采购、暗箱操作等行为,但是并没有真正带动行业电商的规模化发展。根本原因在于发展模式落后,如:

1)“淘宝”现象严重:大多平台抄袭“淘宝”发展模式,依靠商品陈列、价格促销、品牌专区、SEO推广、在线客服等传统快速消费品的电销模式,而工控产品作为一项技术型的工业品,其服务对象是企业群体,靠低价竞争不符合现状,因此,必须站在企业需求角度来考虑网站的用户体验。

2)与企业现行采购模式冲突:大多企业采购工控产品,一般采用招投标模式,并且需要线下技术人员服务,现场验收合格后才付款,而现有的行业电商平台均不支持在线招投标。

3)专用化服务支持能力弱:由于工控产品采购涉及产品种类多、技术复杂、流通渠道多、价格波动大、采购货期长等因素,现有平台难以在线上提供精确的技术参数,产品选型指南,产品应用场景模拟,以及产品可替代性比较等,同时线下的产品安装、调试、维修等服务,作为单纯的网络运营商难以保障到位。

4)与现行产品销售模式矛盾:现行大多厂商通常都自建代理销售渠道,按代理商层级与销售任务制定严格的销售价格,电商模式与其销售渠道带来冲击,一般难以给予特价政策。而且,现有行业电商平台在产业价值链中没有话语权,无法取得厂商的信任与支持,不能保证正品渠道、产品货期和优势价格,这也制约了现行电商平台的发展。

2 面向工控行业的电子商务创新模式研究

针对现有行业电商的发展现状及存在问题,以及企业用户对工业品采购的需求分析,结合当前工业4.0的发展背景,需要为以下七个方面进行探索,研究一种新型的工控电商发展模式。

1)一站式阳光采购:一站式阳光采购是指平台不仅能提供门类丰富的自动化器件产品,还能提供解决方案及技术服务产品销售,而且能与企业现有招投标制度结合在一起,将采购招标业务流程固化在平台上,开发在线招投标支持系统,支持招标信息发布、供货商备案、竞标报价、在线评估、订单生成、质量验收、合同付款等全流程,实现公开、公正和合理化阳光采购,杜绝关系型营销的暗箱操作等行为。

2)供应链协同:由于工控产品种类繁杂、价格波动大、货期不稳定性等因素,并消除传统渠道营销模式的影响,整合产业链的上端资源,实现业务协同,是决定平台成功的要素。以行业大型分销商或制造服务龙头企业服务主体,在其已有供应链基础上,与数百家厂商共同发展新型电商服务模式,才能消除最终用户的信任危机,并能保证信息准确性、货源正品性、交货及时性和价格稳定性。同时,可通过EDI订单数据交换中心,实现用户、平台和厂商等之间实现快速联动和业务协同。

3)专业主题服务:由于企业对象众多,不同企业针对其设备对象需求,所采购的自动化元器件及技术服务偏重点不一。因此需要为不同企业群体需求,横向开设过程控制、运动控制、机器人、变频控制、流体控制、电气成套等专题专区,纵向建设电力、石化、冶金、机械、水处理等行业主题专区,支持不同主题专区服务,开展个性化营销和推广,并支持企业用户定制个性化的产品目录和常用器件模板。

4)场景式服务:以行业应用为中心,围绕解决方案建立全方位场景导航服务和虚拟应用场景体验服务。场景导航可包括设备技术改造、新建DCS工程、PLC技术调试、变频节能工程、备品备件采购等,不同场景由不同解决方案组成,解决方案包括方案描述、系统架构、技术特点和器件清单等组成,部分解决方案还能通过虚拟化场景图示为用户提供最佳导购体验。以智能建筑的恒压供水解决方案为例,通过Flash或3D技术,将恒压供水的工艺流程以图形化的人机交互界面展示出来,用户可以清晰看到解决方案构成及动态效果,以及方案所采用硬软件配置清单,用户可迅速关联查询产品的详细信息、近期销售情况、可替代产品等,从而迅速进入订单处理环节。

5 )全生命周期服务:传统的电商平台仅能提供导购、订单、支付和物流服务,由于工控产品的技术复杂性与应用相关性,当前的服务模式完全不能满足用户需求,新型行业电商平台必须能提供面向解决方案的全生命周期服务,从规划、设计、集成、实施、供应和服务等方面提供线上线下支持,这需要平台运商店能聚集更多的服务主体资源参与服务链协作。

6)专业化系统支持:随着工业4.0的到来,智能生产和制造服务系统将大量产生,今后的工业品电商平台需要研究与专业化服务支持系统的集成方法和模式。如与设备的运行监测系统、维修维护系统、移动检系统等集成,研发面向智慧工厂的APP应用系统是个重要途径,其能监测设备的实时运行情况,并能对故障进行诊断,从而生成器件更换、安装、调试等技术需求,从而使电商平台迅速做出预期判断和主动服务。

7)与互联网金融结合:针对企业用户现行的采购金额大、流程环节多、付款慢等问题,影响服务商的资金链运营,可探索研究与新型互联网金融的融合模式,如项目众筹、订单融资、信用付款、担保交易等手段,在三方(采购方、供货方和平台方)供货协议基础上,灵活地运用当前的互联网金融手段,平台还可融合第四方的仲裁、保险、支付等机构资源,合力做好风险控制。

3 工控行业电子商务平台参考架构设计

在工业4.0发展驱动下,基于当前工控行业电商发展模式的落后性,我们探索设计一种面向服务架构的工控行业电商平台,其参考模型如下:

其以第三方专业化服务商为体,融合其供应链资源和线下遍布全国服务网络,打造集阳光一站式采购、场景导航、虚拟体验、供应链协同、专业化支持等创新服务模式。平台参考架构可由用户接入层、信息门户层、应用服务层、运营管理层、技术支撑层五部分构成。其中:

1)用户接入层:在支持多模式接入的同时,重点面向用户群体打造个性化的移动APP应用系统,加快与移动互联网技术融合,建立面向企业的应用服务空间(商店),包括产品目录、产品选型、订单处理、安全支付、物流查询、货期查询、售后服务等常用功能系统,以及设备巡检、社交圈子、信息发布、招标采购、集单团购等增值服务功能,系统支持个性化信息内容定制,支持软件功能定制,支持与专业制造服务系统的信息集成,发展面向智慧工厂的APP应用商店服务模式等。

2)信息门户层:面向公众的网站信息门户,要根本上强化场景导航和应用体验,打破“淘宝化”的电商网站模式,可建立资讯中心、品牌中心、交易中心和服务中心,要重点打造独具行业特色的专业服务中心,可按技术方向和行业应用划分服务主题,建立解决方案专题专区,强化虚拟场景导航与体验服务,建立虚拟工厂样榜展示间,同时可配套功能齐备的在线服务工具软件,如三维尺寸浏览、在线选型对比、关联查询、正品识别等。

3)应用服务层:主要针对企业会员与加盟商提供服务应用系统,企业会员主要针对采购用户群体提供个性化服务空间和应用商店,服务空间可包括购物车、订单、支付、物流、售后,以及产品目录等日常功能,并可在应用商店下载各类APP应用系统。加盟商主要包括供货商和服务商两大主体,系统主要提供商铺管理、产品管理、订单管理、信息发布、帐户管理等功能。

4)运营管理层:面向平台运营商提供后台运营管理系统,包括会员管理、加盟商管理、内容管理、服务管理、运行监控等日常功能,关健还需要探索面向工业大数据的营销服务模式,通过与工厂现场服务系统的信息集成,提供精确营销和主动感知服务。

5)技术支撑层:研究基于云计算设施的电子商务平台架构,充分应用分布式计算、虚拟数据空间、CDN存储、信息安全等关键技术,并重点能基于SOA架构,不断推出按需定制的软件服务组件,将应用软件服务参与电子商务全程化运行,大力提升用户对网站的黏度。

4 结束语

本文结合工业4.0时代的发展趋势,探索研究一种面向工控行业的第三方电商服务模式,围绕一站式阳光采购服务,从供应链协同、个性主题服务、虚拟场景体验、专业服务支持等建设要点方面分别阐述了观点,以及能解决当前行业电商平台的发展瓶颈。同时,给出行业电商平台的参考模型,全面增强了用户、平台和厂商等的业务协同,并为用户提供前所未有的用户体验模式,促进行业电商平台的专业化和规模化发展。

摘要：以互联网为基础的电子商务已遍及各个行业领域,特别是消费品的电商网购已如火如荼。尽管近年来,许多工控企业触“电”已渐成潮流,但工控行业并没有搭上互联网这趟快车,究其原因是大多企业仍延续“产品商城”的电商模式,与专业服务化市场需求完全脱节。分析和探讨工业4.0发展背景下的工控行业第三方电子商务发展模式。

关键词：工业4.0,工控行业,行业电商,MRO工业品,B2B,专业制造服务

参考文献

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[6]胡珀.面向轮胎行业的电子商务系统设计与实现[D].电子科技大学,2014.

工业4.0时代的工业软件 第8篇

大国不能没有制造,制造业是一个国家综合实力的象征,是在全球化中赖以生存的资本和保障。纵观美欧等发达国家的强国之路可以看出,具备规模雄厚、结构优化、技术创新能力强、发展质量好、产业链国际主导地位突出的制造业是国民经济持续发展和繁荣及国家安全的基础。

德国工业4. 0 的发布,引发了中国制造业深入的思考,制造业要适应用户需求个性化、多样化、多变化,“更好地满足客户个性化要求和最后一分钟的要求”[1]; 但是大工业产生的大规模流水线装配作业在推动工业化进步、实现更高生产效率的同时,却限制了灵活性。在消费者个性化追求的驱动下,企业由大规模标准化制造向大规模定制化制造转型,需要借助互联网、大数据等信息技术,使得大规模个性化定制不仅是可能,而且成为必须。

中国制造业虽然门类齐全、规模巨大,但也有自身明显的不足: 多数企业还处于提升质量、控制成本的自动化初级阶段,如何做到效益最佳、损耗最小、污染最少,仍是难题。中国工业跳跃式发展了几十年,更多的是引进、模仿、细微的改变、局部的优化,忽略了对制造过程细节的领悟和自我价值的提升,更缺少对知识积累的重视和作为,亟需对制造过程有更多、更深的认识,而这个过程将是一个漫长、痛苦、放弃与创新同在的过程,是一次以渐进方式发生的革命,要顺势而为。所谓顺势,就是要顺应制造业转型升级之大势,顺则昌盛、逆则消亡; 所谓而为,就是与其被动跟随,不如主动应对,在弄潮中有所作为。

从本质上而言,互联网+ 制造、智能制造、工业4. 0 等具有相同或类似的本质特征和内涵,就是充分发挥互联网技术的特点和优势,与工业深度融合,通过将信息嵌入传统制造过程而产生智能,形成智慧型制造,不仅提高制造的品质,而且在成本可控的同时满足用户对产品的个性化需求,这是当前中国制造业实现转型升级、持续发展,从而提升全球竞争力的具体举措。

“两化融合”催生了大量的工业软件,推进智慧型制造,其核心是“软实力”,“软实力”要通过各种工业软件来达成。工业软件即工业+ 软件,其中工业是指制造( 需求) ,软件是指产品( 服务) 。在未来工业4. 0 时代,工业软件的作用将更加突出,且制造技术与IT技术的融合将更加深化,各类工业软件的集成应用将呈现出更高的一体化特征。

1国内工业软件的现状

1 . 1工业软件的特殊性

工业软件的开发与其他类型的软件产品不同,要求与行业更为贴近,这其实涉及两个方面:开发过程的特殊性、人才培养的特殊性。从宏观着眼,需要开发者既熟悉行业知识,又了解软件开发,往往需要行业专家与软件开发人员的紧密配合,仅仅依靠软件工程师是编写不出工业软件的。从微观着眼,则要求企业在产品开发之前进行调研,了解工业企业用户在应用上关注的焦点,提高开发的可靠性,满足企业智能制造的要求。为了保证工业软件产品的实用性和可靠性,在技术线路上要特别关注前期的“应用调研”和后期的“工程评价”。

1 . 2国内工业软件的不足

经过近十年的发展,国内工业软件产业有了长足的发展,形成了巨大的规模,但除了部分行业的MES软件具有了一定的竞争力和市场份额外,多数还处于低端竞争,缺少品牌号召力和质量优势; 高端的仿真设计、分析工具、企业管理和先进控制软件仍然是巨头在垄断市场。国内工业软件的不足之处如下[2]:

( 1) 缺乏自主知识产权和民族品牌。企业用于生产优化控制、能源管控等与生产工艺紧密结合的MES软件系统往往没有很好地引进消化,制约了企业的工艺改造、产品创新和结构升级;知名套装软件多为国外产品,存在价格贵、行业适应性不强、二次开发量大、服务保障能力不足、实施和维护总成本过高等缺点; 而国内定制化软件由于产品化程度不够,在系统结构的稳定性、可扩展性以及实施周期方面也存在问题,这些都严重制约了企业制造智能化水平的提高。

( 2) 自主创新能力不强,关键技术受制于人,无法引领技术发展,还不能形成完全自主的产业能力。国外跨国企业在大型应用软件上,仍然占有相当大的市场份额,在技术上引领着未来的发展; 在高端应用市场,软件平台、中间件、数据库、设计仿真工具,以及商务智能分析等软件以引进为主; 用于制造业企业生产管理、物流调度的MES软件,由于其涉及面广、技术难度高、涉及行业和企业管理内涵较深等原因,导致产品化程度较低,直接制约了工艺的创新、生产效率的提高以及企业总体经济技术指标的实现。

( 3) 对引进技术创新不足,维护和二次开发资源投入不足。数学模型是工业信息化和自动化的核心技术,与产品品种和制造工艺相关的工艺与控制模型没有大的创新性突破; 企业不能有效地对控制和管理模型进行提升、优化、维护和二次开发,导致工程可以验收,但随着工况变化而不能持续稳定可靠地运行,从而影响产品质量; 企业要开发新产品时,原有模型参数不能适应,自身又无法把握模型结构参数的调整,导致不能自如地对数学模型加以改进和调整,限制了新产品的开发。

( 4) 信息工程建设的系统性和规范化还有待加强。国内外先进企业在企业的信息化、自动化系统的建设方面非常注重整体规划、系统集成、规范实施,这样很大程度上会使企业的信息化建设提高效率,节省投资; 但许多企业由于历史的原因,在信息化、自动化的建设中缺少系统的规划和规范的实施,因此造成信息孤岛和信息集成不好,影响了信息化系统对生产经营管理的支撑,反过来挫伤企业对于信息化支撑作用的积极性和信心; 系统规划需要专业的技术队伍。

( 5) 由于供应商采用项目型运作方式,开发时只关注满足最低限度的功能需求,因此无法在产品架构、行业知识方面形成积累。企业信息化是将自身的管理理念和流程物化在软件中,所物化的软件能否满足设计者的初衷,取决于开发者所采用的技术、对需求的理解、软件的设计能力等诸多因素; 过分强调应用需求的个性化,使得工业软件的开发无法借鉴已有的成熟技术成果和稳定的软件产品,一切从头做起,这在一定程度上成为企业信息化系统产品化、提高软件产品成熟度的障碍。因此,非常有必要对先进企业和示范工程的经验进行总结提炼,梳理和提炼共性的需求,加强应用的规范性。

总之,国内工业软件竞争力不够,根源有二:创新性不足、大型软件设计开发的能力不够。

2工业软件面临的挑战及对策

如图1 所示,工业4. 0 时代,智能制造涉及企业运营的各个方面。

中国工业软件面临着理念和技术的巨大挑战,传统的工业软件技术架构和服务模式都有待转型和升级。

工业4. 0 特别强调CPS( 信息物理系统) 的重要性,CPS将成为人类与物理世界互动的模式,企业级CPS建设任务最终将归结为: 如何形成以智慧型MES为核心、重构MES与ERP功能、并将各类工业软件集成到统一的OMP( 运营管理平台) ,最终形成虚拟工厂。

2 . 1CPS将成为人类与物理世界互动的模式

在当今互联网环境下,任何物理实体都有其对应的虚拟空间,即CPS,将虚拟世界里的关系透明化,这产生可量化的智能逻辑。针对各物理对象建立虚拟空间描述,以数字化方式表达实体对象( 如: 产品、设备、产线、仓库、运输、企业、用户以及流程中的人,等等) ,针对数字化对象形成控制方案,控制者可以代表具有自主协调和计算能力的控制设备、人或其他生命体,最后再作用到物理实体,这将是人类与物理世界交互的基本模式。

2 . 1 . 1智能制造需要“软实力”的打造

智能制造战略的推进重在软环境的建设,以虚拟工厂呈现出企业所有经营活动的映像,可以自然地从事各类计算、仿真、设计、预测、优化、决策等,并能够及时准确地控制实体的制造过程。鉴于在虚拟空间开展工作具有更好的灵活性,要尽可能在虚拟空间( 基于数据,通过软件工具) 完成一切有可能产生额外成本( 时间、经济考量) 或存在某些不确定性需要进行验证的工作; 要基于各种约束条件( 动态的) 和未来工况预测,由更接近市场的知识型员工做出最佳决策,决策随时得到来自系统知识支撑; 执行决策的制造系统要足够灵活,通过IT配置规则灵活调整工艺制造路径和过程( 在制造的最后阶段也允许对需求做出调整) 。智能制造的核心是智能优化技术,具有广阔的应用空间,其中智能是指能对变化及时恰当反应( 柔性) ,优化是指所做反应策略能达到最佳化程度。

2 . 1 . 2企业级CPS是工业软件的综合应用

构建企业级CPS就是要形成一体化的企业制造运营管理系统,进而实现对人员、经营过程、技术和资本资产的管理,其核心理念是资源的协同,为支持有效的生产,原材料和零部件必须以合适的质量和及时的方式输送到位,这就特别关系到它们的采购、物流、贮存和运输。为此,需要在虚拟制造环境完成从产品设计、数字实验到制造工艺参数和流程设计过程,并以数据不落地的方式进入实体制造环节及产品规范、制造计划、物流配套的准确制定和无缝衔接,这就意味着:在系统中实现虚拟制造与实体制造的贯通; 通过精细、及时地组织发货顺序和企业内的物流,将产品分发给客户,同时搭载对产品的全生命周期的服务支持。

美国ARC顾问集团提出了OMP的理念和架构[3]。OMP强调协同制造的理念,需要将与企业生产有关联的所有管理系统更紧密地耦合,并整合和扩展在一个平台上,体现出制造企业在内部更集中、在外部与客户和合作伙伴之间更灵活、彼此更赋有责任的理念。为此,OMP在技术上要实现下列功能: ( 1) 规范和统一多种工厂IT软件的环境; ( 2) 充分互联,管理工厂运营流程与企业级运营流程之间的接口; ( 3) 提供完全的可视化以及企业决策支持; ( 4) 涵盖所有应用功能,包括价值链、生产生命周期以及价值生命周期;( 5) 将单个或多个工厂系统纳入商业流程中,优化工厂运营流程和系统; ( 6) 实现跨地域、分布式生产设备管理以及外包型生产运营方式。

2 . 2智能制造需要更加智能的MES

制造过程中,核心依然是MES,要打造更加敏捷、柔性、富有智慧的MES,需要配置大量的软件环境,构建全程与全面可视、产品质量一贯制体系向前后延伸、个性化订单与标准化制造计划的智能匹配组织、先进的排程与仿真、能源环境指标约束下制造管理,且成本可控、富有竞争力的制造管控系统。

现有MES大多只提供了一个替代经验管理方式的系统平台,没有建立面向产品设计与制造一体化的知识库支撑体系,缺乏通过智能传感器、虚拟仿真、智能优化模型库等对千变万化的制造过程进行优化调控的手段。

构建实时、敏捷、柔性、智能化的MES,是工业4. 0 模块化制造系统的重要内涵,也是打造柔性工厂的必要条件,因此需要探讨开发柔性的人机一体化运作方式以及大规模定制下的生产模式:

( 1) 基于数据。基于数据完成知识的提炼和传承、优化策略的生成、指标体系的重构等,通过对制造大数据的智能分析,建立工厂和车间数据模型,实时进行管控指标体系的重构,增加制造组织控制规则的柔性,以适应制造环境和制造流程的改变。

( 2) 基于知识。建立知识管理体系,将成熟的生产管理流程、专家经验、成熟制造技术诀窍固化在系统中。通过开发融入专家经验的生产仿真系统,使MES不仅为现场制造提供一个信息处理平台,而且也提供一个制造知识管理和传承的平台。

( 3) 基于优化。融入更多的模拟专家智能活动的功能,通过仿真与建模,建立虚拟制造的环境,模拟排产计划、计算作业负荷、测算交期周期、预测产品质量,并具有自组织能力,实现“人- 机一体化”的制造过程优化。

( 4) 基于指标。将实绩与指标实时比对,及时发现生产过程中质量、工艺、能耗、环保、工序成本等实绩与标准指标间的差异波动,采取措施,最终达到控制成本、质量、能耗、排放的目的,在一个更加精确的管控指标- 实时信息闭环系统下,实现精细化的管理。

( 5) 基于约束。能源效率以及相关的环境指标将成为企业运营的关键约束条件,将能源供给与环境指标作为强约束条件,制定制造计划,即在编制制造计划时,不仅需要合同计划、物料计划、设备产能和定休计划等,还要加入能源约束条件。

2 . 3构建OMP平台实现MES与ERP的再集成

在持续优化MES的同时,一个迫切要解决的问题是: 建立机制,来适应在不同背景下发展起来的工业软件,将这些存量的软件资产功能整合在同一个OMP上; 通过深入集成ERP的计划和MES实施方式,实现对生产的管理,由计划下达和生产实绩构成的实时控制环路帮助生产企业实现最高的目标。

MES与ERP系统的功能分担会进一步得到优化,淡化MES与ERP系统间的天然界限,功能实现更加灵活,将合同计划、生产计划等原来分布在各级独立执行的功能整合,形成一体化的计划系统,借助智能优化和仿真技术手段,建立先进的计划排程系统(APS),提高计划编制的效率和灵活性;MES制定与实际生产控制和目标最匹配的虚拟生产环境,不断更新资源的当前特征以及订单变化情况。

2 . 4建设虚拟工厂有效配置软件资产

通常,制造企业都拥有多个、不同时期投入、不同IT公司提供的独立开发的软件系统,这些软件都有自己独特的理念、青睐的供方以及专门的系统; 随着系统规模的扩大和新需求的不断出现,更多新的应用程序被引入或开发出来。为了保持设备正常运转,企业需要花费大量时间和精力去处理、传达和交换信息,非常低效,而可能出现的信息孤岛或系统孤岛使事情变得更糟糕。所以,大量的存量软件资产存在可以优化的空间和需求,可以将其归结为存量资产的优化配置问题。

要在虚拟制造环境中完成产品设计到制造工艺参数和流程设计全过程,并与实体制造环节无缝衔接,关键工作是有效优化配置软件资产,使之满足管理决策人员和高级技术人员生产管理调度需求,也为各级管理人员经营决策提供参考。需要优化配置的软件资产主要包括: ( 1) 产品设计、开发、测试、实验与协同工具; ( 2) 优化调度控制软件工具; ( 3) 数据分析预测工具; ( 4) 工艺知识库与工艺控制软件; ( 5) 各类专家系统和规则库、函数库; ( 6) OMP决策支持软件。

3国内工业软件的实践

钢铁制造流程长、工序多、过程复杂,任何一个工序的瑕疵都会对最终成品带来质量上的差异,而高品质、质量的一致性是钢铁企业生存之本; 要制造出高品质、富有市场竞争力的钢材产品,对工业软件的要求也非常高,包括: 控制精度、实时性、系统规模、可靠性、使用的便利性,以及产品质量和成本盈利能力等,均通过工业软件来实现。

国外同类企业起步早,在这方面有大量的投入,通过长期持续的技术积累,形成了诸多类似的软件产品,并以“黑箱”模式推到国内企业,在中国钢铁业大发展的几十年中觅得良机,攫取超额利润的同时还不断验证成果。

国内企业多年不懈努力,取得了显著的进步,也开发了许多适用于国内制造企业需求的各类工业软件技术或产品,包括各类自动控制软件以及ERP、协同办公等各类企业信息化管理软件,尤其是近几年逐步形成规模的MES软件,体现了对国内制造行业知识的深刻理解,赢得了相当的市场份额。

宝钢在冶金模型引进、消化和再创新过程中,经历了30 多年的持续努力,所有的工艺控制和生产管理模型已经通过消化、吸收、再开发实现了“去黑箱化”,并在一些关键的制造环节积累了一些创新成果。上海宝信软件股份有限公司在参加宝钢30 多年的建设过程中,经历了“学着做、跟着做、合作做、自主做”的长期过程( 如图2所示) ,逐步在系统集成方面形成了“三全”能力,即: 全流程、全层次、全周期,可以为钢铁行业用户提供完整的解决方案,并部分辐射到其他相关行业。

国内企业在发展过程中,通过深入理解行业知识,并不断基于新的信息技术,逐步培养了大型工业软件产品设计开发和应用的能力,这种能力集中体现在全流程( 横向) 、全层次( 纵向) 、全周期( 端到端) 三个维度的集成。通过系统策划,持续开发平台型工业软件产品,通过数据网关、监控软件、实时数据库、信息管理平台等软件组成典型的工业应用场景,同时构成企业大数据平台数据接入的标准参考架构。构筑企业大数据的基础数据采集与接入平台如图3 所示。

充分物联的数据汇集进入企业大数据平台,依托云中心提供服务,充分集成且充满智能的ERP / MES仍然是企业制造的核心系统,借助各类数据分析与决策工具,以及各类制造工艺模型、参数库为核心的工艺软件( 如图4 所示) ,可以实现企业信息共享与高效决策,形成与客户和合作伙伴之间更加灵活、更加高效的协同制造运营中心。

4国内工业软件的发展

国内工业软件的发展既迫切,又任重道远,要正视工业软件的现状和问题,除在技术上实现突破外,尤其要重视来自品牌影响力的挑战。

4 . 1正视工业软件的现状和问题

国内工业软件多数处于基本解决方案阶段,尚不完全具备良好产品形态,拥有专利及独立知识产权的产品更少,这使得应用实施的效率不高,尤其是对产品技术规范的关注不够,难以形成产品技术的协同; 单元技术有所突破,但核心关键技术有待突破,集成平台缺乏,技术内涵有待提高; 在离散等行业存在海量数据的实时收集与信息集成的问题; 缺乏统一的工厂数据模型,各功能子系统之间以及与企业其他相关信息系统之间的集成有待提高,以提高系统效率; 针对特定需求定制开发比例较高,通用性和可配置性较差,难以适应企业业务流程的变更或产线、工艺变化等情况; 共性行业知识的积累与提炼不够,使得某些工业软件产品仅停留在平台和工具的层面,缺少必要的行业应用功能支撑。

4 . 2应对技术和品牌两个方面的挑战

在技术方面,工业软件属于技术密集型产品,开发周期较长。软件是制造过程的核心,一旦故障,将使生产过程瘫痪,损失巨大,而采购价格在整个工程投入中占比并不高,通常用户没有强烈的意愿采用其他装备而为此承担风险。

除了技术上的挑战之外,来自品牌的挑战更加严峻。一方面,用户在一定程度上形成了对国际知名品牌的天然依赖,认为风险较低; 另一方面,国外企业具有先发优势和富有弹性的盈利空间,其利用先发优势和长期以来形成的先进制造技术的优势地位,在维持“可接受成本”的基础上,针对快速变化的市场需求,提供较中国产品种类更丰富、功能更齐全、性能更稳定、使用更人性化、环境更友好的产品。这不仅挤压国内工业软件产品的利润空间,而且在一定程度上会动摇国内企业初期大量研发投入的信心和决心。

工业软件长期被国外跨国企业主导和垄断,国外企业形成技术主导的最主要表现形式是: 提高控制的智能化水平,将软件“黑箱化”,固化在自有的系统中,从而更强化其已有的垄断地位。因此,要打破垄断,必须从控制装备的嵌入式软件开始实现突破,在自主可控的系统平台上实现自动化与智能化控制功能,从而彻底摆脱对跨国企业的依赖。这样有利于技术传承和保护,降低成本,逐步收复已被外商垄断的市场,对国家的产业安全和工业信息安全至关重要。

5总结

在向工业4. 0 迈进的今天,若要以大规模、标准化制造的成本和流程,满足个性化制造过程,就要形成成本可控且应对个性化制造的柔性生产能力,建设虚拟工厂、提高工厂的智能化水平是破解这一难题的唯一途径,由此承载了制造内涵的工业软件的重要性和价值就更加凸显,开发具有自主知识产权的各类工业控制软件、研制集成开发平台势在必行,通过软件将信息嵌入到制造中,将“硬”制造软化,使其变得更加柔性、富有智能,这就是“两化深度融合”要义所在。

摘要：工业4.0描绘了制造业未来发展的前景,实现智能制造的核心技术都要通过软件来实现。分析了国内工业软件的现状和面临的挑战,介绍了国内工业软件的实践情况,指出将工业技术与IT技术结合,形成工业软件,将工艺制造技术转化为IT配置规则,是工业化与信息化融合的本质内涵。

关键词：工业4.0,工业软件,IT配置规则,CPS(信息物理系统),OMP(运营管理平台)

参考文献

[1]德国国家工程院.保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议[R].工业和信息化部国际经济技术合作中心,编译.2版.北京:出版者不详,2015.

[2]丛力群.以工业软件支撑“两化融合”的实现[J].信息技术与标准化,2009(12):17-21.

“工业4.0”崛起 第9篇

简单来说, “工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命, 就客户、消费者而言, 是个强调个性和定制化的时代。

对于资本市场来说, 以下相关产业将受益于“工业4.0”:智能机床、工业自动化、工业互联网、高端机器人、RFID (电子标签, 无线射频识别, 一种通信技术) 、传感器、3D打印等。

“工业4.0”概念解读:以智能制造为主导

“工业1.0”是机械制造时代, “工业2.0”是电气化与自动化时代, “工业3.0”是电子信息化时代。“工业4.0”则带有第四次工业革命的意味, 其目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式, 传统的行业界限在这里将消失, 并会产生各种新的活动领域和合作形式。

德国的学术界认为“工业4.0”是以智能制造为主导的, 包括智能生产、智能工厂、智能物流三个体系。

据工信部数据, 2013年我国装备制造业产值规模突破20万亿, 占全球比重超三分之一。2013年发电设备产量1.2亿千瓦, 约占全球总量的60%;造船完工量4534万载重吨, 占全球比重41%;汽车产量2211.7万辆, 占全球比重25%;机床产量95.9万台, 占全球比重38%。中国已经占据了全球制造业的三分之一。因此, 由德国提出、美国、日本跟进的“工业4.0”, 有全球制造业再竞争的色彩。

业内人士认为, 如果“工业4.0”在德、美、日成功推广, 中国未来依靠大规模工业化生产高性价比产品的比较优势将被显著削弱。在中国高铁、核电、特高压电网、通信出击全球市场的时刻, “工业4.0”的概念立刻成为国人热议的话题。

2014年10月, 国务院总理李克强访问德国时签订了《中德合作行动纲要》, 中国希望在“工业4.0”方面和德国加强合作。

2014年11月举行的第十六届中国国际工业博览会上, 中国首套自主研发的“工业4.0”流水线亮相。此外, 3D打印、工业机器人等相关产业的发展也呈现“火爆”的局面。

工业4.0时代 第10篇

未来，工业4.0将首先从两个方向展开，一是“智能工厂”，采用智能化生产系统和过程，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。

从实质上看，工业4.0 就是IT 技术与工业技术的融合。智慧工厂让用户的个性定制化需求得以满足，即使是一次性的产品也可以通过颇具收益的方式制造出来。在工业4.0中，对供应商而言，动态商业模式和工程流程使生产和交付变得更加灵活，而且对于生产中断和故障可以灵活反应。现在工业制造在制造流程中已经能够提供端到端的透明化，以促进选择决策的制定。工业4.0将会发掘出创造价值的新方法，开发出商业新模型。尤其工业4.0还将给新兴公司和小型投资者的发展带来契机，下游的服务也将从中受益。

在工业4.0 时代，网络技术、计算机技术、信息技术、软件将与自动化技术深度交织，发掘出新的价值模型。工业4.0能够持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益，同时能够将人口结构变动和社会因素考虑在内，并设定合适的方式来组织生产。智能辅助系统把工人从单调、程式化的工作中解放出来，使其能够将精力集中在创新和增值业务上。在关于熟练工短缺的问题上，工业4.0允许高龄的工人延长他们的工作生涯，使他们能够长时间地保持生产力。灵活的工作组织形式使得工人们能够更好地整合他们自己的工作，私人生活和持续的职业生涯发展将变得更有效率。

外资看好中国“工业4.0” 第11篇

《中国制造2025》是中国版的“工业4.0”规划,该规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,是第一个十年的行动纲领。

11月3日,以四叶草造型闻名的国家会展中心内人头攒动,大小体量不同的机器人伴随着不同的节奏,忙碌地向参展人员展示自己的技能。

一年一度的中国国际工业博览会在上海举行,而工业机器人无疑是工博会的重要看点。据悉,本届工博会上机器人展区面积大为增加,达到3万平方米。

同济大学中德工程学院-国内首个“工业4.0智能工厂实验室”

参展公司尤其是外资企业纷纷表示看好中国“工业4.0”、“中国制造2025”等国内市场的巨大潜力。

市场潜力巨大

“我在很多地方都工作生活过,包括美国、欧洲、意大利,还有泰国,但最吸引我的还是中国。中国已经成为全球最大的机器人市场,而且这块市场还有着巨大的潜能。”柯马全球机器人事业部首席运营官马蒂亚斯·维柯兰德表示。

官马蒂亚斯·维柯兰德还给出了具体的数字佐证:在中国,生产制造业平均每1万名工人配备30台机器人,而在韩国和日本这个数字都超过了300,因此未来发展潜力非常大。

“我现在把整个家庭都搬到了中国,对我来说这是一个长期的决定,正是因为我看重这片市场的发展,也希望投入更多来帮助柯马在中国市场的长期发展。”马蒂亚斯·维柯兰德说。

对于柯马来说,今年是其首次参展工博会,但对于美国机器人公司Rethink Robotics来说,此次亮相工博会,也是其在中国市场的首秀。

11月3日,Rethink Robotics宣布与本土自动化设备供应商上海电气自动化设计研究所有限公司(SEARI)签订分销协议。

Rethink Robotics首席营收管杰森·巴顿表示,Rethink Robotics正在全球进行业务拓展,而中国市场是其全球扩张计划的一个基石,预计中国在一年内将成为该公司的最大市场。

虽然刚刚起步,但中国的机器人市场已经成为全球最大的市场,且市场需求量正不断攀升。高工产研机器人研究所的统计数据显示,2015年,ABB、发那科、安川电机、库卡在中国市场的出货量均保持着25%左右的增速。

外资企业纷纷将“中国制造2025”视为中国市场的一大机遇。

“随着‘中国制造2025’宏图的开展,中国正全力提升其制造业的质量及工业增长。基于此,制造商会越来越多地依赖于高科技的自动化,越来越多地将机器人应用到一些新型的工业自动化操作过程当中去。”杰森·巴顿说。

“对于中国来说,机器人产业是未来发展不可忽视的市场。”丹麦优傲机器人CEO恩里克·克罗格·艾佛森说,“我们将加大对中国市场的重视力度,不断推陈出新,因为市场需求非常大。

协作机器人成热门

协作机器人成为展会最大亮点。所谓的协作机器人强调的是人与机的协作,相对于传统的大型机器人来说,其特点是安全、灵活、易于操作以及价格便宜。

近年来,凭借这些特性,协作机器人成为最具潜力的机器人市场。研究机构ABI的一篇名为“协作机器人:市场与工艺”的报告中称,全球协作机器人的市场规模将从目前的1亿美元在5年内迅速增长10倍,在2020年达到10亿美元的试产规模。

因此,协作机器人也成为各厂商展示的重点。比如,在优傲机器人公司的站台上,陈列的便是旗下全系列协作机器人。

据优傲机器人公司中国总经理铁隆正介绍,常规机器人鲜有能应用到组装或者装配部分,而组装又需要人与机器共同协作,因此协作型机器人的出现可以说填补了全自动生产线与全手动装配生产线间的市场空白,这也就是人机协作机器人的应用空间所在。

铁隆正说,以前,制造商生产一个产品,可以面向很大很广的市场。而现在,制造商需要生产多样化的产品来满足一个市场。这就要求企业在有限的空间内,非常灵活、快速地变化生产线,这就是人机协作机器人发挥其作用的时候。

Rethink Robotics在中国首秀所展示的产品也是协作机器人Sawyer和Baxter。

杰森·巴顿说,中国的工资正以每年10%的幅度增长,与此同时,制造业的空缺岗位也急剧增加,劳动力短缺及工人流失率给制造商带来困扰,而采用协作型机器人,便可以安全有效地担任多个以前需要人手参与的工序。与此同时,协作型机器人的高度灵活性、灵巧工艺及高效,将使得制造商更能适应现今制造环境的变迁。

马蒂亚斯·维柯兰德表示,人机协作型机器人是未来发展的趋势,柯马将持续关注这一领域的发展动态。

杰森·巴顿预计,到2020年,全球协作型机器人的市场规模将超过30亿美元,而中国制造业将是驱动这一市场迅猛增长的重要因素。

链接

“工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。它描绘了制造业的未来愿景,提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后,人类将迎来以信息物理融合系统(CPS)为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。“工业4.0”概念在欧洲乃至全球工业业务领域都引起了极大的关注和认同。西门子作为德国最具代表性的工业企业以及全球工业业务领域的创新先驱,也是“工业4.0”概念的积极推动者和实践者。

前三次工业革命的发生, 分别源于机械化、 电力和信息技术。 如今, 随着物联网及服务的引入, 制造业正迎来第四次工业革命。 不久的将来, 企业能以CPS(Cyber Physical Systems,信息物理系统)的形式建立全球网络,整合其机器、仓储系统和生产设施。

迈向工业4.0,将是一个渐进的过程。为了适应制造工程的特殊需求,现有的基本技术和经验必须加以改变,还必须探索针对新地点和新市场的创新解决方案。如果成功,工业4.0将提升德国的全球竞争力,并保持其国内制造业继续发展。

“工业4.0”三大主题:

“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;

“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;

“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。

中德合作: