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“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,提出人类将迎来以信息物理融合系统为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的工业革命.
他们认为,这场变革是继机械化、电气化和信息技术之后,制造业迎来的第四次工业革命,因此将之命名为“工业4.0”.
“工业4.0”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.在这些过程中,软件是重中之重,可以说起到赋予智慧工厂“灵魂”的中心作用,包括设备制造、物联网、数据网等都需要通过软件将这几大板块联结起来.
一
德国政府早在2010年的《高技术战略2020》十大未来项目之一中,就有过对未来的发展设想.希望利用信息通信技术和信息物理系统相结合的手段,推动制造业向智能化转型,使德国在关键工业技术上继续保持国际领先地位和在全球的竞争优势.
目前“工业4.0”在德国已上升为国家战略,并得到德国科研机构和产业界的广泛认同.其中,有的协会将其下属的6—7个生产领域的研究所引入工业4.0概念,有不少领先企业已在“智能工厂”等“工业4.0”的主题下规划了技术演进的发展计划,并提出了自己独特的系统和理念.西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产,许多企业客户个性化的定制需求得到了满足;不少企业工人从单调、程序化的工作中解脱出来,把精力集中用在创新和增值业务上;许多老工人也延长了职业生涯,使企业保持了长久的生产力.企业在制造生产中,第一次将资源、信息、物品和人进行互联,取得了初步成果,使许多初创公司和小企业受益.
据德国电子电气工业协会估计,工业4.0可使该行业生产效率提高30%.在拥有120多年历史的德国机械设备制造业联合会,已成为实施德国“工业4.0”战略重要牵头组织和实施者.
回顾历史我们不难发现,自上世纪60年代以来,欧美国家掀起了“去工业化”全球化浪潮,许多制造业外迁,重点发展金融、房地产和服务业,使得虚拟经济迅速膨胀,结构性矛盾凸显,直到2008年金融危机爆发,欧美国家虚拟经济的脆弱性暴露无遗.为了解决金融危机和产业“空心化”、失业率高等问题,欧美国家相继开始加速“再工业化”,推动制造业“回归”.
德国“工业4.0”概念正视和解决当今世界面临的挑战,以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点,旨在依靠科技创新抢占制造业新的制高点.
我们看到,工业4.0不是发达国家再工业化的简单回归,而是一个新时代变局的开始,这是继工业1.0机器代替人工时代、工业2.0的流水线时代,到工业3.0高度自动化时代后又一个新纪元的开始.从互联网发展的角度看,是互联网从“虚”的服务业大规模进入“实”的制造业的开始,也即CPS（虚拟网和实体工业的融合体系）体系的实现.今后的制造业,将与服务产业一样,建立在互联网这一“共同的底盘”之上,人与人、人与机器、机器与机器之间将对话协同,工厂生产由“高度自动化”转向“智能”生产.比如,我们个人只需用手机下单,网络就会自动将订单和个性化要求发送给智能工厂,由其采购原料、设计并生产,再通过网络配送直接交付给消费者.
所以,在实施工业4.0之后,整个社会都将变得智能,工厂变成智能工厂,家居变成智能家居.而智能物流,智能电网,智能穿戴,智能城市,智能汽车,智能医疗将成为我们生活的重要组成部分.
在当前形式影响下,机械制造领域的全球竞争正在日趋激烈.世界第一大经济体美国不甘寂寞,也在采取措施,通过一系列方案对抗工业化退化,大力推进“先进制造业”.日本、英国等发达国家也纷纷提出以重振制造业为核心的“再工业化”战略.
二
“工业4.0”概念的提出,毕竟是德国为自身工业发展量身定制的,或许有不少专家认为,“工业4.0”不过是德国的一项高科技领域的国家战略,主要是在高端制造技术上对抗美国,跟主要以低端制造为主的我国没有多大关系.因此,我国没有必要对“工业4.0”采取应对策略.我们认为这种看法值得商榷和探讨.
目前有数据显示,在全球机械出口份额中,德国以16%的份额占据2013年首位,中国以11%份额,略低于美国,位于全球第三.同时,在全球设备制造业的32个子行业中,中国仅在7个子行业中取得了领先地位.我们是一个发展中的制造业大国,还不是制造强国,我们应该充分考虑到德国“工业4.0”带来的冲击和潜在竞争因素.“工业4.0”的到来,将用物联网、服务互联网取代传统封闭性的生产制造系统,可以为未来工业发展打下坚实的根基.而在物联网、服务互联网等信息产业领域我们又相对落后,如果我们现在不迎头赶上和超越,未来我们将没有成为制造强国的机会.
所以,中国如何学习、借鉴“工业4.0”的成功经验,挖掘自身优势,助推我国工业现代化的转型升级,并在新一轮国际经济变革中赢得先机,这是一个非常重要的话题.
2014年12月,中央经济工作会议在北京召开.面对复杂多变的国际环境和艰巨繁重的国内改革发展任务,准确研判未来走势,根据我国经济发展特征,准确把握经济发展新常态.提出依靠人力资本质量和技术进步,让创新成为驱动发展的新引擎.推进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展,逐步增强战略性新兴产业和服务业的支撑作用,着力推动传统产业向中高端迈进.
目前,在十八大和中央经济工作会议精神指引下,我国政府和行业部门对工业升级给予了高度重视.从《装备制造业调整和振兴规划》到《“十二五”工业转型升级规划》、《智能制造装备产业“十二五”发展规划》,以及编制中的《中国制造强国2025规划纲要》,我国已经在谋划工业发展的顶层设计.
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参考文献：
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