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當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中全球競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，自從十多年前首次推出智能電網(wǎng)的概念以來(lái)，“智能”這兩個(gè)字已成為了創(chuàng)新的代名詞，為了適應(yīng)新技術(shù)高速發(fā)展及新產(chǎn)品生命周期的不斷縮短，人們?cè)絹?lái)越需要具有沖擊力的市場(chǎng)行為進(jìn)行營(yíng)銷(xiāo)，于是以智能為形容字的概念和產(chǎn)物越來(lái)越多，如智能工廠、智能儀表、智能手機(jī)、智能樓宇、智能玩具、智能家居、智能市乃至智能社會(huì)，使得我們當(dāng)代人非?？只藕推v，是否會(huì)有一個(gè)智能人類(lèi)將會(huì)代替我們的現(xiàn)代人類(lèi)？然而，社會(huì)還是按照它本有的發(fā)展規(guī)律前進(jìn)著，當(dāng)我們還在繼續(xù)尋找“智能”的奧秘時(shí)候，科技革命、產(chǎn)業(yè)革命、工業(yè)革命的呼聲越來(lái)越高漲，杰里米•里夫金預(yù)言“第三次工業(yè)革命”，德國(guó)推出“工業(yè)4.0”現(xiàn)在被許多同行稱(chēng)為“第四次工業(yè)革命”，歐盟提出“新工業(yè)革命”。一時(shí)此類(lèi)研討會(huì)，高峰會(huì)風(fēng)起云涌，工業(yè)革命又成了最大熱詞，這些革命對(duì)中國(guó)是機(jī)遇還是挑戰(zhàn)？中國(guó)準(zhǔn)備好了嗎？
每次變革都會(huì)給大到社會(huì)，小到企業(yè)及個(gè)人帶來(lái)變化，是向正面的方向變化還是向負(fù)面的方向發(fā)展這完全取決于人們是否真正認(rèn)識(shí)了這些所謂“革命”的推動(dòng)力是什么，其產(chǎn)生的根源是什么 。如果人們真正的能夠挖掘這些深度和內(nèi)涵，抓住引起所謂“革命”的本質(zhì)，那么，我們不僅會(huì)知其然，而且知其所以然。在本文中，通過(guò)分析工業(yè)4.0的起因及基礎(chǔ)，確定德國(guó)推動(dòng)工業(yè)4.0的目的。從而了解其戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)。試圖得出一些對(duì)于中國(guó)生產(chǎn)制造行業(yè)的啟示。
1 工業(yè)4.0是一個(gè)以現(xiàn)代制造業(yè)為引導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)革命目前同行都在談?wù)撝萍几锩?、產(chǎn)業(yè)革命、工業(yè)革命，但是這些革命的區(qū)別是什么？各種革命其主要的特征和標(biāo)志是什么？
這里需要做一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋。人們常常講科技是第一生產(chǎn)力。確實(shí)如此，每次工業(yè)革命產(chǎn)生于技術(shù)的革命，一般來(lái)講，人類(lèi)社會(huì)上首先產(chǎn)生科技革命，然后這些科技成果成功地應(yīng)用于某個(gè)領(lǐng)域上，從而產(chǎn)生了產(chǎn)業(yè)革命。多種產(chǎn)業(yè)革命的崛起，形成了工業(yè)革命。從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)理解，我們就能比較理智地來(lái)認(rèn)識(shí)目前所提出的各種革命，同時(shí)能遵循其革命的要求，制定行之有效、可控可行的戰(zhàn)略和對(duì)策。那么目前我們社會(huì)面臨的各種革命的最大的源泉是什么呢？實(shí)際上就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)影響了我們?nèi)祟?lèi)社會(huì)，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，這種新技術(shù)正日以繼夜的滲透到各行各業(yè)而推動(dòng)各行各業(yè)相應(yīng)的技術(shù)革命。
如美國(guó)里夫金提出的第三次工業(yè)革命實(shí)際上是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到新能源領(lǐng)域，產(chǎn)生了新能源的革命，新能源資源的分散分布化、就地取用化與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合產(chǎn)生了智能電網(wǎng)，產(chǎn)生了第三次工業(yè)革命。由于這些新領(lǐng)域的開(kāi)拓，需要大量的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新的工程解決方法，又引進(jìn)儲(chǔ)能控制技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、電源管理技術(shù)等新的創(chuàng)新理念和方法，形成了能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)革命。所以本質(zhì)上它是新能源與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的新的一次產(chǎn)業(yè)革命。它的推動(dòng)力就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用。
又如與本文有關(guān)的工業(yè)4.0，所謂的第四次工業(yè)革命，它的起源是什么？它要解決的問(wèn)題是什么？為什么德國(guó)會(huì)將工業(yè)4.0作為其科技發(fā)展綱要的一個(gè)核心組成部分。
據(jù)報(bào)道德國(guó)西門(mén)子工業(yè)集團(tuán)總裁魯斯沃博士曾在中國(guó)工程院與國(guó)務(wù)院國(guó)資委舉辦的學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上介紹，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。而智能工廠將是構(gòu)成未來(lái)工業(yè)體系的一個(gè)關(guān)鍵特征。在智能工廠里，人、機(jī)器和資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作；生產(chǎn)出來(lái)的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細(xì)節(jié)以及將如何使用，能夠回答“哪組參數(shù)被用來(lái)處理我”、“我應(yīng)該被傳送到哪里”等問(wèn)題。在智能工廠里，智能輔助系統(tǒng)將從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來(lái)，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動(dòng)；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實(shí)現(xiàn)更好地結(jié)合，個(gè)體顧客的需求將得到滿(mǎn)足。
如果通俗地理解，就是生產(chǎn)制造人機(jī)一體化。今后的制造系統(tǒng)將不再是單單由人主宰設(shè)備，而是機(jī)器具有自適應(yīng)能力，滿(mǎn)足甚至超出人們的愿望。專(zhuān)家的描述確實(shí)給我們搞自動(dòng)化領(lǐng)域的同行們描繪了一個(gè)美好的前景，似乎一個(gè)具有顛覆性的工業(yè)革命真的來(lái)到了。人們又開(kāi)始做了“創(chuàng)新式”的探索，開(kāi)始學(xué)習(xí)、調(diào)研、總結(jié)、提高的認(rèn)識(shí)過(guò)程，發(fā)表了許多前瞻性的文章給了同行極好的借鑒和提示。一時(shí)又產(chǎn)生不少的新概念，如智能工廠、智能生產(chǎn)、數(shù)字工廠、智慧工廠、信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem)等等。對(duì)于將“Cyber-PhysicalSystem”翻譯成信息物理系統(tǒng)是否理解了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的真正含義縱說(shuō)紛紜。筆者也卷入了這股浪潮中，與德國(guó)主要制定工業(yè)4.0的企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)，正在參與工業(yè)4.0項(xiàng)目的大學(xué)、研究所進(jìn)行了交流，同時(shí)也參觀了一些正在開(kāi)發(fā)的工業(yè)4.0的研究項(xiàng)目。漸漸地理解了德國(guó)為什么會(huì)推動(dòng)工業(yè)4.0，德國(guó)推動(dòng)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是什么，德國(guó)的工業(yè)
4.0是一個(gè)戰(zhàn)略還是一場(chǎng)革命。得出以下幾點(diǎn)體會(huì):
1.1 德國(guó)工業(yè)4.0是科技快速發(fā)展推動(dòng)生產(chǎn)制造方式變革的產(chǎn)物德國(guó)是世界上共識(shí)的專(zhuān)注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開(kāi)發(fā)的國(guó)家，特別在復(fù)雜制造工業(yè)過(guò)程的管理上，在信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平，在嵌入式系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化方面也有很專(zhuān)業(yè)的技術(shù)，這些因素共同奠定了德國(guó)在制造工程工業(yè)上的領(lǐng)軍地位。但是當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入人類(lèi)歷史中，如何使德國(guó)成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的供應(yīng)國(guó)和主導(dǎo)市場(chǎng)，使德國(guó)在新的制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的全球競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)此德國(guó)對(duì)生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展做了回顧，做了非常精辟的闡述。見(jiàn)下圖：
按照工業(yè)4.0的定義，工業(yè)發(fā)展顯然是在科學(xué)和技術(shù)革新的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)的，所以它認(rèn)為第一次工業(yè)革命是蒸汽動(dòng)力的發(fā)明而產(chǎn)生了生產(chǎn)制造的機(jī)械化。我們稱(chēng)為生產(chǎn)的機(jī)械化，而第二次工業(yè)革命是由于電的發(fā)明而產(chǎn)生批量生產(chǎn)，稱(chēng)為生產(chǎn)流水線。第三次工業(yè)革命是由于電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展而產(chǎn)生自動(dòng)化生產(chǎn)制造方式，使得產(chǎn)品更為豐富，功能性更強(qiáng)。從工業(yè)4.0戰(zhàn)略的分析可見(jiàn)，科技的發(fā)展必然會(huì)進(jìn)入工業(yè)界，而會(huì)對(duì)工業(yè)產(chǎn)生最大的影響就是生產(chǎn)方法的變化，這些生產(chǎn)方法的變革又推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的變化，如果我們稍微回顧一下工業(yè)的發(fā)展史，從紡織工業(yè)、鋼鐵行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、化工行業(yè)、電子行業(yè)興起和發(fā)展可以證明這一點(diǎn)，因此我們可以毫不夸張地說(shuō)生產(chǎn)制造方式的改變和創(chuàng)新將是產(chǎn)業(yè)乃至工業(yè)革命的前兆。如今科技發(fā)展如此的快速飛躍，尤其IT和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已深入到人類(lèi)生活的方方面面，是否能將這些技術(shù)成功應(yīng)用于生產(chǎn)制造行業(yè)呢？這可能是工業(yè)4.0設(shè)計(jì)者所考慮的第一個(gè)問(wèn)題。如何解決這個(gè)問(wèn)題，也必須遵循兩大原則：（1）生產(chǎn)制造方式的改變必須與目前制造行業(yè)的發(fā)展和未來(lái)相適應(yīng)。（2）任何一次新技術(shù)的應(yīng)用必須與原來(lái)的生產(chǎn)制造模式有機(jī)結(jié)合，是原來(lái)制造模式的繼承和發(fā)揚(yáng)，是對(duì)原來(lái)模式的技術(shù)沉積和積累的再利用和突破。從這個(gè)原則出發(fā)，工業(yè)4.0制定了正確定位的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)。
1.2 工業(yè)4.0是一個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型，是產(chǎn)業(yè)的變革從上文所述三次工業(yè)發(fā)展中可以看到，由于新的科學(xué)技術(shù)成功地運(yùn)用于工業(yè)上，使得生產(chǎn)制造模式變革性的進(jìn)步，即從單一手工業(yè)，小作坊生產(chǎn)成為批量簡(jiǎn)易流水線生產(chǎn)到大批量的全自動(dòng)化生產(chǎn)流水線，這種生產(chǎn)方式的改變也推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的革命，他不但使生產(chǎn)的效率、生產(chǎn)的質(zhì)量起了天翻地覆的變化，也不斷地改變了生產(chǎn)乃至企業(yè)的管理模式，從而引起了工業(yè)革命。實(shí)際上從20世紀(jì)70年代后期自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展以后，生產(chǎn)的規(guī)模越來(lái)越大，工藝越來(lái)越復(fù)雜，技術(shù)要求越來(lái)越高，在生產(chǎn)的效率、生產(chǎn)的質(zhì)量上人們做了不斷地改進(jìn)和提高。一個(gè)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)制造的模式已基本定型。但是當(dāng)今社會(huì)正處于一個(gè)大發(fā)展、大調(diào)整的變動(dòng)時(shí)期，社會(huì)發(fā)展的不確定性引來(lái)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不確定性，為了在這不確定性的社會(huì)中始終保持企業(yè)、產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，人們充分運(yùn)用了創(chuàng)新創(chuàng)造這個(gè)武器，用技術(shù)發(fā)展的確定性來(lái)減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不確定性。如計(jì)算機(jī)奇人——喬布斯，當(dāng)人們都陶醉于IBM大型計(jì)算機(jī)時(shí)，他將大型機(jī)變成了臺(tái)式機(jī)，而當(dāng)臺(tái)式機(jī)普及后，他又將臺(tái)式機(jī)變成了掌上機(jī)。當(dāng)大家都在敲鍵盤(pán)時(shí)，他又采用了觸摸屏，使得一兩歲的幼兒也能操作。正由于這些創(chuàng)新的精神使得蘋(píng)果公司在不確定的經(jīng)濟(jì)壞境中找到了一條公司持續(xù)發(fā)展的道路。同樣如果德國(guó)要始終保持其在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊的地位，德國(guó)也必須不斷地要發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新創(chuàng)造的精神來(lái)推動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，自20世紀(jì)70年代后期自動(dòng)控制系統(tǒng)用于生產(chǎn)制造系統(tǒng)，人們也不斷地探索如何提高生產(chǎn)效率，如何提高生產(chǎn)產(chǎn)品，如何提高生產(chǎn)的質(zhì)量以及生產(chǎn)的靈活性，所以從機(jī)械制造的角度提出了機(jī)電控制一體化、管理控制一體化。從企業(yè)及生產(chǎn)管理上又提出了MES管理和ERP企業(yè)管理，從生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)上提出了數(shù)字工廠、虛擬工廠。同時(shí)為了提高生產(chǎn)的靈活性提出了CIMS的概念，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和實(shí)踐。但是所有的一切都沒(méi)有解決目前我們生產(chǎn)制造行業(yè)面臨的四大挑戰(zhàn)，即隨著IT技術(shù)、PC技術(shù)和通訊技術(shù)的飛躍發(fā)展人們對(duì)生產(chǎn)制造行業(yè)提出新的要求。其主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
（1）生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈的全球性；
?。?）生產(chǎn)制造形式的靈活性；
（3）企業(yè)發(fā)展的持續(xù)發(fā)展性；
?。?）經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期的縮短性。
具體的講，由于科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，對(duì)于產(chǎn)品更新?lián)Q代的快速響應(yīng)的要求越來(lái)越高，由于生命周期的縮短使得產(chǎn)品批量也越來(lái)越減少。產(chǎn)品數(shù)量的減少又提高成本和價(jià)格的壓力。更主要的是由于經(jīng)濟(jì)周期變化的快速性要求投資回報(bào)率時(shí)間也在縮短，同時(shí)能源使用效率，節(jié)能減排等都是我們面臨的新挑戰(zhàn)。如何讓這些挑戰(zhàn)成為新的機(jī)遇這就是德國(guó)制定工業(yè)4.0戰(zhàn)略的真正的動(dòng)機(jī)。而工業(yè)4.0戰(zhàn)略的基本思路又恰恰是如何將現(xiàn)有的發(fā)展技術(shù)通過(guò)與迅速發(fā)展的IT互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合來(lái)解決以上問(wèn)題，所以工業(yè)4.0是產(chǎn)業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型，是一個(gè)產(chǎn)業(yè)變革。
1.3 工業(yè)4.0的戰(zhàn)略從制造業(yè)的轉(zhuǎn)型到推動(dòng)德國(guó)整個(gè)工業(yè)的持續(xù)發(fā)展德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略是為了保持它在全球制造裝備領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略。它希望從生產(chǎn)機(jī)械制造模式的改革轉(zhuǎn)型開(kāi)始，通過(guò)將IT技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機(jī)地應(yīng)用于生產(chǎn)機(jī)械制造這個(gè)領(lǐng)域中去，改變生產(chǎn)機(jī)械制造的基本模式，按照靈活性、快速應(yīng)變性、成本效率性及回報(bào)短期性建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。
在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價(jià)值的過(guò)程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷(xiāo)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。集綠色、智能等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的生產(chǎn)制造管理控制系統(tǒng)，其核心是將生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程用網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)；同時(shí)企業(yè)管理，包括生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)管理以及3D技術(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用，形成新產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)制造管理一體化，即所謂的企業(yè)生命周期管理。產(chǎn)生了一個(gè)新型企業(yè)管理生產(chǎn)制造控制服務(wù)全周期管理的產(chǎn)業(yè)鏈，這個(gè)新型的產(chǎn)業(yè)鏈將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)，制造技術(shù)與新的服務(wù)模式相結(jié)合，企業(yè)之間的合作，技術(shù)領(lǐng)域之間的交流，新領(lǐng)域，新技術(shù)，新理念，新管理模式必將吸引大量大中小企業(yè)參與工業(yè)4.0的戰(zhàn)略之中去，德國(guó)各個(gè)企業(yè)積極參與新一代產(chǎn)業(yè)鏈形成、發(fā)展的工作，同時(shí)也企圖成為其成果的使用者和受益者。
實(shí)際上在2009年德國(guó)就制定了《高新技術(shù)2020》，其目的旨在奠定德國(guó)在重要關(guān)鍵技術(shù)上的國(guó)際頂尖地位，繼續(xù)加強(qiáng)德國(guó)作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。其中它提出了以下重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，即：
• 交通運(yùn)輸和物流
• 汽車(chē)電子
• 新能源技術(shù)
• 能源效率
• 數(shù)字媒體
• 智能化樓宅
• 醫(yī)療技術(shù)
• 公共安全
為了實(shí)現(xiàn)在這些領(lǐng)域的突破，德國(guó)《高新技術(shù)2020》特別強(qiáng)調(diào)了推動(dòng)跨學(xué)科技術(shù)：工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和微電子、微處理機(jī)的重要性，明確定義了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)德國(guó)《高新技術(shù)2020》的關(guān)鍵，與此同時(shí)，在“自動(dòng)化2020白皮書(shū)”中又將自動(dòng)化定義為下列
技術(shù)的綜合：
• 電子電氣技術(shù)
• 機(jī)電一體化技術(shù)
• 生產(chǎn)工藝流程
• 計(jì)算機(jī)和IT技術(shù)
• 傳感器和變送器
• 驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行系統(tǒng)
• 通信技術(shù)
《高新技術(shù)2020》提出了自動(dòng)化控制系統(tǒng)是運(yùn)用和應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)品和工具構(gòu)成一個(gè)完整的針對(duì)流程和生產(chǎn)過(guò)程的解決方案。對(duì)新型的生產(chǎn)制造體系的改革其核心就是對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)制造中作用做了新的闡釋。傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要是對(duì)于生產(chǎn)制造必須的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸（現(xiàn)場(chǎng)總線層），對(duì)于所有得到的數(shù)據(jù)和信息按照人們所制定的設(shè)想、規(guī)律進(jìn)行處理，并將處理好的數(shù)據(jù)和信息反饋到生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)或送入上位進(jìn)行分析和決策（控制層）。對(duì)于處理好的信息和數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)直接采集到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行（離線或在線）分析、顯示和必要的干預(yù)。而這次德國(guó)“自動(dòng)化2020”將生產(chǎn)工藝流程納入為工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的范疇，此時(shí)德國(guó)還沒(méi)有明確地將工業(yè)4.0戰(zhàn)略放在2020高新技術(shù)戰(zhàn)略之中，但是在《高新技術(shù)2020》戰(zhàn)略中非常清楚指出自動(dòng)化技術(shù)和日益快速的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展起關(guān)鍵的作用。因此德國(guó)要保持工業(yè)強(qiáng)國(guó)，必須抓住這個(gè)機(jī)遇，成功地將自動(dòng)化技術(shù)和快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于工業(yè)領(lǐng)域，從而推動(dòng)德國(guó)整個(gè)工業(yè)的持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
實(shí)際上早在2000年，針對(duì)生產(chǎn)制造模式新的發(fā)展，國(guó)際著名的咨詢(xún)機(jī)構(gòu)ARC詳細(xì)地分析了自動(dòng)化、制造業(yè)以及信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)生產(chǎn)制造可能產(chǎn)生的影響作出了全面的調(diào)查，提出了多個(gè)導(dǎo)向性的生產(chǎn)自動(dòng)化管理模式，指導(dǎo)企業(yè)制定相應(yīng)的解決方案，為用戶(hù)創(chuàng)造更高價(jià)值。其中從生產(chǎn)流程管理、企業(yè)業(yè)務(wù)管理一直到研究開(kāi)發(fā)產(chǎn)品生命周期的管理而形成的“協(xié)同制造模式”（CollaborativeManufacturingModel CMM）。它將IT技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及生產(chǎn)管理技術(shù)，及現(xiàn)代自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)控制管理模式CDAS和CPAS模式上，解決產(chǎn)品生命周期的不斷縮短、物流交貨周期的不斷加快以及客戶(hù)定制要求的多樣化的問(wèn)題。這種CMM協(xié)同制造模式為制造行業(yè)的變革提出了一個(gè)行之有效的方法。通過(guò)將研發(fā)流程，企業(yè)管理流程與生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈流程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)協(xié)同制造流程，同時(shí)將IT技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)作為協(xié)同制造系統(tǒng)的信息流控制管理結(jié)構(gòu)，從而使得MRP、ERP、MES的制造管理，PLMD/PLMS產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品服務(wù)生命周期和CRM客戶(hù)/市場(chǎng)關(guān)系管理有機(jī)地融合在一個(gè)完整的企業(yè)與市場(chǎng)信息閉環(huán)系統(tǒng)，使得企業(yè)的價(jià)值鏈從單一的制造環(huán)節(jié)往上游的設(shè)計(jì)研發(fā)環(huán)節(jié)發(fā)展，生產(chǎn)與研發(fā)在同一個(gè)協(xié)同平臺(tái)上，企業(yè)的管理鏈也從上游向下游生產(chǎn)制造控制產(chǎn)業(yè)鏈延伸，一個(gè)集CRM、PLM、生產(chǎn)、研發(fā)、控制和企業(yè)管理大成的協(xié)同制造管理系統(tǒng)正在形成。其基本的核心就是所謂企業(yè)管理、生產(chǎn)工藝價(jià)值鏈和產(chǎn)品生命周期的三軸空間的鼎立模式，它定義了制造商、供應(yīng)商乃至開(kāi)發(fā)商之間的協(xié)同的產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵的點(diǎn)在于協(xié)同市場(chǎng)和研發(fā)、協(xié)同研發(fā)和生產(chǎn)、協(xié)同管理和通信。一個(gè)完整的制造網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)制造企業(yè)或參與者組成，它們相互交換商品和信息，共同執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。企業(yè)、價(jià)值鏈和產(chǎn)品生命周期這三軸貫穿于各個(gè)制造參與者之間。居于水平面上方的是管理職能，下方是制造職能。CMM模式不僅要為各個(gè)獨(dú)立的部門(mén)，也要為擴(kuò)大化的整個(gè)企業(yè)和擴(kuò)張后的整個(gè)供應(yīng)鏈制定解決方案。
工業(yè)4.0成功地運(yùn)用了CMM的思想，同時(shí)按照德國(guó)目前發(fā)展生產(chǎn)制造模式的特點(diǎn)，將該未來(lái)項(xiàng)目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷(xiāo)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，其核心就是通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。從而實(shí)現(xiàn)研發(fā)生產(chǎn)制造工藝及控制全方位的信息覆蓋，全面控制各種信息，確保各個(gè)環(huán)節(jié)都能處于最優(yōu)狀態(tài)。這種改革將指引各行各業(yè)都朝著生產(chǎn)制造業(yè)智能發(fā)展的方向發(fā)展。推動(dòng)了整個(gè)德國(guó)工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)器人、制造成套裝備、IT技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等等都會(huì)加入到這一變革之中去。所以工業(yè)4.0的戰(zhàn)略的目標(biāo)是從制造業(yè)的轉(zhuǎn)型到推動(dòng)德國(guó)整個(gè)工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
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