1)工业4.0与物联网
当今,全球制造业正面临深刻的变革。一方面,随着新生代人群与中产阶级在全球消费者中占据日益重要的地位,其极富个性化的需求主张驱使产品制造商日益关注小批量、个性化生产,争夺快速增长的、以“多样微量”为特征的市场蓝海;另一方面,新技术(如无处不在的传感技术、云计算、大数据、移动、社交、安全技术甚至认知计算等)的飞速发展以及在各个领域的快速渗透,使得制造业传统模式的变革及新型业务模式的创新成为可能;此外,越来越多的制造商正在探索从产品到服务的转型,以获得新的收入来源、提升客户满意度、快速捕获市场需求、加速产品研发与改进。在这场制造业的变革浪潮中,包括中国在内的大国都在积极布局以期把握先机。
- 德国于2013年在汉诺威工业博览会上提出“工业4.0”的概念。预计投资2亿欧元,推动以信息物理系统(CPS)为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的工业革命。通过提升制造业的计算机化、数字化与智能化,建立具有适应性与资源效率的智能工厂(Smart Factory),并在商业流程及价值流程中整合客户以及商业伙伴,进一步提升德国制造在全球竞争中的优势地位。
- 美国则于2012年发布先进制造业国家战略计划,于2014年提出“工业互联网”,以强化与国家安全相关的关键产业本土制造能力,缩短先进材料从开发到推广应用的时间,投资发展新一代机器人、物联网和大数据分析,通过智能互联的设备来动态提升企业绩效、降低运营成本并提升可靠性,以推动工业转型。2014年3月,IBM、Intel、AT&T、Cisco 和 GE 共同成立了“工业互联网联盟”。截止2015年1月30日,已有130家(包括数十家来自中国的)企业或组织加入该联盟。
- 中国于2015年发布“中国制造2025”计划,结合中国制造业的现状与特点,加速推动信息技术与制造技术的深度融合。重点发展新一代信息技术、机器人、航空航天、先进轨道交通、节能与新能源汽车等十大领域,强调创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展。
- 日本、英国和法国等国家也提出了各自相应的国家战略。在这个世界日益扁平化的时代,以“工业4.0”为代表的新一代工业革命,将是一场在全球化、标准化体系下的制造业转型升级的竞赛。
2)那么究竟什么是“工业4.0”?
从工业发展的历程来看,蒸汽机技术推动机械化生产的普及,使人类社会进入工业1.0时代;电力的出现推动规模化生产,从此工业进入2.0时代;信息化技术的应用,使得自动化生产成为可能,工业进入3.0时代;而物联网等新技术与工业技术的深度融合,使得工业进入智慧化的时代,即工业4.0。工业4.0是在个性化智能产品的需求驱使下,并在以物联网、大数据等新技术的有力支撑下,出现的新一代变革趋势。
新的变革具备三个特征:
- 垂直整合,各机器及生产线的自控系统、工厂的制造执行系统(MES)、以及ERP等系统的整合,打破信息化系统与自动化系统之间的历史鸿沟,使工厂与企业的生产制造能力得以优化。
- 水平整合,企业内部及跨企业边界的各业务系统之间的整合,使得信息的共享、业务功能的组合可以跨越组织的边界,使价值链的整体竞争力得以提升。
- 端到端价值链的数字化整合,这是实现“智能制造云”的愿景,用户只要提交需求,就可以获得所需的产品,而云端相关价值链各企业的制造与业务能力都以API的方式发布,使得快速柔性组合与安全调度执行成为可能,最大化发挥生态系统的设计、制造、服务等多方面的综合能力。