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工业4.0:核心指向工业软件和工业电子

2016/10/27

当前,我国面临着劳动力成本上升、社会老龄化、环境约束日益严格等问题,需要新的技术手段提升生产力,引入创新发展思路,例如工业4.0。要推进工业4.0发展,就必须健全信息技术产业体系,特别是工业软件、工业电子产品体系,确保“两化”中信息化的基础扎实、支撑稳固。

从十大“未来项目”角度理解工业4.0

德国工业4.0最终确认的未来十大项目,是围绕信息物理系统(CPS),在智能工厂和智能生产两大主题上实现进步。

德国的“工业4.0”战略正受到我国各界越来越多的重视。对于工业4.0的提出背景,已经有许多的分析解读。但值得注意的是,这些解读多只是从“促进工业制造业发展”角度进行,很少涉及其提出的大背景。事实上,德国政府颁布的《思想·创新·增长——德国2020高技术战略》中所提出的十大“未来项目”,有着更为全面的背景,也起源于更加宏大的考虑。从整体角度出发,能够对工业4.0实现更完整的理解。

德国2020高技术战略的内容经历了多次讨论修改,在其行动计划(Action Plan)中最终确认的未来项目共有十项,分别是二氧化碳中性、高能源效率和适应气候变化的城市、作为石油替代的可再生资源、智能能源转换、个性化的疾病治疗药物、通过有针对性的营养保健获得健康、在晚年过独立的生活、持续的移动性、面向经济的互联网服务、工业4.0、安全身份。这些未来项目,既面向环境与能源领域,又涉及人的生活与发展领域,还包括经济与产业发展领域,而实现人的发展与环境、产业(经济)发展间的协调,是到达全面可持续这一发展目标的必然途径。也正因为这三方面的发展是相互关联的,所以在规划设计任何一个“未来项目”的内容时,都必须考虑到与其他项目之间的衔接。

工业4.0也是如此。围绕信息物理系统(CPS),在智能工厂和智能生产两大主题上实现进步,不仅能够通过更好地满足个体用户需求、提高灵活性和优化决策来提升制造业竞争力,而且能够通过提高资源生产率和利用效率实现低消耗、高产出,有利环境保护,还能够以技术手段有效应对劳动力短缺、人口红利减少等问题,使一国的产业在高工资条件下仍有竞争力,使员工能够在工作和生活之间达到更好的平衡。

当前,我国也面临着劳动力成本上升、社会老龄化、环境约束日益严格等问题,新生代的员工也越来越追求工作与生活的均衡。在此背景下,若仍单纯从经济角度规划设计产业发展,难免会有“一叶障目、不见泰山”的局限性,需要学习德国十大“未来项目”的设计思路,从更加全面的角度认识形势、思考对策。

以两化融合行动借鉴角度学习工业4.0

工业4.0最为重要的地方就在于,它给我国推进两化融合、两化深度融合提供了具体、可参考的示范和借鉴。

工业4.0与我国的两化融合,异曲同工、殊途同归,这点已得到广泛认可。但如果两者几乎完全一致,工业4.0对我国的启示和借鉴作用也就无从谈起。实际上,个人认为,工业4.0最为重要的地方就在于,它给我国推进两化融合、两化深度融合提供了具体、可参考的示范和借鉴。

虽然两化融合战略的提出已有数年,但必须客观认识到的一个事实是,我们对于如何理解和推进两化融合,在一定领域、一定程度上还存在“摸不清、嚼不烂”的问题,特别是在如何找准两化融合核心点、关键点,如何踏石留印、抓铁有痕地一步步推进两化融合方面,还有着许多需要研究的问题。德国是全球八大工业国之一,其工业企业整体上已处于工业3.0阶段,在信息技术应用、信息化与工业化融合发展方面有着丰富的实践经验。以此为基础,工业4.0战略的目标科学、任务明确、措施务实、发展路径清晰,加之“工业4.0”标准化路线图等一系列文件的配套,使得工业4.0具有了极强的可操作性。

所以,我们不能因为与工业4.0“异曲同工”而自得,不能满足于对工业4.0理念的笼统理解,而是要秉持解剖麻雀的精神,一件件工作梳理明白,对其提出原因、相互间联系研究清楚,再结合我国两化融合发展的实际情况,形成适合我国国情的具体可操作的行动指南,才能做到深得其味、深得其髓。

从工业软件、工业电子为出发点强心健魄

工业4.0涉及的关键技术是信息技术,只有拥有了高水平的工业软件、工业电子,才能实现工业制造业的强心健魄。

德国认为,工业4.0的基础是数字化、网络化和集成化,若从信息技术角度看,工业4.0的核心就是在制造业中采用物联网和服务网。所以说,工业4.0涉及的关键技术是信息技术,包括协调联网设备间自动工作的物联网,基于网络的大数据的运用,以及企业资源计划(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理(SCM)等业务系统的联动。只有拥有了高水平的工业软件、工业电子,才能实现工业制造业的强心健魄。

在发展什么样的工业软件、工业电子方面,德国同样提供了示范。以西门子为例,它已经将工业4.0概念引入工业软件开发和生产控制系统,自2005年以来已经花费40多亿美元收购软件公司,以开发构建CPS所需要的创新技术。西门子根据离散制造业和流程制造业的不同需求,在五大制造环节推出4.0产品与服务包,包括14万项产品组合。具体地来看,西门子在自动化领域已经建立起较为健全的产品和技术体系,包括自动化与控制系统、制造执行系统、过程控制系统、数据采集与监视控制系统、产品生命周期管理软件、设备和数据识别系统、人机界面操作设备、各种传感器产品、工业信息安全产品,以及覆盖各种工业通讯标准的网络、通讯类产品体系。

我国要推进工业4.0发展,就必须健全信息技术产业体系,特别是工业软件、工业电子产品体系,确保“两化”中信息化的基础扎实、支撑稳固。为此,我国需要分析、学习西门子公司等世界先进企业的产品和服务体系,既在具体产品方面查漏补缺,又要在数据标准和通信规范上加快统一步伐,还要尽快形成系统化的集成平台与定制化的服务产品,才能实现制造企业内部乃至外部各种系统的集成和互联。

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