1.1.3 概念二:德国政府提出“工业4.0”
“工业 4.0”研究项目由德国联邦教育和研究部与联邦经济技术部联合资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为德国的国家战略,德国联邦政府投入达2亿欧元。
“工业4.0”的设想是要把生产设备联网,实现生产的“一体化”。通过数据交互把不同的设备连接到一起,让工厂内部甚至工厂之间都能成为一个整体,这种工业设备生产数据的交互在德国正在变为现实。
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,设定合适的方式来组织生产。智能辅助系统可以把工人从单调的、程序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。
位于德国安贝格的西门子电子制造工厂就是以德国 “工业 4.0”概念为目标而打造的现代工厂。该工厂拥有一套高度数字化的生产流程,生产的产品本身拥有16亿个部件,且每年的衍生产品制造数量超过 5万台。为能灵活实现小批量、多批次的生产,西门子公司需要采购来自250家供应商的约1万种原材料,并将它们制造成950种不同类型的产品。根据Gartner在2010年的调查显示,安贝格工厂中每100万件产品中的残次品数量只有15件,生产线的可靠性达到99%,可追溯性高达100%。
2013年9月,安贝格工厂的姊妹工厂——西门子工业自动化产品成都生产研发基地在成都高新西区建成投产。该厂已实现了从研发、生产到物流配送全过程的数字化,并且与德国生产基地和美国的研发中心进行数据互联。不仅如此,西门子成都工厂能实现灵活的小批量、多批次生产,这样产生的库存很少,原材料消耗也很少,现金流也较好,达到传统工厂难以实现的最理想的状态——高效、自动化地实现连续流生产和准时生产。
德国西门子工业集团总裁鲁斯沃表示:“工业 4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,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。在此模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。该战略将首先从两个方向展开: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。
德国学术界和产业界普遍认为工业 4.0即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法,旨在通过充分利用通信技术和网络物理系统等手段,将制造业向智能化转型,如图1-3所示。
图1-3 德国“工业4.0”示意图
(资料来源:德国人工智能研究中心)