德国“工业4.0”_内容、动因与前景及其启示
德国“工业4.0”: 内容、动因与前景及其启示
引言：
近年来，随着科技的不断发展和产业结构的转型，智能制造与信息技术在全球范围内逐渐崭露头角。其中，德国作为全球制造业强国，率先提出并推动了“工业4.0”的概念，引领了全球智能制造的潮流。本文将就德国的“工业4.0”进行深入探讨，包括其内容、动因、前景以及启示。
一、德国“工业4.0”的内容
德国“工业4.0”是指将物理设备、数字技术和网络系统有机结合，实现智能工厂和智能制造的理念。它的核心在于使用信息技术与物联网的应用，通过实时数据的采集与分析，以及设备之间的通信与协作，实现生产过程的自动化、智能化，从而提高生产效率、增加产品的个性化和灵活性。
二、德国“工业4.0”的动因
1. 技术发展：随着信息技术和互联网的发展，德国意识到利用数字化和自动化技术来提高企业竞争力的重要性。
2. 挑战孤岛现象：德国的制造业主要由中、小型企业组成，他们往往存在孤岛化的问题，德国希望通过工业4.0的推进，实现企业之间、企业与供应商之间信息的共享和协同，提高整体效率。
3. 持续竞争压力：全球化竞争加剧，德国制造业企业需要通过提高生产效率、降低成本和加大产品创新等措施来保持竞争力。
三、德国“工业4.0”的前景
1. 制造业转型升级：德国“工业4.0”将为传统制造业带来
巨大的转型和升级机遇，推动传统制造业向智能制造业转型。2. 提高生产效率：通过智能制造，德国制造业企业将能够实
现更高的生产效率、更精准的生产计划和更低的故障率。
3. 激发创新能力：德国“工业
4.0”将为企业提供更多的数
据和信息，推动产品和生产方式的创新，进而增强企业的竞争力。
4. 推动经济增长：德国作为制造强国，通过“工业4.0”的
发展，将进一步促进国内经济的增长，提高就业率。
四、德国“工业4.0”的启示
1. 技术创新驱动：科技创新是推动智能制造和工业4.0的关键。企业需要不断加大技术研发投入，推动科技与制造的融合。
2. 高质量教育与职业培训：智能制造时代对员工的技能需求
不断提升，需要建立强大的职业培训体系，培养出适应新技术要求的工人与工程师。
3. 加强产学研合作：企业、学术界和政府应加强产学研合作，共同推动技术的研发和应用，以促进智能制造的发展。
结论：
通过研究德国“工业4.0”的内容、动因和前景，我们可以看
到智能制造将带来巨大的改变，同时也给其他国家提供了启示。发展智能制造需要技术创新、高质量的教育与职业培训以及产学研合作的支持。随着全球制造业的转型升级，德国的“工业4.0”将引领着制造业的新时代
总的来说，德国的“工业4.0”是智能制造的典范，其通
过智能制造实现了更高的生产效率、精准的生产计划和低故障率。此外，它还激发了企业的创新能力，推动产品和生产方式的创新，提升企业的竞争力。德国的“工业4.0”也将推动国
内经济的增长，提高就业率。从中我们可以得出几点启示：技术创新驱动是智能制造的关键，企业需要加大技术研发投入；智能制造时代对员工的技能需求不断提升，需要建立强大的职业培训体系；产学研合作也是智能制造发展的重要支持。随着全球制造业的转型升级，德国的“工业4.0”将引领着制造业的新时代的到来
工业4.0 什么是工业4.0？ 简单的说“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统 （Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。相当于工业遇上了互联网，即工业互联网。 随着信息技术与工业技术的高度融合，网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织产生新的价值模型，在制造领域，这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络-实体物理系统（Cyber-Physical System，CPS）”，德国人称其为“工业4.0”。
工业4.0概念首先由德国提出。2013年4月德国在汉诺威工业博览会上首次发 布《实施“工业4.0”战略建议书》，德国电气电子和信息技术协会于2013 年12 月发布“工业4.0”标准化路线图。2014 年汉诺威工业博览会的主题“融合的工业——下一步”很好地契合了德国自2013 年以来力推的创新概念“工业4.0”。 “工业4.0”三大主题 “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； “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。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者； “智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。 工业4.0的关键技术 “工业4.0”的关键技术是信息通信技术(ICT)，具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M(Machine to Machine)、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发/销售/ERP(企业资源计划)/PLM(产品生命周期管理)/SCM(供应链管理)等业务系统联动等等。而第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运 用ICT，“工业4.0”将大幅扩大应用对象。经过27年的发展，华为已经成为全球电信市场最大的ICT产品
德国已经进入制造4.0时代，中国还要泡沫多久？ 2014-11-05金属加工金属加工 当中国人疯狂迷恋于金融、电商，天天喊着要颠覆这个颠覆那个的时候，德国已经进入了制造4.0时代，并作为它的国家战略被鲜明的提出，在整个德国企业界得到广泛应用。 所谓制造工业4.0的概念，是以智能制造为主的第四次工业革命，它把德国的传统制造技术与现代无处不在的互联网技术相融合，产生智能化的机械设备制造，将再次在全球范围内提升德国的全球竞争力。 反观中国还是在小商业计谋上面争得不可开交。把流通那点环节搞得不亦乐乎，但是实际上对提升国家的整体竞争力来说，都是虚幻的。 5月28日，美国副总统拜登参加军校毕业典礼时：“我敢说，你们说不出任何一项创新项目、创新变革以及创新产品是来自中国”，这句话尽管有些过激，
但是也有它的客观性，我们热闹的互联网、电商、互联网金融、渠道变革、管理理论手法，这些哪一个不是在模仿抄袭西方。 中国的企业竞争力到底在何方？到现在就像雾霾中的城市，老路仍然看不清方向。 你再看看在中国满大街跑的奔驰、宝马、奥迪，外国企业几乎垄断了中国的所有高端品牌。而中国留恋于金融、电商、互联网思维这些“小技巧”里面，作茧自缚，这是一种没有远见的战略，我们应该好好地向德国学习。金属加工小编特为您整理了工业4.0的相关资料： 1.德国工业4.0的内涵 德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。这是由于德国在创新制造技术方面的研究、开发和生产，以及在复杂工业过程管理方面高度专业化使然。德国拥有强大的机械和装备制造业、占据全球信息技术能力的显着地位，在嵌入式系统和自动化工程领域具有很高的技术水平，这些都意味着德国确立了其在制造工程行业中的领导地位。因此，德国以其独特的优势开拓新型工业化的潜力——工业4.0（Industry 4.0），并开始推进这个产官学一体项目的新一代工业升级计划。作为全球工业实力最为强劲的国家之一，德国在新时代发展压力下，为进一步增强国际竞争力，从而提出了该概念。 制造业的数字化、虚拟化正在彻底改变人们制造产品的方式。为此，以德国为代表的欧洲，以及美国都打算大幅提升工业产值。美国的通用电气（GE）于2012年秋季提出了“工业互联网”（Industrial Internet）概念，这是一个将产业设备与IT融合的概念，目标是通过高功能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业。而日本的各企业也在推进M2M和大数据应用。 德国“工业4.0”的大体概念是在2011年于德国举行的“汉诺威工业博览会”（Hannover Messe 2011）上提出的。当时，德国人工智能研究中心董事兼行政总裁沃尔夫冈·瓦尔斯特尔教授在开幕式中提到，要通过物联网等媒介来推动第四次工业革命，提高制造业水平。在德国政府推出的《高技术战略2020》中，工业4.0作为十大未来项目之一，联盟政府投入2亿欧元，其目的在于奠定德国在关键技术上的国际领先地位，夯实德国作为技术经济强国的核心竞争力。2年后，在2013年4月举办的“Hannover Messe 2013”上，由产官学专家组成的德国“工业4.0工作组”发表了最终报告——《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》（包括德语版和英文版）。与美国流行的第三次工业革命的说法不同，德国将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0，20世纪初的电气化为2.0，始于20世纪70年代的信息化定义为3.0，而物联网和制造业服务化宣告着第四次工业革命到来。 “工业4.0”概念中的关键是将软件、传感器和通信系统集成于所谓的物理网络系统。在这个虚拟世界与现实世界的交汇之处，人们越来越多地构思、优化、测试和设计产品。“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
【图解】德国工业4.0战略对我国推进工业转型升级的启示 『导读：德国工业4.0战略为我们展现了一幅全新的工业蓝图，深入分析其愿景与要点，可以洞察德国提出工业4.0的目的与战略意图。在新的发展背景下，将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来，把两化深度融合作为主线，为推动工业转型升级注入新的动力，从而在向工业化迈进的过程中占得先机，这是4.0战略对我国推进工业转型升级的重要启示。』“工业4.0”的概念源于2011年德国汉诺威工业博览会，其初衷是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平。在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等学术界和产业界的大力推动下，德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，计划投入2亿欧元资金，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。随后，德国机械及制造商协会（VDMA）等设立了“工业4.0平台”，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。 德国政府认为，尽管德国拥有强大的机械和装备制造业，但中国对德国工业构成了竞争威胁，美国也在通过各种计划促进先进制造业发展，因此，制定“工业4.0”战略的目的就是为了“确保德国制造的未来”。当前，正值我国大力推动两化
深度融合、促进工业转型升级的关键时期，德国推行“工业4.0”战略的理念、内容和做法等诸多方面，都值得我们认真关注、学习并给出积极回应。 “工业4.0”战略愿景与要点 与美国流行的第三次工业革命的说法不同，德国将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段，即工业4.0的进化历程（图1）。 工业1.0。18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为工业1.0。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。 工业2.0。19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为工业2.0。这次工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的新模式。 工业3.0。始于20世纪70年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应用，使得制造过程不断实现自动化，可称为工业3.0。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”。 工业4.0。德国学术界和产业界认为，未来10年，基于信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）的智能化，
德国“工业4.0”_内容、动因与前景及其启示 德国“工业4.0”: 内容、动因与前景及其启示 引言： 近年来，随着科技的不断发展和产业结构的转型，智能制造与信息技术在全球范围内逐渐崭露头角。其中，德国作为全球制造业强国，率先提出并推动了“工业4.0”的概念，引领了全球智能制造的潮流。本文将就德国的“工业4.0”进行深入探讨，包括其内容、动因、前景以及启示。 一、德国“工业4.0”的内容 德国“工业4.0”是指将物理设备、数字技术和网络系统有机结合，实现智能工厂和智能制造的理念。它的核心在于使用信息技术与物联网的应用，通过实时数据的采集与分析，以及设备之间的通信与协作，实现生产过程的自动化、智能化，从而提高生产效率、增加产品的个性化和灵活性。 二、德国“工业4.0”的动因 1. 技术发展：随着信息技术和互联网的发展，德国意识到利用数字化和自动化技术来提高企业竞争力的重要性。 2. 挑战孤岛现象：德国的制造业主要由中、小型企业组成，他们往往存在孤岛化的问题，德国希望通过工业4.0的推进，实现企业之间、企业与供应商之间信息的共享和协同，提高整体效率。 3. 持续竞争压力：全球化竞争加剧，德国制造业企业需要通过提高生产效率、降低成本和加大产品创新等措施来保持竞争力。 三、德国“工业4.0”的前景 1. 制造业转型升级：德国“工业4.0”将为传统制造业带来
巨大的转型和升级机遇，推动传统制造业向智能制造业转型。2. 提高生产效率：通过智能制造，德国制造业企业将能够实 现更高的生产效率、更精准的生产计划和更低的故障率。 3. 激发创新能力：德国“工业 4.0”将为企业提供更多的数 据和信息，推动产品和生产方式的创新，进而增强企业的竞争力。 4. 推动经济增长：德国作为制造强国，通过“工业4.0”的 发展，将进一步促进国内经济的增长，提高就业率。 四、德国“工业4.0”的启示 1. 技术创新驱动：科技创新是推动智能制造和工业4.0的关键。企业需要不断加大技术研发投入，推动科技与制造的融合。 2. 高质量教育与职业培训：智能制造时代对员工的技能需求 不断提升，需要建立强大的职业培训体系，培养出适应新技术要求的工人与工程师。 3. 加强产学研合作：企业、学术界和政府应加强产学研合作，共同推动技术的研发和应用，以促进智能制造的发展。 结论： 通过研究德国“工业4.0”的内容、动因和前景，我们可以看 到智能制造将带来巨大的改变，同时也给其他国家提供了启示。发展智能制造需要技术创新、高质量的教育与职业培训以及产学研合作的支持。随着全球制造业的转型升级，德国的“工业4.0”将引领着制造业的新时代 总的来说，德国的“工业4.0”是智能制造的典范，其通 过智能制造实现了更高的生产效率、精准的生产计划和低故障率。此外，它还激发了企业的创新能力，推动产品和生产方式的创新，提升企业的竞争力。德国的“工业4.0”也将推动国
“工业4.0”时代：德国职业教育新动向及启示 随着工业4.0时代的到来，德国作为世界工业强国之一，其职业教育体系也在不断调 整和创新。德国的职业教育一直以来被世界视为典范，其与企业零距离结合的特点，使得 学生在校期间就可以接触实际工作，培养具备实践能力的专业技工。在工业4.0时代，德 国的职业教育也出现了一些新的动向和趋势，这些动向和趋势对其他国家的职业教育体系 也有一定启示作用。 一、技术科学更新 在工业4.0时代，技术科学的更新和变革是不可避免的。德国的职业教育体系也在不 断更新和调整课程设置，引入更多新的技术科学知识，以适应新的工业模式和需求。德国 的职业教育体系已经开始引入3D打印、人工智能、物联网等新兴技术的课程，培养学生运用新技术解决实际问题的能力。这为学生提供了更为广阔的就业机会，也让德国的劳动力 更加适应工业4.0时代的发展。 二、跨学科融合 工业4.0时代要求工程技术与信息技术的深度融合，而德国的职业教育体系正在与此 保持同步。在德国的职业教育中，工程技术、信息技术、管理学等专业正在加强跨学科融合，学生将接受更为全面的知识技能培训。在德国的双元制教育体系中，学生在学习专业 知识的也接受通识教育和语言文化等方面的培训，提高其综合能力和跨学科应用能力。这 种跨学科的融合不仅有利于学生的综合发展，也更符合工业4.0时代对于复合型人才的需求。 三、实践教学强化 工业4.0时代对于实践能力的要求更为突出，而德国的职业教育一直以来就以其强调 实践教学而著称。在工业4.0时代，德国的职业教育体系更加强化了实践教学的环节，学 生将更多地参与到企业的实际生产中，进行实地操作和项目实践。在德国的双元制教育中，学生不仅在学校进行理论学习，还要在企业进行实习，将所学的理论知识应用到实际生产中。这种强化的实践教学模式有利于学生培养实际操作能力和解决问题的能力，也更加符 合工业4.0时代对于实践型人才的需求。 四、软实力培养 工业4.0时代的职业教育不仅需要硬实力的培养，更需要软实力的提升。德国的职业 教育体系也在加强对学生软实力的培养，包括沟通能力、团队协作能力、创新能力等。在 德国的职业学校，学生在学习专业知识的也要参与到各种团队项目中，培养团队协作和沟 通能力。德国的职业教育体系还注重对学生的创新意识培养，鼓励学生挖掘问题、提出解
借鉴德国“工业4.0 ”战略及主要内容分析 2014年8月11日来源：互联网【打印】【繁体】分享到： 中研网讯： 工业4.0概念源于2011年汉诺威工业博览会，德国业界提出该想法是想通过物联网等 技术应用来提高德国制造业水平。随后，德国成立了“工业 4.0工作组”，并于2013年4 月发布了《保障德国制造业的未来：关于实施工业 4.0战略的建议》的报告。同时，德国 联邦教研部与联邦经济技术部也于2013年将工业4.0项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中。德国机械及制造商协会（VDMA等协会还合作设立了“工业 4.0平台”。2013年12月，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业 4.0标准化路线图。在 今年4月的汉诺威工业博览会，工业4.0成为主题。德国总理默克尔将工业 4.0称作是“一 个里程碑”。 目前，工业4.0的概念也引起了我国政府、产业界以及学术界的广泛关注。那么，德国工业4.0战略包含哪些主要内容？其主要战略目的与产业意图又是什么？德国工业 4.0 对中国工业转型升级有哪些启示与借鉴？等等问题，都值得我们深入研究。 德国工业4.0战略的主要内容 工业4.0认为，18世纪引入机械制造设备的工业是1.0时代，20世纪初的电气化是 2.0时代，20世纪70年代开始的利用电子信息化技术的自动化是3.0时代，而工业4.0, 意味着基于信息物理系统（Cyber-Physical System ，CPS）的智能制造时代的到来。 对德国工业4.0的核心内容进行概括的话，可以总结为：建设一个网络 （Cyber-Physical System，信息物理系统）、研究两大主题（智能工厂、智能生产）、实现三大集成（横向集成、纵向集成与端对端集成）、推进三大转变。 一是建设一大网络，即信息物理系统（CPS）.CPS的核心思想是强调虚拟网络世界与实 体物理系统的融合。换而言之，即强调制造业在数据分析基础上的转型。进一步讲，CPS 的主要特征可以用六个字母（6C）来定义，即Connection（连接）、Cloud（云储存）、Cyber（虚拟网络）、Content（内容）、Community（社群）、Customization（定制化）.CPS可以将资源、信息、物体以及人员紧密联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为 一个智能环境。 二是研究两大主题，即智能工厂与智能生产。实现工业 4.0的核心是智能工厂与智能 生产。作为目标核心载体的智能工厂，即分散的、具备一定智能化的生产设备，在实现了
浅谈德国工业4.0与中国制造2025 引言 “工业4.0”作为当前国际上热门话题之一，引起了世界范围内的广泛关注。在中国，也有类似的工业发展计划，即“中国制造2025”，两者都在强调利用信息技术 对制造业进行升级改造，提高生产力和工业竞争力。然而，德国工业4.0与中国制造2025之间的差异，在实施和目标方面有很大的差别。本文将就此问题展开探讨。 工业4.0和制造2025的概念 工业4.0 工业4.0，最初由德国提出，是指采用物联网、云计算和大数据等现代信息技术，为制造业带来数字化、可视化、智能化的全面改造。德国以推进工业4.0为战略目标，旨在通过科技创新、智能化生产和优化供应链等方式，提高企业的灵活性和竞争力，推动德国制造业的发展。 制造2025 中国制造2025是中国政府为应对国际制造业格局变化，提高中国制造业整体 竞争力和创新能力而制定的战略计划。通过实施智能化生产、网络化制造、产业协同等措施，提升技术能力、缩小和消除与发达经济体在制造领域的差距，促进制造业产业升级。 差异比较 驱动因素 德国工业4.0在驱动方面主要是在技术方面的升级改造，特别是在数字化、可 视化和互联网技术方面。而中国制造2025的驱动因素1则更多地关注实质性的产 业升级和自主创新。中国制造2025的关注点主要是传统制造业的创新和加速升级，而工业4.0的关注点主要是通过新技术来提高现有制造业的效率和灵活性。 发展阶段 德国的工业4.0是在德国制造业已经相对成熟的基础上推出的，通过在原有制 造业生产过程中整合最新技术，使其更加智能化和高效化。但是，中国的制造业仍 1唐树森等. 制造2025与“工业4.0”[J].工业技术经济,2015(09):3-10.
“自动化+机器人+网络=工业4.0〞。这是一个简单的关于工业4.0的方程。这个方程浅显易懂。首先，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;其次，将生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用;最后，通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供给方的效率，而需求方，那么能够快速获得效劳匹配，得到物流支持。这种集“智能生产〞、“智能工厂〞、“智能物流〞于一身的工业化模式，将建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与效劳的生产模式。在这种模式中，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。 我们列举了工业4.0战略提出以来的五个实践案例，从这些案例我们可以得出一个最根本的结论：工业4.0无论以何种方式进展，最根本的结果只有一个——融互联网技术于工业生产，降低生产本钱，提高生产质量和效率。 工业4.0五大案例： 一、德国安贝格西门子智能工厂 作为工业4.0概念的提出者，德国也是第一个实践智能工厂的国家。位于德国巴伐利亚州东部城市安贝格的西门子工厂就是德国政府、企业、大学以及研究机构合力研发全自动、基于互联网智能工厂的早期案例。占地10万平方米的厂房内，员工仅有1000名，近千个制造单元仅通过互联网进展联络，大多数设备都在无人力操作状态下进展挑选和组装。最令人惊叹的是，在安贝格工厂中，每
100万件产品中，次品约为15件，可靠性到达99%，追溯性更是到达100%。这样的智能工厂能够让产品完全实现自动化生产，堪称智能工厂的典范！ 图1 德国安贝格西门子智能工厂 二、德国博世洪堡工厂 互联网+二手市场互联网+食品互联网+外贸互联网+家居互联网+家电互联网+超市互联网+购物中心互联网+百货互联网+新闻互联网+娱乐电子政务网络视频。 图2 德国博世洪堡工厂 作为全球第一大汽车技术供给商，博世的汽车刹车系统在市场上有相当的实力。博世洪堡工厂，作为博世公司旗下智能工厂的代表，其生产线的特殊之处在于，所有零件都有一个独特的射频识别码，能同沿途关卡自动“对话〞。每经过一个生产环节，读卡器会自动读出相关信息，反应到控制中心进展相应处理，从而提高整个生产效率。在洪堡工厂引入的射频码系统需几十万欧元，但由于库存减少30%，生产效率提高10%，由此可节省上千万欧元的本钱。独立的射频码给博世公司旗下工厂的20多条生产线带来了低本钱高效率的回报。而这种让每个零件都能说话的技术，也是智能工厂的重要表达形式。 三、德国巴斯夫化工集团凯泽斯劳滕工厂 还是对于射频码的利用，传统化工巨头巴斯夫那么在这方面更进一步。巴斯夫位于凯泽斯劳滕的试点智能工厂所生产的洗发水和洗手液已经完全实现自动
德国的第4次工业革命——“工业4.0”将彻底颠覆全球制造 业 展开全文 德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。这是由于德国在创新制造技术方面的研究、开发和生产，以及在复杂工业过程管理方面高度专业化。德国拥有强大的机械和装备制造业、占据全球信息技术能力的显著地位，在嵌入式系统和自动化工程领域具有很高的技术水平，这些都意味着德国确立了其在制造行业中的领导地位。因此，德国以其独特的优势开拓新型工业化的潜力——“工业4.0”，并开始推进新一代工业升级计划。 作为全球工业实力最为强劲的国家之一，德国在新时代发展压力下，通过“工业4.0”战略的实施，将使德国成为新一代工业生产技术的供应国而主导市场，会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。 制造业的全球竞争正越来越激烈，德国并不是唯一认识到“将物和服务联网运用于制造业”趋势的国家。此外，给德国制造业带来威胁的不仅是来自亚洲的竞争对手，因美国也已采取措施，通过促进“先进制造业”发展的计划来应对去工业化。
制造业的数字化、虚拟化正在彻底改变人们制造产品的方式，为此，以德国为代表的欧洲，以及美国都打算大幅提升工业产值。美国的通用电气(GE)于2012年秋季提出了“工业互联网”(Industr ial Internet)概念，这是一个将产业设备与IT融合的概念，目标是通过高功能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业，而日本的各企业也在推进M2M和大数据应用。
“工业4.0”的关键技术是信息通信技术(ICT)，具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M（Machineto Machine）、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发、销售、ERP(企业资源计划)、PLM(产品生命周期管理)、SCM(供应链管理)等业务系统联动等。而第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运用ICT，而“工业4.0”将大幅扩大应用对象。 “工业4.0”计划主要分为三大主题： 1）“智慧工厂”。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。 2）“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。 3）“智能物流”。主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。 “智慧工厂”采用一种全新的方式来生产产品，智能产品有唯一的特征被识别，在任何时候都能被定位，知道它的发展历程，了解它当前状况，以及实现其目标状态的方式。从通过出口物流下订单的那一刻起，纵向与工厂和公司业务流程联网，横向连接则可实时管理衍生价值体系，这二者共同构建了嵌入式制造系统。此外，这些指令都要求启用终端间工程(模式)流经整个价值链。 尤其值得注意的是，“智慧工厂”的生产模式与以往集中式控制的工业生产模式不同，其更强调“分散化”，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。德国“工业4.0”计划
“工业4.0” 新制造业生态系统
文／李辉 在过去的20年里，西欧国家工业增加值的全球份额减少了至少10%。与之相对应的是中国等新兴国家份额的持续增加。然而面对自己的优势地位频受冲击，发达国家显得应对无力。在优厚的社会福利条件下，不仅劳动力数量有限，工人愿意投入的劳动时间也十分有限。与此同时，发达国家担心的中国等后发国家，却也同样面临诸多挑战。以廉价劳动力和环境代价换取微薄利润的生产方式，已经陷入了劳动力红利渐失和环境污染难以承受的窘境。传统强国期待升级，维持竞争优势；后发国家期待转型，提高竞争力。新近的信息技术与工业融合所带来的“工业革命”，为双方提供了一次机会，未必均等但确实是众所期待的机遇。“新”工业革命 在2013年汉诺威工业博览会上，德国，“工业4．0”工作组发布了《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0战略的建议》，将“工业4.0”定义为德国工业未来的发展方向。在这一年，中国国内正在热议由英国《经济学人》于2012年4月的《第三次工业革命：制造业与创新》专题报道、美国著名未来学者杰里米·里夫金于2011年出版的《第三次工业革命》一书所提出的“第三次工业革命”。少被人们注意但同样值得关注的一则同类消息是，2013年12月12日美国白宫召开了第一次CPS全体成员会议。这次会议以及美国之前的一系列相关动作，将美国工业的未来发展聚焦在CPS方向。 CPS即Cyber-Physical System,译作“信息物理系统”，或者“虚拟网络一实体物理系统”。按照美国加利福利亚大学Edward A．Lee教授在其2008年的技术报告《信息物理系统：设计挑战》中的解释：“CPS是计算过程和物理过程的集成系统，利用嵌入式计算机和网络，对物理过程进行监测和控制，并通过反馈环实现计算过程和物理过程的相互影响。”这一定义并非共识，据说学术界的CPS定义有十余种。但是这一还在完善定义的术语所指代的内容，俨然已成为了工业未来发展的基础。 按照德国文件中的说明，“工业4.0”，即以CPS为基础，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标识的工业新范式。美国白宫所启动的CPS项目更不必说，依照美国国家科学基金会智能维护系统产学合作中心主任李杰教授反客为主的解读，“德国的‘工业4,0’其实就是美国的CPS”。关于“第三次工业革命”，按照复旦大学芮明杰教授的理解，“实质
深度解读工业物联网：德国工业4.0的核心内容 最初的工厂自动化，起始于继电器在生产设备中的应用：传感器在感应自然信号后，会触发继电器“梯形逻辑”，并产生“开关”效应控制相应的机械装置运作。这种控制过程被系统性地部署在生产设备的各个活动部件上，从而实现无需人工干预的自动化生产操作。除了继电器以外，可以启停设备的还有定时器。 （备注: 继电器，一种电控制器件, 当输入电流的变化达到规定要求时，就会“接通或阻断”输出电流） 而后，可编程逻辑控制器（PLC）出现并替代了继电器和定时器。PLC的出现，并结合随后出现的专用I / O网络以及工业以太网，使得工厂的自动化程度获得飞速的提升。至此，原本车间工位上的工人被一个个的机器臂和工业机器人所替代。 （备注：1969年美国数字设备公司（DEC），研制出了世界上第一台可编程控制器PDP-14，并应用于通用的汽车自动生产线上。国际电工委员会IEC对PLC的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，转为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按照易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。） 从通信技术的角度来看，工业自动化即是一种典型的M2M通信。在工业自动化中，传感器、控制器（PLC）和执行器形成了紧耦合的控制信息环。传感器将自然信号转换成电子信号，并通过“I/O接口”传送到可编程逻辑控制器（PLC）中，PLC根据配置好的逻辑规则计算出结果并将相应的电信号送向执行器，电信号决定了执行器的“开关”状态，从而操控相连机械部件的运作。 通过PLC对传感器和执行器的信号进行关联，形成了“采集-计算-操控”的信息环路。 在生产设备上，大量的电子器件构成无数的信息环，系统性地部署在各个机械零部件之上，
工业4.0心得体会 【篇一：工业4.0：即将来袭的第四次工业革命——读 后感】 工业4.0作为德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之 一的国家战略，在传入中国之后，立马成为舆论的焦点。国家发改 委在8月7日发文公告，将为工业4.0中核心的概念之一——物联网出台重大产业政策，媒体的热度更不在话下，根据百度搜索的结果，现在跟工业4.0相关的搜索页面已经达到800多万，国内知名的信 息化平台e-works也制作了非常专业的工业4.0的专题，但对于很 多用户，太复杂的信息化专业词汇，反而让很多从事商业的用户， 无法真正深刻地理解到工业4.0真正带来的跨革命影响和带来的全新商机。 因此，在众多的工业4.0资料中，挑出一本比较具有系统性、描述 更加“平民化”的书对我们全面深刻了解工业4.0意义重大。由西门子公司工业领域首席执行官（ceo）鲁斯沃撰写，乌尔里希?森德勒主编，费尔达芬工业峰会系统领导2030年的配套材料—— 《工业4.0：即将袭来的第四次工业革命》 就是这样一本著作。本书从经济和科学的角度，深入探讨工业怎样 才能使中欧工业到2030年仍能保持一个成功的全球生产基地的地位。到2030年，互联网和其他服务联网的系统将使所有行业实现智能化，并取代传统的机械和机电一体化产品。我们必须清楚地认识到，在 哪些领域，通过哪些产品和什么样的服务，可以使我们取得成功以 及如何才能够做到这一点。 本书试图为这些问题给出一个答案。每个章节都从非常特殊的角度 表达了对工业4.0的独特看法。所有这些观点综合在一起可以为我们清晰地勾勒出目前工业产业发展所处岔路口的情形。 工业4.0强调“智能工厂”和“智能生产”，其实质是实现信息化与自 动化技术的高度集成，旨在保持德国制造业在全球的竞争优势。当前，中国制造业正面临前所未有的挑战，受到高端制造业向发达国 家回流，低端制造业向低成本国家转移的双重挤压，因此，学习和 借鉴工业4.0的理念，建设智能工厂，推进两化深度融合，具有十分重要的现实意义，是推动中国制造业转型升级的一剂良方。 本书的三大特点：
德国工业4.0在全球产生重大影响，标志着全球加快全面进入以智能制造为核心的智能经济时代。德国工业4.0与美国比较流行的第三次工业革命提法和一些学者说的第五次工业革命等，都是以信息技术革命性突破为基础，反映了工业经济数字化、信息化、智能化、网络化的发展趋势。本文着重分析德国工业 4.0战略的主要特点，比较中国制造2025，得出一些重要启示。 德国工业4.0主要特点 德国工业4.0可以概括为：一个核心，两个重点，三大集成，四个特征和六项措施。一个核心：互联网+制造业，将信息物理融合系统（CPS）广泛深入地应用于制造业，构建智能工厂、实现智能制造。两个重点：领先的供应商策略，成为智能生产”设备的主要供应者；主导的市场策略，设计并实施一套全面的知识和技术转化方案，引领市场发展。三大集成：企业内部灵活且可重新组合的纵向集成，企业之间价值链的横向集成，全社会价值链的端到端工程数字化集成。四个特征：生产可调节，可自我调节以应对不同形势；产品可识别，可以在任何时候把产品分辨出来；需求可变通，可以根据临时的需求变化而改变设计、构造、计划、生产和运作，并且仍有获利空间；四是过程可监测，可以实时针对商业模式全过程进行监测。六项措施：实现技术标准化和开放标准的参考体系；建立复杂模型管理系统；建立一套综合的工业宽带基础设施；建立安全保障机制和规章制度创新工作组织和设计方式；加强培训和持续职业教育。 把德国工业4.0放在全球范围和历史背景中比较发现，可以看出德国工业 4.0有以下5个重要特点。 基础性 与德国整体发展战略相关，发挥优势，应对全局性挑战。德国是一个很重视发展战略规划的国家，特别是进入21世纪以来，一直在努力建立部门间高技术战略协调机制，制定德国的创新发展国家战略。2006年。德国政府制定了高科 技战略” 2010年7月，发布了《德国2020高技术战略》报告，2011年11月，德国政府特别提出把德国工业 4.0作为《德国2020高技术战略》的重心，具有非同一般的意义，充分说明德国制造业在德国整体发展战略中的基础性作用。工业4.0有助于促进工业-科研联盟瞄准中长期科学和技术发展目标，制定具体的创新战略和实施路线图，确保德国制造业的领先和优势地位，是保持德国可持续发展的基础性战略。 策略性 与国际社会竞争相关，在国际相近的战略思维中，寻求不同的策略。加快先进
德国工业4.0“精益学习工厂”系统化构建与启示 作者：李一 来源：《职业技术教育》2020年第10期
摘要德国工业4.0“精益学习工厂”以行为主义为引领，以能力本位为导向，以学习者面向工业4.0需求的能力培养为目标，通过教育界和企业界的合作，将价值链管理贯穿于整个教学过程，通过在宏观层面的学习工厂、中观层面的教学模块和微观层面的教学情境三个维度的一体化设计，实现了技术、生产、教学要素的系统整合，发展了一套致力于培养和提升学习者实践能力的系统方法，为培养学习者面向工业4.0需求的能力提供了有效途径。德国工业 4.0“精益学习工厂”为我国培养面向智能工业发展需求的工程技术与管理人才提供了如下借鉴：明确面向我国智能工业发展需求的人才能力培养目标，实现实践教学机构从宏观建设运营到微观教学实施的系统化设计，借助工业4.0技术手段将价值链管理和精益生产融入教学过程以实现生产、技术和教学的深度融合。 关键词产教融合;德国;工业4.0;精益学习工厂 中图分类号 G719.516 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2020）10-0068-06 一、德国工业4.0“精益学习工厂”出现的背景 “工业4.0”又被称为“第四次工业革命”，其利用信息物理系统使产品生产遵从客户的个性化愿望，通过网络实时获取产品从开发、生产到交付的所有相关信息，并从中获得最佳价值
流。工业4.0通过网络将人员、对象和系统进行信息联通，创建动态、自组织、跨组织和实时价值网络，减低中间成本，优化产品和服务，以提高劳动生产率[1]。 “工业4.0”的概念首先由德国政府于2011年提出，是德国《2020高技术战略》的一个重要组成部分，其目的是通过工业生产与信息和通信技术之间的融合提升本国制造业的国际竞争力[2]。近年来，德国正在通过加强工业系统与信息通信技术相关联的举措积极推动工业4.0的发展。与此同时，美国、法国、中国也提出了相似的智能工业发展战略，美国的“工业互联网”、法国的“未来工业”、中国的“中国制造2025”都强调工业生产的自动化、信息化和智能化，并通过现代技术手段转变生产和业务流程，以实现更高的商业价值。 （一）工业4.0的人才能力需求 在工业4.0背景下，工业的智能化发展与变革使当今的工业化生产呈现出一系列变化：以往孤立的生产制造单元被自动化集成生产线所取代，产品的生产周期进一步缩短，生产过程更加灵活，定制化生产成为新的发展趋势;企业员工所面临的生产环境更加复杂化，虚拟的混合人机界面以及远程操控成为生产工作区的新型沟通和协作方式。 工业4.0的发展迫切需要大批能够适应这些变化，并能推动其发展的高素质人才。工业4.0要求从业者不仅要有复杂环境下的工作能力和协调能力，还要有创新创造能力、知识管理能力和商业思维。具体来说，面向工业4.0需求的8大关键能力包括：领导与决策能力、支持与合作能力、互动与呈现能力、分析与阐释能力、创新与概念化能力、组织与执行能力、适应与调整能力、思维与表现[3]。 （二）传统实践教学的不足 在针对能力有效发展方面，传统的教学方法效果有限，以往以实践为导向的教学方法僅仅为学生提供了较为固定的、被动的学习场景，教学过程往往以企业人员的示范和口头传授为主，而对学生的自我反思和自我组织能力缺乏关注，容易造成学习者自身行动能力缺乏和学习惰性的形成。此外，现有的学习工厂通常由模拟环境的技术专家设计，侧重学习工厂对真实工厂场景的复制和映射，而在学习者能力培养效率和有效性方面有所欠缺。面对传统工程教育实践教学的不足，德国教育界提出，要加强学习工厂在教学层面的设计，进一步完善学习工厂在教学分析、评估和验证等方面的整体设计与安排;无论是学习工厂的教学媒介和手段，还是课程设计和技术应用，都必须致力于面向行业发展需求能力的有效开发[5]。 为了培养学习者面向工业4.0需求的核心能力，德国高校通过和产业界合作，构建了一种面向工业4.0需求的“精益学习工厂”，这种新型学习工厂将价值链管理贯穿于整个学习过程，通过“学习工厂”“教学模块”和“学习情境”3个层面的系统设计与整合，实现了以能力为导向的教学过程与生产过程的深度互嵌。德国工业4.0“精益学习工厂”模式是以能力为导向的一整套
什么是“工业4.0”？ --摘自《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》 工业4.0 工业4.0（Industrie 4.0）是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，并已上升为国家战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。工业4.0简介 “工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。 德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，弗劳恩霍夫协会将在其下属6－7个生产领域的研究所引入工业4.0概念，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控制系统。 工业4.0内涵 “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。在这种模式中，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。 德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念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。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统（Cyber-Physical System)[2]相结合的手段，将制造业向智能化转型。 “工业4.0”项目主要分为两大主题，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。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。 工业4.0目标 德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一，在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发，以及对复杂工业过程的管理。德国拥有强大的设备和车间制造工业，在世界信息技术领域拥有很高的能力水平，在嵌入式系统和自动化工程方面也有很专业的技术，这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。通过工业4.0战略的实施，将使德国成为新一代工业生产技术（即信息物理系统）的供应国和主导市场，会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。 发表时间：2014/5/26 佚名来源：互联网 关键字：工业4.0德国制造业