工业4.0大决战,德国、美国、中国这样对决!
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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。
德美中对工业4.0的战略选择工业4.0,德国绝地反击的利器!在德国人的愿景中,工业4.0是一种高度自动化、高度信息化、高度网络化的生产状态,工厂内人、机、料自主协同,自组织、高效运转,工厂外,通过端对端集成、横向集成,实现了价值链的共享、协作,效率、成本、质量、个性化都得到了质的飞跃。
我们了解了四次工业革命的划分及主要特点,下面我们继续分析德国工业4.0战略。
扬长补短,德国完全有能力绝地反击虽然处境很困难,但德国也并非没有机会。
中国俗话说的好,危机危机,危险中孕育着机遇。
其实,德国还是很有机会的,完全可以通过扬长补短,把自己的优势铸就利器,一招制敌,从而带领德国制造业突出重围,取得最终的胜利。
下面从三个方面看看德国制订工业4.0战略的基础。
1、先天优势可继续发挥1)发挥技术优势,CPS系统成为战略主线众所周知,德国具有雄厚的工业基础与全球领先的制造业,如机床、汽车等行业,占据绝对的领先优势,另外在嵌入式计算机技术、工业软件等,均处于全球领导者的位置,这是德国实施第四次工业革命的技术基础。
通过将嵌入式计算机技术、工业软件、自动化设备等这些德国的优势技术攥成拳头,形成以CPS为代表的工业4.0战略核心,引领全球制造业发展,并将带领德国所向披靡、天下无敌。
CPS是赛博物理系统(Cyber-Physical System)的缩写,这是工业4.0的核心。
很多人将CPS翻译成信息物理系统,是不恰当的。
CPS是一个综合计算、网络和物理实体的多维复杂系统,通过3C(Computing、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,通过人机交互接口实现和物理进程的交互,使赛博空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。
CPS 系统包含了将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程,使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能,从中可以看出,赛博远非信息二字能代替的。
第四次工业革命——“工业4.0”随着制造业再次成为全球经济稳定发展的驱动力,世界各主要工业国家都加快了工业发展的步伐:从美国的“制造业复兴”计划到德国的“工业4.0”战略,再到中国的“十二五”发展规划,制造业正逐步成为各国经济发展的重中之重,引领未来制造业的方向也成为制造业强国竞争的一个战略制高点。
两个多世纪以前,蒸汽机的发明带来的第一次工业革命开启了农业社会向工业社会的转变。
20世纪初期,随着电力的应用、劳动分工和大规模生产的出现,拉开了第二次工业革命的大幕。
20世纪70年代后,随着自动化技术的出现,开创了第三次工业革命。
前三次工业革命源于生产的机械化、电气化和信息化改造。
当前,随着信息物理系统(Cyber-physical System,简称CPS)在制造业中的推广应用,正在引发第四次工业革命。
“工业4.0”概念就是以数字制造为核心的第四次工业革命,工业革命的历史如图1所示。
“工业4.0”首先是由德国工程院、西门子公司等产学界领袖联合提出的,被德国政府确定为《高技术战略2020》十大未来项目之一,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出,并于2013年9月在上海工博会上推介给中国市场。
该战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同,西门子公司也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中。
提高生产力、缩短产品上市时间、采取更灵活的生产模式以及提高资源和能源利用效率,是全球工业面临的挑战,也是“工业4.0”提出的未来制造业的目标。
为了实现这种先进的生产模式,需要融合现实生产和虚拟生产的技术,基于大数据、互联网、人,通过数字化工程、数字化制造等各种信息技术实现柔性制造,经济高效地满足客户个性化的定制需求。
未来工厂的智能化程度将很高,这种智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现,这些装置将被嵌入几乎所有的设备、半成品和材料以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。
四、面对工业4.0中国应该怎么干?2008年的金融危机后,各国反思传统的发展道路和发展模式,工业4.0、产业互联网等新概念应运而生,体现了发达国家对未来制造业走向和战略布局的认识。
中国关于信息技术与经济社会转型早在十多年前就进行了战略布局。
党的十六大提出信息化带动工业化、工业化促进信息化,十七大提出推进信息化和工业化融合,十八大进一步提出推动两化深度融合战略。
研究分析发达国家的发展战略,根本出发点还在于如何把自己的事办好。
德国工业4.0战略给了我们很多启示,很多地方值得我们认真学习,我们要结合中国的实践,坚定不移地实施两化深度融合战略。
(一)凝聚行业共识:把智能制造作为两化融合的主攻方向智能制造是两化深度融合、德国工业4.0、美国产业互联网概念背后的最大公约数。
苗圩部长曾指出,两化深度融合应当成为建设制造强国的制高点,要把智能制造作为两化融合的主攻方向。
我们理解,智能制造是利用智能制造系统(CPS),依托于传感器、工业软件、网络通信系统、新型人机交互方式,实现人、设备、产品等制造要素和资源的相互识别、实时联通、有效交流,促进制造业研发、生产、管理、服务与互联网紧密结合,推动生产方式的定制化、柔性化、绿色化、网络化,从而不断充实、提升、再造制造业全球竞争新优势。
可以从五个方面认识和理解智能制造,即产品的智能化、装备的智能化、生产的智能化、管理的智能化和服务的智能化。
一是产品的智能化。
即是把传感器、处理器、存储器、通信模块、传输系统融入到各种产品中,使得产品具备动态存储、感知和通信能力,实现产品的可追溯、可识别、可定位。
有人说,90后是互联网的“原住民”,60后、70后是互联网的“移民”,还有分部同志是互联网的“边民”,被边缘化了。
我想说,对于“物”也是一样的。
计算机、智能手机、智能电视、智能机器人、智能穿戴是物联网的“原住民”,这些产品诞生的时候就是一个网络终端;传统的空调、冰箱、汽车、机床、风机等是物联网的“移民”,这些产品正排着队连接到网络世界。
工业4.0时代的竞争战略目前“工业4.0”很热,但我们不应该只盯着它的技术,还需要在生产经营等各个方面下足功夫。
德国在2013年提出工业4.0概念,是对工业1.0(创造了机器工厂的“蒸汽时代”)、工业2.0(将人类带入分工明确、大批量生产的流水线模式和“电气时代”)、工业3.0(应用电子信息技术,进一步提高生产自动化水平)的延伸和创新。
“工业4.0”开始应用信息物理融合系统(CPS,Cyber-Physical Systems),以数字化工厂(Digital Factory)和智能制造(Smart Manutacturing)为重点进行工业技术领域新一代关键技术的研发和创新,使生产成本大幅下降、生产效率大幅提高,促进产品功能多样性、个性化和产品性能大幅提升。
从经济学视角来看,工业4.0时代的竞争本质体现为定价权的获取。
美国哈尔佛大学商业历史学教授钱德勒,曾著书《规模与范围》。
他通过研究欧洲以及美国的工业企业近一百年的历史,使用大量的产业及企事业统计数证明,规模与范围才能帮助企业形成真正的竞争优势,其他类型的竞争优势来源,一般不容易形成持续的市场领导地位,也不能为企业带来市场的定价权。
德国工业产业在二次世界大战之前是非常强大的,统计数据显示,当时德国不少工业产业占据全球领先地位,但在第二次世界大战之后,美国通过各种方式把一些产业转到自己国家,随后信息工业迅速发展,德国、日本都想尝试进入这块领域,但并没有成功。
由此可见,所有国家以及企业,都在追求垄断优势,因为有垄断优势可以帮助企业获得市场定价权。
一个国家的垄断优势体现在产业在全球有竞争力,从全球制造业数据对比来看,中国制造业利润水平(实质为市场定价权)普遍还比较抵。
利润水平较低的原因在于,一方面制造来的信息化水平不是很高,另一方面产业链的整合也不够。
但中国制造企业同样可以以工业4.0所描绘的前景为目标,分阶段系统地来推进自己的工业4.0战略。
首先是企业对竞争战略的选择。
中国企业别急着学德国工业4.0!一个德国“工业4.0”概念,在中国市场上又掀起了一股学习德国企业的热潮。
相对而言,尽管中国企业对这个概念的认知迟了两年,但其在中国市场的反响,似乎超过德国本土企业。
早在2010年7月,德国政府在《高技术战略2020》中确定,“工业4.0”是十大未来项目之一,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。
显然,德国政府把科技上升到未来的战略高度,用意是在“工业4.0”时代引领全球。
德国“工业4.0”在中国掀起的热潮,首先是因为中德经济进入前所未有的融合时代,其次是中国向德国企业学习的决心和力度不断加大。
那么,面对德企在国际市场上的巨大成功和中国企业走出国门的诉求,中国企业要向德国企业学什么?质量至上不追求短利益在笔者看来,“工业4.0”固然是一个标秆,但中国企业不应急于在概念上学习,而应该静下心来把德国企业最传统的东西学会,这比盲目学习“工业4.0”更重要。
否则,中国企业仍然只是学到皮毛,而无法学到德国企业的内核,无法探析德国企业可持续发展的DNA。
例如:德国企业文化中总是把质量放在至高的地位,对质量精益求精。
正因为德国企业对最高质量的追求,造就了德国制造在全球消费者心目中质量第一的品牌形象。
不追求短期利益,避免伤害组织利益,这是德国企业显著的特点之一。
德国与中国的合资企业里,德国员工总是奇怪中国同事在碰到问题时选择容易的解决方法,但这样一来,可能会给其他部门以后造成更大的问题。
德国员工的解决方法是,会有一个熟思深虑的过程,其间也会和其他部门共同寻找最佳方案。
这个寻求解决方案的过程不求最快,但求最好。
这对于中国员工来说太费事也太费时,但中国员工的求快导致追求短期利益和不顾及整体组织利益。
向对手学习而不是诋毁用开放的态度去不断向竞争者学习,这是德国企业和中国企业的又一不同之处。
尽管彼此之间有竞争,但不会恶意诋毁甚至破坏游戏规则,而是彼此都要遵循游戏规则。
比如:宝马、奥迪、奔驰和保时捷之间的君子协定,在新产品上市之前,会相互测试并且可以拆卸,以便彼此学习。
中国如何应对“工业4.0”的挑战作者:暂无来源:《计算机世界》 2016年第14期德国“工业4.0”战略公诸于世之后,正遭受着转型之痛的中国工业企业,似乎看到了一个崭新的未来:原来制造业也可以玩智能、玩个性化,甚至还可以玩出更多的花样。
因为德国人已经开始这么玩了。
德国的产业界宣称,人类的工业史先后经历了以蒸汽机驱动为特征的第一次工业革命、以电力驱动为特征的第二次工业革命,以及以电子和IT技术实现自动化为特征的第三次工业革命,目前,正进入基于信息物理融合为特征的第四次工业革命,即“工业4.0”。
在“工业4.0”时代,制造业从研发、生产、销售都将建立在一张共同的“网”上,这张网能将人与人、人与机器、机器与机器、企业与企业连在一起。
网上的各个主体能够协同对话,这种协同,不仅能够大幅提升工作效率、节省资源成本,且能第一时间获取用户信息,最大程度迎合当前个性化膨胀的社会潮流,满足多样化的需求。
不仅德国开始推动新一轮工业革命,其他西方制造业劲旅在这轮工业革命的大潮中也不甘落后。
金融危机后上台的奥巴马政府竭力寻找引领美国经济走出困境的突破口,最终把目光聚焦到“再工业化”。
日本则把机器人作为经济增长战略的重要支柱,希望通过发掘机器人的可能性实现日本经济的增长。
除此之外,印度这样的新兴国家也希望凭借IT大国的优势,提升制造业,实现“数字印度”的战略梦想。
美德日等发达国家的工业革命信号给中国制造业敲响了警钟。
发达国家“再工业化”与“工业4.0”,向我们展现了不同于传统流水线、集中化机器大生产的全新生产方式,生产要素、组织模式乃至市场供给与需求都将出现重大变化。
这给正在努力向“工业3.0”追赶进军的中国,带来了严峻的挑战。
这些挑战在于:一方面,发达国家可能将通过“再工业化”再次占领制高点,后发国家的产业赶超可能面临来自发达国家的全方位抑制;另一方面,工业4.0对制造业提出了更高的标准,中国制造业如果选择“跨越式”地迅速跟上,以现有水平来看难度较大。
同是“工业4.0”,看看美国和德国怎么玩
郎咸平
【期刊名称】《《IT时代周刊》》
【年(卷),期】2015(000)009
【摘要】德国汉堡经济促进局国际部总监马兴汉,近期在中国几个城市间奔波,他直言"工业4.0"概念在中国的火热程度超出想象,甚至比在德国还火热。
目前中美德三国都在推动"工业4.0",虽然方向大体相当,可是根基却存在着很大不同,这有可能导致将来的不同结局。
2008年年底金融海啸在美国爆发,之后奥巴马当选总统,当时美国制造业中小企业人数占了60%左右,新增2/3的员工都是中小型制造业所吸收的,奥巴马政府的提出"五板斧政策",先解救这些中小企业。
第一步贷款,奥巴马在2009年上任,
【总页数】1页(P64-64)
【作者】郎咸平
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.德国工业4.0技术和中国制造2025完美结合--德国工业4.0技术无线数据传输与控制系统 [J], ;
2.德国工业4.0握手中国制造2025“德国‘工业4.0’战略解读”活动在京举办[J], ;
3.问道德国工业
4.0-访德国工业4.0项目组专家 [J], 朱辉杰;
4.德国工业4.0的前瞻技术和创新——记2017年8月参观培训德国工业4.0 [J], 张学琴
5.德国工业4.0握手中国制造2025“德国‘工业4.0’战略解读”活动在京举办[J], 杨启森; 朱辉杰
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为什么德国和日本对工业4.0 不“狂热”德国为保持在制造业的领先地位,在2013年提出工业4.0概念。
有意思的是,我国制造业界和投资界对工业4.0的热情程度超过了德国人。
近一年来,国内几乎每天都有工业4.0相关主题的演讲、论坛和沙龙,业内业外都在热烈讨论工业4.0。
按其热度,似乎工业4.0马上要落地,真实的工业4.0到底距离我们还有多远?2015年4月,IHS公司带了一个制造业和投资考察团参观了汉诺威展会,拜访了德国的一些代表性的企业,如机器人公司KUKA、金属3D打印公司EOS、宝马汽车,以及一些新兴的无人机企业。
欧洲之行后又参加日本的Tech Frontier(一年一度的日本电子、机械零配件及材料博览会)展会,并拜访了日本产综研AIST、机器人协会、日立、三菱和野村等企业和研究机构。
这些企业和组织都是实现工业4.0的主体机构。
通过感观见闻对比发现,德国和日本这两个制造强国对工业4.0的态度,有诸多相似之处,我们对工业4.0的认识也更为清晰了,不能一提工业4.0就是C2B(消费者到企业)或者C2M(顾客对工厂)。
笔者将此以随笔的形式记录下来。
数字工厂和人机是亮点西门子的战略很清晰,在汉诺威展会上的标语就是On the way to Industrie 4.0-Driving the Digital Enterprise工业4.0就是要实现自动化、数字化和网络化。
话虽如此,但德国人首要的突破口是数字化工厂,为什么不是自动化和网络化呢?德国企业在生产自动化上已经达到很高水平,同样的,日本企业的精益生产方面也有很高水平,但两相比较,德国并不占太大优势。
德国企业要想获得领先,必须有新突破,而网络化涉及的产业链企业太多,整合难度较大,需要很长时间。
所以目前的。
工业4.0,德国做给中国看的一场戏工业4 0来真的还是噱头?当然是真的!然而,它又是一场戏,一场德国做给中国看的戏。
相信很多人会有这么个误解:工业4.0一旦来临,以德国为首的欧洲制造业会走向复兴,欧洲国家会抢走全球绝大部分的制造订单,中国近30年的制造业基础将全面解体……然而,果真会这样吗?要回答这个问题,首先得解释工业4.0究竟是什么。
其实,关于工业4.0概念,这方面的解释也已经很多了,我们没必要从德国国家战略到汉诺威工业展再一路介绍个遍,但是,可以为大家提炼工业4.O的几个核心。
第一,工业4 0的最终模式是一个全价值链集成整合的业态可以分为企业间横向集成、价值链过程的端到端集成,企业内部纵向集成三个部分。
但现阶段和此后一段时间,德国人谈的工业4 0还主要停留在“企业内部纵向集成”。
第二,工业4.O在生产制造、流通供应、产品交付的整个价值链条中引入了两个新的元素,一是互联网,二是大数据。
第三工业4.0将互联网延伸到厂房和车间,打破了工厂在工业时代的信息孤岛和信息热岛效应。
从而,让工厂数据流与因特网的数据流进行交换,这里面当然带来了极大的安全性危险,却由此激活了工业、制造业的想象力。
第四,工业4 0将数据作为一种工业元素加入到生产当中,并让其成为最具创造性的生产力。
这些可资利用的数据,部分来自因特网数据流的接入;另一部分则是工厂在日积月累的生产过程中所积淀的庞大的生产数据这些以往被尘封的数据将在工业4 0的生产模式下实现价值最大化。
第五,工业4.O是一场有关智能制造的革命,但并非一场效率革命。
它可实现柔性化制造在保证私人订制的前提下,最大化实现材料使用、人力成本的集约但它不会比目前的工厂更有效率。
所以,工业4 0在本质上是为配合人类对于更高生活质量的需求而进行一场革命,它改变了人类的生活方式,改变了人们对工业品和其它商品的理解它让产品不再是统一而冰冷的物件,重新塑造了价值链上的多重合作关系,并将生产的重心由工厂转移到用户端让“最终的人”参与到生产过程当中去――他们向工厂输入自己对产品的要求,以及创造力。
工业革命之争—德国工业4.0与美国CPS战略对比互联网与信息技术的高速发展正迅速影响着整个世界。
人们发现,生活中的几乎每一个领域都受到互联网的影响,呈现新的业态与发展形势。
尤其是在消费领域,网络消费模式重新定义了人们的购买方式,也推进了消费理念与偏好的升级。
个性化消费需求的倾向正越来越明显。
如今,大规模大批量标准化生产模式正越来越难以满足消费者的个性化需要,于是新工业革命的到来顺理成章。
制造模式变革:“工业4.0”与CPS的核心战略“工业4.0”是2011年德国提出的新概念。
在经过两年的发酵后已经在德国本土、欧洲其他地区、美国乃至全球引发了热烈的讨论。
“工业4.0”与CPS的核心战略究竟是什么?1.互联网技术与制造设备融合战略2011年,在汉诺威工业博览会开幕式致辞中,德国人工智能研究中心负责人和执行总裁Wolfgang Wahlster教授首次提出“工业4.0”这一词。
2013年,德国成立了“工业4.0”工作组,并于同年4月在汉诺威工业博览会上发布了最终报告《保障德国制造业的未来:关于实施“工业4.0”战略的建议》。
这份报告认为“工业4.0”的核心就是下一代工业革命是信息物联网和服务互联网与制造业的融合创新。
报告指出,“工业4.0”会将智能技术和网络投入到工业应用中,从而进一步巩固德国作为生产地以及制造设备供应国和IT业务解决方案供应国的领先地位。
美国于2005年末2006年初曾对信息物联网和服务互联网与制造业的融合做出综合性的概括,称之为虚拟网络——实体物理系统(Cyber-Phsysical System,CPS)。
美国与德国面对制造业未来虽然提出的概念不同,但“工业4.0”与CPS本质上是异曲同工的。
2.战略核心:制造智能化“工业4.0”与CPS想实现的是通过物联网、信息通讯技术与大数据分析,把不同设备通过数据交互连接到一起,让工厂内部,甚至工厂之间都能成为一个整体,在自动化之上,形成制造的智能化。
中国、美国、德国:三个“工业4.0”有何不同作者:暂无来源:《领导文萃》 2016年第20期综合过去一年,席卷全球产业界热度最高的词汇当属“工业4.0”。
围绕这一概念,各经济大国已经展开激烈较量。
“工业4.0”最早由德国提出,通过信息技术与工业相融合以提升工业水平的国家产业战略,正在深刻影响今后的全球工业产业布局。
德国将之称作“工业4.0”,美国定义为工业互联网,中国或沿用德国的定义,或称“互联工厂”。
德国的“工业4.0”规划德国提出并实施“工业4.0”战略,是其应对最新技术发展、全球产业转移,以及自身劳动力结构变化的国家级战略。
由默克尔政府发起并在世界范围内推广的“工业4.0”,希望重塑德国在工业领域的全球龙头地位,并解决老龄化等问题的积极应对战略。
在这一高度下,德国的“工业4.0”规划,侧重借助信息产业将原有的先进工业模式智能化和虚拟化,重视智能工厂和智慧生产,并把制定和推广新的行业标准,放在发展的首要位置即德国“工业4.0”的产业集成。
以在其规划中占据重要地位的智能工厂战略为例,其设计中,人、机器和资源将会如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作。
生产出来的智能产品能够理解自己被制造的细节以及将如何使用,并积极协助生产过程。
这种设计集中体现了德国的变革思路:将信息技术引入其有着传统技术优势的“刚性”工厂,通过大数据和虚拟化等工具增强其产品的柔性,也就是生产过程适应变化的能力和定制化的程度,达到以信息技术的“器”为其制造业所用的目标,并将此模式标准化,加以推广。
美国的工业互联网规划近年来,虽然美国依旧在航空航天、芯片制造等先进制造业领域占据全球领先地位,但其制造业内部空心化的局面,和在全球市场份额中的丢失已经很难通过简单的政策调整或商业方式加以扭转。
同时,美国同样面临类似的人口结构问题,和国际消费者对产品定制化多样化的要求也从内外部促使美国利用其在信息产业方面的优势对制造业加以改造。
美国于2012年启动“先进制造业国家战略计划”,被称为“再工业化”的思路得到全面阐释。
工业机器人:德国工业4.0对飚美国工业互联网的战略重点对于工业机器人的总数占世界前三位的美国和德国来说,机器人是他们发展经济的“先进伙伴”。
2008年金融危机以来,全球经济复苏乏力,欧美各国纷纷回归制造业。
在这一股浪潮中,发展工业机器人已经成为美国重振制造业和德国实现传统产业转型升级的战略途径之一。
“我究竟是什么?”在讲述2035年机器人(300024)与人类关系的电影《智能叛变》(I,Robot)中,被警察抓捕的机器人Sonny一脸茫然地问道。
Sonny的疑问也是现实世界中人类所思考和研究的议题之一。
当上世纪60年代初期美国正式推出第一台外形具备人类轮廓的工业用机器人时,机器人的定位更多是“机器”。
不过,随着人工智能在近十多年来的迅猛发展,机器人已经逐渐成为现代社会中不可或缺的社会成员。
对于工业机器人的总数占世界前三位的美国和德国来说,机器人是他们发展经济的“先进伙伴”。
2008年金融危机以来,全球经济复苏乏力,欧美各国纷纷回归制造业。
在这一股浪潮中,发展工业机器人已经成为美国重振制造业和德国实现传统产业转型升级的战略途径之一。
对于着力推进产业升级以及布局未来产业的中国来说,美国与德国的经验值得借鉴。
德国:以“有形的手”引导“无形的手”正当中国还在摸索机器人发展之模式时,大洋彼岸的德国已经开始进入“工业4.0计划”,以工业机器人推动生产制造向灵活化和个性化方向转型。
2012年,德国推行了以“智能工厂”为重心的“工业4.0计划”注:在德国,工业革命被认定划分为四个阶段:分别是18世纪末开始的机械化、始于1913年的流水线生产、始于1974年的自动化以及2012年开始推行的智能工厂)。
依此计划,通过智能人机交互传感器,人类可借助物联网对下一代工业机器人进行远程管理。
这种机器人还将具备生产间隙的“网络唤醒模式”,以解决使用中的高能耗问题,促进制造业的绿色升级。
务实和严谨是德国人天然的DNA,因此在发展工业机器人时他们也始终奉行技术应用和社会需求相结合的原则。
2024年浅谈德国“工业4.0”及其中国化随着科技的飞速发展,全球的工业生产方式正面临着一场前所未有的革命性变革。
其中,德国的“工业4.0”概念引领着这场变革的潮流,而中国作为世界上最大的制造业国家,也在积极探索和实践工业4.0的理念。
本文将对德国“工业4.0”进行简要介绍,并探讨其在中国的发展和应用。
一、德国“工业4.0”概述德国“工业4.0”是一个基于物联网、大数据、云计算等先进技术的制造理念,旨在实现生产过程的数字化、网络化、智能化。
它代表了第四次工业革命,继蒸汽机时代、电气化时代和信息化时代之后,人类进入了智能化时代。
这一概念最早在2011年由德国学术界和产业界提出,2013年在汉诺威工业博览会上正式推出,迅速成为德国的又一标志性名片。
1.1 定义与特征工业4.0的核心在于通过物联网技术实现设备之间的互联互通,利用大数据分析和云计算进行实时数据处理和智能决策,从而实现生产过程的高度灵活性和个性化。
这种生产模式突破了传统制造业的局限,将生产、供应、销售等各环节紧密连接,形成一个高度智能化的生产网络。
1.2 关键技术支撑工业4.0的实现离不开一系列关键技术的支撑,包括物联网、人工智能、大数据分析、云计算、增强现实等。
这些技术相互融合,为工厂数字化提供了全方位支持。
物联网技术使得设备之间能够实现信息的实时传输和交换;人工智能技术能够对大量数据进行分析和处理,为决策提供依据;大数据和云计算则提供了强大的数据处理和存储能力。
二、中国化工业4.0的发展与实践中国作为世界上最大的制造业国家,对工业4.0的发展充满期待。
近年来,中国政府也提出了“中国制造2025”战略,旨在推动制造业向智能化、绿色化、服务化方向转型。
德国“工业4.0”的成功实践为中国提供了有益的借鉴。
2.1 政策推动中国政府高度重视工业4.0的发展,制定了一系列政策措施,包括税收优惠、资金扶持、人才培养等,以推动制造业的转型升级。
同时,中国还加强了与德国等国家的合作,共同推动工业4.0在全球范围内的发展。
“互联网+制造”就是工业4.0。
“工业4.0”是德国推出的概念,美国叫“工业互联网”,我国叫“中国制造2025”,这三者本质内容是一致的,都指向一个核心,就是智能制造。
1:德中美三国不同的“工业4.0”德国:德国“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。
[3]自2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出以来,工业4.0迅速成为德国的另一个标签,并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。
德国“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)相结合的手段,将制造业向智能化转型。
[5]“工业4.0”项目主要分为三大主题: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;三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,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。
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.处于相对落后的阶段,从全球供应链中仍处于低端市场,与德国制造业总体差距很大。
战略目标德国的工业4.0 主要的战略目标是帮助公司提高竞争力,提高生产率并开发新市场。
而中国的制造2025 的战略目标是促使中国的可持续性发展。
抢占未来世界的制高点中国制造2025(工业4.0)在“大众创业、万众创新”大环境下,想必大家对“工业4.0”及“中国制造2025”等概念都耳熟能详;先来了解下德国工业4.0的定义德国的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。
旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。
其技术基础是网络实体系统及物联网。
---百度百科随着现实科技的不断发展,我国大力倡导并不断推进的”中国制造2025”早已不再只是句口号。
如果读者有参加前一段时间在全国范围内举办的“双创周”活动,深圳总会场所展现的工业机器人(包括专用于维修SMT的机器人)等等所表现出来的创造力已然越发清晰的表明,国内外科技企业已围绕着工业4.你追我逐的展开了激烈的科技竞赛,而且现有的阶段性成果已经表明,工业4.0正一步一步朝我们走来,(以下就我国实现工业4.0目标的方式、方法展开讨论;由于笔者水平有限,权当抛砖引玉,欢迎大家来【科眸网】展开讨论;)水木然的文章清晰的阐明了工业4.0的目标、条件及在未来世界中的战略地位的重要性;具体实施方式,本文尝试解决上述三个问题:第一:满足这种定制化生产的机器设备很重要工业4.0的将涉及到各行各业,其持续的推进及实现,将会需要研发、制造大量满足智能化生产的设备;1.1 大型协作研发系统很多研发项目需要进行大规模的协作,包含:研究院、大专院校、企业、个人等等,另外协作过程中往往会涉及到的包括以电子、机械、软件为核心技术以及专属行业知识等;这就迫切需要一个建立在安全、可靠、高效、公平的大型协作研发系统来满足智能化生产设备的研发需求;1.2、教育及人才人才是科技发展的关键基础,大规模的产业升级所带来的大量研发任务自然对人才的需求巨大,但目前的教育体制下培养出来的人才与现实人才需求之间的巨大差异,如不尽可能快的改善,将会影响“中国制造2025”的推进速度;1.3、知识产权业界公认:中国经济的三大毒瘤:抄袭者定价、低价者胜出、吹牛者烧钱。
深刻剖析德国工业4.0战略对中国电商和劳动密集制造业的双重瓦解过去三十年,中国经济得益于劳动力红利,在制造业发展上畅通无阻。
在过去十年,中国互联网经济的一个特殊现象是电商的异军突起。
而德国提出工业4.0的原本战略意图正是对抗以美国为首的互联网经济,防守中国劳动密集制造业。
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。
一、德国工业4.0的本质与目标是什么?工业4.0在德国被认为是第四次工业革命,是德国政府2011年11月公布的《高技术战略2020》中的一项战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,保持德国的国际竞争力。
2013年4月,德国机械及制造商协会、德国信息技术、通讯与新媒体协会、德国电子电气制造商协会合作设立了“工业4.0平台”,并向德国政府提交了平台工作组的最终报告——《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》。
报告提出,德国向工业4.0转变需要采取双重策略,即德国要成为智能制造技术的主要供应商和CPS(信息物理系统)技术及产品的领先市场。
报告还展望了德国工业4.0战略的发展前景。
1、本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”工业4.0,其实就是实现“智能工厂”。
第一次工业革命始于18世纪后半期由蒸汽机实现工厂的机械化;第二次工业革命始于19世纪后半期用电力来实现大规模化批量生产;第三次工业革命始于20世纪后半期通过电气和信息技术实现制造业的自动化。
工业 4.0将在前三次工业革命的基础上进一步进化,基于信息物理系统(CyberPhysical System)实现新的制造方式。
信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界,将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。
工业4.0大决战,德国、美国、中国这样对决!
当“工业4.0”上升成为德国的民族战略、由总理默克尔亲自代言,并把这一概念迅速风靡全球时,中国工信部正在狠狠推动“中国制造2025”,总理李克强也担任起了“中国制造2025”的超级推销员,五次出访累计带回了近1400亿美元大单。
与此同时,美国的科技业正在一旁虎视眈眈,准备随时一网打尽……
这是一场德国人挑起的“科技竞赛”,历史真是让人敬畏,两次世界大战均发源于德国,均来自于生产力的进步!当然,谁都不敢居心叵测的称第三次世界大战要爆发,那是唯恐天下不乱。
但是,这“工业4.0”绝对是人类历史上最精彩的“大战”,只因为以下三点:
1、它不会轻易动武
2、它需要一边合作一边竞争
3、它所有的成果都将服务于人类
这也是人类的第四次科技革命。
大到世界格局,小到人们生活,都将被彻底颠
覆!
先说大的,工业4.0将产生一个什么样的世界格局呢?按照目前发展形势,如果说未来世界是一个“人体”,那么美国是大脑,德国是心脏,中国就是四肢。
这里有两
层意思:
第一层意思:世界加速一体化,以后谁也离不开谁
第二层意思:未来的竞争不再是谁灭掉了谁,而是谁必须从属于谁
为什么这样说呢?
这就需要先来弄懂“未来工厂”的流程。
在未来,比如当你需要一辆汽车,你只需要打开APP,输入你的定制化要求,信息就会发送给工厂,工厂将你表达的产品种种
特性转化成数据,然后通过计算来安排物料的配送,零件的打磨、以及机器的组装。
最重要的是:这条流水线上每个元件都是按照你的意志生产的,它有自己的身份信息,机器也会解读这些信息,如果不符合马上就调整,然后自动装配。
当然,这一过程中“人”是不参与其中的。
于是,可以这样概括:工业1.0实现了“大规模生产”(蒸汽机的发明),工业2.0实现了“电气化生产”(电力的广泛应用),工业3.0实现了“自动化生产”(产品的标准化),而工业4.0实现了“定制化生产”,并且定制周期简短,生产方便快捷。
在未来,你的香水是按照你的性格来调制的,你吃的药是按照你的基因去配方的……这就满足了当今人们对于多元化、个体化产品的追求!应该说这是一种世界潮流。
正是因为生产的定制化和多元化,“工业4.0”将产生海量数据,以德国安贝格工厂为例,其生产线上的在线监测节点超过1000个,每天采集数据逾5000万个。
那么,问题来了,“未来工厂”的核心竞争力是什么?
第一:满足这种定制化生产的机器设备很重要
第二:能够使这种机器具备自我完善的系统更重要
第三:谁能监测并追踪这些数据,然后归纳和分析,谁就掌握了世界脉搏。
看明白了吗?工业4.0的所有问题,都可以归结到以上三个问题。
现在的问题是:谁都想抢占这条“未来产业链”的最高端。
这些海量数据终究是归属于机器、软件、
或是终端用户?这将是决定未来世界格局的关键问题。
德国工业4.0战略
为什么德国的工业4.0的焦点呢?不仅因为它是工业4.0的发源地,而且它可上可下,上可反抗占美国信息技术对本国制造业的入侵,下可压制中国制造业的低成本竞争!
德国希望阻止信息技术对制造业的支配地位。
一旦制造业各个环节都被云计算接管,那么美国就是最大的赢家。
德国电信副总裁莱昂贝格尔称,假如汽车制造商不能掌握
这些核心数据,那么谷歌就会成为赢家,云端平台和云包社区将使工厂沦为信息的附庸。
因此,为了避免被美国阻截性超车,德国正在全力以赴。
德国将工业4.0纳入《高技术战略2020》中,工业4.0正式成为一项国家战略,而且正计划制订推进工业4.0
的相关法律,把工业4.0从一项产业政策上升为国家法律。
德国工业4.0在很短的时
间内得到了来自党派、政府、企业、协会、院所的广泛认同,并取得一致共识。
这个共识就是:德国要用“信息物理系统”使生产设备获得智能,使工厂成为一个实现自律分散型系统的“智能工厂”。
那时,云计算不过是制造业中的一个使用对象,不会成为掌控生产制造的中枢所在!
美国工业4.0的挑战!
首先,美国是工业3.0时代的集大成者,工业3.0是信息技术革命,美国在这方面遥遥领先全球。
而不仅是德国,乃至整和欧洲都丧失了全球信息通信产业发展的机遇。
比如在信息产业最活跃的互联网领域,全球市值最大20个互联网企业中没有欧洲企业,欧洲的互联网市场基本被美国企业垄断,德国副部理兼经济和能源部长加布里尔曾说,德国企业的数据由美国硅谷的四大科技把持,这正是他所担心的。
工业3.0时期,全球信息产业蓬勃发展,但欧洲企业节节败退。
当前,美国的互联网以及ICT巨头与传统制造业领导厂商携手,GE、思科、IBM、AT&T英特尔等80
多家企业成立了工业互联网联盟,正重新定义制造业的未来,并在技术、标准、产业
化等方面做出一系列前瞻性布局,工业互联网与成为美国先进制造伙伴计划的重要任
务之一。
欧洲及德国对新兴产业创新能力及对未来发展前景表现出了一种深深的忧虑。
中国工业4.0的机遇
今年6月24日,德国机械协会(VDMA)主席在日本说,德国和日本携手应用中国制造业的挑战,德国《世界报》网站也报道称“中国机械制造业严重威胁德国!
德国对付中国制造业的法宝,则是用柔性生产带来的成本优势,碾压中国的人力成本优势。
说到这里,我们得先好好剖析下自己,工业4.0时代中国的优势是什么?
有人认为中国的人才是优势:中国科技人力和研发人员总数分别居世界第一位和第二位,并且每年还有大约700万大学毕业生。
而中国一名工程师每年的综合成本(3万美元),仅为美国(30万美元)的十分之一,猛一看这真是“物美价廉”啊!但水木然认为,中国所谓的“人才”是用自己的尺子衡量的人才,这些所谓的人才在创新和主动方面,差太远了。
还有人为中国优势是它有全球最大的需求市场,这实在说不过去,在全球一体化的今天,所有的需求都是大家共享的!
如果要论及中国在工业4.0方面的优势,水木然来告诉你:
第一:根据美国《纽约时报》的调查:中国工业拥有世界最完整的供应链条。
中国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类(39个工业大类、191个中类、525个小类)的国家,形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系。
小到螺丝钉等基础零件,大至通讯、航天、高铁,这样就可以随时就地取材,整装待发。
第二:中国政府强大的组织能力也是不可忽视的一个独特优势。
从《装备制造业调整和振兴规划》到《“十二五”工业转型升级规划》《智能制造装备产业“十二五”发展规划》,以及编制中的《中国制造强国2025规划纲要》,中国政府相关的规划出台的越来越紧密!
另外地方政府也已在发力,各地对于相关新兴产业给予扶持,虽然我坚持认为这绝大部分都是为了圈钱和拉动GDP!
工业4.0,中国最缺的是什么?是对科技的信仰、对创新的冲动!
绝大部分中国人的思想还停留在“小商小贩”阶段,在这个以钱多钱少来论英雄的年代。
有钱的想办法继续捞钱,没钱的整日疲于奔命,你要跟他谈创新和科技,他肯定说你就是个傻X。
中国人目的很单纯,活着就是为了赚钱,哪里火就去哪里,什么热门就干什么,时下最流行的“互联网思维”,实际上就是用免费拉人气、用刷单挤上位,用低价抢市场、用爆款搏利润,还丝毫看不到工业4.0的影子。
有人说:工业4.0消灭淘宝只需要10年”,我看哪里需要十年,最多三年!工业4.0将重构消费关系和购物链,从而摧毁重建商业结构!我不仅在反思:中国人,我们真的准备好了吗?
未来战争
但是如果你懂历史,就会发现第一次世界大战的内在原因就是工业1.0大革命,那时资本主义国家生产力得到解放,开始大规模生产。
但是本国的生产原料又不足,只能去其他国家掠夺原料,就产生了资本主义国家瓜分世界的狂潮,然后分赃不均导致了世界大战!
而德国,既是两次世界大战的挑起者,也是两次世界大战的惨败者。
显然这次不会刚拿到工业4.0大门钥匙,就以挑选者的姿态站立出来,但是谁都不敢小看德国的野心。
如果非要提到“未来战争”。
以后不再谁能打败谁的问题,而是如果你没有能力,你连发动战争的机会都没有!因为你就是一个从属者而已。
这个世界从来都是只垂询强者、踩踏弱者。
如果你不信,就再去翻一翻中国的近代史。
当然,和平和发展才是主流,未来的法则是在协作中谋竞争,在给予中谋回报,这是一种更为微妙的斗争关系:德国已是中国在西方最亲密的伙伴,在第三轮中德政府
磋商下,中德合作行动纲已面向全球发布,双方都对美国信息技术的两面性抱有疑虑。
和美国硅谷的公开戒备态度不同,德国仍然看重中国的商业机会和中国政府的合作态度。
但私下里,德国人仍然把专利群攥出水来……
更何况,微妙面临不仅只有德国和美国,还有日本和印度等等……难道在这个发展的大好时机,他们就没有打着自己的如意算盘吗?所以,“入则无法家拂士,出则无
敌国外患者,国恒亡”,这是恒古不变的道理。
一个民族只有具备了忧患意识,懂得
居安思危,才能长治久安!
与各位同胞共勉!。