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工业4.0的智能制造核心:中国制造向“中国智造”的转变
更新时间:2016-02-24 浏览数:

  一、工业4.0

 

  工业4.0是德国的政府提出的一个高科技的战略计划。该项目是由德国的联邦教育局及研究部和联邦经济技术部的联合资助,投资预计达到2亿欧元。旨在提升制造业智能化的水平,建立一个具有适应性、资源效率以及人因工程学的智慧工厂,在商业的流程及价值的流程中整合客户及商业伙伴。其技术的基础是网络的实体系统及物联网。

 

  德国的工业四代即4.0,则是指利用物联信息系统即CPS(Cyber-PhysicalSystem)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速的,有效的,个人化的产品的供应。

 

  工业4.0已经进入了中德合作的新时代,中德双方签署的《中德合作行动纲要》之中,有关工业4.0合作的内容一共有4条,第一条就明确的提出了工业生产的数字化就是"工业4.0"对于未来中德经济的发展具有重大的意义。双方认为,两国的政府应为企业参与该进程提供政策的支持。

 


  二、智能制造

  智能制造源自于人工智能研究。一般情况下认为智能是知识和智力的总和,前者则是智能的基础,后者则是指获取及运用知识求解的能力。智能制造应当包含智能制造的技术和智能制造的系统,智能制造系统不但能够在实践中不断的对知识库进行充实,具有自学习的功能,而且还有搜集与理解环境的信息和自身的信息,并能够进行分析判断和规划自身行为的能力。

 

  智能制造是一种由智能的机器和人类的专家共同组成的人机一体化的智能系统,它在制造的过程中能进行智能的活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等等。通过人与智能机器的一起合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类的专家在制造的过程中的脑力的劳动。它把制造自动化的概念进行了更新,扩展到了柔性化、智能化和高度的集成化。

 

  三、工业4.0的智能制造的核心:中国制造向“中国智造”的转变

 

  工业4.0的目标则是智能制造,延伸智能到具体的工厂方面,就是智能工厂了。在智能工厂,第一个则是机器生产机器,或者说是自己生产自己。第二个就是无人工厂,或者说是黑灯工厂,或百分百的全智能工厂,人与智能机器的并存。智能工厂则是现代工厂发展的新阶段,是在数字化的基础上,利用物联网技术和设备的监控技术,加强了信息和服务。智能工厂具有三大特征:第一个特征是信息基础设施的高度互联,包括生产的设备、机器人、操作的人员、物料和成品;第二是制造过程的数据具备实时性,生产的数据具有平稳的节拍及到达流,数据的存储和处理也具有实时性;第三是可以利用存储的数据从事数据的挖掘及分析,有自学习的功能,还可以改善不优化的制造工艺的过程。智能工厂的发展趋势是从柔性化到敏捷化再到智能化最后到信息化。

 

  商业的模式对制造业来说至关的重要。在工业4.0的时代,未来制造业的商业的模式则是以解决顾客的问题为主。所以说,未来制造的企业将不仅仅是进行硬件的销售,还要通过提供售后的服务和其他后续的服务,来获取更多的附加的价值,这就是软性的制造。而带有“信息”功能的系统将成为硬件产品的新的核心,意味着个性化的需求、批量的定制制造将会成为潮流。制造业的企业家们要在制造的过程中尽可能多地增加产品的附加价值,拓展些更多、更丰富的服务,提出一些更好、更完善的方案,满足消费者们个性化的需求,沿着“软性制造+个性化定制”的道路发展。如此,我国的制造业企业才能跟上全球工业革命的步伐,由“中国制造”真正转型成为“中国智造”。

 

  改革开放以来,中国已经发展成为了工业大国,中国的制造业在全球供应链中更是占据着重要的地位。到了2010年,中国的制造业的规模已经超过了美国,跃居世界第一。随着快速崛起的新兴的经济体以更为低廉的成本的优势加入了竞争,我国部分以代工为主的生产企业将面临着巨大的生存的压力。2014年以来,东南沿海地区的部分加工制造的企业倒闭,由此可能会引发其他地区的制造企业的关门倒闭的连锁反应。与此同时,很多发达的国家正在反思“制造业空心化”的问题,积极的推进新的制造业的发展战略,这些因素都对中国的制造业形成了高压的态势,中国的制造业正面临着国内外的“双重挤压”的局面。因此,中国制造的转型升级已经势在必行了。

 

  如果按照德国的工业4.0的标准来划分,我国的工业主体还处在“补2.0的课,普及3.0,同时正在朝着4.0发展”的这个阶段。而大部分的发达国家都已经发展到了工业3.0的阶段。从一个工业的大国向一个工业的强国转变的过程,实质就是推进工业的现代化的过程,而我国的工业强国的战略的核心任务就是推进我国的工业现代化的进程。在工业化后期的阶段同样重视制造业,并更加的重视“质”和“强”。依靠大量的消耗物质资源的传统方式已难以为继了,只有转变工业的发展方式,方能适应新一阶段的经济发展的需要。在普及工业3.0的同时,要用工业4.0的理念改造传统的产业,发展新产业新业态。2015年以来,国务院则先后发布了《中国制造2025》《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等一系列的顶层设计的文件,这为我国的传统工业转型升级、寻求一些新的动能做好了铺垫。

 

  “智能制造”被认为是未来工业的转型的核心。我国的制造业转型升级的方向是制造业的信息化,具体来说就是数字化和智能化的方向。智能制造的发展方向不仅意味着智能化的程度的提升,还应该更加符合消费者的需求。在过去,制造业都是大批量的、低成本的,未来的智能制造可以协调解决消费者的低成本的、高质量的、个性化的需求。或许,随着当前的劳动力成本的急剧的上升以及新的技术革命和产业革命的推动,加上产业的结构的转型升级,机器人将为“智能制造”增添心得动力。目前,中国机器人的产业正在迅速的发展,工业机器人的设计技术已基本成熟了,先驱企业已经走上自主的发展之路,服务机器人的产业也在孕育中。